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1.1第一代移動通信技術(1G)
主要采用的是模擬技術和頻分多址(FDMA)技術。由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途溫游,只能是一種區域性的移動通信系統。第一代移動通信有多種制式,我國主要采用的是TACS。第一代移動通信有很多不足之處,比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業務、不能提供自動溫游等。
1.2第二代移動通信技術(2G)
主要采用的是數字的時分多址(TDMA)技術和碼分多址(CDMA)技術。主要業務是語音,其主特性是提供數字化的話音業務及低速數據業務。它克服了模擬移動通信系統的弱點,話音質量、保密性能得到大的提高,并可進行省內、省際自動漫游。第二代移動通信替代第一代移動通信系統完成模擬技術向數字技術的轉變,但由于第二代采用不同的制式,移動通信標準不統一,用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內進行漫游,因而無法進行全球漫游,由于第二代數字移動通信系統帶寬有限,限制了數據業務的應用,也無法實現高速率的業務如移動的多媒體業務。
1.3第三代移動通信技術(3G)
與從前以模擬技術為代表的第一代和目前正在使用的第二代移動通信技術相比,3G將有更寬的帶寬,其傳輸速度最低為384K,最高為2M,帶寬可達5MHz以上。不僅能傳輸話音,還能傳輸數據,從而提供快捷、方便的無線應用,如無線接入Internet。能夠實現高速數據傳輸和寬帶多媒體服務是第三代移動通信的另個主要特點。第三代移動通信網絡能將高速移動接入和基于互聯網協議的服務結合起來,提高無線頻率利用效率。提供包括衛星在內的全球覆蓋并實現有線和無線以及不同無線網絡之間業務的無縫連接。滿足多媒體業務的要求,從而為用戶提供更經濟、內容更豐富的無線通信服務。但第三代移動通信仍是基于地面、標準不的區域性通信系統。雖然第三代移動通信可以比現有傳輸率快上千倍,但是未來仍無法滿足多媒體的通信需求。第四代移動通信系統的提供便是希望能滿足提供更大的頻寬需求,滿足第三代移動通信尚不能達到的在覆蓋、質量、造價上支持的高速數據和高分辨率多媒體服務的需要。
2第四代移動通信及其性能
第四代移動通信系統可稱為廣帶(Broadband)接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mb/s的數據傳輸能力,數據率超過UMTS,是支持高速數據率(2~20Mb/s)連接的理想模式,上網速度從2Mb/s提高到100Mb/s,具有不同速率間的自動切換能力。第四代移動通信系統是多功能集成的寬帶移動通信系統,在業務上、功能上、頻帶上都與第三代系統不同,將在不同的固定和無線平臺及跨越不同頻帶的網絡運行中提供無線服務,比第三代移動通信更接近于個人通信。第四代移動通信技術可將上網速度提高到超過第三代移動技術50倍,可實現三維圖像高質量傳輸。4G移動通信技術的信息傳輸級數要比3G移動通信技術的信息傳輸級數高一個等級。對無線頻率的使用效率比第二代和第三代系統都高得多,且抗信號衰落性能更好,其最大的傳輸速度將是目前“i-mode”服務的10000倍。除了高速信息傳輸技術外,它還包括高速移動無線信息存取系統、移動平臺技術、安全密碼技術以及終端間通信技術等,具有極高的安全性,4G終端還可用作諸如定位、告警等。4G手機系統下行鏈路速度為100mbps,上行鏈路速度為30mbps。其基站天線可以發送更窄的無線電波波束,在用戶行動時也可進行跟蹤,可處理數量更多的通話。第四代移動電話不僅音質清晰,而且能進行高清晰度的圖像傳輸,用途將十分廣泛。在容量方面,可在FDMA、TDMA、CDMA的基礎上引入空分多址(SDMA),容量達到3G的5~10倍。另外,可以在任何地址寬帶接入互聯網,包含衛星通信,能提供信息通信之外的定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網、移動廣帶系統和互操作的廣播網絡(基于地面和衛星系統)。其廣帶無線局域網(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容,實現廣帶多媒體通信,形成綜合廣帶通信網(IBCN),通過IP進行通話。能全速移動用戶能提供150Mb/s的高質量的影像服務,實現三維圖像的高質量傳輸,無線用戶之間可以進行三維虛擬現實通信。能自適應資源分配,處理變化的業務流、信道條件不同的環境,有很強的自組織性和靈活性。能根據網絡的動態和自動變化的信道條件,使低碼率與高碼率的用戶能夠共存,綜合固定移動廣播網絡或其他的一些規則,實現對這些功能體積分布的控制。支持交互式多媒體業務,如視頻會議、無線因特網等,提供更廣泛的服務和應用。4G系統可以自動管理、動態改變自己的結構以滿足系統變化和發展的要求。用戶將使用各種各樣的移動設備接入到4G系統中,各種不同的接入系統結合成一個公共的平臺,它們互相補充、互相協作以滿足不同的業務的要求,移動網絡服務趨于多樣化,最終將演變為社會上多行業、多部門、多系統與人們溝通的橋梁。
34G系統網絡結構及其關鍵技術
4G移動系統網絡結構可分為三層:物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。物理網絡層提供接入和路由選擇功能,它們由無線和核心網的結合格式完成。中間環境層的功能有QoS映射、地址變換和完全性管理等。物理網絡層與中間環境層及其應用環境之間的接口是開放的,它使發展和提供新的應用及服務變得更為容易,提供無縫高數據率的無線服務,并運行于多個頻帶。這一服務能自適應多個無線標準及多模終端能力,跨越多個運營者和服務,提供大范圍服務。第四代移動通信系統的關鍵技術包括信道傳輸;抗干擾性強的高速
接入技術、調制和信息傳輸技術;高性能、小型化和低成本的自適應陣列智能天線;大容量、低成本的無線接口和光接口;系統管理資源;軟件無線電、網絡結構協議等。第四代移動通信系統主要是以正交頻分復用(OFDM)為技術核心。OFDM技術的特點是網絡結構高度可擴展,具有良好的抗噪聲性能和抗多信道干擾能力,可以提供比目前無線數據技術質量更高(速率高、時延小)的服務和更好的性能價格比,能為4G無線網提供更好的方案。例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等,都將采用OFDM技術。4G移動通信對加速增長的廣帶無線連接的要求提供技術上的回應,對跨越公眾的和專用的、室內和室外的多種無線系統和網絡保證提供無縫的服務。通過對最適合的可用網絡提供用戶所需求的最佳服務,能應付基于因特網通信所期望的增長,增添新的頻段,使頻譜資源大擴展,提供不同類型的通信接口,運用路由技術為主的網絡架構,以傅利葉變換來發展硬件架構實現第四代網絡架構。移動通信將向數據化,高速化、寬帶化、頻段更高化方向發展,移動數據、移動IP將成為未來移動網的主流業務。
4第四代移動通信面臨的問題
要使第四代移動通信系統能投入實際應用,就需要對現有的移動通信基礎設施進行更新改造,首先需要解決無線系統中的移動性管理和核心網的移動IP技術等問題,當然還有4G的標準問題。網絡層移動性是4G移動性管理的關鍵,移動性通常涉及到在不同網段間漫游的移動用戶,數據鏈路層的移動性支持通常限制在同類網絡之間。移動IP代表了一種簡單而且可以升級的全球移動性方案。但是,對于第四代移動通信系統而言,它缺乏實時位置管理和快速無縫切換機制的支持。要解決這些問題,必須采用新的網絡結構和管理路由優化方案,需要采用高效的發送和切換協議,這些協議必須能很好地解決數據丟失和延遲的問題。另外,移動IP環境下的QoS所使用的綜合業務/RSVP技術(IntSev/RSVP)和區別型業務技術(DifServ)也需解決。在4G系統中,要開發新的頻譜資源,提供頻譜利用率并選擇合適的傳輸技術,如多載波傳輸方式以及自適應均衡等技術來對抗頻率選擇性衰。利用RAKE接收、跳頻以及Turbo碼等技術來增強系統的性能,提高信干比;提高檢測可用的資源以及信號質量、動態分配頻率資源和信號發射功率、增加移動通信系統容量、降低信號發射功率;提高通信的覆蓋范圍,并支持多媒體通信、無線接入寬帶固定網以及在不同系統之間的漫游等。
5世界關注第四代移動通信
目前世界發送國家都正在積極進行4G技術規格的研究制定,以期在全球4G規格制定中享有發言權。4G的各項運行標準將由國際電信聯盟(ITU)電信標準局決定。新一代無線通信技術在美國及日本等發達國家已經進入密集的研發和市場化階段。新的研究包括網絡結構、用戶切換和漫游等移動環境下的系統實現方案,從而實現用戶的大范圍移動,這種技術路線是當前國際上設計第四代移動通信系統的主要思路。阿爾卡特、愛立信、諾基亞和西門子已共同建立了旨在推動4G技術開發的世界無線研究論壇。
美國AT&T公司已在實驗室中研究第四代移動通信技術,其研究目的是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問因特網的速率,這項技術約需五年才能。AT&T已推出了4GAccess網絡,它能配合目前的EDGE技術進行上傳,并利用寬帶OFDM技術進行下載。目前AT&T的4GAccess網絡升級分為兩個階段,第一階段是移動電話基地臺的軟件構建,第二階段則估計在兩年后進行智能型天線的硬件構建。北電網絡則努力使IP的4G網絡傳輸速度達到20Mbps,因此必須進行SoftwareRadio、寬帶接收器、新型功率放大器等相關行動技術的開發。
世界上最大的電信基礎設施提供商瑞典愛立信公司已開始進行第四代移動通信標準的研究,并著手研制第四代移動通信系統。預計在2011年正式投入運營,2012年奧運會就可應用。愛立信已研究出的“4G眼鏡”2011年也將進入市場。愛立信計劃在目前所有通信網絡都以IP技術為基礎時開始建設第二階段的第三代移動通信網,第三代移動網的互聯網連接速度最高可達每秒2兆,比目前快200倍。而第四代技術的傳輸速度最高可達每秒100兆。愛立信與美國加利福尼亞大學合作開發4G技術,加利福尼亞大學已經正式成立了加州通信和信息技術學會,并由該大學的圣迭戈分校和歐文分校合作管理。目前該學會已經得到愛立信公司1200萬美元的投資,加州通信和信息技術學會將在4G技術、先進天線系統、新一代移動因特網、電力放大器技術和無線訪問網絡等領域內進行深入研究。美國惠普與日本NTTDoCoMo已聯手開發4G通信技術和產品,開發的4G多媒體體系結構有望向移動用戶提供高性能多媒體流內容,使媒體流數據能夠更好地傳輸到移動電話和其它手持設備上,該體系結構的基礎技術研究有望到2003年完成。
日本的DoCoMo移動通信公司也已在日本進行第四代移動通信的研究,力圖成為第四代移動通信領頭羊。DoCoMo計劃在2006年推出第四代移動通信系統,在2010年左右首度推出4G業務,并意圖使它成為全球的標準。日本政府決定從2002年財政預算中撥款12億日元,支持速度更快、功能更齊備的“第四代移動通信系統”的研究與開發,使它成為全球的標準。日本政府與主要的移動通信業企業已為超高速移動通信技術擬定了基礎計劃,這項4G移動通信技術將于2005年成形。為了能夠搶占未來移動電話技術的先機,日本郵電部已向日本電氣通信技術審議會提交制定第四代(4G)移動電話規格的提案。日本電氣通信技術審議會負責審核4G技術的相關規格,決定其使用頻率、系統技術、開發日程等。日本已完成了繼第三代移動通信系統“IMT-2000”之后的第四代移動通信系統標準提案,該提案將4G的實用期定在2010年。4G將速率提高到了100Mbit/秒,對4G的目標是2010年之前達到實用化水平。日本電氣通信技術審議會估計,2001~2010年日本3G市場規模將達到42兆日元,僅2010年的營收就將達到9300億日元,而4G移動電話的市場潛力更遠勝于3G。日本和韓國在IMT-2000之后的第四代移動通信領域也進行合作,兩國將共同建立因特網網絡、例行兩國之間的有線無線通訊結合環境,并進行超高速衛星通信實驗。
韓國政府將斥資1350億韓元,用于4G通信系統的開發。這些資金將主要用于高速信息包傳輸技術、固定無線通訊設備以及移動軟件開發和下一代網絡工藝上。為推進4G移動通信服務系統研發進程,政府成立一個科研開發小組,專門負責該項目的實施。韓國政府已與移動通信設備公司及服務公司合資成立了下一代移動通信技術開發協會,著手進行4G等未來移動通信服務技術的開始研究。下一代移動通信技術開發協會還將聚集產、學、研的通訊專家,成立未來移動通信規劃委員會,負責推動4G規劃、3G服務及系統改進、針對無線網絡專用通訊的TDD(TimeDivisionDuplex)方案設計和高速數據通訊(HightDataRate)等領域的研究。三星電子的SE
RI研究中心也開始進行4G移動通信技術的開發工作。
6發展我國的第四代移動通信
摘要:縱觀全球迅猛發展的高科技, 電信業必將成為21 世紀世界經濟的火車頭,通信技術正發生著百年未遇的巨大變化。本文介紹了第三代移動通信技術的發展現狀,最后展望了未來移動通信技術發展的趨勢。
關鍵詞:移動通信;3G;發展;展望
一、引言
伴隨著移動通信市場的快速發展,用戶對更高性能的移動通信系統提出了更高要求,希望享受更為豐富和高速的通信業務。第二代移動通信運營商發展速度趨于緩和而競爭越加激烈,為尋找新的增長點,通過發展數據業務來提高自身的服務質量和業務類型,需要3G的支持。同時由于第二代移動通信無線頻率資源日趨緊張,已不能滿足長期的通信需求發展需要。
二、移動通信的發展歷程
第一代移動通信系統是在20世紀80年代初提出的,它完成于20世紀90年代初。第一代移動通信系統是基于模擬傳輸的,其特點是業務量小、質量差、交全性差、沒有加密和速度低。
第二代移動通信系統(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標準協會在1996 年提出了GSM Phase 2+,目的在于擴展和改進GSM Phase 1及Phase 2中原定的業務和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應用移動網絡增強邏輯),SO(支持最佳路由)、立即計費,GSM 900/1800雙頻段工作等內容,也包含了與全速率完全兼容的增強型話音編解碼技術,使得話音質量得到了質的改進;半速率編解碼器可使GSM系統的容量提高近一倍。在GSM Phase2+ 階段中,采用更密集的頻率復用、多復用、多重復用結構技術,引入智能天線技術、雙頻段等技術,有效地克服了隨著業務量劇增所引發的GSM 系統容量不足的缺陷;自適應語音編碼(AMR)技術的應用,極大提高了系統通話質量;GPRS/EDGE技術的引入,使GSM與計算機通信/Internet有機相結合,數據傳送速率可達115/384kbit/s,從而使GSM 功能得到不斷增強,初步具備了支持多媒體業務的能力。盡管2G技術在發展中不斷得到完善,但隨著用戶規模和網絡規模的不斷擴大,頻率資源己接近枯竭,語音質量不能達到用戶滿意的標準,數據通信速率太低,無法在真正意義上滿足移動多媒體業務的需求。?
三、第三代移動通信系統概述
第三代移動通信系統(3G),也稱IMT2000,是正在全力開發的系統,其最基本的特征是智能信號處理技術,智能信號處理單元將成為基本功能模塊,支持話音和多媒體數據通信,它可以提供前兩代產品不能提供的各種寬帶信息業務,例如高速數據、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時最大為2Mbps,在用戶高速移動時最大支持144Kbps,所占頻帶寬度5MHz 左右。
但是,第三代移動通信系統的通信標準共有WCDMA,CDMA2000和TD-SCDMA三大分支,共同組成一個IMT 2000家庭,成員間存在相互兼容的問題,因此已有的移動通信系統不是真正意義上的個人通信和全球通信;再者,3G的頻譜利用率還比較低,不能充分地利用寶貴的頻譜資源;第三,3G支持的速率還不夠高,如單載波只支持最大2Mbps 的業務,等等。這些不足點遠遠不能適應未來移動通信發展的需要,因此尋求一種既能解決現有問題,又能適應未來移動通信的需求的新技術(即新一代移動信:next generation mobile communication)是必要的。
第三代移動通信技術的基本特點:(1)全球統一頻段,統一標準,全球無縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達到全覆蓋和全移動性,還能提供最高速率達2Mbps的多媒體業務。(4)支持高質量話音、分組多媒體業務和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據不同業務設置不同服務等級的能力。(6)適應多用戶環境,包括室內、室外、快速移動和衛星環境。(7)安全保密性能優良。(8)便于從第二代移動通信向第三代移動通信平滑過渡。(9)可與各種移動通信系統融合,包括蜂窩、無繩電話和衛星移動通信等。(10)終端(手機)結構簡單,便于攜帶,價格較低。?
1.1衛星移動通信在海洋石油的勘探開發
海洋石油的開發具有很大的流動性,廣泛的作業范圍和較強的專業性,這些使海洋石油勘探開發對海上移動通信具有很高的要求。利用傳統的單邊帶無線電話等通信設備不能滿足海洋石油勘探開發事業快速發展的需要,于是,在海洋石油勘探開發中,應用衛星移動通信已經成為一種相當理想的通信方式,衛星移動通信及過去采用的那些單邊帶無線電話和甚高頻無線電話等通信方式為海洋船舶作業的通訊需求提供了多元化選擇。
1.2衛星移動通信在軍事中的應用
由于現代局部戰爭的參戰力量組成不斷變化,作戰范圍規模日益擴大,作戰形式也越來越多樣化,再加上傳統短波軍事通信帶寬小,傳輸信道不穩定,傳統短波軍事通信已經不能應用在現代作戰行動中。當衛星移動通信受到地域條件和天氣情況的影響時,還可以真正地使信息進行實時的傳輸,這就是衛星移動通信在軍事作戰中最大的優勢。與傳統的通信方式相比較,衛星移動通信在通信容量、覆蓋范圍和傳輸質量等方面有更大的優勢。
2應用中出現的問題在應用中出現的問題主要表現在以下四個方面:
(1)衛星移動通信的技術規范標準還不健全不完善,管理還不嚴格不合理。
健全完善技術規范標準,不僅使通信設備的制造、安裝測試和使用更加規范,還使衛星移動通信更加暢通,更加安全。
(2)衛星移動通信系統以市場為導向進行管理和經營,就是為了贏取最大的商業利潤,其實它本身是國際性商業民用通信系統。
銥系統、全球星、ICO、ODYSSEY和APMT等衛星通信系統,依次進入全球衛星移動服務的市場,一場高投入高技術的全面市場競爭隨之展開,先后淘汰了ODYSSEY和APMT,銥系統、全球星和ICO三大系統留下,但是銥系統破產失敗,全球星系統命運未卜。
(3)抗截獲與干擾技術有待于提高。
衛星移動通信應用在軍事中時,因為通信衛星處于空間位置,敵我雙方都能看見衛星,所以衛星通信系統有著一些突出的弱點,通信衛星轉發器極易遭受到電子攻擊是其主要的弱點。具體表現在極易受到敵方強大的電磁波干擾,使通信受到干擾而中斷;有利的條件和機會使敵方極易進行定位截獲。于是,由于軍事通信的迅速發展,軍事專家們一直重視敵我雙方的通信偵察與反偵察,對抗與反對抗和截獲與反截獲技術。在頻率域與功率域方面,由于移動衛星通信系統空間和信號發射作為現用的平臺,因此,在地面信息進入信道傳輸之前,應該大力做好偽信息識別與抗干擾的工作,積極提高硬件和軟件的加密技術,應該改造創新移動終端和關口站。
(4)電磁兼容性和接口技術有待于提高,軟件的可移植性有待于增強。
應該提高系統接口技術(移動衛星通信系統信息終端、國防數據和關口站、便攜式終端間等互聯接口技術),以保證信息能夠進行無縫傳輸,使其與另外的軍事通信方式一體或者互聯。同時,應該改善增強數傳軟件的糾錯功能,以保證在信息化的惡劣戰場中,部隊能夠進行暢通無阻的信息通信。
(5)閉合回路群設置和信道專用設置有待于提高。
部隊在應用衛星移動通信系統進行通信的過程中,應該重視關口站網管軟件的應用,應該對部隊特殊用戶進行合理的設置,進而形成一個閉合回路群,還要在該群中進行合理的信道專用設置,大力做好信道管理和密鑰管理的工作,以避免內部泄密和外界揭秘的現象出現。
3衛星移動通信發展概述
在1976年,世界上的第一個專門提供電報與電話服務的衛星移動通信系統建立,海事衛星移動通信系統(Marist)投入商業運營。在1979年,國際海事衛星組織(INMARSAT)成立,從1982年,國際海事衛星組織連續對7顆衛星進行租用,第一代的INMARSAT衛星通信系統隨之形成,該系統專門用以船只進行全球衛星移動通信服務。由于通信業務量的增加,在1990年至1994年的過程中,對4顆第二代的INMARSAT衛星進行發射。在1992年,澳大利亞開始運用AUSSAT-B衛星進行國內衛星移動通信的服務。美國與加拿大攜手建立北美移動業務衛星通信系統(MAST),用以服務于陸地、海上與空中移動用戶,隨后在1994年與1995年期間,對2顆MAST衛星進行發射。從1990年開始,許多公司連續提出中軌道和低軌道的多星座衛星移動通信系統方案,銥系統、全球星系統和ICO系統就是其中主要的系統。
在1999年,銥系統開始投入商業運營,但是后來由于對該系統進行不合理的經營,導致其破產失敗。同時,在2000年,全球星系統也開始投入商業運營。根據應用環境進行分類,主要分為AMSS(航空衛星移動通信系統)、MMSS(海事衛星移動通信系統)與LMSS(陸地衛星移動通信系統);根據提供的業務類型進行分類,主要分為數據與話音系統;根據軌道類型進行分類,主要分為GEO(對地靜止軌道)與非GEO系統,其中LEO(低軌道)、MEO(中軌道)和HEO(高橢圓軌道)就是非GEO系統。在非GEO系統中,根據業務種類對其進行分類,主要分為小LEO、寬帶LEO與大LEO。把能夠運用LEO衛星提供非實時性業務的系統稱之為小LEO系統,Orbcomm系統就是小LEO;把能夠運用LEO進行寬帶業務的系統稱之為寬帶LEO,Teledesic系統就是寬帶LEO;把能夠進行全球實時性個人通信業務的MEO與LEO衛星移動通信系統全部稱為大LEO系統,Iridium、Globalstar和ICO系統就是大LEO系統。把能夠利用GEO衛星進行寬帶多媒體以及移動業務的系統稱作寬帶GEO系統,Astrolink、Cyberstar和V2stream系統就是寬帶GEO系統。在航空、陸地與海事移動等領域中,Inmarsat系統已經對其進行了AMSS、LMSS與MMSS多種業務的提供。按照不同的技術發展水平、業務要求和使用環境,Inmarsat已經對多種移動站和系統進行了開發研究,都制定了每一種移動站和系統相應的系統規范標準,同時按照此規范標準,對各種移動站進行制造,以保證其在全世界任何地方都能夠運用Inmarsat衛星進行及時通信。截止到1998年1月,在Inmarsat系統中,25000多個標準A站、5000多個標準B站、39000多個標準C站和1500多個航空站已經建立,再加上標準E站、尋呼終端和導航終端類型站,Inmarsat系統的總用戶數已經達到115000多個。除能夠進行全球衛星移動業務的Inmarsat系統,同時還建立了眾多的能夠提供衛星移動業務的國內和區域性衛星移動通信系統。Optus公司獨立經營的MobileSat國內衛星移動通信系統以及美國AMSC公司和加拿大TMI公司攜手共同經營的MSAT北美區域衛星移動通信系統就是其典型的代表。雖然通信GEO衛星的信道條件比較好,同時星體也比較固定,但是其應用在眾多領域中時,還有較多的問題出現。因此,提出并采用了低和中軌道非GEO衛星移動通信系統來進行通信,以保證全球無縫覆蓋的個人通信系統的實現。
4衛星移動通信的發展趨勢
(1)衛星移動通信系統和另外通信系統的結合將越來越緊密。
由低和中軌道星座組成的衛星移動通信系統應該與地面網絡、地面蜂窩系統和靜止軌道衛星通信系統等另外通信系統緊密結合,以使用戶費用降低,保證適合實際的使用需求。
(2)寬帶衛星系統及其發展。
在現代的各種業務中,寬帶業務處于重要的地位,無線通信中的移動,廣播與遠程特性都有助于寬帶衛星系統的發展。因為衛星系統屬于天基系統,同時它的成本很高,與傳統衛星系統成本相比較,發展寬帶衛星系統投入的成本達到其成本的215倍,這些預示著在缺乏地面寬帶系統的市場中,寬帶衛星系統和衛星移動通信系統一樣極其發展。
(3)降低信道的誤碼率技術更高。
相關的專家不斷對信道的誤碼率技術進行研究發展,利用更加先進更加高超的調制糾錯與調制編碼技術降低信道的誤碼率,以保證衛星信道的傳輸質量能夠增加到光纖傳輸信道的水平。在衛星移動通信鏈路中,對TCP/IP協議進行應用時,還存在令人不滿意的問題,但是這些問題并不說明衛星鏈路不能應用TCP/IP,通過實驗可以證明,在衛星鏈路中,應用TCP/IP協議不僅能使衛星網和地面網互連,還能使其與因特網進行互連,實現了天和地之間的互通。
(4)衛星移動通信系統的通信頻段向更加高端擴展。
對低端頻段的應用,呈現過于擁擠的狀態,因此,衛星移動通信系統的通信頻段向更加高端擴展是相當必要的,同時,不斷地對頻率復用技術進行利用和創新,使原有通信頻帶上的潛力得以更深層的發揮。
(5)衛星移動通信系統的優勢不僅表現在現代各種應用對衛星移動通信系統日益漸增的要求上,還表現在能夠支持大量的和大范圍的移動用戶的數據通信方面。
再加上人們對能便攜的衛星通信用戶機和可搬動的小型衛星通信地面站的狀態不完全滿足,因此,建立實現擁有實用價值的衛星全球個人移動通信系統便成為了衛星移動通信發展的新目標。
5結語
關鍵詞:移動通信系統;干擾控制;分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.01.128
0引言
近年來,我國移動通信系統快速發展,給人們的工作、學習和生活帶來了極大的便利。移動通信系統主要采用無線傳輸技術,但是在實際應用中由于CAMA系統和GSM系統都屬于干擾受限系統,無線傳輸很容易受到各種無線電波的影響,嚴重影響移動通信系統的容量和通信質量,因此應高度重視移動通信系統的干擾控制,采取科學合理的干擾控制措施,保障移動通信系統的安全性和穩定性。
1移動通信系統受到的干擾
移動通信系統受到的干擾主要包括互調干擾、鄰頻干擾和同頻干擾,互調干擾是指移動通信信號在非線性移動通信設備元器件上產生的頻率和系統有用信號頻率相近,在移動通信系統運行過程中對正常信號造成干擾,這種互調干擾主要有外部因素互調、接收機互調和發射機互調這三種干擾源[1]。鄰頻干擾是指收信機射頻通帶周圍或者通帶內的信號,經過變頻以后達到中頻通帶,以此對移動通信系統運行造成干擾,鄰頻干擾會影響系統收信機的靈敏度和信噪比,造成收信機信號接受堵塞。同頻干擾是指和有用信號頻率相近但來自其它信號源并且通過相同方法進入中頻帶的干擾,有用信號和同頻干擾信號一起被檢波和放大,一旦兩個信號的載頻不一致,會產生差拍干擾。當前,移動通信系統主要采用小區制結構,為了最大程度地利用系統頻率資源,通過同頻復用的方法,每間隔一段距離,小區內部的移動通信可以實現頻率的重復利用,主要間隔距離達到一定程度,同頻干擾不會影響移動通信系統的正常通信。而由于移動通信系統運行受到外界溫濕度、地形地貌等多種因素的影響,隨著傳播距離的增長電波會出現一些彌散消耗,一旦遇到地物或者地形的遮擋,會形成陰影效應,移動通信信號會通過多條反射路徑達到接收點,在這個過程中移動通信信號的到達時間、相位和幅度都不同,信號之間相互疊加會出現時延擴展和電平衰落。同時,人們往往在不斷的移動中使用移動通信系統,而這會造成多普勒頻移,形成隨機調頻,影響電波傳輸特性,移動通信質量明顯下降。除了上述干擾外,移動通信系統還會受到多址干擾,當移動通信用戶數量比較多時,很容易產生多址干擾,影響移動通信系統的正常通信。
2移動通信系統的干擾控制策略
2.1擴頻技術
在移動通信系統中應用擴頻技術,利用擴頻碼對發送的信息進行擴頻調制,擴寬原始信號的帶寬,再利用一樣的擴頻碼對接受信號進行解擴,還原信息數據。在實際應用中,擴頻技術把發送的信息數據頻譜進行擴展,在信號傳輸過程中計入適當的干擾信號,使信號頻譜進一步展寬,有效降低移動通信系統的干擾信號強度,在移動通信系統中頻譜擴展越寬,可實現越強的抗干擾性能。通過應用擴頻技術,移動通信系統的所有用戶通過碼分系統采用同一載波,所有用戶同時可以進行接收和發送,但是輸入信號之間的干擾影響較大,無法應用傳統調制解調方式進行解決,為了最大程度地降低移動通信用戶之間的干擾,可以使擴頻技術和碼分系統結合起來,使所有用戶的移動信號所占信號帶寬相同。同時,由于擴頻技術的地址碼調制和碼分系統的偽碼調制工作原理是相同的,應用過程中可以采用擴頻調制和地址調制兩種方式,也可以同時進行擴頻調制和地址調制。另外,為了克服移動通信系統的多址干擾,應優化擴碼碼碼型,在TD-SCDMA、WCDMA、3G等系統中同時應用擴頻技術和CDMA技術[2],可以有效消除系統干擾。
2.2跳頻技術
跳頻技術是指在移動通信系統的幾個頻點上進行跳變,發揮干擾源和頻率分集效果,改善移動通信的誤碼特性,由于頻率復用的干擾影響,移動通信系統業務密集區的通信質量較差。一般情況下,基站和移動臺之間的距離和相互故障情況會影響載波電平變化。為了盡可能滿足多用戶的移動通信要求,通過采用跳頻技術,信號干擾會被多用戶所共享,這使得干擾間斷,極大地提高了移動通信系統的運行性能。
2.3數字話音插空技術
數字話音插空技術是指當移動通信系統被撥通時分配信號,沒有話音時,其它用戶可以使用系統信道。在TDMA系統和FDMA系統中對于有話音時分配時隙或者信道頻率難度較大,但是在CDMA系統非常方便,通過在無話音時收回移動通信系統信道,可以有效降低對移動通信用戶的干擾,提高接收端信干比[3]。
2.4間斷傳輸技術
間斷傳輸技術是指在通話過程中傳輸話音編碼,在不同通話使停止發射機工作,結合發射機停發之前的噪聲特性,接收機產生平緩的噪聲。通過大量數據分析,移動通信用戶的平均通話時間低于40分鐘,通過采用間斷傳輸技術,可有效降低移動通信系統的干擾功率和總干擾電平,節省發射機的電能消耗。
2.5多用戶檢測技術
多用戶檢測技術是指利用偽碼多址的統計信號和結構信號,將移動通信號用戶信號看作有用信號,最后進行聯合檢測。這種檢測技術通過相減式干擾對消器和線性檢測法,干擾對消器主要是從濾波器輸入端的匹配信號減去本地移動用戶的多址干擾,不僅可以抵抗多徑干擾和遠近效應,還可以消除多址干擾。線性檢測法主要是利用線性變換來消除移動用戶之間的相關性,確保移動用戶的檢測器信號完整。在CDMA系統中,移動用戶通過接收機進行接收,彼此之間保持相互獨立,但是這樣會造成移動用戶擴頻碼無法正交,在采用多用戶檢測技術時,可以應用迭代法或者矩陣求逆法,消除移動通信用戶之間的干擾,有效提高移動通信系統的容量和抗干擾能力。
3結束語
近年來,我國移動通信系統越來越成熟,應用范圍越來越廣泛,結合移動通信系統的干擾問題,應加強分析和研究,積極運用現代化科學技術,加強移動通信系統的干擾控制,不斷提高移動通信系統的綜合效益。
參考文獻:
[1]高翟.移動通信系統中的干擾控制研究[D].華中科技大學,2012.
[2]薛富國.新一代移動通信系統中干擾與容量分析[D].西安電子科技大學,2014.
關鍵詞:通信企業 資源 協同 規劃
隨著社會經濟的不斷發展和社會交往的日益加劇,通信業在國民經濟中處于基礎性、先導性和戰略性地位,并日益發揮著巨大的作用。在復雜多變的環境下,作為資產密集型企業,電信運營商的企業資源的協調管理水平直接關系到企業效益;企業經營的成敗也越來越依賴于企業所擁有的資源之間的協同運作。以移動通信為例,當前移動通信技術一日千里,市場空前繁榮,業務日趨豐富。但是,在繁榮發展的背后是更加激烈的市場競爭,尤其是國際競爭,這對于移動通信企業來說既是壓力也是動力。處于高速成長中的移動通信企業無疑要更加關注自身資源的協同性,以求得在競爭中處于優勢地位。因此,如何合理的規劃企業資源,最大程度的挖掘資源的使用價值,使各種資源能夠發揮協同效應,產生協同經濟,也正在成為企業經營者關注的焦點。
協同理論在通信企業資源管理中的應用
協同學是20世紀70年代后期由西德理論物理學家H?哈肯提出的,屬于新興的影響最大、普適性最強的橫斷學科之一。從現代系統科學的觀點看,協同是指系統內部各組成要素之間的和諧狀態。對于企業資源的協同性,就是通過合理有效的企業資源管理、規劃工作,使企業資源的無序狀態為有序狀態,綜合發揮企業資源的最大效用。
通信企業的整體資源形成企業的資源系統,當各個組成部分按照最佳匹配原則協同工作時,可以導致企業的業務結構、資源結構的有序演化,從而產生費用的節約,提高了收益。簡而言之,移動通信企業資源協同性是指在移動通信企業的運作中,各種資源的匹配達到了最優,既不存在因資源沖突而發生的消耗現象,并且又可以長時間的維持這種資源使用的有序狀態。
移動通信企業資源概況及開展協同性規劃的優點
移動通信企業資源概況
目前,我國電信網正處在迅速發展的過程中,網絡的類型、網絡提供的業務不斷的增加和更新。組成通信網絡的資源非常復雜,一般的可將移動網絡資源分成:無線網、交換網、智能網、移動數據及多媒體通信網、固定數據及多媒體通信網、傳輸網、信令網、同步網、網管系統、業務運營支撐系統、企業信息化建設、房屋土建等。各種類型的電信網互相配合、互相支持、互相促進,形成了通信發展的新格局。歸納起來,電信網的發展具有以下的特點:網絡的規模變得越來越大;網絡的結構變得越來越復雜,形成一種復合結構;各種提供新業務的網絡發展迅速;在同類型的網絡上存在著由不同廠商提供的多種類型的設備;各種新型網絡設備均能提供網絡管理接口,通過計算機對其進行控制得以方便地運行。
資源規劃的制定依據來源于兩個方面:一方面是影響企業資源配置的外部環境,比如行業發展動向、企業發展戰略、業務與市場發展戰略等;另一方面是影響企業資源配置的內部環境,比如企業現有資源狀況、各類資源的投資效益、各地區資源分布情況等。因此,在進行企業資源規劃管理工作中,在資源規劃的依據的指導下,加強整體的協同性成為日益重要的一種發展趨勢。
移動通信企業資源協同規劃的優點
移動通信企業屬于資產密集型企業,在配置資源方面,發揮協同效應會為各個通信集團內共有資源的重新配置提供巨大的運作空間。集團成員企業之間因在資金、產品、技術等方面具有協同關系,因此在企業集團內部相關聯的企業之間實現共有資源的合理配置是切實可行的。
移動通信行業是典型的具有規模經濟特征的行業,其最終產品或服務依賴于移動運營網絡覆蓋規模。移動通信行業內的企業產品(服務)的最終實現,很多情況下不是單個企業可以完成的。企業間的協同,運營網絡間的協同,歸到最終就是通信資源的協同,將直接決定著企業的服務質量。為此加快移動通信企業資源規劃的協同步伐,將成為移動通信企業的發展方向。
另外,開展企業資源的協同規劃可以實現最大限度降低內部資源的消耗。在移動通信企業中,任何一種資源,都必須在其它資源的配合下,共同發揮效用才能使企業取得預期目標的。因而,適時地提出企業資源的協同性運作,可以增進移動通信企業內部各個資源管理部門以及職能部門之間的合作,合理地使用企業資源。
企業資源協同規劃的方式
各種通信業務經營戰略的運用總是以一定的企業資源結構為基礎,而且在開展各項業務過程中也改變著企業的資源結構。企業資源結構的改善和優化,能夠極大地提高企業運營的效率和效益。通信企業的資源也可分為有形資產和無形資產兩大類。我們可以從資源結構的維度分析,探討企業資源管理實現協同規劃的方式。從資源組成結構來看,企業的資源分析包括:有形資產與無形資產之間的結構;有形資產內部的結構;無形資產內部的結構。
通信企業資源結構的協同規劃可以按照下述三個方面開展:
有形資產與無形資產之間的協同。無形資產不能離開有形資產而單獨發揮作用;同時,有形資產也要在無形資產的協助下才能有效的發揮作用。企業資源結構的協同化,首先是以效益為核心的有形資產和無形資產的配套問題。目前通信企業都在從規模型向效益型轉變,有形資產和無形資產的配套程度越高,就越能提高生產經營效率。反之,如果有形資產和無形資產的配套程度越低,資源浪費就越嚴重。
有形資產的內部協同。對于企業而言,固定資產和流動資產之間,以及固定資產和流動資產各自的構成要素之間,應該既要在質量上相匹配,又要在數量上形成一定的比例。通信業是涉及大規模固定資產的行業,而要實現正常的運營,還必需合適的流動資產來匹配工作。當網絡順利開通,進入正常運營之后,仍然需要從戰略高度進一步優化固定資產與流動資產在質量和數量上的匹配關系,如通過技術革新提高設備生產效率或改進通信服務質量、豐富服務內容;通過提高營銷管理,加快資本周轉,減少流動資金占用或是擴大市場份額,提高資源利用效率。
無形資產的內部協同。在企業所擁有的各類無形資產中,企業品牌信譽資源是最重要的無形資產,一般情況下它直接關系到企業在市場上的競爭地位,發展走向。無形資產的內部協同,是協同企業資源結構的一個非常重要的方面。它為企業在未來的運營中贏得有利的競爭地位、獲取長期超額利潤奠定了基礎。
有形資產與無形資產之間的協同、有形資產的內部協同以及無形資產的內部協同,構成企業資源整體協同運作的能力。這是企業內部資源協同規劃管理的結果,也是直接檢驗資源協同性程度的重要標志。它不僅表現出組織內部資源合作有序,還在企業外部表現出企業完整劃一的形象。
關于加強移動通信企業資源協同規劃的建議
加強各通信集團的宏觀調控,在各個集團內統一規劃,集中管理;加強各個通信集團間的協同合作。我國地域廣闊,通信要實現全程全網,通信企業資源的建設就要涉及到各個省市自治區的各個領域,因此在規劃資源時就應該在統一規劃的基礎上,重點推進、分布實施、分工合作,以避免重復建設而導致資源浪費現象的出現。
加強對資源的開發、利用和管理。通信企業資源的開發要根據社會發展的需要來合理組織。規劃資源的開發要確保相關的資源能及時地轉化為現實的資源,要解決好各地通信資源的共享與歸屬部門間的矛盾。通信資源的利用,要按照社會化和專業化的原則來合理組織資源的分配,確保現有資源能夠得到充分有效的利用。
通信企業經營者有意識地創造資源協同的環境,將大大有助于提升資源的協同效果、并可以降低資源協同工作的成本。企業要加強資源間的協同性,還應找出企業諸資源中對整體協同性影響重大的資源要素,這樣可以在資源的規劃工作中,有的放矢,提高整體的工作效率并挖掘出資源的最大效益。
參考文獻: