第一篇:未來通信的發展前景
從世博會暢想我的專業發展前景
摘要:
中國,2010年上海世界博覽會(Expo 2010),是第41屆世界博覽會。于2010年5月1日至10月31日期間,在中國上海市舉行。上海世博會以“城市,讓生活更美好”(Better City, Better Life)為主題,總投資達450億人民幣,創造了世界博覽會史上最大規模記錄,其中的各項科技都屬于世界的領先水平,比如說:納入國家863科技項目的自動語言翻譯系統,被應用于世博多語言熱線,另外整個世博園區還覆蓋了首個IPV6試商用網絡,IPV6這項技術被應用在世博村的智能系統里,世博村的村民們能借此來遠程遙控智能家居設備,這也是一種物聯網應用。除此之外,還有準4G技術、非接觸式手機支付、全球眼視頻監控安保等新技術都將應用到上海世博會上。這些都是國際以及業內領先的新技術。值得一提的是我們的通信工程技術,它的應用與發展,讓人們可以隨時隨地,隨心所欲的高速下載,通過遠程遙控,人們在外出時間可以放心的“玩轉世博”,視頻對話在世博園里再不是什么稀奇的事情。由此看來,通信工程的發展讓今后的人與人的溝通零距離,讓國與國的溝通零距離,讓世界心與心的溝通零距離。
關鍵字:世博會、暢想、我的專業、發展前景
世博是令我們全中國都很驕傲的一件事情,不論是從我國的經濟或是科技發展情況來說,都算得上是一件令全中國人欣慰的大事,當然,作為中國人的我更是顯得無比的自豪,為我國科學技術以及經濟的快速發展而高興。回首通信工程的發展歷程,讓我們感到欣慰,從
中國的發展實情看來,通信時很有發展情景的一個行業。它將會是21世紀人們的新寵兒!
首先要說的是,3G。即第三代移動通信技術(3rd-generation),是指支持高速數據傳輸的蜂窩移動通訊技術。3G服務能夠同時傳送聲音(通話)及數據信息(電子郵件、即時通信等)。代表特征是提供高速數據業務。相對第一代模擬制式手機(1G)和第二代GSM、CDMA等數字手機(2G),GPRS(2.5G),第三代手機(3G)是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。其區別在于:3G網絡在傳輸聲音和數據的速度上有了很大的提升,它能夠在全球范圍內更好地實現無線漫游,并處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子商務等多種信息服務,同時,也要與二代通信有一定的兼容性。這些服務是建立在,3G無線網絡必須能夠支持不同的數據傳輸速度,也就是說在室內、室外和高速的環境中能夠分別支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的傳輸速度(此數值根據網絡環境會發生變化)。3G是第三代通信網絡,目前國內不支持除GSM和CDMA以外的網絡,GSM設備采用的是頻分多址,而CDMA使用碼分擴頻技術,先進功率和話音激活至少可提供大于3倍GSM網絡容量,我們也將CDMA技術作為3G的主流技術,國際電信聯盟(ITU)確定了CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,三種無線接口標準,我國的CDMA網絡可以平滑過渡到3G網絡。
由于3G網絡的迅速普及,它將帶給我們諸多的便利于享受,它
給人們提供了移動寬帶多媒體業務。通俗易懂的說,就是它帶給人們手機上網和上互聯網是同樣的感受。可以高速的下載電影,視頻,發郵件,處理辦公軟件等等一些我們在2G時代想都不敢想的事情。
那么3G在我國現在是處于一個什么樣的狀況呢? 據了解,2008年4月1日中國移動通信集團在北京、上海、天津、沈陽、廣州、深圳、廈門和秦皇島8個城市,啟動第三代移動通信(3G)“中國標準”TD-SCDMA社會化業務測試和試商用,其號段為157。這標志著我國第三代移動通信(3G)標準TD的商業化應用正式起航。從中國移動公開的資費標準看,普通通話費用TD-SCDMA比2G要便宜又加上,中國移動還推出三款TD語音套餐和數據卡套餐,讓語音資費低于當前G網水平。這一點深入民心,是3G發展的好兆頭。此外各個城市的3G建設也是讓人感到3G的躍躍欲試。其中,有下列主要城市被列入規劃當中:北京 超過2000個站點;上海 超過2000個站點,覆蓋約1153平方公里,今年將增至3000個TD基站; ·廣州 2116個站點(大唐建),覆蓋約1782平方公里,目前廣東已有15000多名TD試驗用戶,計劃年底擴大至12萬;·天津 453個站點;深圳 1000個站點;廈門超過150個站點;秦皇島 300個基站,總容量約45萬戶等,相信將來還會有許多城市加入其中。我們敬請期待。
說完3G的建設預期發展的前景,還有就是不得不提及的CDMA技術。3G網絡主要包含了,CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA技術,其中TD-SCDMA技術是由我國自主研發,3G網絡的建設也是由中國一手創造,我們國家從制造到創造,獲得了巨大的成就,這背后也是通信行
業的發展與應用。不過他們各有各的優點,只是在發展的同時我們還在不斷的將其改進。
3G的三個核心技術,其區別在于,TD-SCDMA(time-division synchronous code division multiple access):采用同步碼分多址技術,智能天線技術,軟件無線技術,聯合檢測技術,接力切換技術和動態信道分配技術。采用TDD雙工模式,載波帶寬為1.6MHz。TDD是一種優越的雙工模式,因為在第三代移動通信中,需要大約400mhz的頻譜資源,在3GHZ以下是很難實現的。而TDD則能使用各種頻率資源,不需要成對的頻率,能節省未來緊張的頻率資源,而且設備成本相對比較低,比FDD系統低20%--50%,特別對上下行不對稱,不同傳輸速率的數據業務來說TDD更能顯示出其優越性。也許這也是它能成為三種標準之一的重要原因。另外,TD-SCDMA獨特的智能天線技術,能大大提高系統的容量,特別對CDMA系統的容量能增加50%,而且降低了基站的發射功率,減少了干擾,TD-SCDMA軟件無線技術能利用軟件修改硬件,在設計、測試方面非常方便,不同系統間的兼容性也易與實現。當然td-scdma也存在一些缺陷,它在技術的成熟性方面比另外兩種技術要欠缺一等。因此,信息產業部也廣納合作伙伴一起完善它。另外它在抗快衰落和終端用戶的移動速度方面也有一定缺陷。
WCDMA(wideband code division multiple access),是一種3G蜂窩網絡。WCDMA使用的部分協議與2G GSM 標準一致。具體說,WCDMA是一種利用碼分多址復用方法寬帶擴頻3G移動通信空中接口。WCDMA
采用直擴(MC)模式,載波帶寬為5mhz,數據傳送可達到每秒2mbit(室內)及384kbps(移動空間D,碼片速率)。它采用MC FDD雙工模式,與GSM網絡有良好的兼容性和互操作性。作為一項新技術,它在技術成熟性方面不及CDMA2000,但其優勢在于GSM的廣泛采用能為其升級帶來方便。因此,將來也一定會駐足與人們的心中。WCDMA采用最新的異步傳輸模式(ATM)微信元傳輸協議,能夠允許在一條線路上傳送更多的語音呼叫,呼叫數由現在的30個提高到300個,在人口密集的地區線路將不在容易堵塞。另外,WCDMA還采用了自適應天線和微小區技術,大大地提高了系統的容量。
CDMA2000(code division multiple access2000):是由美國高通(qualcomm)公司提出。它采用多載波(DS)方式,載波帶寬為1.25MHz。其關鍵技術有,前向快速功率控制技術,前向快速信道尋呼技術,前向鏈路發射分集技術,反向相干解調技術,連續的反向空中接口波形技術,Turbo碼技術,等等。這都為CDMA2000增添了新的面孔,為其打下了堅固的基礎,還有,CDMA2000共分為兩個階段:第一階段將提供每秒144kbit/s的數據傳送率,而當數據速度加快到每秒2mbit/s傳送時,便是第二階段。CDMA2000和WCDMA在原理上沒有本質的區別,都起源于CDMA(IS-95)系統技術。但CDMA2000做到了對CDMA(IS-95)系統的完全兼容,為技術的延續性帶來了明顯的好處:成熟性和可靠性比較有保障,同時也使CDMA2000成為從第二代向第三代移動通信過渡最平滑的選擇。但是cdma2000的多載傳輸方式比起wcdma的直擴模式相比,對頻率資源有極大的浪費,而且它所處的頻段與
imt-2000規定的頻段也產生了矛盾。綜上所述,我們知道,不論是CDAM2000,WCDMA還是TD-SCDMA技術,都是屬于通信行業里不可缺少的技術,正是由于這些技術的不斷發展,人們的通信時代的生活才變得有味道,充滿樂趣。
通信發展的未來不是局限的,未來的4G會以也嶄新的面孔出現在大家的面前,關于4G,它可以和前者的技術兼容,它是在它們的前面不斷的演進與發展而來的。對于4G現在各界人士有不同的看法,有人說4G通信的概念來自其他無線服務的技術,從無線應用協定、全球袖珍型無線服務到3G;有人說4G通信是一個超越2010年以外的研究主題,4G通信是系統中的系統,可利用各種不同的無線技術;但我認為4G通信是系統中的系統,可利用各種不同的無線技術,它是比3G更完美的無線世界,可以有好多讓人難以想象的應用,還有,4G最大的數據傳輸速率超過100Mbit/s,這個速率是目前移動電話數據傳輸速率的1萬倍,也是3G移動電話速率的50倍。4G手機將可以提供高性能的匯流媒體內容,并通過ID應用程序成為個人身份鑒定設備。它也可以接受高分辨率的電影和電視節目,從而成為合并廣播和通信的新基礎設施中的一個紐帶。此外,4G的無線即時連接等某些服務費用將比3G便宜。還有,4G有望集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信,移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。但是,萬變不離其宗,其沒有脫離應動通信的技術,在其基礎上,來不斷提高無線通信的網絡效率和功能。此外,4G通信將是一種超高速無線網絡,一
種不需要電纜的信息超級高速公路,這種新網絡可使電話用戶以無線及三維空間虛擬實境連線,與傳統的通信技術相比,4G通信技術最明顯的優勢在于通話質量及數據通信速度,比前的通信網的質量和費用更低。
其目標是:提高移動裝置無線訪問互聯網的速度--據3G市場分三個階段走的的發展計劃,3G的多媒體服務在10年后將進入第三個發展階段,此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成,全球25%以上人口使用第三代移動通信系統。在發達國家,3G服務的普及率更將超過60%,那么這時就需要有更新一代的系統來進一步提升服務質量。其主要優勢是:通信速度更快 ;網絡頻譜更寬;通信更加靈活;智能性能更高 ;兼容性能更平滑;提供各種增殖服務;實現更高質量的多媒體通信;頻率使用效率更高;通信費用更加便宜;相信今后不斷的發展,4G會深入社會中,甚至會改變人們的生活方式。但是其發展還是有點艱難,存在標準難以統一;技術難以實現;容量受到限制;市場難以消化;設施難以更新;其他相關困難。我也相信,隨著社會的不斷發展,我們就會解決這些問題。
對于世博會,就是采用的4G無線網絡技術。這樣才能滿足國內外的游客的需求。據了解,日本的NTT DoCoMo公司已經表示,4G通信的試驗網絡已經部署在公司的橫須賀研發園內,該網絡集結了試驗基站和移動終端,同時NTT DoCoMo公司還表示,4G通信服務將于2010年推出,網絡的下載速度可以達到100Mbps,上載速度為20Mbps。美國AT&T公司推出的4G通信網絡的試驗,據說可以配合目前的EDGE進行
無線上傳,并通過OFDM技術達到快速下載的目的。國際電信聯盟無線電通信部也已經達成共識,將把移動通信系統同其他系統結合起來,在2010年之前是數據傳輸數率達到100Mbps。同時ITU對外發表聲明說目前第四代移動通信的頻段尚未被討論與制訂,不過原則上將會是以高頻段頻譜為主,另外也將會使用到微波相關的技術與頻段。我們相信,通信工程的發展,將會成為一種主流科技!我也愿努力學習其實在技術,講理論與實踐相結合,為通信的發展獻出微薄之力。
世博會,是世界展示自己國家最前沿科技的一場世界性的展覽會,我們對其要有一種憧憬的心態,我國的輝煌成就,相信世界上的每個人都能看得清清楚!
參考文獻:《移動通信與終端》作者:陶亞雄
《現代通信網概論》作者李偉章
2006年度-2007年度世博論文選(題錄)
第二篇:冷藏車未來發展前景
隨著貨物儲運的種類不斷增多,有些貨物在儲運過程中易受到外界溫度、濕度等條件影響而發生腐爛變質。為了保持易腐貨物的本來品質和使用價值,在運輸途中不發生腐爛變質和數量上的短缺,提高貨物運輸的安全性,減少對環境的污染,實現最佳經濟運輸,就必須將易腐貨物置于其保鮮所需的較低溫度條件下;因此,冷藏運輸對人類生活和社會經濟發展有著巨大的作用。
20世紀80年代以前,我國冷藏保溫運輸業所承運的易腐食品主要局限在以下方面: 外貿系統出口的肉類和少量家禽、水產等冷凍食品; 商業部門為國內大中城市居民配給的冷凍肉類、家禽和水產品,此類食品運輸季節性強,且是分配性運輸; 少數食品加工企業需要的蛋、奶類制品; 農牧漁業需要的動、植物種苗; 醫藥衛生系統需要的疫苗、血漿等。20世紀80年代以后,冷藏運輸業進入了新的發展時期,冷藏保溫車的使用領域不斷拓展,用戶結構有了很大變化。
主要表現為: 一是冷藏保溫車管理從系統部門逐步轉變為企業; 二是冷藏運輸的易腐貨物由過去基本以冷凍食品(冷凍肉類、水產品)為主發展到以新鮮肉類、水果、蔬菜占較大比例,還有乳制品、冷飲、糕點、巧克力、保健食品等; 三是隨著我國城市商業的發展,除了肉類加工廠、冷庫外,大型連鎖超市、大型副食商場、牛奶公司、食品加工廠等也成了冷藏保溫車的主要用戶。
一般情況下,長途運輸以重中型車、半掛車為主,中距離運輸以中輕型車為主,短途運輸以微型車為主。交通部頒布的《2001-2010年道路運輸業發展規劃綱要》提出,要大力發展快速貨運、集裝箱運輸,促進化學危險貨物、大型物件、冷藏保鮮貨物等運輸逐步實現專業化、規模化、現代化。這為冷藏車公路運輸的發展指明了方向。
食品及貨物的運量和周轉量的快速增長,無疑為廂式冷藏、保溫汽車提供了越來越廣闊的市場空間。目前,我國冷藏、保溫汽車市場潛力很大。據有關統計資料,我國現有肉類食品加工廠2500多家,年產肉類食品6000萬噸;速凍食品加工廠2500多家,年產速凍食品超過1000萬噸;冷飲生產企業1500多家,年產量1000多萬噸;除此以外,每年還有5000萬噸的水產品。這些超過億萬噸的食品都需要通過冷藏運輸。據聯合國糧農組織估計,目前世界各國農牧業每年生產的各種食品達30多億噸,其中肉、魚、蛋、奶、水果和蔬菜等易腐食品有10多億噸。這些食品中約有20%因運輸不當而腐爛變質。
相對于一些發達國家,我國易腐食品的消費水平還并不高,但由于保鮮技術落后,而且冷藏運輸率偏低,致使每年有近100萬噸的水果腐爛變質或貶值處理,捕撈的魚類每年也有40萬噸左右爛掉。有關部門估計,我國易腐食品的損耗和浪費每年高達上百億元。另外我國每年約有20%-25%的果品和30%的蔬菜在中轉運輸和存放中腐爛損壞。這一驚人的浪費表明,冷藏運輸在我國存在巨大的發展空間。我國是農牧業生產大國,肉類、水產品和雞蛋等產品的產銷量均居世界首位,分別占世界總產量的25.13%、17.98%和42.85%。
方便靈活的冷藏車在我國冷藏運輸中扮演了越來越重要的角色。有資料顯示,2001-2005年,我國公路冷藏運輸的年運量年均增長7%,公路冷藏運輸的運量占冷藏貨物運輸總量也將從25%增加到30%。與此同時,我國冷藏車的需求量也將大幅增長,中型車將有很大部分被輕、微型和重型車所取代,液氮、二氧化碳、蓄冷板等新型制冷方式的新能源冷藏車會越來越受歡迎。
第三篇:整體廚房未來發展前景
整體廚房未來發展前景
近年來隨著人們生活水平的不斷提高,整體廚房在家庭裝修中的地位越來越重要。不久前出爐的一份權威資料再次點燃了商家們的熱情:“未來3年,中國整體廚房產品的潛在市場規模在260萬套,按每套3萬元來計算,總值將達到780億元,按50%的有效購買率計算,也將達到390億元。”可見整體廚房市場的發展潛力非常巨大。
第一, 廚房家電一體化 未來家庭生活的必然要求, 隨著人民生活水平的提高,家庭生活的重心由客廳轉向了廚房,國外已經出現了客廳廚房融為一體的現象;消費者越來越注重自己的生活品質,廚房中為主婦提供方便的各種電器也越來越多,越來越復雜,要把它們與成都廚房設備中傳統的水、電、氣等相安無事的放置在一起,可不是容易的事情。特別是在中國,廚房先天就存在著各種障礙,如管道、墻垛,而且櫥柜和家電聚集在一起還會產生相互干擾的問題,比如嵌入式冰箱的散熱問題、灶臺的進風問題,這就對櫥柜家電一體提出了很高的技術要求。
第二,如何解決這些問題?這就要求家電企業和櫥柜企業能互相融合,共同推進,在整體廚房的設計、開發階段就把這些問題“設計”解決掉。因此,無論是從整體廚房的發展趨勢看,還是從消費者對整體廚房的需求意向上看,廚房家電一體化,都是未來整體廚房發展的必然要求。
第三,中國強勢品牌 引導整體廚房發展潮流.正是看好了整體廚房的巨大發展潛力,國內生產商紛紛進入此行業。北京通達博鑫整體家居公司就是這樣一家整體廚房生產設計的公司。為用戶找產品,而不是為產品找用戶,根據用戶的需求設計開發適合消費者需求的整體廚房 第四, 洋品牌在中國有點“水土不服”中國整體廚房發展潛力巨大,因此洋品牌對這塊“肥肉”已垂涎已久。但是由于整體廚房行業的特殊性,國外品牌進入中國市場,存在“水土不服”的諸多問題,如:設計得不符合中國人的消費習慣,對中國人的個性、風俗、喜好缺乏了解,再加上售后服務畢竟沒有中國本土企業優勢大,這些都是制約洋品牌發展的瓶頸。第五,調查研究表明,對消費者來說,使用整體廚房產品過程中除了個性化需求的滿足外,完好的售后服務也非常重要。這個服務包括從設計、安裝就開始的完整的售后服務體系,如果電器、櫥柜不是由一家企業統一生產,就很難提供完整的售后服務,那么消費者往往會掉進“間隙”里,極易陷入櫥柜廠家和電器廠家兩不管的境地。通達博鑫整體廚房正是基于這一點考慮,推出了“櫥柜家電一體“的售后服務體系,因此,業內有關專家指出,如果洋品牌不解決這一系列“水土不服”的問題,將很難在中國進行長遠的發展。中國本土的整體廚房事業將越來越好。
第四篇:通信行業發展前景較好
通信行業發展前景較好
前景展望
移動互聯網產業各環節市場將延續快速增長。3G 用戶規模可望達到2.2 億戶,推動電信運營商凈利潤繼續提高;移動智能終端出貨量也將因此繼續快速增長,且智能手機低端產品比例提升、高清攝相和NFC 等更多功能成標配的趨勢將更加明顯;這又將進一步推動移動增值業務、電子商務、廣告、視頻、閱讀、游戲等移動互聯網應用市場的增長,以及使用習慣、商業模式的成熟;進而加速移動數據流量的增長,迫使電信運營商進一步加大/快對WiFi、4G 網絡和無線網絡優化運維的建設。
北斗衛星導航系統則在基本覆蓋中國后,將在 2012 年啟動終端應用市場的大發展。參照國際衛星導航系統建設經驗,終端應用市場發展最先從衛星模擬器和芯片環節開始,行業內上市公司2011 年的業務收入情況已印證該經驗,預計2012 年該兩個環節將有更大增長。
投資策略
在 2012 年二級市場前景仍很不明朗情況下,對通信行業的投資策略,我們認為應該堅持“重質”思路,即選擇“已經有量同時又還有前景”的方向,重點關注1)市場需求量快速增長的移動智能終端及相關元器件領域、2)用戶有巨大需求同時電信運營商逐步投入建設的WiFi 領域、3)已實質受益導航衛星網絡建設發展的北斗二號模擬器和芯片領域,以及4)受益3G 用戶規模加速增長、移動智能終端普及率快速上升的移動視頻、電子商務、廣告和游戲等商業模式相對成熟的移動互聯網應用領域。
推薦個股
在“已經有量同時又還有前景”的方向基礎上,建議選擇“現金流狀況良好且估值低”的品種,推薦:1)攝像/相組件用OLPF、紅外截止濾光片業務穩步增長,同時新業務有望帶來翻番增長的水晶光電;2)北斗二號信號模擬器和終端芯片業務最先受益北斗導航系統投入使用的華力創通。
第五篇:移動通信發展前景畢業論文
移動通信發展前景畢業論文
摘要
21世紀移動通信技術和市場飛速發展,在新技術和市場需求的共同作用下,未來移動通信技術將呈現以下幾大趨勢:網絡業務數據化、分組化,移動互聯網逐步形成;網絡技術數字化、寬帶化;網絡設備智能化、小型化;應用于更高的頻段,有效利用頻率;移動網絡的綜合化、全球化、個人化;各種網絡的融合;高速率、高質量、低費用。這正是第四代(4G)移動通信技術發展的方向和目標。
關鍵詞:第四代移動通信(4G);正交頻分復用;多模式終端
第一章4G移動通信簡介
第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡,具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務,可以在任何地方用寬帶接入互聯網(包括衛星通信和平流層通信),能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外,第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統,是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征:
1.1通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率,因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估,第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s,最高可以達到100Mbit/s。
1.2網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度,通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究,每個4G信道將占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。
第二章 多種業務的完整融合個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體,滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信,移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個
標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全,面向不同用戶要求,更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破,可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
2.1智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高,不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如,4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。
2.2兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。
2.3實現更高質量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等,大量信息透過寬頻的信道傳送出去,為此4G也稱為“多媒體移動通信”。
2.4通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題,讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信,而且4G通信引入了許多尖端通信技術,因此,相對其他技術來說,4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,這樣就能夠有效地降低運營成本。
第三章 4G移動通信的接入系統
4G移動通信接入系統的顯著特點是,智能化多模式終端(multi-modeterminal)基于公共平臺,通過各種接技術,在各種網絡系統(平臺)之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中,各種專門的接入系統都基于一個公共平臺,相互協作,以最優化的方式工作,來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時,網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由,以達到最佳通信效果。目前,4G移動通信的主要接入技術有:無線蜂窩移動通信系統(例如2G、3G);無繩系統(如DECT);短距離連接系統(如藍牙);WLAN系統;固定無線接入系統;衛星系統;平流層通信(STS);廣播電視接入系統(如DAB、DVB-T、CATV)。隨著技術發展和市場需求變化,新的接入技術將不斷出現。
不同類型的接入技術針對不同業務而設計,因此,我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境,對接入技術進行分層。
分配層:主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成,服務范圍覆蓋面積大。
蜂窩層:主要由2G、3G通信系統組成,服務范圍覆蓋面積較大。
熱點小區層:主要由WLAN網絡組成,服務范圍集中在校園、社區、會議中心
等,移動通信能力很有限。
個人網絡層:主要應用于家庭、辦公室等場所,服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限,但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。
固定網絡層:主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。
網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破:為最大限度開發利用有限的頻率資源,在接入系統的物理層,優化調制、信道編碼和信號傳輸技術,提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術,并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能,在接入系統的高層協議方面,研究網絡自我優化和自動重構技術,動態頻譜分配和資源分配技術,網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用;加強軟件無線電技術;優化無線電傳輸技術,如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。
第四章 4G移動通信系統中的關鍵技術
(一)定位技術
定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中,移動終端可能在不同系統(平臺)間進行移動通信。因此,對移動終端的定位和跟蹤,是實現移動終端在不同系統(平臺)間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。
(二)切換技術
切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中,切換技術的適用范圍更為廣泛,并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。
(三)軟件無線電技術
在4G移動通信系統中,軟件將會變得非常繁雜。為此,專家們提議引入軟件無線電技術,將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線,即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端,利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺,在平臺上運行各種軟件系統,以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此,應用軟件無線電技術,一個移動終端,就可以實現在不同系統和平臺之間,暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。
(四)智能天線技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾,增強特殊范圍內想要的信號,這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。
(五)交互干擾抑制和多用戶識別
待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分,它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統,消除不必要的鄰近和共信道用戶的交
互干擾,確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求,還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署,確保業務質量的改善。
(六)新的調制和信號傳輸技術
在高頻段進行高速移動通信,將面臨嚴重的選頻衰落(frequency-selectivefading)。為提高信號性能,研究和發展智能調制和解調技術,來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術(OFDM)、自適應均衡器等。另一方面,采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC(如AQR和Turbo編碼)等技術,來獲取更好的信號能量噪聲比。
4G移動通信系統的關鍵技術:
(1)OFDM正交頻分復用技術
OFDM正交頻分復用技術的基本思想是將高速串行的數據碼流變換成N(通常取偶數)路并行的低速數據流,再將這N路低速數據流分別調制到等頻間隔的一組總數為N的子載波上,并且這組子載波要滿足下交的條件。OFDM技術的優點是可以通地添加循環前綴來減小或消除碼間干擾,對多徑衰落和多普勒頻移不敏感,提高了頻譜利用率,可實現低成本的單波段接收機。OFDM的主要缺點是功率效率不高,對頻偏和相位噪聲比較敏感。
(2)MIMO技術
MIMO(多進多出)是未來移動通信的關鍵技術。MIMO技術主要有兩種表現形式,即空間復用和空時編碼。這兩種形式在WiMAX協議中都得到了應用。WiMAX相關協議還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式。支持MIMO是協議中的一種可選方案,結合自適應天線陣(AAS)和MIMO技術,能顯著提高系統的容量和頻譜利用率,可以大大提高覆蓋范圍并增強應對快衰落的能力,使得在不同環境下能夠獲得最佳的傳播性能
(3)軟件無線電技術
軟件無線電是美國MTLTRE公司于1992年明確提出的,其基本思想是將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統,所有體制和標準的更新,以及不同體制之間的兼營,都可以通過適當的軟件來完成。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器,并盡可能多地用軟件來定義無線功能,各種功能和信號處理都盡可能用軟件實現。其軟件系統包括各類無線信令規則與處理軟件、信號流變換軟件、信源編碼軟件、信道糾錯編碼軟件、調制解調算法軟件等。軟件無線電使得系統具有靈活性和適應性,能夠適應不同的網絡和空中接口。軟件無線電技術能支持采用不同空中接口的多模式手機和基站,能實現各種應用的可變QoS。
(4)智能天線技術
智能天線(SA)原名自適應天線陣列,由多個天線單元組成,每個天線后面接一個加權器,經過加權器處理以后的信號,最后用相加器進行合并。智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能,被認為是未來移動通信的關鍵技術。智能天線應用數字信號處理技術,產生空間定向波束,使天線主波束對準用戶信號到達方向,旁瓣或零陷對準干擾信號到達方向,達到充分利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術既能改善信號質量又能
增加傳輸容量。
(5)調制與編碼技術
4G移動通信系統采用新的調制技術,如多載波正交頻分復用調制技術以及單載波自適應均衡技術等調制方式,以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統采用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發請求(ARQ)技術和分集接收技術等,從而在低Eb/N0條件下保證系統足夠的性能。
(6)高性能的接收機
4G移動通信系統對接收機提出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實現容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理,可以 計算 出,對于3G系統如果信道帶寬為5MHz,數據速率為2Mb/s,所需的SNR為l.2dB;而對于4G系統,要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數據,則所需要的SNR為12dB。可見對于4G系統,由于速率很高,對接收機的性能要求也要高得多。
(7)全IP技術
4G移動通信系統應該是一個全IP的網絡,全IP網絡節約成本,提高可擴展性,靈活性,并使網絡運行更有效率,可支持IPv6,解決IP地址不足并能實現移動IP。同已有的移動網絡相比具有根本性的優點,即:可以實現不同網絡間的無縫互聯。核心網獨立于各種具體的無線接入方案,能提供端到端的IP業務,能同已有的核心網和PSTN兼容。核心網具有開放的結構,能允許各種空中接口接入核心網;同時核心網能把業務、控制和傳輸等分開。采用IP后,所采用的無線接入方式和協議與核心網絡(CN)協議、鏈路層是分離獨立的。IP與多種無線接入協議相兼容,因此在設計核心網絡時具有很大的靈活性,不需要考慮無線接入究竟采用何種方式和協議。(8)多用戶檢測技術
多用戶檢測是WCDMA通信系統中抗干擾的關鍵技術。在實際的CDMA通信系統中,各個用戶信號之間存在一定的相關性,這就是多址干擾存在的根源。由個別用戶產生的多址干擾固然很小,可是隨著用戶數的增加或信號功率的增大,多址干擾就成為WCDMA通信系統的一個主要干擾。傳統的檢測技術完全按照經典直接序列擴頻理論對每個用戶的信號分別進行擴頻碼匹配處理,因而抗多址干擾能力較差;多用戶檢測技術在傳統檢測技術的基礎上,充分利用造成多址干擾的所有用戶信號信息對單個用戶的信號進行檢測,從而具有優良的抗干擾性能,解決了遠近效應問題,降低了系統對功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用鏈路頻譜資源,顯著提高系統容量。隨著多用戶檢測技術的不斷 發展,各種高性能又不是特別復雜的多用戶檢測器算法不斷提出,在4G實際系統中采用多用戶檢測技術將是切實可行的。
(9)切換技術
MDHO(宏分集切換)和F基站S(快速基站切換)。移動臺可以通過當前的服務基站廣播的消息獲得相鄰小區的信息,或者通過請求分配掃描間隔或者是睡眠間隔來對鄰近的基站進行掃描和測距的方式獲得相鄰小區信息,對其評估,尋找潛在的目標小區。切換既可以由終端決策發起也可以由基站決策發起。在進行快速基站切換(F基站S)時,終端只與Anchor基站進行通信;所謂快速是指不用執行HO過程中的步驟就可以完成從一個Anchor基站到另一個Anchor基站的切換。支持F基站S對于終端和基站來說是可選的。進行宏分集切換(MDHO)時,終端可以同時在多個基站之間發送和接收數據,這樣可以獲得分集合并增益
以改善信號質量。是否支持MDHO對于終端和基站來說是可選的。
(10)睡眠模式
終端睡眠模式:Sleep模式和Idle模式。Sleep模式的目的在于減少終端的能量消耗并降低對Serving基站空中資源的使用。Sleep模式是終端在預先協商的指定周期內暫時中止Serving基站服務的一種狀態。從Serving基站的角度觀察,處于這種狀態下的終端處于不可用(unavailability)狀態。Idle模式為終端提供了一種比Sleep模式更為省電的工作模式,在進入Idle模式后,終端只是在離散的間隔,周期性地接收下行廣播數據(包括尋呼消息和M基站業務),并且在穿越多個基站的移動過程中,不需要進行切換和 網絡 重新進入的過程。Idle模式與Sleep模式的區別在于:Idle模式下終端沒有任何連接,包括管理連接,而Sleep模式下終端有管理連接,也可能存在業務連接;Idle模式下終端跨越基站時不需要進行切換,Sleep模式下終端跨越基站需要進行切換,所以Idle模式下終端和基站的開銷都比Sleep小;Idle模式下終端定期向系統登記位置,Sleep模式下終端始終和基站保持聯系,不用登記。
在不同的4G移動通信系統中將采用的不同的新技術組合,并且以上的新技術正在不斷的發展完善中,特別是目前的4G標準未確定,處于研究開發和完善階段,成熟期預計要三到五年或更長。但可以肯定的是,隨著移動互聯網高速發展,新技術將隨著4G也會繼續高速發展,4G將會是多功能集成的寬帶移動通信系統,是滿足未來市場需求的新一代的移動通信系統
結束語
對于現在的人來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統。總的來說,要順利、全面地實施4G通信,還將可能遇到一些困難。
首先,人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升,從理論上說最高可達到100Mbit/s,但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析,4G手機將很難達到其理論速度。
其次,4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測,在10年以后,2G的多媒體服務將進入第三個發展階段,此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成,全球25%以上的人口使用3G,到那時,整個行業正在消化吸收第三代技術,對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。
因此,在建設4G通信網絡系統時,通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上,采用逐步引入的方法,使移動通信從3G逐步向4G過渡。參考文獻:
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.2、宋文濤,羅漢文.移動通信[M].上海交通大學出版社,1996.