• 歡迎光臨富優迪科技!
  • 設為首頁 老快3网址 收藏 老快3网址
  • 老快3网址
  • 業界聚焦
  • 互聯網絡
  • 熱點專題
  • 科技前沿
  • 風云人物
  • 媒體動態
  • 產業經濟
  • 移動通信
  • 數碼電子
  • 老快3网址
    科技創新網_互聯網科技資訊門戶|電子|通信|數碼|信息安全
    老快3网址 > 移動通信 >
  • 老快3超精准全天计划网址:移動通信技術發展

  • 發布時間:2020-03-06 16:59
  • 4.09K
  • 老快3网址 www.dejqee.com.cn   第一代移動通信有很多不足之處,如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質量不高、不能提供數據業務和不能提供自動漫游等。第一代移動通信系統主要用于提供模擬語音業務。

      美國摩托羅拉公司的工程師馬丁·庫珀于1976年首先將無線電應用于移動電話。同年,國際無線 MHz頻段用于移動電話的頻率分配方案。在此之后一直到20世紀80年代中期,許多國家都開始建設基于頻分復用技術(FDMA,Frequency Division Multiple Access)和模擬調制技術的第一代移動通信系統(1G,1st Generation)。

      說起第一代移動通信系統,就不能不提大名鼎鼎的貝爾實驗室。1978年底,美國貝爾試驗室研制成功了全球第一個移動蜂窩電話系統—先進移動電話系統(AMPS,Advanced Mobile Phone System)。5年后,這套系統在芝加哥正式投入商用并迅速在全美推廣,獲得了巨大成功。同一時期,歐洲各國也不甘示弱,紛紛建立起自己的第一代移動通信系統。瑞典等北歐4國在1980年研制成功了NMT-450移動通信網并投入使用;聯邦德國在1984年完成了C網絡(C-Netz);英國則于1985年開發出頻段在900MHz的全接入通信系統(TACS,Total Access Communications System)。

      在各種1G系統中,美國AMPS制式的移動通信系統在全球的應用最為廣泛,它曾經在超過72個國家和地區運營,直到1997年還在一些地方使用。同時,也有近30個國家和地區采用英國TACS制式的1G系統。這兩個移動通信系統是世界上最具影響力的1G系統。

      中國的第一代模擬移動通信系統于1987年11月18日在廣東第六屆全運會上開通并正式商用,采用的是英國TACS制式。從中國電信1987年11月開始運營模擬移動電線月底中國移動關閉模擬移動通信網,1G系統在中國的應用長達14年,用戶數最高曾達到了660萬。如今,1G時代那像磚頭一樣的手持終端——大哥大,已經成為了很多人的回憶。

      由于采用的是模擬技術,1G系統的容量十分有限。此外,安全性和干擾也存在較大的問題。1G系統的先天不足,使得它無法真正大規模普及和應用,價格更是非常昂貴,成為當時的一種奢侈品和財富的象征。與此同時,不同國家的各自為政也使得1G的技術標準各不相同,即只有“國家標準”,沒有“國際標準”,國際漫游成為一個突出的問題。這些缺點都隨著第二代移動通信系統的到來得到了很大的改善。

      在中國,以GSM為主,IS-95、CDMA為輔的第二代移動通信系統只用了十年的時間,就發展了近2.8億用戶,并超過固定電線年代以來,以數字技術為主體的第二代移動通信系統得到了極大的發展,短短的十年,其用戶就超過了十億。當今世界市場的第二代數字無線標準,包括GSM、D-AMPS、PDC(日本數字蜂窩系統)和IS-95CDMA等,均仍然是窄帶系統。現有的移動通信網絡主要以第二代的GSM和CDMA為主,采用GSM GPRS、CDMA的IS-95B技術,數據提供能力可達115.2kbit/s,全球移動通信系統(GSM)采用增強型數據速率(EDGE)技術,速率可達384kbit/s。

      二十世紀80年代以來,世界各國加速開發數字移動通信技術,其中采用TDMA多址方式的代表性制式有

      1982年,歐洲郵電大會(CEPT)成立了一個新的標準化組織GSM(Group Special Mobile),其目的是制定歐洲900MHz數字TDMA蜂窩移動通信系統(GSM系統)技術規范,從而使歐洲的移動電話用戶能在歐洲境內自動漫游。通信網數字化發展和模擬蜂窩移動通信系統應用說明,歐洲國家呈現多種制式分割的局面,不能實現更大范圍覆蓋和跨國聯網。

      1986年,泛歐11個國家為GSM提供了8個實驗系統和大量的技術成果,并就GSM的主要技術規范達成共識。1988年,歐洲電信標準協會(ETSI)成立。

      1990年,GSM第一期規范確定,系統試運行。英國政府發放許可證建立個人通信網(PCN),將GSM標準推廣應用到1800MHz 頻段改成為DCS1800數字蜂窩系統,頻寬為2×75MHz。1991年,GSM系統在歐洲開通運行;DCS1800規范確定,可以工作于微蜂窩,與現有系統重疊或部分重疊覆蓋。

      1992年,北美ADC(IS-54)投入使用,日本PDC投入使用;FCC批準了CDMA(IS-95)系統標準,并繼續進行現場實驗;GSM系統重新命名為全球移動通信系統(Global System For Mobile Communication)。1993年,GSM系統已覆蓋泛歐及澳大利亞等地區,六十七個國家已成為GSM成員。

      1992年開始在歐洲商用,最初僅為泛歐標準,隨著該系統在全球的廣泛應用,其含義已成為全球移動通信系統。GSM系統具有標準化程度高、接口開放的特點,強大的聯網能力推動了國際漫游業務,用戶識別卡的應用,真正實現了個人移動性和終端移動性。現在已有120多個國家,250多個運營者采用GSM系統,全球GSM用戶數已超過2.5億。我國從1995年開始建設GSM網絡,到99年底已覆蓋全國31個省會城市、300多個地市,到2000年3月全國GSM用戶數已突破5000萬,并實現了與近60個國家的國際漫游業務。

      窄帶CDMA,也稱cdmaOne、IS-95等,1995年在香港開通第一個商用網。CDMA技術具有容量大、覆蓋好、話音質量好、輻射小等優點,但由于窄帶CDMA技術成熟較晚,標準化程度較低,在全球的市場規模遠不如GSM系統。目前窄帶CDMA全球用戶約4000萬,其中約70%的用戶在韓國、日本等亞太地區國家。窄帶CDMA技術在我國經歷了曲折的發展過程,我國從1996年開始,原中國電信長城網在4個城市進行800MHz CDMA的商用試驗,現在已有商用用戶10多萬。

      目前人們所談論的CDMA有兩個含義,一是指一種移動通信多址技術,即碼分多址技術。如窄帶CDMA和寬帶CDMA技術;也常用來特指窄帶CDMA系統,或稱cdmaOne 、IS-95 CDMA系統等,即第二代的移動通信技術。本文用“CDMA技術”和“窄帶CDMA”來區分上述兩個含義。

      與第一代模擬蜂窩移動通信相比,第二代移動通信系統提供了更高的網絡容量,改善了話音質量和保密性,并為用戶提供無縫的國際漫游。具有保密性強、頻譜利用率高、能提供豐富的業務、標準化程度高等特點。

      第二代移動通信系統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。

      3G全稱為第三代移動通信,能夠處理圖像、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。

      3G的數據傳輸速度有了大幅提升,能夠處理圖像、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。

      與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信相比,第三代移動通信是覆蓋全球的多媒體移動通信。它的主要的特點之一是可實現全球漫游,使任意時間、任意地點、任意人之間的交流成為可能。也就是說,每個用戶都有一個個人通信號碼,帶著手機,走到世界任何一個國家,人們都可以找到你,而反過來,你走到世界任何一個地方,都可以很方便地與國內用戶或他國用戶通信,與在國內通信時毫無分別。

      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一個主要特點。這就是說,用第三代手機除了可以進行普通的尋呼和通話外,還可以上網讀報紙,查信息、下載文件和圖片;由于帶寬的提高,第三代移動通信系統還可以傳輸圖象,提供可視電話業務。

      短信業務是3G系統的業務平臺提供的一種數據業務,它為移動終端提供收發一定大小的文本和數據的業務,并利用SMSC(短信業務中心)為短信提供“存儲轉發”的功能。

      WAP業務是移動數據業務和internet融合的基本業務,用戶通過手機和其他無線終端的瀏覽器查看從服務器收到的信息,室移動終端持有者可以像internet用戶一樣,訪問internet內容和其他數據服務。具體有可以分為PULL業務和PUSH業務兩種類型。

      移動通信技術,外語縮寫:4G。,隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的移動通信開始興起。

      4G技術即就是LTE技術,該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式,FDD主要用于大范圍的覆蓋,TD主要用于數據業務。(嚴格意義上來講,LTE只是3.9G,盡管被宣傳為4G無線GPP認可為國際電信聯盟(ITU)所描述的下一代無線通訊標準IMT-Advanced,因此在嚴格意義上其還未達到4G的標準。只有升級版的LTE Advanced才滿足國際電信聯盟對4G的要求)。

      2013年12月4日下午,工業和信息化部(以下簡稱“工信部”)向中國移動、中國電信、中國聯通正式發放了移動通信業務牌照(即4G牌照),中國移動、中國電信、中國聯通三家均獲得TD-LTE牌照,此舉標志著中國電信產業正式進入了4G時代。

      4G是集3G與WLAN于一體,并能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上的速度下載,比家用寬帶ADSL(4兆)快25倍,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線G可以在DSL和有線電視調制解調器沒有覆蓋的地方部署,然后再擴展到整個地區。很明顯,4G有著不可比擬的優越性。

      隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的移動通信開始興起,因此有理由期待這種移動通信技術給人們帶來更加美好的未來。另一方面,4G也因為其擁有的超高數據傳輸速度,被中國物聯網校企聯盟譽為機器之間當之無愧的“高速對線G通信使人們不僅可以隨時隨地通信,更可以雙向下載傳遞資料、圖畫、影像,當然更可以和從未謀面的陌生人網上聯線對打游戲。也許有被網上定位系統永遠鎖定無處遁形的苦惱,但是與它據此提供的地圖帶來的便利和安全相比,這簡直可以忽略不計。

      通信速度快: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通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。從移動通信系統數據傳輸速率作比較,第一代模擬式僅提供語音服務;第二代數位式移動通信系統傳輸速率也只有9.6Kbps,最高可達32Kbps,如PHS;第三代移動通信系統數據傳輸速率可達到2Mbps;而移動通信系統傳輸速率可達到20Mbps,甚至最高可以達到高達100Mbps,這種速度會相當于2009年最新手機的傳輸速度的1萬倍左右,第三代手機傳輸速度的50倍。

      網絡頻譜寬:要想使4G通信達到100Mbps的傳輸,通信營運商必須在3G通信網絡的基礎上,進行大幅度的改造和研究,以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的蜂窩系統的帶寬高出許多。據研究4G通信的AT&T的執行官們說,估計每個4G信道會占有100MHz的頻譜,相當于W-CDMA3G網絡的20倍。

      通信靈活:從嚴格意義上說,4G手機的功能,已不能簡單劃歸“電話機”的范疇,畢竟語音資料的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已,因此未來4G手機更應該算得上是一只小型電腦了,而且4G手機從外觀和式樣上,會有更驚人的突破,人們可以想象的是,眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋,以方便和個性為前提,任何一件能看到的物品都有可能成為4G終端,只是人們還不知應該怎么稱呼它。

      智能性能高:移動通信的智能性更高,不僅表現于4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化,例如對菜單和滾動操作的依賴程度會大大降低,更重要的4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如4G手機能根據環境、時間以及其他設定的因素來適時地提醒手機的主人此時該做什么事,或者不該做什么事,4G手機可以把電影院票房資料,直接下載到PDA之上,這些資料能夠把售票情況、座位情況顯示得清清楚楚,大家可以根據這些信息來進行在線購買自己滿意的電影票;4G手機可以被看作是一臺手提電視,用來看體育比賽之類的各種現場直播。LG G3支持雙卡,支持2014年的主流4G,并內置可拆卸式3000毫安時電池。

      兼容性好:要使4G通信盡快地被人們接受,不但考慮的它的功能強大外,還應該考慮到現有通信的基礎,以便讓更多的現有通信用戶在投資最少的情況下就能很輕易地過渡到4G通信。因此,從這個角度來看,未來的移動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第二代平穩過渡等特點。

      提供增值服務:4G通信并不是從3G通信的基礎上經過簡單的升級而演變過來的,它們的核心建設技術根本就是不同的,3G移動通信系統主要是以CDMA為核心技術,而4G移動通信系統技術則以正交多任務分頻技術(OFDM)最受矚目,利用這種技術人們可以實現例如無線區域環路(WLL)、數字音訊廣播(DAB)等方面的無線通信增值服務;不過考慮到與3G通信的過渡性,移動通信系統不會在未來僅僅只采用OFDM一種技術,CDMA技術會在移動通信系統中,與OFDM技術相互配合以便發揮出更大的作用,甚至未來的移動通信系統也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生,前文所提到的數字音訊廣播,其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術,同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的移動通信系統,也會結合兩項技術的優點,一部分會是以CDMA的延伸技術。

      高質量通信:盡管第三代移動通信系統也能實現各種多媒體通信,為此未來的移動通信系統也稱為“多媒體移動通信。

      移動通信不僅僅是為了因應用戶數的增加,更重要的是,必須要因應多媒體的傳輸需求,當然還包括通信品質的要求。總結來說,首先必須可以容納市場龐大的用戶數、改善現有通信品質不良,以及達到高速數據傳輸的要求。

      頻率效率高:相比第三代移動通信技術來說,移動通信技術在開發研制過程中使用和引入許多功能強大的突破性技術,例如一些光纖通信產品公司為了進一步提高無線因特網的主干帶寬寬度,引入了交換層級技術,這種技術能同時涵蓋不同類型的通信接口,也就是說主要是運用路由技術(Routing)為主的網絡架構。由于利用了幾項不同的技術,所以無線頻率的使用比第二代和第三代系統有效得多。按照最樂觀的情況估計,這種有效性可以讓更多的人使用與以前相同數量的無線頻譜做更多的事情,而且做這些事情的時候速度相當快。研究人員說,下載速率有可能達到5Mbps到10Mbps。

      費用便宜:由于4G通信不僅解決了與3G通信的兼容性問題,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的通信技術,這些技術保證了4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式,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,通信營運商們會考慮直接在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行者和用戶的費用。據研究人員宣稱,4G通信的無線即時連接等某些服務費用會比3G通信更加便宜。對于人們來說,未來的4G通信的確顯得很神秘,不少人都認為無線通信網絡系統是人類有史以來發明的最復雜的技術系統。的確,無線通信網絡在具體實施的過程中出現大量令人頭痛的技術問題,大概一點也不會使人們感到意外和奇怪。無線通信網絡存在的技術問題多和互聯網有關,并且需要花費好幾年的時間才能解決。

      2001年12月~2003年12月,開展Beyond 3G/4G蜂窩通信空中接術研究,完成Beyond 3G/4G系統無線傳輸系統的核心硬、軟件研制工作,開展相關傳輸實驗,向ITU提交有關建議;

      2004年1月~2005年12月,使Beyond 3G/4G空中接術研究達到相對成熟的水平,進行與之相關的系統總體技術研究(包括與無線自組織網絡、游牧無線接入網絡的互聯互通技術研究等),完成聯網試驗和演示業務的開發,建成具有Beyond 3G/4G技術特征的演示系統,向ITU提交初步的新一代無線通信體制標準;

      2006年1月~2010年12月,設立有關重大專項,完成通用無線環境的體制標準研究及其系統實用化研究,開展較大規模的現場試驗。

      2010年是海外主流運營商規模建設4G的元年,多數機構預計海外4G投資時間還將持續3年左右。

      2012年國家工業和信息化部部長苗圩表示:4G的腳步越來越近,4G牌照在一年左右時間中就會下發。

      2013年,谷歌光纖概念開始在全球發酵,在美國國內成功推行的同時,谷歌光纖開始向非洲、東南亞等地推廣,給全球4G網絡建設再次添柴加火。同年8月,國務院總理李克強日前主持召開國務院常務會議,要求提升3G網絡覆蓋和服務質量,推動年內發放4G牌照。12月4日正式向三大運營商發布4G牌照,中國移動、中國電信和中國聯通均獲得TD-LTE牌照,不過中國聯通和中國電信熱切期待的FDD-LTE牌照,暫未發放。

      2013年12月18日,中國移動在廣州宣布,將建成全球最大4G網絡。2013年年底前,北京、上海、廣州、深圳等16個城市可享受4G服務;預計到2014年年底,4G網絡將覆蓋超過340個城市。

      2014年1月,京津城際高鐵作為全國首條實現移動4G網絡全覆蓋的鐵路,實現了300公里時速高鐵場景下的數據業務高速下載,一部2G大小的電影只需要幾分鐘。原有的3G信號也得到增強。

      2014年1月20日,中國聯通已在珠江三角洲及深圳等十余個城市和地區開通42M,實現全網升級,升級后的3G網絡均可以達到42M標準,同時將在今年年內完成全國360多個城市和大部分地區3G網絡的42M升級。

      2014年7月21日中國移動在召開的新聞發布會上又提出包括持續加強4G網絡建設、實施清晰透明的訂購收費、大力治理垃圾信息等六項服務承諾。中移動表示,將繼續降低4G資費門檻。

      截至2015年12月底,全國電線G用戶在移動電線年上半年通信業經濟運行情況》報告顯示,4G用戶總數達到11.1億戶,占移動電線通信技術簡介:

      接入方式和多址方案:(正交頻分復用)是一種無線環境下的高速傳輸技術,其主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道,在每個子信道上使用一個子載波進行調制,各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的,即具有頻率選擇性,但是每個子信道是相對平坦的,在每個子信道上進行的是窄帶傳輸,信號帶寬小于信道的相應帶寬。OFDM技術的優點是可以消除或減小信號波形間的干擾,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。

      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。

      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??杉雜?G系統,由于速率很高,對接收機的性能要求也要高得多。

      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,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。

      MIMO技術:(多輸入多輸出)技術是指利用多發射、多接收天線進行空間分集的技術,它采用的是分立式多天線,能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道,從而大大提高容量。信息論已經證明,當不同的接收天線和不同的發射天線之間互不相關時,MIMO系統能夠很好地提高系統的抗衰落和噪聲性能,從而獲得巨大的容量。例如:當接收天線dB時,鏈路容量可以高達42bps/Hz,這是單天線多倍。因此,在功率帶寬受限的無線信道中,MIMO技術是實現高數據速率、提高系統容量、提高傳輸質量的空間分集技術。在無線頻譜資源相對匱乏的今天,MIMO系統已經體現出其優越性,也會在4G移動通信系統中繼續應用。

      軟件無線電技術:軟件無線電是將標準化、??榛撓布δ艿ピ桓鐾ㄓ糜布教?,利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統的一種具有開放式結構的新技術。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。

      基于IP的核心網:移動通信系統的核心網是一個基于全IP的網絡,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。

      多用戶檢測技術:多用戶檢測是寬帶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,多址干擾就成為寬帶CDMA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。

      網絡結構: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。

      4G標準:LTE (Long Term Evolution,長期演進) 項目是3G的演進,它改進并增強了3G的空中接入技術,采用OFDM和MIMO作為其無線網絡演進的唯一標準。根據4G牌照發布的規定,國內三家運營商中國移動、中國電信和中國聯通,都拿到了TD-LTE制式的4G牌照。

      主要特點是在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率,相對于3G網絡大大的提高了小區的容量,同時將網絡延遲大大降低:內部單向傳輸時延低于5ms,控制平面從睡眠狀態到激活狀態遷移時間低于50ms,從駐留狀態到激活狀態的遷移時間小于100ms。并且這一標準也是3GPP長期演進 (LTE) 項目,是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術研發項目,其演進的歷史如下:

      由于WCDMA網絡的升級版HSPA和HSPA+均能夠演化到FDD-LTE這一狀態,所以這一4G標準獲得了最大的支持,也將是未來4G標準的主流。TD-LTE與TD-SCDMA實際上沒有關系不能直接向TD-LTE演進。該網絡提供媲美固定寬帶的網速和移動網絡的切換速度,網絡瀏覽速度大大提升。LTE終端設備當前有耗電太大和價格昂貴的缺點,按照摩爾定律測算,估計至少還要6年后,才能達到當前3G終端的量產成本。

      如果嚴格的講,LTE作為3.9G移動互聯網技術,那么LTE-Advanced作為4G標準更加確切一些。LTE-Advanced的入圍,包含 TDD和FDD兩種制式,其中TD-SCDMA將能夠進化到TDD制式,而WCDMA網絡能夠進化到FDD制式。移動主導的TD-SCDMA網絡期望能夠 直接繞過HSPA+網絡而直接進入到LTE。

      對無線網絡來說,這的確是一個驚人的進步。WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化,而3G則實現移動業務的寬帶化,兩種網絡的融合程度會越來越高,這也是未來移動世界和固定網絡的融合趨勢。

      802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段,范圍在2GHz至66GHz之間,而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統,其頻道帶寬可根據需求在1.5M至20MHz范圍進行調整,具有更好高速移動下無縫切換的IEEE 802.16m的技術正在研發。因此,802.16所使用的頻譜可能比任何無線技術更豐富。

      (3)WiMax所能實現的50公里的無線信號傳輸距離是無線局域網所不能比擬的,網絡覆蓋面積是3G發射塔的10倍,只要少數基站建設就能實現全城覆蓋,能夠使無線網絡的覆蓋面積大大提升。

      不過WiMax網絡在網絡覆蓋面積和網絡的帶寬上優勢巨大,但是其移動性卻有著先天的缺陷,無法滿足高速(≧50km/h)下的網絡的無縫鏈接,從這個意義上講,WiMax還無法達到3G網絡的水平,嚴格地說并不能算作移動通信技術,而僅僅是無線局域網的技術。但是WiMax的希望在于IEEE 802.11m技術上,將能夠有效的解決這些問題,也正是因為有中國移動、英特爾、Sprint各大廠商的積極參與,WiMax成為呼聲僅次于LTE的4G網絡手機。關于IEEE 802.16m這一技術,我們將留在最后作詳細的闡述。

      Wimax當前全球使用用戶大約800萬,其中60%在美國。Wimax其實是最早的4G通信標準,大約出現于2000年。

      WirelessMAN-Advanced有5種網絡數據規格,其中極低速率為16kbps,低數率數據及低速多媒體為144kbps,中速多媒 體為2Mbps,高速多媒體為30Mbps超高速多媒體則達到了30Mbps--1Gbps。但是該標準可能會被率先被軍方所采用,IEEE方面表示軍方 的介入將能夠促使WirelessMAN-Advanced更快的成熟和完善,而且軍方的今天就是民用的明天。不論怎樣,WirelessMAN- Advanced得到ITU的認可并成為4G標準的可能性極大。

      ITU在收到候選技術以后,組織世界各國和國際組織進行了技術評估。在2010年10月份,在中國重慶,ITU-R下屬的WP5D工作組最終確定了IMT-Advanced的兩大關鍵技術,即LTE-Advanced和802.16m。中國提交的候選技術作為LTE-Advanced的一個組成部分,也包含在其中。在確定了關鍵技術以后,WP5D工作組繼續完成了電聯建議的編寫工作,以及各個標準化組織的確認工作。此后WP5D將文件提交上一級機構審核,SG5審核通過以后,再提交給全會討論通過。

      在此次會議上,TD-LTE正式被確定為4G國際標準,也標志著中國在移動通信標準制定領域再次走到了世界前列,為TD-LTE產業的后續發展及國際化提供了重要基礎。

      日本軟銀、沙特阿拉伯STC、mobily、巴西sky Brazil、波蘭Aero2等眾多國際運營商已經開始商用或者預商用TD-LTE網絡。印度Augere預計2012年2月開始預商用。審議通過后,將有利于TD-LTE技術進一步在全球推廣。同時,國際主流的電信設備制造商基本全部支持TD-LTE,而在芯片領域,TD-LTE已吸引17家廠商加入,其中不乏高通等國際芯片市場的領導者。

      支持LTE/3G多模多頻是LTE終端的明確發展方向,也是國內運營商的發展思路。目前國內某些運營商已經公開表示將建設TDD/FDD融合組網,這對多模多頻也提出了很高要求。中國移動也多次強調,TDD/FDD混合組網、支持5模10頻、5模12頻及Band 41是中國移動發展LTE智能終端的重點。

      關于多模多頻,業界普遍認為頻段不統一是當今全球LTE終端設計的最大障礙——當前,全球2G、3G 和4G LTE網絡頻段的多樣性對移動終端開發構成了挑戰。全球2G和3G技術各采用4到5個不同的頻段,加上4G LTE,網絡頻段的總量將近40個。要支持多模多頻,首先就需要終端集成能同時支持多種制式和頻段的芯片。

      從4G芯片的發展來看,4G芯片應該具備高度集成、多模多頻、強大的數據與多媒體處理能力。全球4G手機大多數采用高通的芯片。博通、Marvell、英特爾、聯發科、聯芯科技、創毅視訊、展迅、海思等芯片廠商也有4G基帶芯片產品推出,主要運用于MIFI、CPE等數據終端中。

      在2013年8月初最新公布的中國移動2013年度TD-LTE終端采購的芯片使用上,采用高通芯片的比例超過60%,甚至有的預期稱可能會占到中國移動2013年所有采購的4G終端產品的70%左右。

      高通的LTE芯片強調高集成度和多模多頻支持,高通所有LTE芯片組均同時支持LTETDD和LTE FDD,而在LTE/3G多模方面,以第三代調制解調器Gobi MDM9x25為例,支持LTERel10、HSPA+ Rel10、1x/DO、TD-SCDMA、GSM/EDGE;此外強調“高集成”和“單芯片”的驍龍800系列處理器也集成了Gobi 9x25調制解調方案。而目前有超過150款采用高通第三代調制解調方案的智能終端正在研發中。 此外,2013年年初推出的RF360前端解決方案還首次實現單個終端支持所有LTE制式和頻段的設計,支持七種網絡制式(FDD、TD-LTE、WCDMA、EV-DO、CDMA1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)。

      2016年11月16日,舉辦于浙江省嘉興市桐鄉市烏鎮的第三屆世界互聯網大會 ,美國高通公司帶來的可以實現“萬物互聯”的5G技術原型入選15項“黑科技”——世界互聯網領先成果。高通5G向千兆移動網絡和人工智能邁進 。

      第五代移動電話行動通信標準,也稱第五代移動通信技術,外語縮寫:5G。也是4G之后的延伸,正在研究中。目前還沒有任何電信公司或標準訂定組織(像3GPP、WiMAX論壇及ITU-R)的公開規格或官方文件提到5G。

      2017年12月21日,在國際電信標準組織3GPP RAN第78次全體會議上,5G NR首發版本正式凍結并發布。

      2018年2月23日,沃達豐和華為完成首次5G通線日,美國聯邦通訊委員會(FCC)周四發布高頻段頻譜的競拍規定,這些頻譜將用于開發下一代5G無線日,韓國三大運營商SK、KT與LG U+同步在韓國部分地區推出5G服務,這也是新一代移動通信服務在全球首次實現商用。12月7日,工信部同意聯通集團自通知日至2020年6月30日使用3500MHz-3600MHz頻率。12月10日工信部正式對外公布,已向中國電信、中國移動、中國聯通發放了5G系統中低頻段試驗頻率使用許可。2018年12月20日,5G當選為2018年度科技類十大流行語。

      簡單解釋:速度快,相當于我們用5G看藍光的電視劇或者電影,在幾秒鐘就可以下載一部電影;泛在網,就是覆蓋的范圍,網絡無處不在;低功耗,手機聯網也不會這么耗電,使用周期長,這一點在IoT中極為重要;低時延,自動駕駛或者說無人駕駛,其在控制領域的反應時延比人的大腦反應時延更低;萬物互聯,就是不僅僅局限于人與人之間,而是為更多的智能設備聯機,進行智能化的交互管理。

      5G也是4G之后的延伸。中國(華為)、韓國(三星電子)、日本、歐盟都在投入相當的資源研發5G網絡。

      2016年11月,舉辦于烏鎮的第三屆世界互聯網大會 [1] ,美國高通公司帶來的可以實現“萬物互聯”的5G技術原型入選15項“黑科技”——世界互聯網領先成果.高通5G 向千兆移動網絡和人工智能邁進 。

      早在2009年,華為就已經展開了相關技術的早期研究,并在之后的幾年里向外界展示了5G原型機基站?;?013年11月6日宣布將在2018年前投資6億美元對5G的技術進行研發與創新,并預言在2020年用戶會享受到20Gbps的商用5G移動網絡。

      2013年2月,歐盟宣布,將撥款5000萬歐元。加快5G移動技術的發展,計劃到2020年推出成熟的標準。

      2013年5月13日,韓國三星電子有限公司宣布,已成功開發第5代移動通信(5G)的核心技術,這一技術預計將于2020年開始推向商業化。該技術可在28GHz超高頻段以每秒1Gbps以上的速度傳送數據,且最長傳送距離可達2公里。相比之下,當前的長期演進(4GLTE)服務的傳輸速率僅為75Mbps。而此前這一傳輸瓶頸被業界普遍認為是一個技術難題,而三星電子則利用64個天線單元的自適應陣列傳輸技術破解了這一難題。與韓國目前4G技術的傳送速度相比,5G技術預計可提供比4G長期演進(LTE)快100倍的速度。利用這一技術,下載一部高畫質(HD)電影只需十秒鐘。

      2014年5月8日,日本電信營運商NTT DoCoMo正式宣布將與 Ericsson、Nokia、Samsung 等六家廠商共同合作,開始測試凌駕現有 4G 網絡 1000 倍網絡承載能力的高速 5G 網絡,傳輸速度可望提升至 10Gbps。預計在2015年展開戶外測試,并期望于 2020 年開始運作。

      2015年3月1日,英國《每日郵報》報道,英國已成功研制5G網絡,并進行100米內的傳送數據測試,每秒數據傳輸高達125GB,是4G網絡的6.5萬倍,理論上1秒鐘可下載30部電影,并稱于2018年投入公眾測試,2020年正式投入商用。

      諾基亞與加拿大運營商Bell Canada合作,完成加拿大首次5G網絡技術的測試。測試中使用了73GHz范圍內頻譜,數據傳輸速率為加拿大現有4G網絡的6倍。鑒于兩者的合作,外界分析加拿大很有可能將在5年內啟動5G網絡的全面部署。

      由于物聯網(IoT)尤其是互聯網汽車等產業的快速發展,其對網絡速度有著更高的要求,這無疑成為推動5G網絡發展的重要因素。因此無論是加拿大政府還是全球各地,均在大力推進5G網絡,以迎接下一波科技浪潮。不過,從目前情況來看5G網絡離商用預計還需1左右年時間。

      2015年3月3日,歐盟數字經濟和社會委員古澤·奧廷格正式公布了歐盟的5G公司合作愿景,力求確保歐洲在下一代移動技術全球標準中的線G公私合作愿景不僅涉及光纖、無線甚至衛星通信網絡相互整合,還將利用軟件定義網絡(SDN )、網絡功能虛擬化(NFV)、移動邊緣計算(MEC)和霧計算(Fog Computing)等技術。在頻譜領域,歐盟的5G公私合作愿景還將劃定數百兆赫用于提升網絡性能,60 GHz及更高頻率的頻段也將被納入考慮。

      中國5G技術研發試驗將在2016-2018年進行,分為5G關鍵技術試驗、5G技術方案驗證和5G系統驗證三個階段實施。

      2016年3月,工信部副部長陳肇雄表示:5G是新一代移動通信技術發展的主要方向,是未來新一代信息基礎設施的重要組成部分。與4G相比,不僅將進一步提升用戶的網絡體驗,同時還將滿足未來萬物互聯的應用需求。

      從用戶體驗看,5G具有更高的速率、更寬的帶寬,預計5G網速將比4G提高10倍左右,只需要幾秒即可下載一部高清電影,能夠滿足消費者對虛擬現實、超高清視頻等更高的網絡體驗需求。

      從行業應用看,5G具有更高的可靠性,更低的時延,能夠滿足智能制造、自動駕駛等行業應用的特定需求,拓寬融合產業的發展空間,支撐經濟社會創新發展。

      從發展態勢看,5G目前還處于技術標準的研究階段,今后幾年4G還將保持主導地位、實現持續高速發展。但5G 有望2020 年正式商用。

      上海市政府與中國移動通信集團公司21日在滬簽署共同推進“互聯網+”戰略合作框架協議。“十三五”期間,中國移動計劃在滬投入2

      根據國際慣例,總部位于瑞士日內瓦、主管信息通信技術事務的聯合國專門機構——國際電信聯盟將是5G標準的最終決定機構。該機構負責分配和管理全球無線電頻譜、制定全球電信標準,在全球信息通信領域發揮重要作用。

      國際電信聯盟目前已經啟動5G標準研究工作,并明確了“IMT(國際移動通信系統)-2020及展望”項目的工作計劃,其中2016年將開展5G技術性能需求和評估方法研究,2017年底啟動5G候選方案征集,2020年底完成標準制定。在這個過程中,包括歐盟在內的各方均可向國際電信聯盟遞交申請。

      歐盟已旗幟鮮明地強調,希望能確立全球統一的5G技術標準,而不再是多種標準并存,以實現全球互通性和規模經濟。事實上,由于5G技術與未來的物聯網產業息息相關,蘊含著巨大的經濟和戰略利益,歐美日韓等國都希望能在技術標準上占據主導權,因此也都早早進行了相應的技術研發和布局。

      早在2012年11月,歐盟就已啟動總投資達2700萬歐元的大型科研項目METIS,研發5G技術。該項目組研發陣容強大,現階段29個成員中包括阿爾卡特朗訊、愛立信、華為、諾基亞西門子等五家設備廠商,德國電信、DoCoMo、法國電信、意大利電信、西班牙電信五家運營商,以及歐洲眾多的學術機構和寶馬集團,還有大約80名專家全職參與該項目。

      除了歐盟外,美國、韓國、日本也聯合國內運營商和電信設備制造商,開展了相應的技術研究和產業布局。目前,各國在5G標準領域的爭奪戰正日益激烈。5月31日,在北京召開的首屆全球5G大會,各國的5G標準制定機構均透露了各自研發的最新進展。

      日本5GMF秘書長佐騰效平介紹,經過一年半的工作,日本近期推出了《5GMF》,其目標之一是到2020年,在東京奧運會期間使用5G服務。他認為,5G標準化工作還在開始階段,目前日本運營商DoCoMo已經進行了一些網絡試驗,在提出5G標準時,日本將具有一定的優勢。

      韓國在5G發展上態度積極,韓國5G論壇執行委員會主席Youngnam Han表示,韓國的5G商用進程將以服務2018年平昌冬奧會為關鍵時間節點,未來兩年5G論壇將著重研究第二階段的測試工作,同時包括VR、AR以及系統開發等方面的工作。外界認為,如果韓國能夠在2018年率先應用5G網絡,將在5G標準制定方面占據主動。

      美國5G Americas主席Chrispearson介紹,該組織成員已經進行了很多測試工作,運營商AT&T會在2016年下半年進行測試。

      除了各國系統性的展開技術研發外,行業主流公司也已在5G領域發力。近期,手機芯片制造商高通就表示,正在加快5G芯片的研發,目前高通已經完成了各類技術測試,預計到2018年將根據最終的5G國際標準,正式推出量產的5G手機芯片。此外,華為、中興、諾基亞、愛立信等電信設備制造商也透露,正在加快5G關鍵技術的研發,并已和電信運營商展開相關合作。

      在5G這個沒有硝煙的戰場上,我國當然也不甘落后。工信部總工程師張峰此前就表示,我國將在2020年實現5G網絡商用。

      近期,張峰再度透露了下一階段我國5G發展的相關工作:加快研發創新,加大5G技術、標準與產品研發的力度,構建國際化5G試驗平臺;強化頻率統籌,依托國際電信聯盟加強溝通和協調,力爭形成更多5G統一頻段;深化務實合作,建立廣泛和深入的交流合作機制,在國際框架下積極推進形成全球統一的5G標準;促進融合發展,加強5G與垂直行業的融合創新研究,以工業互聯網、車聯網等重點行業應用為突破口,構建支撐行業發展的5G網絡。

      事實上,早在2013年2月,工信部、發改委、科技部就聯合成立IMT-2020(5G)推進組,對我國5G愿景與需求、5G頻譜問題、5G關鍵技術、5G標準化等問題展開研究和布局。這一推進組的組織架構基于原IMT-Advanced(4G)推進組,下設多個工作組,包括需求工作組、頻譜工作組、無線技術工作組、網絡技術工作組、若干標準工作組以及知識產權工作組。

      IMT-2020(5G)組長單位國家無線G)推進組的部署下,中心深入開展了一系列5G研發工作,主要承擔了頻譜需求、候選頻段、電磁兼容分析、頻譜使用效率評估等研究任務,包括牽頭承擔“IMT-2020候選頻段分析與評估”,重點參與“后IMT-Advanced移動通信技術及發展策略研究”等國家科技重大專項,以及“第五代移動通信(5G)系統前期研究開發”。

      在候選頻段方面,國家無線電監測中心頻譜管理研究處處長趙栓來介紹,2014年9月,中心與GS協會聯合召開未來移動通信頻譜國際研討會,就我國450MHz-5GHz無線電頻譜監測分析、下一代移動通信與頻譜等內容發布了合作研究報告。報告對下一代移動網絡(NGMN)將要使用的450MHz-5GHz頻譜資源提出了優化方案,并對我國NGMN可能使用的6GHz以上頻譜資源進行了研究,提出我國NGMN頻譜布局的建議。

      國家無線電監測中心博士王坦介紹,在移動通信的演進歷程中,我國不斷轉變角色,依次經歷了“2G跟蹤,3G突破,4G同步”的各個階段。在5G時代,我國率先在亞太地區成立IMT-2020(5G)推進組,整合產、學、研、用精銳力量,積極向國際電信聯盟等國際組織輸出觀點。

      “目前,我國正在穩步推進5G研發工作,并已適當地領先于國際電信聯盟工作時間表。相信中國在5G標準化過程中發揮的作用將比4G時期進一步提高,將為全球5G產業發展做出不可替代的貢獻。”國家無線電監測中心副總工程師黃標這樣表示。

      除了國家層面的研究外,包括中移動、華為、中興在內的中國企業都已積極展開5G技術的研發和布局。2014年2月,中國移動就公開表示,中國移動將全力支持5G項目發展,并希望通過努力引導產業界5G技術研發和技術標準的制定,在移動通信標準領域繼續發揮引領性作用。而在今年的多個世界級移動通信展會上,中國移動還與日本DoCoMo、韓國KT共同發布5G合作聯合聲明,宣布三家運營商將共同針對亞洲市場研究和豐富5G的需求,探索5G的新業務、新垂直市場,開展5G關鍵技術及系統驗證,并與全球標準化組織合作,以實現全球協調一致的頻譜規劃和統一的5G標準。

      近期,國內三大運營商還透露,均已制定了2020年啟動5G網絡商用的計劃,最快將于明年展開試驗網絡的建設和相關測試。如果前期工作進展順利,三大運營商將有可能在2018年開始投入5G網絡建設,到2020年正式啟動商用。

      也有業內人士表示,在5G戰略制高點的爭奪中,我國企業任重道遠。北京鼎宏元正知識產權代理事務所高級合伙人李波對5G技術進行專利檢索發現,截至2015年4月1日,相關申請人在中國提交的關于5G技術的專利申請為211件,在美國提交的專利申請為179件。世界主要申請人中,提交5G專利申請數量最多的是日本電報電話公司(NTT),申請量為61件;三星排在第二位,提交的專利申請量為53件;美國阿爾卡特朗訊公司作為傳統的通信業領導者,也提交了41件專利申請。

      “我國華為在5G技術方面提交的相關專利申請為30件,東南大學、中興通訊(000063,股吧)、電信科學技術研究院等對5G技術也有一定的專利積累。從專利數量分布看,相較于日、韓、歐、美等國家和地區而言,我國的研發力量不夠集中,研發水平有待進一步提升。”李波坦言,相比我國在2G時代技術全面落后的局面,以華為、中興通訊和大唐電信(600198,股吧)等為代表的中國企業在5G時代正迅速縮小與世界先進水平的差距。

      未來 5G 網絡正朝著網絡多元化、 寬帶化、 綜合化、 智能化的方向發展。隨著各種智能終端的普及,面向 2020 年及以后,移動數據流量將呈現爆炸式增長。在未來 5G 網絡中, 減小小區半徑, 增加低功率節點數量,是保證未來 5G 網絡支持 1 000 倍流量增長的核心技術之一 。因此, 超密集異構網絡成為未來 5G 網絡提高數據流量的關鍵技術 。

      未來無線網絡將部署超過現有站點 10 倍以上的各種無線節點,在宏站覆蓋區內,站點間距離將保持 10 m 以內,并且支持在每 1 km2 范圍內為 25 000個用戶提供服務 。同時也可能出現活躍用戶數和站點數的比例達到 1∶ 1的現象, 即用戶與服務節點一一對應。密集部署的網絡拉近了終端與節點間的距離,使得網絡的功率和頻譜效率大幅度提高,同時也擴大了網絡覆蓋范圍,擴展了系統容量,并且增強了業務在不同接入技術和各覆蓋層次間的靈活性。雖然超密集異構網絡架構在 5G 中有很大的發展前景,但是節點間距離的減少,越發密集的網絡部署將使得網絡拓撲更加復雜, 從而容易出現與現有移動通信系統不兼容的問題。在 5G 移動通信網絡中,干擾是一個必須解決的問題。

      網絡中的干擾主要有:同頻干擾, 共享頻譜資源干擾, 不同覆蓋層次間的干擾等。現有通信系統的干擾協調算法只能解決單個干擾源問題, 而在 5G 網絡中,相鄰節點的傳輸損耗一般差別不大,這將導致多個干擾源強度相近,進一步惡化網絡性能,使得現有協調算法難以應對。此外, 由于業務和用戶對 QoS需求的差異性很大,5G 網絡需要采用一些列措施來保障系 統 性 能, 主 要 有: 不同業務在網絡中的實現,各種節點間的協調方案,網絡的選擇 , 以及節能配置方法等 。

      準確有效地感知相鄰節點是實現大規模節點協作的前提條件。在超密集網絡中, 密集地部署使得小區邊界數量劇增,加之形狀的不規則,導致頻繁復雜的切換。為了滿足移動性需求, 勢必出現新的切換算法;另外, 網絡動態部署技術也是研究的重點。由于用戶部署的大量節點的開啟和關閉具有突發性和隨機性, 使得網絡拓撲和干擾具有大范圍動態變化特性;而各小站中較少的服務用戶數也容易導致業務的空間和時間分布出現劇烈的動態變化。

      傳統移動通信網絡中, 主要依靠人工方式完成網絡部署及運維,既耗費大量人力資源又增加運行成本,而且網絡優化也不理想。在未來 5G 網絡中,將面臨網絡的部署、 運營及維護的挑戰, 這主要是由于網絡存在各種無線接入技術, 且網絡節點覆蓋能力各不相同,它們之間的關系錯綜復雜。因此,自組織網絡(self-organizing network, SON) 的智能化將成為 5G 網絡必不可少的一項關鍵技術。

      自配置即新增網絡節點的配置可實現即插即用,具有低成本、 安裝簡易等優點。自優化的目的是減少業務工作量, 達到提升網絡質量及性能的效果, 其方法是通過 UE 和eNB 測量,在本地 eNB 或網絡管理方面進行參數自優化。自愈合指系統能自動檢測問題、 定位問題和排除故障,大大減少維護成本并避免對網絡質量和用戶體驗的影響。自規劃的目的是動態進行網絡規劃并執行,同時滿足系統的容量擴展、 業務監測或優化結果等方面的需求。目前,主要有集中式、 分布式以及混合式 3 種自組織網絡架構。

      其中, 基于網管系統實現的集中式架構具有控制范圍廣、 沖突小等優點,但也存在著運行速度慢、 算法復雜度高等方面的不足;而分布式恰恰相反, 主要通過 SON 分布在eNB 上來實現, 效率和響應速度高, 網絡擴展性較好,對系統依懶性小, 缺點是協調困難;混合式結合集中式和分布式 2 種架構的優點,缺點是設計復雜。SON 技術應用于移動通信網絡時, 其優勢體現在網絡效率和維護方面, 同時減少了運營商的資本性支出和運營成本投入。由于現有的 SON 技術都是從各自網絡的角度出發, 自部署、 自配置、 自優化和自愈合等操作具有獨立性和封閉性, 在多網絡之間缺乏協作。因此,研究支持異構網絡協作的 SON 技術具有深遠意義。

      在未來 5G 中, 面向大規模用戶的音頻、 視頻、圖像等業務急劇增長, 網絡流量的爆炸式增長會極大地影響用戶訪問互聯網的服務質量 。如何有效地分發大流量的業務內容, 降低用戶獲取信息的時延,成為網絡運營商和內容提供商面臨的一大難題。僅僅依靠增加帶寬并不能解決問題, 它還受到傳輸中路由阻塞和延遲、 網站服務器的處理能力等因素的影響,這些問題的出現與用戶服務器之間的距離有密切關系。內容分發網絡 (content distribution network, CDN) 會對未來 5G 網絡的容量與用戶訪問具有重要的支撐作用。

      CDN 網絡架構在用戶側與源 server 之間構建多個 CDN代理 server,可以降低延遲、 提高 QoS(quality of service)。當用戶對所需內容發送請求時, 如果源服務器之前接收到相同內容的請求, 則該請求被 DNS 重定向到離用戶最近的 CDN 代理服務器上, 由該代理服務器發送相應內容給用戶。因此, 源服務器只需要將內容發給各個代理服務器, 便于用戶從就近的帶寬充足的代理服務器上獲取內容, 降低網絡時延并提高用戶體驗。隨著云計算、 移動互聯網及絡內容技術的推進, 內容分發技術逐步趨向于專業化、 定制化,在內容路由、 管理、 推送以及安全性方面都面臨新的挑戰 [9] 。

      在未來 5G 網絡中, 隨著智能移動終端的不斷普及和快速發展的應用服務, 用戶對移動數據業務需求量將不斷增長, 對業務服務質量的要求也不斷提升。CDN 技術的優勢正是為用戶快速地提供信息服務,同時有助于解決網絡擁塞問題。因此,CDN技術成為 5G 必備的關鍵技術之一。

      在未來 5G 網絡中, 網絡容量、 頻譜效率需要進一步提升,更豐富的通信模式以及更好的終端用戶體驗也是 5G 的演進方向。設備到設備通信 ( device-to-device communication,D2D) 具有潛在的提升系統性能、 增強用戶體驗、 減輕基站壓力、 提高頻譜利用率的前景。因此, D2D 是未來 5G 網絡中的關鍵技術之一。

      D2D 通信是一種基于蜂窩系統的近距離數據直接傳輸技術。D2D 會話的數據直接在終端之間進行傳輸, 不需要通過基站轉發, 而相關的控制信令,如會話的建立、 維持、 無線資源分配以及計費、 鑒權、 識別、 移動性管理等仍由蜂窩網絡負責 。蜂窩網絡引入 D2D 通信, 可以減輕基站負擔, 降低端到端的傳輸時延, 提升頻譜效率, 降低終端發射功率。當無線通信基礎設施損壞, 或者在無線網絡的覆蓋盲區,終端可借助 D2D 實現端到端通信甚至接入蜂窩網絡。在 5G 網絡中, 既可以在授權頻段部署 D2D 通信,也可在非授權頻段部署。

      M2M(machine to machine, M2M)作為物聯網在現階段最常見的應用形式, 在智能電網、 安全監測、城市信息化、 環境監測等領域實現了商業化應用。3GPP 已經針對 M2M 網絡制定了一些標準, 并已立項開始研究 M2M 關鍵技術。根據美國咨詢機構FORRESTER 預測估計, 到 2020 年, 全球物與物之間的通信將是人與人之間通信的 30 倍。IDC 預測,在未來的 2020 年,500 億臺 M2M 設備將活躍在全球移動網絡中。M2M 市場蘊藏著巨大的商機。因此,研究 M2M 技術對 5G 網絡具有非比尋常的意義。

      M2M 的定義主要有廣義和狹義 2 種。廣義的M2M 主要是指機器對機器、 人與機器間以及移動網絡和機器之間的通信, 它涵蓋了所有實現人、 機器、系統之間通信的技術;從狹義上說, M2M 僅僅指機器與機器之間的通信。智能化、 交互式是 M2M 有別于應用的典型特征, 這一特征下的機器也被賦予了更多的“智慧” 。

      隨著實時音頻、 高清視頻等服務的日益激增,基于位置通信的傳統 TCP /IP 網絡無法滿足海量數據流量分發的要求。網絡呈現出以信息為中心的發展趨勢。信 息 中 心 網 絡 ( information-centric network,ICN)的思想最早是 1979 年由 Nelson 提出來的 ,后來被 Baccala 強化 。目前, 美國的 CCN、 DONA和 NDN 等多個組織對 ICN 進行了深入研究。作為一種新型網絡體系結構,ICN 的目標是取代現有的 IP。

      ICN 所指的信息包括實時媒體流、 網頁服務、 多媒體通信等,而信息中心網絡就是這些片段信息的總集合。因此,ICN 的主要概念是信息的分發、 查找和傳遞,不再是維護目標主機的可連通性。不同于傳統的以主機地址為中心的 TCP /IP 網絡體系結構,ICN 采用的是以信息為中心的網絡通信模型, 忽略 IP 地址的作用, 甚至只是將其作為一種傳輸標識。全新的網絡協議棧能夠實現網絡層解析信息名稱、 路由緩存信息數據、 多播傳遞信息等功能, 從而較好地解決計算機網絡中存在的擴展性、 實時性以及動態性等問題。

      首先,內容提供方向網絡發布自己所擁有的內容,網絡中的節點就明白當收到相關內容的請求時如何響應該請求。然后,當第一個訂閱方向網絡發送內容請求時,節點將請求轉發到內容發布方,內容發布方將相應內容發送給訂閱方, 帶有緩存的節點會將經過的內容緩存。其他訂閱方對相同內容發送請求時,鄰近帶緩存的節點直接將相應內容響應給訂閱方。因此,信息中心網絡的通信過程就是請求內容的匹配過程。傳統 IP 網絡中, 采用的是“推” 傳輸模式,即服務器在整個傳輸過程中占主導地位, 忽略了用戶的地位, 從而導致用戶端接收過多的垃圾信息。

      ICN 網絡正好相反, 采用“拉” 模式, 整個傳輸過程由用戶的實時信息請求觸發, 網絡則通過信息緩存的方式,實現快速響應用戶。此外,信息安全只與信息自身相關,而與存儲容器無關。針對信息的這種特性,ICN 網絡采用有別于傳統網絡安全機制的基于信息的安全機制。這種機制更加合理可信, 且能實現更細的安全策略粒度。和傳統的 IP 網絡相比,ICN 具有高效性、 高安全性且支持客戶端移動等優勢。目前比較典型的 ICN 方案有 CCN, DONA,NetInf,INS 和 TRIAD。

      移動云計算是一種全新的 IT 資源或信息服務的交付與使用模式, 它是在移動互聯網中引入云計算的產物。移動網絡中的移動智能終端以按需、 易擴展的方式連接到遠端的服務提供商, 獲得所需資源,主要包含基礎設施、 平臺、 計算存儲能力和應用資源。SaaS 軟件服務為用戶提供所需的軟件應用,終端用戶不需要將軟件安裝在本地的服務器中,只需要通過網絡向原始的服務提供者請求自己所需要的功能軟件。PaaS 平臺的功能是為用戶提供創建、 測試和部署相關應用等服務。PaaS 自身不僅擁有很好的市場應用場景, 而且能夠推進 SaaS。而 IaaS 基礎設施提供基礎服務和應用平臺。

      隨著網絡通信技術和計算機技術的發展, 互聯網 + 、 三網融合、 云計算服務等新興產業對互聯網在可擴展性、 安全性、 可控可管等方面提出了越來越高的要求。SDN(software-defined networking, 軟件定義網絡) /NFV(network function virtualization,網絡功能虛擬化)作為一種新型的網絡架構與構建技術, 其倡導的控制與數據分離、 軟件化、 虛擬化思想, 為突破現有網絡的困境帶來了希望。在歐盟公布的 5G 愿景中, 明確提出將利用 SDN /NFV 作為基礎技術支撐未來 5G 網絡發展。

      SDN 架構的核心特點是開放性、 靈活性和可編程性。主要分為 3 層:基礎設施層位于網絡最底層,包括大量基礎網絡設備,該層根據控制層下發的規則處理和轉發數據;中間層為控制層,該層主要負責對數據轉發面的資源進行編排,控制網絡拓撲、 收集全局狀態信息等;最上層為應用層,該層包括大量的應用服務,通過開放的北向 API 對網絡資源進行調用。

      SDN 將網絡設備的控制平面從設備中分離出來, 放到具有網絡控制功能的上進行集中控制。掌握所有必需的信息, 并通過開放的 API 被上層應用程序調用。這樣可以消除大量手動配置的過程,簡化管理員對全網的管理, 提高業務部署的效率。SDN 不會讓網絡變得更快, 但他會讓整個基礎設施簡化,降低運營成本, 提升效率。未來 5G 網絡中需要將控制與轉發分離,進一步優化網絡的管理,以 SDN 驅動整個網絡生態系統。

      目前,無線網絡面臨著一系列的挑戰。首先,無線網絡中存在大量的異構網絡, 如: LTE、 Wimax、UMTS、 WLAN 等,異構無線網絡并存的現象將持續相當長的一段時間。目前, 異構無線網絡面臨的主要挑戰是難以互通,資源優化困難,無線資源浪費,這主要是由于現有移動網絡采用了垂直架構的設計模式。此外, 網絡中的一對多模型( 即單一網絡特性對多種服務),無法針對不同服務的特點提供定制的網絡保障,降低了網絡服務質量和用戶體驗。因此,在無線網絡中引入 SDN 思想將打破現有無線網絡的封閉僵化現象,徹底改變無線網絡的困境。

      軟件定義無線網絡保留了 SDN 的核心思想, 即將控制平面從分布式網絡設備中解耦, 實現邏輯上的網絡集中控制,數據轉發規則由集中統一下發。軟件定義無線 個層面。在軟件定義無線網絡中, 控制平面可以獲取、更新、預測全網信息,例如:用戶屬性、絡需求以及實時網絡狀態。因此,控制平面能夠很好地優化和調整資源分配、轉發策略、流表管理等,簡化了網絡管理,加快了業務創新的步伐。

    上一篇:中國移動表示2020年5G基站建設30萬個目標不變
    下一篇:移動通信技術全文閱讀_移動通信技術免費閱讀_百度閱讀
  • 圖說天下
    老快3网址 | 免責聲明 | 業界聚焦 | 互聯網絡 | 熱點專題 | 科技前沿 | 風云人物 | 媒體動態 | 產業經濟 | 移動通信 | 老快3网址 |
  • Copyright©2008-2018 富優迪科技(老快3网址 www.dejqee.com.cn)版權所有 All rights reserved
    本站部分文章、圖片源自網絡或網友自主發布,不代表本站觀點,如有版權問題請及時聯系我們刪除。