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移动端前景篇一
摘要: ason作为下一代光网络中最重要的技术之一,在设备开发方面已经达到较高的水平,但是在应用方面还刚刚起步。本文通过分析ason技术的特点和优势,讨论ason在移动通信中的应用前景。关键词:ason 传送网 移动通信
1 引言
随着移动通信的飞速发展,数据服务量不断激增和接入业务日益多样化,对光传输网络在自适应能力方面提出了更高要求。当前通信网络的发展不仅要创造更大的带宽容量,还要解决如何将网络中的资源转化为可用的、经济的、能进行带宽管理的新业务。而ason网络具有的组网灵活性、高可靠性、智能性,使之成为移动通信行业研究与关注的热点。
2 ason的基本概念
ason(automatically switched opticalnet-work)即自动交换光网络,是能够在选路和信令控制下自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网,它是近年来光传送网技术的一个最重要的发展,也可以看作是一种标准化的智能光传送网。
ason允许将网络资源动态地分配给路由,缩短了业务层升级扩容时间,具有快速的业务提供和拓展功能。ason还可以引入新的业务类型,而且在ason网络中,业务可实现动态连接,时隙资源也可进行动态分配。其原理是在现有的光网络上增加一层控制平面,并利用这层控制平面来为用户建立连接,提供服务和对底层网络进行控制,同时支持不同的技术方案和不同的业务需求,具备高可靠性、可扩展性和高有效性等特点[1]。
3 控制平面的功能
ason是在传输中融合了交换技术的新型传输网络,它在传统的传输网络的基础上引入了控制平面,形成传送平面、控制平面和管理平面相互间的交互。控制平面是ason的核心部分,由网络中各节点的控制网元组成。控制平面通过使用接口协议及信令系统,可以动态的交换光网络的拓扑信息、路由信息和其他控制信令,使其形成统一的整体,实现了连接的自动化和网络资源的动态分配,还能在连接时对故障进行自行恢复。信令提供建立、拆除和维护端到端连接的能力,通过选路选择合适的路由;当网络发生故障时,控制平面执行保护和恢复功能;控制平面还能自动发现连接关系和链路信息,发布链路状态信息以支持连接建立、拆除和恢复。控制平面可以独立于管理平面,指挥传送平面完成连接的建立、释放等功能,也可以在管理平面的作用下实现连接的控制。ason使传输、交换和数据网络结合在一起,实现了真正意义的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复。
4 ason的特点
由于在ason网络结构中引入了控制平面,使ason具有以下特点:
4.1 网络的生存性与抗灾难性强
传统的sdh网络为环形拓扑,保护方式一般为专用保护,对单点故障具有良好的保护能力,但是无法应对两点以上的故障。ason采用网状网方式组网,不管有多少处故障,只要网络中还有空闲路由就可以对业务实施保护,提高网络保护生存能力,简化网络结构,节省保护通路预留带宽,从根本上解决传输时延和可靠性问题。
4.2 动态按需分配带宽
动态按需分配带宽是利用ason技术所提供的业务连接带宽动态的调配能力,从而完成业务连接带宽的动态无损调整。目前,对于电路可靠性要求较高的用户,一般采用1+1方式进行保护。这种方式存在成本高,备用电路利用率低等缺点。而采用动态按需分配带宽,工作电路正常时不需要建立恢复备用电路,只有当工作电路发生故障时才动态建立恢复电路。因此,ason可以降低业务提供的成本,提高电路利用率。而且动态按需分配带宽适用于对电路带宽需求经常变化的客户,如大型门户网站等。
4.3 扩展能力强
传统的sdh环形网络结构难以调整,传输通道难以规划,无法适应网络规模的扩展。在sdh网络中,如果有一个区段需要扩容,哪就需要对整个环形网络进行扩容。而网状ason网络的升级扩容非常简便,只需对那些需要扩容的链路进行扩容就可以了,仅需要增加板卡或者插槽就可以完成扩容,理想情况下能够达到类似于计算机设备“即插即用”的功能。
作为一种新兴的通信技术,ason具有许多优点。当然,ason技术目前也存在不足之处。主要体现为:技术、系统的成熟度和维护管理的可控度不高;控制功能的实现都是基于软件实现,软件故障将会影响整个网络的通信和管理;对设备要求高;ason标准协议不确定性导致存在互联互通问题。
5 ason在移动通信中的应用前景
当前移动传输网以话音业务为主,除传统话音业务持续增长外,数据业务将会得到比较大的增长,光网络需要承载的业务范围更宽,种类更多。业务的增长对传输网络提出了更高的要求。面对这种变化,原有传输网络在容量、覆盖能力及多业务处理能力等方面都有不足,亟需改建。此外,从长远发展来看,传输网络还需要具备更好的弹性及灵活性,即提供更高的网络安全性、更灵活的业务调度及更完善的差异化服务提供能力。
我国通信网一开始采用环网结构sdh网络,但是随着业务量的增加和各种新业务的出现,原有的传统的sdh网络越来越不适应业务网的发展,特别是由于环型网络所具有的灵活性和可扩展性较差、抗多点故障性能不佳、环网距离过长等缺点,已经无法适用移动通信业务的高速发展,而ason却能弥补sdh的不足。特别是3g移动网络作为下一代移动业务网,它对基站接入传输的安全性要求更高,而且网络传送层的带宽分布越来越不均匀,以及对维护要求的不断提升。且在承载效率方面,3g业务的动态性和突发性更强,要求承载网能够实现动态业务分配,并且要有很高的承载效率,更合理的利用带宽资源。而ason所具有的大容量、高可靠性、高灵活性、高扩展性、高维护性和多业务提供等优点正好满足3g网络的要求。ason作为下一代光网络中最重要的技术之一,在电路连接、无阻塞交叉处理的基础之上,有机地融入动态路由控制,使传输网络从静态到动态,为3g移动网的发展提供有力的保障。
6 结语
传输网络智能化肯定是无线通信网络未来发展的方向,并且随着移动通信业务的不断发展和ason技术的不断成熟,ason将会逐步取代现有的环形网络。而且ason所具有的优异的性能必将成为建设未来光网络的首选技术。
参考文献
[1] 程世盛,技术特点及其在下一代光网络中的角色探讨.信息技术,2007, 31(11):70~72,75.
王丹.自动交换光网络的结构与进展.光通信技术,2006,30 (5):22~23.
刘宏宇,技术与移动光传输网络.信息通信,2007,20 (6):33~35.
移动端前景篇二
摘要
21世纪移动通信技术和市场飞速发展,在新技术和市场需求的共同作用下,未来移动通信技术将呈现以下几大趋势:网络业务数据化、分组化,移动互联网逐步形成;网络技术数字化、宽带化;网络设备智能化、小型化;应用于更高的频段,有效利用频率;移动网络的综合化、全球化、个人化;各种网络的融合;高速率、高质量、低费用。这正是第四代(4g)移动通信技术发展的方向和目标。
关键词:第四代移动通信(4g);正交频分复用;多模式终端
第一章4g移动通信简介
1.1通信速度更快
由于人们研究4g通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问internet的速率,因此4g通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估,第四代移动通信系统的速度可达到10-20mbit/s,最高可以达到100mbit/s。
1.2网络频谱更宽
要想使4g通信达到100mbit/s的传输速度,通信运营商必须在3g通信网络的基础上对其进行大幅度的改造,以便使4g网络在通信带宽上比3g网络的带宽高出许多。据研究,每个4g信道将占有100mhz的频谱,相当于w-cdma3g网络的20倍。
标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全,面向不同用户要求,更富有个性化。而且4g手机从外观和式样上看将有更惊人的突破,可以想象的是,眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4g终端。
2.1智能性能更高
第四代移动通信的智能性更高,不仅表现在4g通信的终端设备的设计和操作具有智能化,更重要的是4g手机可以实现许多难以想象的功能。例如,4g手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。
2.2兼容性能更平滑
要使4g通信尽快地被人们接受,还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4g通信。因此,从这个角度来看,4g通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2g、3g平稳过渡等特点。
2.3实现更高质量的多媒体通信
4g通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等,大量信息透过宽频的信道传送出去,为此4g也称为“多媒体移动通信”。
2.4通信费用更加便宜
由于4g通信不仅解决了与3g的兼容性问题,让更多的现有通信用户能轻易地升级到4g通信,而且4g通信引入了许多尖端通信技术,因此,相对其他技术来说,4g通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4g通信网络系统时,通信运营商们将考虑直接在3g通信网络的基础设施之上,采用逐步引入的方法,这样就能够有效地降低运营成本。
第三章 4g移动通信的接入系统
4g移动通信接入系统的显著特点是,智能化多模式终端(multi-modeterminal)基于公共平台,通过各种接技术,在各种网络系统(平台)之间实现无缝连接和协作。在4g移动通信中,各种专门的接入系统都基于一个公共平台,相互协作,以最优化的方式工作,来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时,网络会自适应分配频带、给出最优化路由,以达到最佳通信效果。目前,4g移动通信的主要接入技术有:无线蜂窝移动通信系统(例如2g、3g);无绳系统(如dect);短距离连接系统(如蓝牙);wlan系统;固定无线接入系统;卫星系统;平流层通信(sts);广播电视接入系统(如dab、dvb-t、catv)。随着技术发展和市场需求变化,新的接入技术将不断出现。
不同类型的接入技术针对不同业务而设计,因此,我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境,对接入技术进行分层。
分配层:主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成,服务范围覆盖面积大。
蜂窝层:主要由2g、3g通信系统组成,服务范围覆盖面积较大。
等,移动通信能力很有限。
个人网络层:主要应用于家庭、办公室等场所,服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限,但可通过网络接入系统连接其他网络层。
固定网络层:主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。
网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破:为最大限度开发利用有限的频率资源,在接入系统的物理层,优化调制、信道编码和信号传输技术,提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术,并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网络性能,在接入系统的高层协议方面,研究网络自我优化和自动重构技术,动态频谱分配和资源分配技术,网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展ip技术在移动网络中的应用;加强软件无线电技术;优化无线电传输技术,如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。
第四章 4g移动通信系统中的关键技术
(一)定位技术
定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4g移动通信系统中,移动终端可能在不同系统(平台)间进行移动通信。因此,对移动终端的定位和跟踪,是实现移动终端在不同系统(平台)间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。
(二)切换技术
切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4g通信系统中,切换技术的适用范围更为广泛,并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
(三)软件无线电技术
在4g移动通信系统中,软件将会变得非常繁杂。为此,专家们提议引入软件无线电技术,将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线,即将a/d和d/a转换器尽可能地靠近rf前端,利用dsp进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台,在平台上运行各种软件系统,以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此,应用软件无线电技术,一个移动终端,就可以实现在不同系统和平台之间,畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。
(四)智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能,能满足数据中心、移动ip网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰,增强特殊范围内想要的信号,这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
(五)交互干扰抑制和多用户识别
互干扰,确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求,还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署,确保业务质量的改善。
(六)新的调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信,将面临严重的选频衰落(frequency-selectivefading)。为提高信号性能,研究和发展智能调制和解调技术,来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术(ofdm)、自适应均衡器等。另一方面,采用tpc、rake扩频接收、跳频、fec(如aqr和turbo编码)等技术,来获取更好的信号能量噪声比。
4g移动通信系统的关键技术:
(1)ofdm正交频分复用技术
ofdm正交频分复用技术的基本思想是将高速串行的数据码流变换成n(通常取偶数)路并行的低速数据流,再将这n路低速数据流分别调制到等频间隔的一组总数为n的子载波上,并且这组子载波要满足下交的条件。ofdm技术的优点是可以通地添加循环前缀来减小或消除码间干扰,对多径衰落和多普勒频移不敏感,提高了频谱利用率,可实现低成本的单波段接收机。ofdm的主要缺点是功率效率不高,对频偏和相位噪声比较敏感。
(2)mimo技术
(3)软件无线电技术
软件无线电是美国mtltre公司于1992年明确提出的,其基本思想是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台,利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统,所有体制和标准的更新,以及不同体制之间的兼营,都可以通过适当的软件来完成。软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带a/d和d/a变换器,并尽可能多地用软件来定义无线功能,各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性,能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站,能实现各种应用的可变qos。
(4)智能天线技术
增加传输容量。
(5)调制与编码技术
4g移动通信系统采用新的调制技术,如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式,以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。4g移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如turbo码、级连码和ldpc等)、自动重发请求(arq)技术和分集接收技术等,从而在低eb/n0条件下保证系统足够的性能。
(6)高性能的接收机
4g移动通信系统对接收机提出了很高的要求。shannon定理给出了在带宽为bw的信道中实现容量为c的可靠传输所需要的最小snr。按照shannon定理,可以 计算 出,对于3g系统如果信道带宽为5mhz,数据速率为2mb/s,所需的snr为l.2db;而对于4g系统,要在5mhz的带宽上传输20mb/s的数据,则所需要的snr为12db。可见对于4g系统,由于速率很高,对接收机的性能要求也要高得多。
(7)全ip技术
多用户检测是wcdma通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的cdma通信系统中,各个用户信号之间存在一定的相关性,这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小,可是随着用户数的增加或信号功率的增大,多址干扰就成为wcdma通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理,因而抗多址干扰能力较差;多用户检测技术在传统检测技术的基础上,充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测,从而具有优良的抗干扰性能,解决了远近效应问题,降低了系统对功率控制精度的要求,因此可以更加有效地利用链路频谱资源,显著提高系统容量。随着多用户检测技术的不断 发展,各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出,在4g实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。
(9)切换技术
以改善信号质量。是否支持mdho对于终端和基站来说是可选的。
(10)睡眠模式
终端睡眠模式:sleep模式和idle模式。sleep模式的目的在于减少终端的能量消耗并降低对serving基站空中资源的使用。sleep模式是终端在预先协商的指定周期内暂时中止serving基站服务的一种状态。从serving基站的角度观察,处于这种状态下的终端处于不可用(unavailability)状态。idle模式为终端提供了一种比sleep模式更为省电的工作模式,在进入idle模式后,终端只是在离散的间隔,周期性地接收下行广播数据(包括寻呼消息和m基站业务),并且在穿越多个基站的移动过程中,不需要进行切换和 网络 重新进入的过程。idle模式与sleep模式的区别在于:idle模式下终端没有任何连接,包括管理连接,而sleep模式下终端有管理连接,也可能存在业务连接;idle模式下终端跨越基站时不需要进行切换,sleep模式下终端跨越基站需要进行切换,所以idle模式下终端和基站的开销都比sleep小;idle模式下终端定期向系统登记位置,sleep模式下终端始终和基站保持联系,不用登记。
结束语
对于现在的人来说,未来的4g通信的确显得很神秘,不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说,要顺利、全面地实施4g通信,还将可能遇到一些困难。
首先,人们对未来的4g通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升,从理论上说最高可达到100mbit/s,但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析,4g手机将很难达到其理论速度。
其次,4g的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测,在10年以后,2g的多媒体服务将进入第三个发展阶段,此时覆盖全球的3g网络已经基本建成,全球25%以上的人口使用3g,到那时,整个行业正在消化吸收第三代技术,对于4g技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。
移动端前景篇三
随着信息科技的迅速发展,移动通信技术水平得到前所未有的提高,用户对网络环境的要求越来越高,传统的固定网络环境的相关ip技术实现了新突破,移动ip技术已受到更多的人青睐。本文从移动ip的基本原理出发,从网络、模式、速度等角度讨论了移动ip技术的优势及发展前景。
传统的ip技术存在较大缺陷,由于用户通信的ip地址使用固定分配方式,若用户因需要移动至不同的网络,则原先的ip号码无法被用户使用至新网络环境中。要能实现网络通信,必须修改ip地址以适应新网络需要,确保新ip地址网络号以及调整后的现有网络号一样。电脑主机变更还会引发很多麻烦,比如用户更换ip后也不一定能像原来一样享受相关的资源和服务,原先的ip地址也不能被其它用户用来访问这个用户的主机。
移动ip技术的提出对这些问题的解决提供了较好的方案,移动ip技术的基本原理是:在使得非移动主机和网络路由器的协议不发生变化的情况下,即使接入网络环境产生变动,仍然能获取通信信号,实现通信需求。移动ip技术的支持范围也较为宽泛,无线局域网、以太网等间不同质的网络间的移动也受到其节点支持。其对网络支持的要求环境也比较低。
移动ip技术的发展暂时并不成熟,发展初期移动ip技术主要应用于企业局域网络中,由于一般企业局域网内都设有各异的子网络,而子网络之间由于工作需要发生移动也十分正常,所以移动ip在企业中应用作用明显。而移动ip更大的发展方向则是在不同的isp之间或更宽泛的网络范围间实现ip的移动。
3g牌照发放后,国内三大电信运营商中国移动、中国电信、中国联通对于3g网络建设的积极性都非常高,另一方面国家在电信固定资产支持与鼓励,因此,各大运营商都将3g网络的建设作为行业增长的新动力,但由于巨大的折旧和营销成本,目前3g业务的发展暂仅属起步阶段,但对移动ip技术的发展起到了极大的推动。
进入3g时代后,网络带宽、电路交换模式等的限制已经逐步减弱,移动ip在更大范围内得以应用。移动ip技术与移动互联网间的有机结合,在3g时代大有可为。3g时代的主要三大特征表现为:(1)使用同一部手机在全球范围内科实现漫游,可在任何时间、任意对象、任何地点实现数据通信;(2)网络的传输速率已得到极大提高,用户原地不动或者缓慢行走时,手机的通信速率可以达到2mb/s,而如果开车时使用手机传输数据,速率可达384kb;(3)通信运营商和网络运营商的商业合作,促进了更多数据交换模式的开发,有益于数据通信过程中软硬件的有益结合。
1 网络分层控制
伴随着通讯网络全方位地转向宽带ip网络运行,第三代移动通信即采用这种宽带ip网络的核心技术。这种技术下的ip协议适应性好,部分ip核心网络已经开始使用太比特宽带传输网,该网络数据传输覆盖至浏览、语音、视频、商务往来、网络支付等各种业务功能,形成了多业务统一的综合性网络。宽带ip网是分层控制的,ip协议主导着网络路由和寻址协议,呼叫服务器控制网络,对底层技术适应性较强,而第三方智能业务提供商主要提供各种个性化信息、互动多媒体、移动社交网络、商务功能等多种网络服务,从而使得网络控制、传输及提供业务功能等多方分离,在这种竞合过程中,网络的安全性、便利性、丰富性、开放性和业务质量等各方面都得到了较大发展。
2 变更交换模式
3g时代的移动通信网络交换模式也发生了变更,原先的电路交换开始向分组交换变换,两个分组交换机sgsn以及ggsn是最核心的载体。
目前世界上使用的移动网络技术主要分为三种,一是以欧洲、日本等地区国家为代表wcdma,以美国、中国、韩国等为代表的cdma2000,以及以中国、韩国等为代表的td-scdma。3g时代移动通信的ip化和分组交换,有利于移动ip的'包交换数据传输特征以及分组交换特征的实现,为其快速占领市场打好了坚实基础。
3.传输速率的改进
新的数据通信时代的到来,使得移动数据传输能力大为增强,同时受环境的限制越来越少,无论室内室外、手持还是摆放、行走还是开车,数据传输的业务数据均能达到较高的水平,移动数据的高速传输,对移动终端网络化、智能化的发展起到了极大地推动作用,很多功能不需要重启主机、不需配置硬件环境等,均能轻易实现,具有良好的市场空间。
4 移动ip将作为4g时代的主流技术
随着3g技术的日益成熟,人们开始将目光转向4g技术的研发。目前,4g技术已经问世,其发展方向和目标着眼于提高移动设备无线访问internet的主干宽带和internet的速率,其无线连接速率将会达到目前移动上网速率的300倍,下载速率可达5-10mbits/s。这一目标的实现,将有利于从宽带的cdma向全ip网络演进,并使移动ip技术成为4g时代的主流技术。
移动ip技术通过结合移动及ip通信网络的优势,将具有广阔的应用前景。可以预见,在不久的将来,人们便可以在同一个ip通信网络平台实现同时传输语音、视频、资料、图像等数据信息,这也是4g时代到来的发展趋势。
移动ip技术必将深远地影响人们的工作、生活以及整个社会经济的发展,具有极其广阔的发展前景。

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