時間:2023-05-30 10:46:12
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇移動通信原理,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
引言
從2009年以來,通信行業逐步經歷了3G到4G網絡建設,形成了包括信息運營服務,終端建設服務等業務的產業增長鏈。通信行業的迅猛發展也提高了對通信人才的需求。在此情況下,高職院校移動通信技術專業的學生無疑迎來了一個良好的發展機會,同時,也對高職院校學生的素質提出了更高的要求。要想更好的使學生從《移動通信原理與應用技術》這門課程中受益,逐步適應社會發展的各項需求,就必須以高職院校為改革的主體,以當前學校所擁有的一系列的崗位為出發點,對傳統的移動通信課程進行改革,以求使學生增強自主創新能力,發揚科學首創精神,同時也希望通過移動通信課程的學習實現學與做的一體化,著眼于解決現實問題。
1傳統的《移動通信原理與應用技術》課程的弊端
傳統的《移動通信原理與應用技術》這門課程在教學的過程中主要是以理論講授為主,教學過程中多采用按章節模塊化的教學。但是,這門課程沒有必要合適的實踐環節,學生學習這門課程后基本不具備一定的社會適應能力。雖然對這門課程已經有了基礎知識的掌握,但是在正式參加工作時仍舊需要花費過多的時間來專門進行培訓,這樣就在很大程度上減弱了學習的效果,使得傳統的課程學習不能夠很好的滿足高職院校所制定的相關目標,不能培養出專業技能型的學生。
2傳統《移動通信原理與應用技術》的改革思路
針對傳統的移動通信教學的弊端,著眼于當前各大企業對移動通信人才的需求,我們能夠看到,高職院校畢業的學生,在就業的過程中,他們大多會傾向選擇一些操作性的崗位,而企業對這些學生的要求也比較高,他們希望學生在參與到工作時就能夠實現與企業的完全對接,能夠直接上手參加工作。因此,就這一情況,高職院校在改革過程中,應該主要還是讓學生對一些基礎性的理論進行了解,這些僅僅是屬于比較基礎性的,不必進行過于深的探討和研究。學生只需要對相關的理論進行認知即可,如果在教學過程中對相關部分需要重點把握的,可以適當的進行深入說明。在課程教學中,可以大力加強介紹當今新興的前沿技術成果,讓學生能夠對移動通信這一行業進行了解,以便于加快拓展學生的知識面,以此來提高學生動手實踐能力。總體而言,對傳統的移動通信課程進行改革,就必須在基礎知識理論學習的中,不斷的提高實踐教學的環節,這樣有助于將課本學習與實際應用相結合,更大程度上提高學生融入企業的能力。
3課程項目化教學建設方案
針對當前高職院校移動通信技術等相關專業的發展現狀,需要對《移動通信原理與應用技術》這門課程教學制定相關建設方案。這些課程建設方案,有助于將這門課程進行清晰的定位,把握這門課程的發展目標,從而更好的進行教學。
3.1項目化教學定位
《移動通信原理與應用技術》作為移動通信技術專業的一門核心課程,要求這一專業的學生進行必修。這門課程在整個學習過程中主要起中間承接的作用,在這門課程之前,主要修學習的是通信原理、微波與天線技術、電路余電子技術等課程,后期主要學習無線網絡優化、光纖通信技術等。通過對這一課程進行學習,致力于構成全面的知識結構,學習基本的理論,把握好關鍵性的技術,提升自身素養,著眼于增強學生各項能力,包括對通信設備進行開發,工程設計以及系統進行維護等。這門課程致力于將學生培養成創新型的人才。
3.2項目化教學培養目標
在高職院校中,開設這門課程,主要是面向于相關崗位群,例如無線通信設備調試、工程安裝、移動通信售后服務等。通過對移動通信技術課程的學習,以及相應的實踐,目的在于使學生能夠掌握扎實充分的理論知識,具備通信技術技能,使學生能夠通過學習走向一線的操作性技術崗位,對通信設備進行專業性的維護,運營技術崗位,從而不斷提高學生的專業技術能力、方法能力以及適應社會的各項能力。項目化教學培養目標的實現,需要師生之間的共同努力,要求教師能夠把握好目標,指引學生,讓學生在大目標的前提下來學習,以使學生不偏離于目標。
3.3課程設計的思路
這門課程在培養學生的過程中,主要是從移動通信這一總體性的視角出發,注重培養學生適應就業的能力,掌握專業崗位所需要的基礎性的知識,基本上沿著基礎理論、基本技能以及專業技能這三個部分進行逐步式的提高。教師要能夠與相關企業建立起聯系,通過不斷對企業的各方面需求進行了解,使得學生能夠對自己知識的掌握情況進行了解,把握所學知識的定位和目標,基本上讓學生做到學以致用,能夠以自己所學的知識為理論支撐,同時不斷涉獵相關的知識,盡可能的拓寬自己的視野。
3.4就業方向的教學設計
《移動通信原理與應用技術》這門課程,注重培養學生各方面的實踐能力。以學生就業為實際的導向,通過學校和企業相結合,采用系統化和模塊化的方式來架構內容體系。這門課程在設計過程中,其思路主要是按照對社會性的需求進行分析,對崗位進行分析,設計教學情境以及評價體系這些階段來逐步實現的,而這一過程通常是合理并且良性發展的。
3.5教學項目設計
針對高職院校課程教學,可以從所給出的教學大綱出發,在設置板塊的過程中,采取由淺入深的方式來設置相應的模塊,而這一模塊應該從理論和實踐兩方面進行組合,在教學過程中教師應該注重把握二者的比例,盡可能的設計為1:1。
3.6項目小組教學
采用項目小組教學,需要將學生分成若干個小組,讓這些小組模仿企業的運作模式,以提高學生各方面的綜合素質為目標,以最終更好適應企業工作環境為目的,這對進一步的提高學生各項的社會能力、方法能力以及培養企業需要的專業性的能力具有極其重要的意義。小組教學過程,離不開相關實驗操作。而對于實驗則與傳統的方式有很多的不同。傳統的實驗方式大多數都是先由教師進行講解,學生在老師的指導下參與實驗。而這樣的教學模式,實質上是學生在被動的接受著教師的引導,其所獲得的實際效果有待提高。而項目小組教學則不再是采用傳統的方式,讓學生自主完成各個項目,從而不斷提高學生的自主創新能力。
3.7多樣化的考核方法
考核方式可以盡可能的多樣化。考核內容包括了課堂上學生的出勤情況,學生在課堂中的一些表現,作業完成情況以及最終考核成績。其中,考核應該注重于過程性評估和結果性評估,既要對學生平時的表現進行評價,同時也要通過書面考核形成評估。通過多樣化的考核方式,才會更好的體現學生的學習效果,從而促進教師改變教學方式,進一步提高教學。
4結語
當前,高職院校在《移動通信原理與應用技術》這門課程教學過程中存在著很多的問題,嚴重制約著高職院校的發展。新形勢下,只有把握移動通信的發展趨勢,將其很好的融合到課堂教學中,加快項目化課程建設,才有可能緊跟時代的腳步,不斷提高自己的學習效果。
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關鍵詞:移動通信技術;類別;技術原理;應用;發展方向
在通信技術和信號處理技術更新迭代過程中,移動通信技術的運用率也隨之有了顯著的提升,并且成為民眾平時生活中隨處可見的一項高端技術。然而,基于人們對于移動通信技術的掌握程度有限,加之這項技術使用范圍的不斷擴大,這使得移動通信技術在實踐運用時也經常會突遇各類問題,影響到整體使用效果。所以,唯有相關研究人員明晰這項技術的更新歷程、技術原理、運用范圍、發展方向,才能優化各類問題,保證移動通信技術的質量和效果得到顯著的提升,推進移動通信技術的進步。由此可見,對于移動通信技術的應用和發展做出研究很有必要。
1 移動通信技術的類別
從移動通信技術的實際使用情況來看,這項技術的類別主要有陸地移動通信技術、航空移動通信技術、海上移動通信技術,在此之中陸地通信技術所具備的優勢最為明顯,譬如技術涵蓋范圍廣、新穎度高、操作相對便捷、網絡抗干擾能力較強等,同時也與民眾平時生活有著直接的聯系。除此之外,陸地移動通信技術主要涵蓋了蜂窩移動數據通信、集群通信、無線電通信、非定位通信、衛星通信等,上述這些移動通信技術的運用,顯著拉近了人與人之間的距離,增進了人們的感情,為各類移動通信的連接和更新做好了鋪墊。
2 移動通信技術的更新歷程
至今為止,移動通信技術的發展已經度過了五個時代。詳細而言,第一代移動通信技術:1G,指的是模擬通信技術,同時1G移動終端設施還被稱為“BigBrother”;第二代移動通信技術:2G,從模擬通信技術轉變成了數字通信技術,2G時代中的移動終端設施代表是“諾基亞手機”;第三代移動通信技術:3G,這個時代研究出了窄帶網絡通信技術,然而這項技術在實際運用使得信號傳遞速度特別差,因此沒有得到大范圍地應用;第四代移動通信技術:4G,這是一種在窄帶網絡通信技術基礎上,研究成功的寬帶通信技術,并且通信網絡中融入了3G技術、無限局域網,使得使用者在下載網絡資源的速度、上傳速度均遠超了以往的移動通信技術,繼而推動了移動通信領域的長足進步;第五代移動通信技術:5G,這項移動通信技術與2G技術、3G技術、4G技術的差別是,5G并不是全新的、專用的無線接入技術,而是在已有的無線接入技術、通信技術之上,加入一些新穎的補充性無線接入技術后所得出的一項移動通信技術。從某個層面上來看,5G是一個能夠全面結合網絡,以融合統一的標準,向人們供應速度快、安全性高、自由的網絡。
3 移動通信技術原理
1G移動通信技術到5G移動通信的技術原理分析:1G移動通信系統:在模擬技術和FDMA(頻分多址)技術之上,以此為使用者提供模擬語音服務,然而基于信號傳送帶寬度有限,僅僅可以在一定的區域范圍之內使用,所以不能支持長途漫游服務。除此之外,考慮到第一代移動通信技術是一種交換電路的移動數據業務,主要使用的是分組化、數據化的網絡技術;還有一種是分組交換式的移動數據業務。但是,這項技術也存有一些劣勢,譬如格式多、兼容性差、保密程度弱、抗干擾能力差、通信效果不好、不能自動提供漫游服務等,同時模擬技術的運用致使通信系統的容量有限,這些不足之處,使得這項技術很難大范圍得到推廣和使用。2G移動通信系統:該系統是在上個世紀末期開始使用的一種數字移動通信系統,這個系統的創建主要是在數字技術之上,運用TDMA數字時分多址技術以及CDMA碼分多址技術為基礎研究出來的移動經營網絡。現階段,全世界范圍內主要運用的是第二代碼分多址通信系統、GSM通信系統,前者是一種以擴頻通信為根基的移動通信技術,擁有容量大、涵蓋范圍大、語音效果好、輻射低等優勢,后者具備了很強的規范性,并且接口開放等優勢。然而,考慮到2G技術的移動通信要求和模式統一化程度較差,所以用戶在使用時,僅僅可以在系統的同一個區域范圍內漫游,這也是該系統的不足之處。3G移動通信系統:該系統指的是多媒體通信系統,在網絡天線視頻、多媒體服務等方面突顯了很大的優勢,該系統所使用的多載波方式,能夠支持很多的業務。4G移動通信系統:該系統所供應的服務主要涵蓋了寬帶無線固定接入、交互式廣播網絡、無線局域網,以及移動寬帶系統等,并且該系統囊括了3G技術、WLLA,進而可以傳送高品質的視頻影像、電視畫面。該系統的網絡結構可以被劃分為物理網絡層級、中間環境層級、應用網絡層級這個三個層級,其中物理網絡層級主要是給出訪問和路由功能;中間環境層級是映射、轉換地址、安全管理等功能以起到銜接的作用;應用網絡層級和中間環境層級共同為第三方開發新業務提供開放的對接端口。5G移動通信系統:該系統是在上述幾種移動通信系統之上被研究出來的,其具備了頻增運用率高、完整的通信系統、前瞻性的設計理念,因而具備了信號傳送速率快、頻度寬、安全穩固能力強、抗干擾能力好、時效快等優勢,目前已經在逐漸取代4G移動通信技術,為廣大用戶所使用。
4 移動通信技術的實際應用
4.1 移動通信技術在多用戶檢測功率管控系統中的應用
在起初階段,多用戶檢測技術主要被用來檢測高斯噪聲環境下的最優用戶,基于這項技術具備了很強的運算繁雜性,所以在以前沒有得到大范圍的推廣和使用,然而近年來,伴隨移動通信用戶數量的日漸增多,這項技術受到了重點的關注。在移動通信技術中運用多用戶檢測系統時,主要是通過用戶信號之間的擴頻,所搭建出的連接完成檢測工作。然而,功率控制主要是控制所發送出的功率,并且主要被用來對上行和下行鏈路信號之間的功率實行管控,如此便可平衡基站所接收到的用戶信號強度,最終保障通信效果和通信安全穩固性得到顯著的提升。
4.2 移動通信技術在平時生活中的應用
從當前社會環境來看,移動通信已經成為民眾生活中不可或缺的組成內容,倘若相關研究人員沒有認識到移動通信在民眾生活中起到的關鍵作用,會致使移動通信技術在使用時經常產生問題,影響到用戶的體驗效果;如果使用者沒有意識到移動通信在平時生活中扮演的角色有多么重要,就無法感知生活中的樂趣。在每日起床以后,移動通信的優勢就會同步蘇醒,譬如移動用戶可以通過前一晚在智能手機上預約電飯煲的工作時間,用以節省早上的做飯時間;使用智能手機查詢當日天氣情況,從而選擇衣物;上班時,可以使用智能手機簽到打卡,將個人的考勤情況自動反饋到人事部門。只要在有信號的環境中,使用者便可借助收集等設置完成一部分內容以使生活更便捷、更輕松舒適。
4.3 移動通信技術在汽車駕駛中的應用
著眼于當前移動通信技術和機械技術的融合發展情況來分析,汽車駕駛將成為5G通信技術的一種主要應用方向。自動駕駛汽車系統中涵蓋了有線技術、無線技術、人工智能技術等多種高端技術。從實用性層面來看,自動駕駛技術的運用,使得汽車即便在路況非常差的環境中也能夠完成自動行駛、自動判別、自動管控方向盤等功能。5G時代的到來,一定可以將自動駕駛汽車變為現實,究其原因主要是5G移動通信技術改善了數據信號的延遲性問題,并且顯著提升了數據信號的傳送效率,如此便能夠增強自動駕駛的安全系數。
5 移動通信技術今后的發展方向
從當前情況來分析,移動通信技術在今后的發展方向主要為:交互干擾管控技術、多用戶辨別技術等。伴隨移動通信技術使用范圍的壯大,用戶對于通信質量、通信效果方面提出的標準也有了明顯的提升,為此要求交互干擾技術做出相應的更新,以增強數據信號的抗干擾能力,符合用戶的需求。另外,還有一些用戶在同時訪問網絡期間,會遇到信號延遲情況,所以應當加以多用戶辨別技術,以減少信號延遲現象的產生。
6 結束語
總而言之,伴隨社會的進步以及科技水平的提升,我們國家迎來了信息化、數字化的時代,在此背景下信息交流日漸頻繁,數據傳送規模也愈來愈大,移動通信技術的優勢慢慢地浮現了出來。目前,5G移動通信技術,已經正式啟用,這項技術徹底彌補了以前2G、3G、4G移動通信技術所具備的缺點,同時5G移動通信技術的信號傳遞速度以及信號的覆蓋范圍也與這些移動通信技術相比較而言,愈加廣泛、快速。
參考文獻
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【關鍵詞】移動通信 教學改革 教學內容 教學方法
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)23-0070-02
移動通信是我校通信專業的一門主干專業課。從學科性質上看,它是一門專業性和綜合性都很強的課程,并具有教學內容多、涉及面廣、內容更新快、實用性強,而學時相對較少的特點。隨著3G時代的到來,移動通信技術在當代社會生活中的應用日益廣泛,移動通信課程的重要性和實用性越來越突出,怎樣才能學習和掌握好移動通信課程是通信專業學生普遍關注的問題。本文結合移動通信的教學實踐,分別從以下幾個方面對移動通信課程教學改革進行探討,以期拋磚引玉。
一 教學內容
移動通信可以說是當今發展最快的實用通信系統,新技術、新概念層出不窮。技術的特點決定了移動通信課程在內容選擇上要面對諸多難題。
首先,內容多,學時少。雖然人們常說現在是3G時代,但2G手機仍在普遍使用,4G的標準也已確定,如此多的技術與系統,都具有實用性,都很重要,在有限的學時內該如何取舍,已成為困擾移動通信課程教師的重要問題。
其次,教材選擇困難。移動通信課程的教材盡管更新快,但也很難跟上技術的發展,最新的技術與發展動態很難在書本上找到。此外,由于移動通信相關技術較多,不同的教師在教學內容取舍上各有不同,教材內容相比教學內容可能過繁或過簡,很難找到適用的配套教材。以上特點決定了移動通信課程在教學中絕不能純粹依靠教材。
經過多年實踐,在移動通信教學中,我把內容分為三部分:基本原理、典型移動通信系統、課外自學內容。
基本原理部分主要包括調制技術、無線信道特征、抗衰落技術、組網技術等。這部分內容較多,涉及面較廣,教師根據學生的特點可以有不同的取舍。本校主要培養應用型人才,在這部分內容上就淡化了一般教材上的公式推導,主要強調基本概念的理解,在講授過程中多輔以應用實例以強化學生的理解,激發學生的學習興趣。其中調制技術、無線信道特征等內容要注意與先學課程內容的比較與銜接,而組網技術的講解要輔以適當的實例詳細分析,做到詳略得當。
在第二部分典型移動通信系統的講授中,由于學時所限不可能將所有的典型系統一一介紹。由于移動通信系統的發展一直強調兼容、平滑過渡的理念,因此,2G與3G設備和技術之間始終存在聯系,2G系統的知識是理解3G系統的基礎,所以一般可以從2G的GSM系統入手,因為后來的3G、4G系統中的網絡結構等很多內容與其一脈相承,有2G的基礎可簡化后續的學習。在GSM之外的其他典型系統可根據學時、實驗條件等選擇,本校由于建有WCDMA系統實訓中心,所以在內容上選擇細講WCDMA,而其他的3G、4G系統則通過對比法,只簡要介紹其核心技術特點。
第三部分為安排學生課外自學的內容。移動通信課程一般是在高年級開設,此時學生的很多必修基礎課程都已完成,理論課程學習壓力相比大一、大二時小了很多,有較多的空余時間,而移動通信課程內容多、學時少,因此在教學中可以考慮怎樣才能調動學生的主觀能動性,充分利用學生課余時間強化學習效果。這部分時間與內容如果安排得合適,其效果甚至超過課堂理論學習,學生不僅能掌握更多的知識,更是對自主學習能力和分析、解決問題的能力等綜合素質的提高。這部分可分為兩類:一類是對課程內容的總結與提高;一類是一些難度不大但受學時所限課堂上無法詳細展開的內容,如一些技術性的應用實例、教材上沒有的技術最新發展動態等。
以上是我對移動通信課程教學內容安排的一些總結體會。總的說來,在移動通信課程的教學內容安排中要根據自身的人才培養定位、課程體系設置、學生自身特點、實驗條件等多方面因素進行綜合考慮,對不同專業、不同基礎、不同需求的學生分別考慮,在實踐中研究探討最合理的教學內容安排。
二 教學手段
教學的成功離不開各種教學手段的綜合應用。針對移動通信課程各部分內容的特點不同,在教學中應綜合采用誘導法、實例法、課外自學法、演示法、分組研討法等多種教學方法,引導學生充分參與討論和思考,不僅能提高學生的理論知識水平,還能提高其分析解決問題的能力。
誘導法。如調制的部分可從簡單二元調制出發,通過對其缺點的分析和解決引導學生得出各種實用調制技術的原理,而不是通過公式的分析,這樣讓學生從熟悉的簡單理論入手,一方面可以降低學習難度,另一方面也可以激發學習興趣。再如在一些關鍵技術的講授中,可以引導學生分析該技術的適用環境。還可以提出一些虛擬場景,引導學生分析適用的技術手段、解決策略,這對提高學生分析、解決問題的能力,強化知識運用能力大有益處。
實例法。如在頻率分配方法的講解中可以舉一些運營商實際的頻率分配案例幫助學生理解掌握,在講各種抗衰落技術時介紹其在實際系統中的應用情況等。經過幾年基礎理論的學習,又面對著巨大的就業壓力,大多數高年級學生對實際應用的興趣遠大于理論分析,如果總是講理論而不提應用,學生很容易失去學習興趣,而移動通信本身也是一門實用性較強的學科,所以在整個原理的講述過程中,如果在每個理論的講述中都能輔以應用實例介紹,學生的學習積極性會大大地提高,學習效果也會大幅提升。
課外自學法。前面提到,由于學時受限、內容龐雜,移動通信課程的很多內容很難在課堂上深入展開,因此,調動學生的學習積極性,引導學生利用課外時間自主學習就很有必要。對于課外學習,學生常有的兩種情況是:一種是有學習積極性但缺乏自主學習能力;一種是缺乏學習積極性。對于前者可以通過指定課外閱讀內容、加強師生課余交流等方式給學生以指導,引導學生有效利用課余時間自主學習。也可以為學生介紹一些較大的通信行業論壇,引導學生充分利用網絡資源,這不僅僅可以讓學生在移動通信這門課程的學習上受益,還對學生未來的發展大有益處。對于第二種缺乏主動性的同學就需要通過一些強制或誘導的方式來推動學生學習。如布置課外作業、小論文等,規定這些內容要計入最終成績,推動學生在課外學習。也可以鼓勵學生自己找感興趣的內容研究學習,提交學習成果者可獲得一定的成績獎勵,從而促進學生學習積極性。
演示法。俗話說:“百聞不如一見”,實例演示比單純的講授效果要強得多。在多媒體教學較普及的現在,動畫演示在移動通信課程中是一種非常有效的教學手段。例如,在介紹GSM系統移動臺主被叫流程中,涉及大量的號碼及設備,單純講授過于抽象,學生很難形成整體概念,此時輔以動畫演示,效果大大強于純理論講授。
專題研討法。為同學分組安排專題,通過查閱有關資料,就其技術背景、應用前景等寫出綜述性報告,并通過專題討論的形式進行交流。這種方式學生不僅獲得專業知識,也是對其文獻查閱能力、寫作能力、表達能力的鍛煉,可謂一舉多得。
三 結束語
近年來,我們結合教學實際情況,著力于培養學生分析和解決實際問題的能力,對如何提高數字移動通信課程的授課質量進行了一些改革和探索,并取得初步成效。具體體現在任課教師在學院講課競賽中獲獎,學生對課程滿意度達90%以上,歷次督導組的評價等級較高等。總之,教學改革的目的是使教學內容具有實用性和先進性,教學方法靈活有效,激發學生的學習積極性,實現學生知識和能力的雙重提升。教學改革無止境,在今后的教學中,我們還將繼續努力探索,將該課程建成通信專業的特色課程、精品課程。
參考文獻
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關鍵詞 高速移動通信;信號優化;處理方法
中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2017)183-0070-02
高速移動通信改變了人們的生活方式和思維方式,為人們的生活帶來了很大的便捷,但是其在通信過程中會產生一定的干擾信號,為交通航空領域帶來不良的后果,對于軍事領域來說,甚至還會影響戰爭的勝負。因此,目前高速移動通信如何進行高質量通信是人們非常關注的問題,而要想提高高速移動通信的質量,就一定要針對影響高速移動通信的因素進行研究,采取各種方式來將高速移動通信的干擾問題解決,促進高速移動通信的進一步發展。
1 高速移動通信信號優化處理的必要性
從目前的情況來看,高速移動通信在很多領域都已經得到了非常廣泛的應用,尤其是在交通領域和軍事領域中的應用已經有一定的時間,并且取得了較好的效果。但是高速移動通信在為相關的領域提供很大的便捷時,也充分暴露出一些問題,其中在通信過程中面臨的干擾因素數量非常多以及信號強度非常大是最突出的問題,干擾問題越來越嚴重,已經引起了人們的高度關注。在軍事領域中,高速移動通信可以為戰爭提供一些可靠的信息,對于戰爭的勝利至關重要,如果高速移動通信中存在著干擾,就會造成嚴重的后果。而對于航空領域和交通領域來說,高速移動通信可以為飛機和列車的安全運行提供可靠的依據,但是如果在通信過程中遇到一定的干擾,就可能釀成嚴重的事故,危害人們的身體健康和生命安全。因此,在高速移動通信中,一定要加強通信的高質量研究。高速移動通信的通信方法主要包括基于卡爾曼濾波的通信方法、基于粒子濾波的通信方法等,其中基于粒子濾波是最常見的通信方式,這種通信方式在通信領域具有很重要的價值,其具有廣闊的發展前景[1]。在高速移動通信中,如果利用傳統的算法,其受到主觀因素的影響非常大,在參數的選取方面非常敏感,如果外界的通信環境比較復雜,會發生很大的變化,就會嚴重影響通信的質量。而通信質量一旦得不到保障,在多種領域中的應用也會面臨很大的問題。之所以通信質量難以保證是因為通信中原來的算法具有一定的問題,所以一定要改變之前的算法,采用正交加權的通信方法。
2 高速移動通信處理優化的原理
對于高速移動通信來說,在實際工作過程中,信號采集是第一步工作內容,在這個過程中會產生一組信號樣本,以這一信號樣本作為節點對節點進行調整,就可以得到一組樣本,其和實際情況相適應,將這個樣本的均值當成通信信號狀態的估計值,重新采集這個樣本,就可以得到更為精確的通信信號的狀態。在實際通信的過程中,根據實際情況不斷調節通信信號的干擾狀態,就可以大大提升高速移動通信的傳輸質量,實現移動通信的高質量傳輸。從這個通信的方法來看,節點的數量是明確的,當周圍的環境發生變化時運算將會變得非常復雜,花費更多的時間來運算,最終影響通信的速度,就不能實現高速通信的實時通信。因此可以采用基于正交加權來選擇通信節點。
3 高速移動通信信號優化處理的方法
3.1 建立高速移動通信的模型
在高速移動通信的傳統算法中,對于參數的選擇非常敏感,如果外界通信的環境比較復雜,就不能適應。而從實際的情況來看,無論是在軍事領域還是交通航空領域,高速通信的環境都是非常復雜的,此時的通信效率非常低,這是不符合實際需要和要求的,所以就提出了基于正交加權信號通信的方式。首先是建立通信模型,將高速移動通信中的通信信號設置為x(n),u(n)=x(n+n0)ej2παn,其中通信的延時信號為u(n),對于通信信號的協方差矩陣,就可以采用一定的公式來表示,通信信號的協方差矩陣主要和通信信號的特征矩陣、白噪聲的特征矩陣和干擾信號的特征矩陣有關。對于通信信號特征矩陣來說,一般情況下實際的通信信號和期望的通信信號之間是存在著一定的差距的,表現為在強度和頻率上的差異,此時就可以充分利用高速移動通信信號的周期性的特點來對其進行處理,在其中某一個具體的頻率處兩者之間是比較相似的,此時可以用公式表示出高速移動通信的數學模型,然后由相關的定理得出具體的公式,建立高速移動通信的模型,通過對模型的操作來實現高速移動通信的處理優化[2]。
3.2 對干擾信號進行零陷處理
影響高速移動通信質量的最根本原因就是由于高速移動通信中存在著大量的干擾信號,并且這些信號的強度非常強,會對正常的信號傳輸造成不利的影響,因此為了確保高速信號的高質量傳輸,就一定要對這些干擾信號做好處理,盡量將干擾信號消除。為了減弱干擾信號對整個移動通信的影響,在高速移動通信系統中可以采用正交加權算法,產生全向量,這個權向量會和干擾信號導向矢量相交,使干擾信號部位產生很深的零陷,從而來減弱干擾信號,提升高速移動通信的質量。
3.3 實現優化通信
在以前的高速移動通信中,人們一般會采用提升天線的增益方式來使信號的接受能度更強。在這個過程中,就包含著兩個指標的改變,一是可以一定程度上降低干擾信號對整個高速移動通信的影響,另外還可以使期望通信信號增益變大。當移動通信中的移動速度非常快時,就可以采用初始時刻干擾信號的入射角度和其變化的角度來表示干擾信號的入射角[3]。高速移動通信中,干擾信號的擾動方差以及方向比較難準確確定,為了得到一個比較準確的數值,可以將干擾信號的擾動方差用方差上的上界具體值來代替,得到零陷 T 矩陣,然后采用正交加權約束高速移動通信信號,此時就可以增強移動通信干擾信號的零陷,即使是在非常復雜的通信環境中,也可以在干擾信號的地方形成深零陷,增強通信信號,此時高速移動通信的能力就增強了。
4 結論
要想對高速移動通信的信號進行優化處理,就一定要加強對高速移動通信的原理研究,結合高速通信的原理來提出有效的信號處理優化措施,可以采用基于正交加權來選擇通信節點,以此來增強通信的質量和效果。
參考文獻
[1]吳堅鵬.高速鐵路移動通信信號覆蓋優化初探與實踐[J].中國新通信,2014,27(1):11-12.
關鍵詞:移動通信;教學;實驗
《移動通信》是通信專業學生必學的專業課之一,該課程以《通信原理》、《電工電子技術》等為基礎,全面論述了移動通信的關鍵技術及其系統原理。移動通信是所有大學生在日常學習生活中接觸最多也最為熟悉的通信手段,一方面,學生能熟悉運用其相關技術;另一方面,卻對其原理不甚了解。教師恰恰可抓住這一特點對學生進行引導性教育,理論聯系實際,培養學生對該課程的興趣。
1.高職院校移動通信技術課程教學存在的主要問題
(1)課程體系沒有密切關注通信技術和市場的革命性改變目前,4G無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合,WAP與WEB結合,形成新一代通信系統。目前我國的大多數高職學校移動通信專業課程體系仍沿用傳統的電子產品制作實踐體系,基礎電子、通信理論體系,無法滿足信息市場發展和通信市場技術更新的需求。導致學生學習后,對最新移動通信系統不能形成系統的認知,在通信新設備、新技術的運用方面沒有較好的實踐動手能力,與通信用人單位的要求有較大差距。
(2)教學模式沒有根據學生的興趣出發
“多媒體+板書”的教學模式目前在廣州華商職業學院的日常教學中已得到廣泛運用,我校學生可以充分地利用多媒體資源,比如多媒體課件,在傳授諸如信號變換或系統網絡結構改造課程相關知識時,能夠獲得更為直觀的認識,從而進一步加深對移動通信技術的理解。但是由于移動通信課程教學涉及面較廣,尤其是后期的組網、網絡測試優化等內容,較為晦澀難懂,僅僅依靠一些多媒體課件或是簡單的動畫演示,學生往往很難完全弄懂。從中我們不難發現,在整個教學中,老師扮演的是主動的角色,而學生經常是被動的接受者,因此在課程教學中,學生經常是積極性不高。
(3)教材嚴重偏離教學實際內容
高職畢業的學生,除了掌握必須的課程理論知識之外,還應該具備較為完備的實際解決問題能力。通信課程又是一門非常注重理論結合實際的課程,不僅需要完成的基礎移動理論知識,學生還需要積累大量的實驗活動經驗。現有的移動通信教材通常都是落后于現今的行業實際應用技術,同時也明顯脫節于高職教育的特色性,因此學生在畢業時,畢業生所具備的專業技能往往不適應企業發展的需求,從而造成就業困難。
2.提高高職院校移動通信課程教學效果方法探究
(1)通過實踐教學提高學生學習興趣
教學應為一個雙向互動的過程,既要發揮教師的主導作用,更要充分調動學生的學習主動性,激發學生的學習興趣,變被動學習為主動學習。在移動通信技術課程的教學中,教師可根據不同的單元內容組織學生到企業參觀學習,如到聯通公司參觀,請工程技術人員為學生講授移動通信系統組成與組網技術;到網絡公司參觀,了解寬帶通信技術與光纖傳輸技術等。在講授理論知識的同時,結合日常生活中所見的實例加強記憶。通過現場教學增強學生對所學知識的感性認識,加深其對理論教學內容的理解。移動通信技術課程的實踐性課時,多為圍繞移動臺開設的實際操作實驗,如SMC的基本焊接、BGA植錫、電源電路的測試、射頻接收電路的測試等實驗項目,其中SMC的基本焊接、BGA植錫等項目是學生必須熟練掌握的基本技能,需大量時間練習。在課內學時不足的情況下,學院應開放實驗室,以滿足學生課后學習的需求,從而提高教學效果。
(2)正確認識高職學生的整體素質
隨著這些年來我國大學生毛入學率的大量提升,招生規模不斷擴大,造成大學生生源質量的不斷下降,高職生大多數是高考成績不理想的學生,進入學生之后學生主動性不高,生活上懶散,這樣就給高職教師提出了更新的教學要求。筆者認為,在實際教學中應不斷改變教學手段,根據不同的高職生采用不同教學手段。同時在教學中提醒學生應端正學生態度,用心學習,將來有較為理想的就業出路。
(3)不斷更新教學內容
為了使高職學生畢業即實現就業,在專業設置上,應實現企業需求的完善對接。及時更新教材上的內容,根據職業需求性量身打造學生的實踐教學內容,使學生在畢業之時就能具備有跟得上時展步伐、企業實際需求的移動通信技術。筆者根據在行業的多年工作經驗,同時進行了大量的調研,及時了解到行業的最新發展動態,編寫教材講義以便不斷地充實完善課堂教學內容,讓學生學得好、用得上。根據行業重點,有目的、有選擇性的講解理論知識,企業需求什么,筆者在課堂上講解什么,注重實際操作。
(4)改革考核方式
高職教育的培養目標是教育出用人單位所需的應用型人才,注重于實際操作,而傳統的考試評定方法已與市場需求脫節,筆者認為應當考慮取消注重筆試成績的考核方式,用多層次的綜合評定來對學生進行考核。考核內容應當包含:課堂成績+學生的考勤率+老師隨機提問成績+平時作業成績+期中、期末考試成績+平時上機成績。這樣既能保證學生能夠做到上課前預習,平時積極回答老師回單,又能督促學生做到重視日常的上機操作。通過這樣方式的考核,筆者認為能夠促使學生較為全面的掌握理論知識,同時又能不斷地提高學生的實際動手能力。結語隨著電子和通信行業的發展,移動通信相關的新技術會不斷出現,教師在教學之余應多查閱相關資料,多讀專業書籍,做到與時俱進,并針對不同時期的學生特點制定相應的教學方案。
作者:劉鋼 單位:廣州華商職業學院
參考文獻:
關鍵詞:通信網絡;UMA;嵌入式
通信網絡課程是計算機相關專業的專業課,屬于專業課程體系中的重要課程。該課程著眼于對TCP/IP原理進行闡述和分析,講解互聯網的體系架構及基本原理,涉及網絡協議居多,知識面較廣,幾乎覆蓋了現有TCP/IP網絡的所有內容,掌握起來相對困難。通信網絡課程設計是一個獨立的實驗環節,是對通信網絡課程教學理論的延伸和補充,是對理論知識的綜合應用,其目的是發揮學生的主動性,培養學生分析問題、解決問題的能力,幫助學生更好地理解現有的TCP/IP網絡,鍛煉學生的設計創新能力。
通信網絡具有較強的實踐性,傳統的通信網絡課程設計教學主要以對學生單獨輔導為主,督促學生完成課程設計。但由于通信網絡課程涉及面廣,多與TCP/IP具體協議相關,缺乏具體實例,學生在學習過程中往往難于理解,老師又苦于沒有具體實例進行形象化的描述。為此,我們設計了以具體項目為導向的通信網絡課程設計教學方式。該教學方法借助UMA技術將傳統的蜂窩網絡“搬遷到”實驗室,利用基于UMA技術的模擬移動通信平臺把無線通信技術與計算機通信網絡恰到好處的結合在了一起,給學生一個真實的項目實踐環境,并結合課程內容設計生動活潑的實驗,幫助學生掌握課堂所學。
1傳統教學暴露的問題
1) 教學與實踐脫節。傳統的教學總是重理論,在課堂上講授協議的基本原理,課后布置練習,一切都停留在課本上。這種教學方式缺乏具體實際項目的結合,學生往往在學完通信網絡課程之后,沒有建立起應有的知識體系,不知道課本上介紹的TCP/IP原理如何在我們現實生活中實現的
2) 缺乏軟件工程的思想,沒有項目開發的概念。通信網絡是一門專業課,也可以說是之前學習的專業知識的一個綜合的運用。但由于學生沒有機會接觸真實項目,缺乏真正的項目開發經驗,以致于當拿到一個具體需求時,想的不是如何去進行需求分析、系統設計,而是一味地用試、湊的方法來找答案,這種盲目的,沒有理論指導的試湊法嚴重制約著學生解決問題能力的提高。
3) 實驗內容比較陳舊,沒有及時更新。由于性能、成本的要求,越來越多的企業都是基于開放源代碼的嵌入式Linux平臺下進行開發產品,而目前大部分高校通信網絡實驗基本上是基于X86的Windows平臺,即在Windows平臺的PC機上進行網絡編程實驗,學生只能在PC機或局域網內進行網絡編程實驗。學生沒有機會接觸嵌入式、Linux方面相關的知識,與社會的需求嚴重脫節。
2什么是UMA
UMA(Unlicensed Mobile Access)技術是一種能夠將傳統移動通信網絡和Wi-Fi網絡融合在一起的接入技術。作為3GPP標準的接入技術,支持移動語音與數據從蜂窩網絡到無線局域網的無縫轉換。通過UMA控制器,雙模手機可以實現通過Wi-Fi網絡無縫接入現有移動通信網絡,并支持語音通話、無縫切換、短消息、漫游等業務。
2.1UMA的網絡架構
UMA的網絡拓撲結構如圖1所示。
在傳統GSM網絡中,接入網通過基于控制器與移動核心網相連,手機通過基站與基站控制器相連,接入移動核心網。在UMA網絡中,雙模手機通過Wi-Fi,經由AP(Access Point)與UMA控制器相連,通過UMA控制器連入移動核心網。
簡單地說,UMA技術就是利用UMA控制器將Wi-Fi網絡與傳統的移動蜂窩網絡結合在了一起,由于UMA控制器的存在,雙模手機通過Wi-Fi連接到UMA控制器,然后經由UMA控制器連入移動蜂窩網絡。
2.2UMA技術原理
通過非授權網絡(藍牙或Wi-Fi),UMA技術可從傳統蜂窩網絡或本地GSM和GPRS移動服務的手機自動切換到UMA接入點,使手機無中斷地檢測到速度最快、最經濟的網絡,從而使手機用戶可以最靈活的方式獲得先進的手機服務。手機離開UMA接入點的覆蓋范圍后,則無縫切換回蜂窩網絡[1]。
在UMA體系結構中,原有的蜂窩網絡并沒有進行調整,只是在網絡中引入一個新的網絡組件――UMA控制器(UNC)。UNC的作用相當于 GSM/GPRS原有接入網中的基站控制器(BSC),負責UMA網絡的無線資源管理以及鏈路管理,此外UNC還通過IP網絡與移動終端(MS)建立端到端的連接,并與MSC/GPRS交換信息[2]。
3利用UMA技術服務于通信網絡的實踐教學
UMA技術提供了一個很好的固網與移動通信網絡結合的場景。通過UMA技術,不需要部署昂貴的移動基站、天線,就可以把移動通信平臺搬到我們的實驗室,在這個模擬的移動通信平臺之上,可以支持真實雙模手機的注冊與登錄甚至是打電話。由于UMA技術支持TCP/IP接入,只要教學方法得當,再配之以合適的基于UMA技術的通信網絡教學實驗設備,學生很快就能夠進入實際工程應用開發。因為有這樣一個支持真實手機接入的模擬移動通信平臺,配置相應的嵌入式開發板,學生可以在嵌入式設備上開發自己的模擬手機,并通過自己開發的程序注冊、登錄虛擬的移動通信網絡。通信實驗教學平臺接近實際工作,有利于培養學生的動手能力。
3.1利用UMA技術搭建模擬移動通信平臺
利用UMA技術搭建一個模擬的移動通信平臺,為學生提供一個具體生動、貼近實戰的實驗環境。平臺搭建主要有以下3個工作。
1) 移動通信網絡核心網設備模擬。選擇合適的CompactPCI單板作為主控板,基于Linux平臺,開發程序模擬核心網行為,主要包括手機的注冊、鑒權等流程。
2)UMA服務器的開發。遵守3GPP協議,與市面上的UMA雙模手機兼容,能夠與真實的UMA手機實現互聯互通。
3) 嵌入式終端的開發。選擇合適的嵌入式芯片如ARM,基于嵌入式Linux平臺,進行Linux內核的裁剪,支持網絡接口,開發具有自己特色的嵌入式終端設備。
移動核心網在移動通信網絡里面主要完成話費的計費、路由的選擇、對手機用戶的鑒權認證等工作。一個真實的手機如果要登錄移動網絡,手機需要與核心網有一系列的信息交互。由于我們搭建的只是一個模擬平臺,因此只需要發送相關指令允許手機登錄即可。
其次是要搭建模擬的UMA控制器,由于UMA控制器是要跟真實的手機打交道,因此我們的UMA控制器需要嚴格遵守UMA規范。根據UMA規范,手機與UMA控制器間是通過TCP/IP進行連接的。
3.2基于UMA移動通信平臺的教學
從圖1可以看出,UMA協議是基于TCP/IP協議,手機與UMA控制器通過IP寬帶網連接,上層封閉UMA協議,這就為我們教授通信網絡相關知識點提供了良好的切入點。
3.2.1良好的應用場景
UMA技術作為一種固網與移動網絡融合的解決方案,目前已經在北美、歐洲得到商用。一方面它是基于TCP/IP協議的技術,但另一方面雙模手機可以通過UMA控制器登錄移動蜂窩網絡。我們在實驗室里實現基于UMA技術的模擬通信平臺,學生在實驗室里就可以能過雙模手機打通電話,并且利用抓包工具對UMA協議進行分析。如學生通過Wi-Fi網絡登錄,在手機上可以看到相關的模擬移動通信網絡的信息。面對這樣一個貼近生活的例子,且是以商用級別項目為藍本的實驗環境可以大大激發學生的學習興趣。
3.2.2豐富的實驗用例
基于UMA技術的模擬通信平臺以實際項目為藍本,我們依托這個實驗平臺可以設計很多教學用例。
1) 基于TCP/IP的客戶端/服務器的實驗設計。在基于UMA的模擬通信平臺里,手機與UMA控制器實際上就是服務器與客戶端的關系。雙模手機要注冊網絡就需要通過TCP/IP網絡注冊到UMA控制器上,后經過UMA控制器接入模擬移動核心網。我們可以讓學生在PC機上開發程序模擬手機行為,通過編寫的模擬程序成功注冊到UMA控制器上。
2) 高性能服務器的設計。從手機的角度來看,UMA控制器實際上就是TCP服務器,手機通過發送基于TCP連接的UMA注冊消息來到達注冊的功能。我們可以讓學生自己設計TCP服務器,看是否能正確接收來自真實手機的消息,或者是自己寫的模擬手機發送過來的消息。
另外,我們還可以引導學生進行創新,例如,如何提高UMA服務器的并發處理能力?這時,我們可以提示引入計算機集群的概念,即設計一個負載均衡器,將收到的來自客戶端的請求按照某種策略發送給多臺后臺服務器,以達到大幅提高性能的目的。
3.2.3結合軟件工程進行教學
UMA技術本身在現實生活中就是一個成功的商用項目,我們在教學過程中,可以引導學生思考,如果自己要開發一個TCP服務器,應該采用什么樣的步驟?培養學生正確的軟件開發流程意識,認識到文檔在軟件開發過程中的重要性。學生可以以小組為單位,嚴格按照軟件開發流程進行需求分析、系統設計、概要設計、編碼、測試,在實踐中體會軟件工程的思想。
3.2.4基于嵌入式的通信網絡實驗
教師給學生提供嵌入式Linux平臺,要求學生在Linux平臺下進行開發。例如,學生在嵌入式Linux平臺下開發TCP客戶端,模擬手機發送消息包給UMA控制器,一方面可以驗證模擬程序是否正確,另一方面也掌握了嵌入式Linux的基本開發流程。
3.2.5移動通信相關知識的擴展學習
UMA技術是一種能夠將傳統移動通信網絡和Wi-Fi網絡融合在一起的接入技術。在我們的基于UMA的模擬移動通信平臺上,學生可以看到手機正常注冊到模擬移動核心網,并打能電話。
這時,我們可以在UMA控制器側進行IP包的捕獲,通過分析消息包里的內容,可以適當進行移動通信網絡的擴展性講解,如手機要注冊上網需要幾個步驟,分別經過哪些流程等。
4結語
通信網絡課程是一門實踐性很強的課程,其中涉及的知識面廣,與實際生活聯系緊密。本文提出一種基于UMA技術的通信網絡教學方法,實際上是一種以項目為導向的教學方法,為學生提供一個生動具體、貼近實際的項目,圍繞著真實具體的項目進行教學,將各個知識點融入到具體項目中,能有效地激發學生的學習興趣、培養學生的創新能力。同時,UMA技術目前僅在歐洲與北美商用,在亞洲及國內還應用較少,在教學過程中適當地將前沿技術引入到教學中,能擴展學生的知識面。
由于UMA技術是比較新的技術,在國內高校尚沒有應用先例,對我們來說也是初步嘗試,尚待進一步積累經驗,使其日趨完善。
參考文獻:
關鍵字:偵察機器人;3G移動通信;校企合作;創新辦學。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)07-0012-02
“3G移動通信”專業是一門新興學科,該專業課程內容新,專業性強,知識更新快,對學生的培養實驗環節多,對設備依賴性大,對教師的實踐動手能力要求高[1]。針對如何解決上述問題,本文介紹了校企合作辦學中的創新方式和方法,實踐中,少部分投資,便使該專業的建設得到了長足的進展,取得了喜人的辦學成果,一個有代表性的成果為:2011年本專業的部分學生,使用“3G”通信技術,借助校企合作辦學的平臺,參與海南省教育廳資助科研項目(火災等特殊現場微型偵查機器人研究(編號Hjkj2011-42)),設計制造的“偵察機器人”(又名“多功能智能車”)在全國大學生“安立杯”大賽中獲得海南省一等獎,受到專家評委的一致認可。
一、校企合作辦學的專業創新特色
本專業的校企合作辦學的創新特色,主要體現在基于3G移動通信工作過程的設計,體現了“工學結合”理念,主要包括:校企合作共同投資興建通信工程實驗實訓室,共同研究安排教學內容,按照職業技術能力和職業素養要求來培養學生;實訓項目及教學過程完全按照實際3G移動通信系統現行建網的工作過程進行[2];校企合編教材講義,學生參加校外實訓基地實踐項目,讓企業工作職業能力和校內實訓內容零距離融合。
二、校企合作辦學的創新實施方法
1.專業教學計劃的保證。①《移動通信技術專業教學計劃表》經校企雙方研究確認后,共同執行,從制度上保證校企合作的展開。②企業保證合作教學計劃中涉及的專業課程的教材。配套教學資源(包括電子課件PPT)及技術資料,在當屆學生入學前一學期完整地提供給學校,使教材緊跟企業的技術最新發展和用人需求。③移動通信技術專業教學計劃共有五門企業專業課程:《3G(TD-SCDMA)移動通信》、《光傳輸技術》、《數據通信技術》、《通信工程實施》、《項目管理》。首屆的理論及實踐課由企業派主講教師承擔。
2.理論、實驗任課教師培訓。企業為學校培訓理論、實驗任課教師(工程師),合作中根據企業的通訊設備系統配置、使用與維護實操,企業對學校的對口教師進行全面系統的培訓,使他們完全具備獨立進行設備日常維護與管理的能力,同時達到獨立承擔合作課程教學與培訓的要求。
三、校企合作辦學的創新實作培訓
校企合作辦學的實作創新主要體現在培訓設備由企業負責建設,設備采用的主要制式為中國自主知識產權的3G標準-TD-SCDMA技術。
1.實訓組網目標先進。采用TD-SCDMA現網設備,最大限度地模擬現網運行。核心網側與無線側采用標準接口進行對接,滿足要求。在無線側滿足天饋功率增益的要求。在核心網側與無線側完全對接成功之后,能夠滿足通話要求[3]。滿足20~30個實驗平臺,連接到OMC網管平臺進行系統實驗的要求。
2.實訓組網和實用設備零距離。TD無線側系統由ZXTRNC、ZXTB322或者ZXTB328、ZXTR04以及天饋系統組成。
圖1.校企合作辦學實訓培訓設備拓樸圖[4]
在和國內著名通信企業深度合作中,本專業結合企業發展需要,項目創新,強調培養學生職業素養和任職能力,和企業職業崗位零距離接軌,為企業輸送了大量優秀的急需的3G移動通信技術人才。校企合作辦學的應用型培訓特色,使學生在校其間既注意理論和實踐的緊密結合,學生參與解決實際問題的興趣濃厚,能力得到提升,各項獲獎頻繁,就業優勢明顯。“3G移動通信”在進行校企合作辦學的創新中,不斷改革教學,依托學校和企業的優勢,收到了優良的教學效果,由于育人成果顯著,該專業2011年5月被海南省評為海南省高校特色專業,其中的主干課程《3G移動通信技術》2011年6月被海南省評為省精品課程。
參考文獻:
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[2]宋燕輝.第三代移動通信技術[M].北京:人民郵電出版社2009.
[3]鄧大鵬,等.光纖通信原理[M].北京:人民郵電出版社,2009.
[4]張同須,等.TD-SCDMA網絡規劃與工程[M].北京:機械工業出版社,2008.
【關鍵詞】 協作通信 移動通信系統 運用
衛星移動通信系統是一種特殊的移動通信系統,是我國目前研發的重點。防止移動通信系統的信道衰落主要是控制多普勒效應和多徑效應的影響。協作通信技術是當下有效的控制通信系統信道衰落的方法。作為一種新的通信方式,協作通信充分利用了MIMO 技術,提高了信息處理能力,確保了衛星傳輸的信號。相關人員應重視這一問題,并且進行深入的研究。
一、協作通信技術
協作通信技術是利用通信系統節點之間的相互配合完成。是在協作節點的作用下,完成源節點信息向目的節點的傳輸,信息在節點傳輸過程中要進行加密處理,以防止信息丟失,因此該信息傳輸過程通常分為傳輸和轉譯兩個階段。協作通信系統既是一個完整的系統,也是一種全新的通信技術,衛星移動通信系統的信道特性較好,因此協作通信一般為鏈路協作傳輸方式,少數為節點協作傳輸方式。以一星兩用戶協作傳輸系統為例,系統的傳輸通常為不對稱傳輸,并表現為下行鏈路的壓力大,要區分對待。首先對上行鏈路傳輸而言,要將協作節點作為基本的接收源節點,并對信號進行解碼后發送到衛星,由衛星完成源節點和協作節點的信號合并,之后發送。而對下行鏈路而言,由于信號處于加密狀態,因此首先要對衛星信號進行相應的處理,包括譯碼、編碼等,并利用目的節點將接收到的源節點、協作節點的信號相互合并,最后完成信號的檢測。總之,協作通信技術是一種高效的協作性傳輸技術,對于我國移動通信發展來說具有推進作用。
二、協作通信在衛星移動通信系統中的運用
1、衛星多節點協作傳輸。多節點協作傳輸多發生于衛星的下行鏈路,是由節點與節點之間相互協作完成。衛星多節點協作傳輸的應用范圍較廣,在整個過程中,所有節點均參與協作傳輸過程,將源節點發出的信號經過多個協作節點轉發至目的節點。衛星下行鏈路的節點具有分散性特征,因此不同節點之間雖相互協作,但信號則可以視為獨立信號,需要借助協作傳輸的信號合并功能,將節點信號合并后再進行傳輸,有助于增強接收效果。整個過程包括信息的放大、編譯、處理和傳輸四個階段。信息傳輸過程是反復的和連續的,目的節點采用最大比合并,最終得到接收信號。由于衛星多節點傳輸選擇的是正交傳輸方案,協作傳輸的節點數增加,系統的頻譜效率將會隨之降低,提示設計和研究人員正確選擇協作節點。
2、衛星協作節點選擇。參與衛星傳輸的節點越多,系統頻譜效率就越低。因此,衛星協作節點選擇是整個通信過程中最重要的問題。應選擇信道條件好的節點來改善這一問題,以提高資源的可利用率。每個節點在移動通信系統中對應著不同的信道,也就是說,節點的選擇將影響系統的傳輸性能。當衛星協作節點信息傳輸由兩個時隙完成時,第1 個時隙的數據傳輸參照多節點傳輸方式,而第2個時隙只有目的節點所選的協作節點參與信息的轉發與處理,其他節點均不參與工作,再一次證明了在衛星通信過程中,要正確選擇衛星協作節點。另外,節點的選擇還應將總功率作為參考對象,這是由于信號在傳輸過程中會受到周邊環境、傳輸距離以及節點移動性的影響,也就是說,協作節點的信道衰落存在差異,需要采用不等值的功率分配,確保系統的性能并且降低能耗,_保移動通信設備的運行,為人們的工作和生活提供方便。
3、衛星混合協作傳輸。協作通信具有多種不同的方式,節點協作是其中較為重要的一種。除此之外,還包括鏈路協作。同時,節點協作還可以分為AF 或DF 兩種不同的模式,現實中常將二者結合。AF 和DF處理方式各具優缺點,其中AF運行原理簡單,但容易產生噪音。DF協作方式具有較高的性能,但對譯碼等前期工作具有較高的要求,一旦出現錯誤譯碼,將影響整個傳輸過程,而將二者結合使用可以有效的彌補相互之間的問題,從而確保節點協作傳輸的高效性。混合協作傳輸通常是衛星移動通信系統中最常用的協作方式,其原理與單一的節點協作方式相似,是由源節點完成信息的提供、協作節點完成信息的編碼和處理、目的節點完成信息的接收和解碼.兩種情況下均需計算目的節點的接收信噪比,明確協作通信的效果。
三、總結
協作通信技術在移動通信系統中的應用有效的防止了系統的信道衰落,確保了信號的高效傳輸。衛星通信系統作為特殊的移動通信設備之一,具有代表性。目前我國衛星通信系統發展迅速,研究協作通信技術在衛星通信系統中的作用具有積極意義。文章將側重點放在衛星移動通信系統上,以點帶面,分析了協作通信以及其在移動通信系統中的運用。
參 考 文 獻
【關鍵詞】 OFDM技術 移動通信系統 運用
信息技術的發展與計算機網絡技術的結合,使得移動通信網絡在人們生活中的作用凸顯出來。我國已經全面普及的了3G技術,4G技術也已經具有廣泛的應用。在4G技術應用過程中,主要關注的就是其限制因素和安全隱患。其中移動信息傳輸效率受到系統性能、外界環境和操作方式的影響,引入OFDM技術有助于改善這一問題。文章以4G移動通信網絡為例進行具體的闡述和分析,旨在推進我國移動通信網絡的快速和可持續運行。
一、移動通信技術應用OFDM技術的必要性
4G移動通信技術提高了信息傳輸效率,但對于網絡帶寬的利用率具有較高的要求,多徑衰落也是影響移動通信效率的主要因素之一。基于移動通信技術的現狀,采用OFDM具有必要性,信息的容量和效率均依賴于OFDM技術。與其他技術相比,OFDM還具有以下優點。首先,OFDM技術將頻率選擇性多徑衰落信道更換為平坦信道,縮短了多徑衰落帶來的影響。在現實中,OFDM技術常與MIMO技術結合使用,該技術提高了頻譜利用率,促進了無線網絡信號的接收,使系統的比特率值達到最大,因此這一技術的應用具有必要性。
二、OFDM核心技術及運用
1、OFDM正交頻分復用技術的運用。OFDM正交頻分復用技術是4G移動通信網絡的核心技術,這一技術的主要功能是將移動信道劃分為若干個正交子信道,方便窄帶調制與傳輸,從而減少各信道上的信息干擾,提高頻譜利用率。由于4G網在運行過程中具有非對稱性特征,且下行鏈路的數據傳輸通常大于上行鏈路,而OFDM正交頻分復用技術改善了信道的物理層完整性,從通信自身出發,對非對稱的信息傳輸實施調節,使信道信息傳輸更加穩定,提高網絡運行效率,具體積極的作用。
2、MIMO多輸入多輸出技術。MIMO多輸入多輸出技術是OFDM技術的主要輔助技術,早期以天線為主,主要應用于控制信道衰落。MIMO多輸入多輸出技術分別設置發射端和接收端的多天線裝置,實現信號傳輸的獨立信道特征,從而減少信號之間的互相干擾。MIMO的優越性在于無需增加帶寬,減少了資源浪費和成本支出,并且將MIMO多輸入多輸出技術與OFDM技術相結合能夠提高系統的容量,確保多路徑的傳輸信號穩定,劣勢在于無法控制頻率的選擇性衰弱。該技術的核心在于頻率、時間和空間等技術,除了上述功能外,該技術還有效的降低了來自外界和信道本身的噪聲干_。 OFDM則解決了MIMO檢測過于復雜的程序,并且降低了頻率選擇性衰落對于系統的影響,OFDM技術的FFT/IFFT技術有助于帶寬的合理利用。MIMO技術則解決了OFDM帶寬有限的問題,可見二者之間配合的重要性,是4G移動通信網絡未來發展的必然趨勢。
3、空時信號處理技術。空時信號處理就是移動通信網絡技術的時間和空間處理技術,從方案上分析,MIMO技術和OFDM技術包括空時編碼和空間復用編碼兩種。空時編碼技術主要負責信息發射端的數據流聯合編碼,從而降低信道衰落以及外界噪聲帶來的影響。同時該技術還可以增加信號的冗余度,最終使信號接收端的分集增益和編碼增益達到最大。空時編碼現行的主要方式為空時碼、空時格形碼、空時分組碼等。該技術處于發展中,目前無法實現數據傳輸速度的效率提高。空間復用采用的是多天線模式,是通過天線獨立信息接收和傳輸來降低干擾。與MIMO技術相似,這一技術充分利用了多空間性,是目前應用較為廣泛的信道傳輸技術之一,該技術的優勢還在于放射功率保持不變。設計者將空間復用技術和空時信號處理技術相結合,可以保證在每個數據流獲得最小分集增益的條件下,實現最大化平均數據。
4、分集技術和自適應技術。分集技術和自適應技術是OFDM技術中用于應對多徑衰落的主要方法,是目前應用較為廣泛的方法。分集技術主要包括時間分集、空間分集和頻率分集,根據場合的不同可使用不同的分集方式。在移動通信系統中,通常不會只采用一種技術,而是采用多種技術相結合,分集技術與自適應技術的結合就是其中一種。自適應技術是通過信息傳遞過程中的變化靈活的分配發送功率和信息比特率,具有實時性和動態性。是移動通信信道檢測的主要方法之一。基本原理為利用傳輸信道的實際情況,調整發射功率的水平以及獨立子信道內的符號傳輸速率,該技術實現了用戶間的鏈路參數分離,從而有效的提高了系統容量。依據不同用戶在特定空間和時間內的SINR統計特征,并結合用戶QoS要求,制定并能夠提供多種編碼與調制方案,實現移動數據終端用戶數據流的優化,確保信息傳輸效率。
總結:OFDM技術主要應用于移動通信的信息處理,有助于提高信息容量和信息傳輸速度。隨著我國移動通信的發展,將經歷3G主流市場和4G主流市場,并最終實現移動通信網絡的智能化。如何正確應用OFDM技術是相關人員主要研究的問題。
參 考 文 獻
關鍵詞:移動通信技術;4G;IPv6
中圖分類號:F626.5 文獻標識碼:A 文章編號:
1 移動通信技術的發展狀況
1.1 第一代———模擬移動通信系統
第一代(即 1G,是 the first generation 的縮寫) 移動通信系統的主要特征是采用模擬技術和頻分多址(FDMA)技術、有多種制式。我國主要采用 TACS,其傳輸速率為 2.4kbps,由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫游,只是一種區域性的移動通信系統。第一代移動通信系統在商業上取得了巨大的成功,但是其弊端也日漸顯露出來,如頻譜利用率低、業務種類有限、無高速數據業務、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽和盜號、設備成本高、體積大、重量大。所以,第一代移動通信技術作為20 世紀 80 年代到 90 年代初的產物已經完成了任務退出了歷史舞臺。
1.2 第二代———數字移動通信系統
第二代(即 2G,是 the second generation 的縮寫) 移動通信系統是從 20 世紀 90 年代初期到目前廣泛使用的數字移動通信系統,采用的技術主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CD-MA)兩種技術,它能夠提供 9.6- 28.8kbps 的傳輸速率。全球主要采用 GSM和 CDMA 兩種制式,我國采用主要是 GSM這一標準,主要提供數字化的語音業務級低速數據化業務,克服了模擬系統的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統相比,第二代移動通信系統具有保密性強,頻譜利用率高,能提供豐富的業務,標準化程度高等特點,可以進行省內外漫游。但因為采用的制式不同,移動標準還不統一,用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內進行漫游,還無法進行全球漫游,雖然第二代比第一代有更大的帶寬,但帶寬還是很有限,限制了數據的應用,還無法實現高速率的業務,如移動的多媒體業務。
1.3 第三代———多媒體移動通信系統
隨著通信業務的迅猛發展和通信量的激增,未來的移動通信系統不僅要有大的系統容量,還要能支持話音、數據、圖像、多媒體等多種業務的有效傳輸。第二代移動通信技術根本不能滿足這樣的通信要求,在這種情況下出現了第三代,(即 3c,是 the third generation 的縮寫)多媒體移動通信系統。第三代移動通信系統在國際上統稱為 IMT—2000,是國際電信聯盟(1TU)在 1985 年提出的工作在 2000MHz 頻段的系統。與第一代模擬移動通信和第二代數字移動通信系統相比,第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業務。
2 第四代移動通信系統的概念
4G 也稱為廣帶接入和分布網絡,具有超過2Mb/s 的非對稱數據傳輸能力,對高速移動用戶能提供 1 50M b/s 的高質量的影像服務, 并首次實現三維圖像的高質量傳輸 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),是集多種無線技術和無線 LAN 系統為一體的綜合系統,也是寬帶 lP 接入系統,在這個系統上,移動用戶可以實現全球無縫漫游, 為了進一步提高其利用率,滿足高速率、大容量的業務需求, 同時克服高速數據在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優勢。
3 4G 的關鍵技術
3.1 OFDM 技術。它實際上是多載波調制
MCM 的一種,其主要原理是:將待傳輸的高速串行數據經串 / 并變換,變成在 N個子信道上并行傳輸的低速數據流,再用 N 個相互正交的載波進行調制,然后疊加一起發送。接收端用相干載波進行相干接收,再經并 / 串變換恢復為原高速數據。
3.2 多輸入多輸出(MIMO)技術。多輸入多輸出(MIMO)技術是無線移動通信領域智能天線技術的重大突破。該技術能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統的容量和頻譜利用率,是下一代移動通信系統的核心技術之一。MIMO 系統采用空時處理技術進行信號處理,在豐富的散射環境下,空分復用 MIMO系統(如BLAST 結構) 可以獲得與天線數成正比的容量增長,從而極大地提高頻譜效率,增加系統的數據傳輸速率。但是當散射程度欠佳時,會引起信道間的空間相關,尤其在室外環境下,由于基站的天線較高,從而角度擴展較小,其空間相關難以避免,在這種情況下 MIMO不可能獲得所期望的數據傳輸速率。
3.3 切換技術。切換技術能夠實現移動終端在不同小區之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠通信的基礎。主要劃分為硬切換、軟切換和更軟切換.硬切換發生在不同頻率的基站或不同系統之間。第 4 代移動通信中的切換技術正朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。
3.4 軟件無線電技術。軟件無線電是將標準化、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的一種具有開放式結構的新技術。通過下載不同的軟件程序,在硬件平臺上可實現不同功能,用以實現在不同系統中利用單一的終端進行漫游,它是解決移動終端在不同系統中工作的關鍵技術。軟件無線電技術主要涉及數字信號處理硬 (Digital Signal ProcessHardware,DSPH)、現場可編程器件 (Field Pro-grammable Gate Array,FPGA)、數字信號處理(Digital SignalProcessor,DSP)等。
3.5 IPv6 協議技術。3G 網絡采用的主要是蜂窩組網,而 4G系統將是一個基于全 lP 的移動通信網絡,可以實現不同類型的接入系統和通信網絡之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業務,使運營商管理更加方便、靈活,4G中將取代現有的 IPv4 協議,采用全分組方式傳送數據的 IPv6 協議。
4 發展趨勢
目前,4G移動通信還只處于實驗室研究開發階段。具體的設備和技術還沒有完全成型,后續的軟件開發還沒有啟動。這都會給 4G 的發展帶來很多難題,有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征:高速率、高質量的數據傳輸,完全集中的服務。無所不在的移動接入,高智能的多樣化的用戶設備。隨著新問題、新要求的不斷出現。第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。我們相信,不遠的將來,人們將會不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息,從而使人們的學習、工作、生活發生更深刻的變化。
參考文獻
[1]張重陽.數字移動通信技術[M].西安:江西科技大學出版社,2006.
關鍵詞:3G網絡;移動通信基站;土建配套工程
中圖分類號:TN929.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)23-0073-02
與一般的通信機房樓的建設相比,3G移動通信基站的建設更為復雜,不僅需要有小型機房、塔桅結構,同時還需要在已有的建筑上進行塔桅結構的設置、輕體機房的改造等。在3G移動通信基站的建設過程中,其前期的土建工程之所以較為復雜,主要與3G網絡的特點以及其目前的發展態勢有著密切的關系。因此,文章對移動通信基站建設的策略及其前期的土建配套工程進行簡要的闡述。
1 移動通信基站的概述
1.1 基站的定義
從廣義上來講,基站的全稱是基站子系統(BSS,Base Station Subsystem)。比如,GSM網絡中,其基站包括了基站收發信機、基站控制器,基站的控制器能夠對基站的收發信機進行控制,其控制的數量多達幾十個收發信機。從狹義上來講,基站是無線電臺站的一種形式,指的是在一定的無線電覆蓋范圍之內,借助移動通信的交換中心,同移動電話的終端之間進行信息傳遞的無限電收發信電臺。此次所研究的移動通信基站是狹義定義上的基站。即基站是通過移動通信當中組成蜂窩小區的基本單元,實現移動通信網絡和移動通信用戶之間進行通信和管理功能的一種基礎設施。
1.2 基站的組成部分
從其工程項目的類型來看,移動通信基站的工程內容有無線、傳輸、交換、土建、業務、支撐等,同時,這幾個工程的建設具有共同的特點:即工程項目建設所需的專業化程度較高、其內容較多,時間相對較短等。這幾個方面的特點就要求了移動通信基站的建設需要有一個科學、合理、高效的工程建設策略和管理體系,對其前期的土建工程要求也就相應的提高。文章主要是對基站建設前期的土建工程進行分析,要與3G移動通信基站相配套,其土建工程主要包括了鐵塔、機房、塔桅結構等。
2 3G移動通信基站的建設策略
目前我國3G移動通信基站建設的主要現狀是重復性建設十分嚴重,這種嚴重的網絡重復性建設具有以下3個方面的重大影響。第一,大量移動網絡的重復性建設造成了嚴重的資金浪費和資源的浪費;第二,由于基站站址資源的嚴重短缺,增加了運營商在租賃或者購買站址和機房等方面的成本;第三,近年來,人們的健康意識和環保意識逐漸增強,而移動通信基站的大量建設對社會產生了嚴重的負面影響,顯著增加了電磁輻射等。從這幾個方面來看,構建科學、合理的3G移動通信基站建設策略十分重要。目前我國已經制定的基站建設策略主要有以下兩點。
2.1 景觀化建站
而景觀化建站,主要是指對天線的外表進行偽裝、修飾等,從而能夠實現美化城市環境的效果,除此之外,進行天線的美化,還能夠有效的降低無線電磁對居民的影響,有效的延長天線的使用壽命,為通信質量提供了良好的保障。
2.2 集約化建站
所謂集約化建站,指的是有效的利用現有的資源進行基站的建設,從而有效的減少浪費,實現資源的有效利用。集約化建站的主要內容包括四個方面的內容,分別是室外基站資源的共享、現有通信設備的充分利用、小區系統的綜合性覆蓋和綜合室內的分布系統等。
3 土建配套工程的設計工藝
為了保證前期的土建配套工程能夠滿足3G移動通信基站的建設要求,就需要不斷提高土建配套工程的施工建設質量,土建配套工程主要包括三個部分,圖1是3G移動通信基站機房的建設部分結構設計圖,下面對此進行簡要的研究。
3.1 機房的承重鑒定和加固工程
從機房的承重鑒定和加固工程來看,主要是對機房的承重能力進行鑒定和加固。首先對機房的承重鑒定進行分析。在機房的承重鑒定當中,目前主要采用的鑒定方法是等效荷載法,該方法也是目前比較有效的一種機房承重鑒定方法。該方法的承重鑒定是根據目前移動通信基站建筑物的設備載荷實際布置進行實際設備荷載作用下荷載效應的樓板計算,然后根據樓板控制的最大內力相等的原則,獲取樓板設備的等效均布荷載。具體的承重計算是:通過樓板的抗力R以及實際設備中樓板荷載作用下的效應S,然后對目前的設備布置條件下的樓板承載能力R÷S進行驗算,然后再對機房的承載能力進行驗算和分析,評估機房結構的安全狀況,最后再根據機房的擴容可行性和移動通信基站的要求進行相對應的變動和調整。其次是機房的加固工程,其加固的主要原理是通過多種方法改變機房結構的傳力途徑、增加受拉材料的面積以及混凝土的截面高度等。目前主要的加固方法有加設鋼梁、粘鋼法、混凝土迭合層法等。
3.2 新建機房的設計
從機房的設計來看,由于新建機房的設計、施工以及維護等具有一定的難度,因此,在新建機房的設計當中,需要考慮以下幾個方面:首先從房頂輕體機房的方面來看,需要根據原來建筑的竣工圖紙計算機房下部分的主體結構梁、板等承重。對于承載能力不足的主體結構,就需要進行相關構件的調整和轉換。而在地面機房方面,則要保證機房的底座能夠滿足水平剪力和機房傾覆力的要求。
3.3 塔桅結構的設計和改造
在塔桅結構的設計和改造當中,包括以下幾個方面,分別是在原有建筑物上進行移動通信塔桅的建設、塔基礎的設計、塔桅結構的工藝設計需要滿足的要求有塔桅的高度、平臺的數量、天線的規格、天線的數量、天線的方向以及饋線的走向等。其中塔桅結構的防雷要求是必須滿足的,我國對避雷針的高度及保護區和散擊區具有相關的規定,具體的情況如表1所示。
4 結 語
總而言之,在我國3G通信網絡得到迅猛發展的階段中,如何將3G通信網絡發展成為移動通信的持續動力是3G網絡進一步發展的一個重要目標。因此,3G網絡的移動通信基站的建設也就變得尤為重要。而3G網絡的移動通信基站的建設當中,就需要保證其前期土建配套工程方面的高效率和高質量。
參考文獻:
[1] 劉勇軍.項目進度管理在通信建設工程中的應用[D].上海:上海交通大學,2010.
關鍵詞:移動通信;3G;發展;展望
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。
一、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GSMPhase2+,目的在于擴展和改進GSMPhase1及Phase2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,GSM900/1800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GSMPhase2+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。
二、第三代移動通信系統概述
第三代移動通信業務主要是話音和中低速數據,碼率為384kb/s(局域網可達2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業務的發展,2Mb/s的碼率將越來越不能滿足用戶各種新的寬帶業務的需要,因此國際上已開始研究第四代移動通信系統,第一步目標是10Mb/s以上。我們國內則尚未啟動。因此需盡早開始研究其關鍵技術。需要解決的關鍵技術有:寬帶多媒體移動通信系統的體系結構,包括頻段、多址方法、無線接入技術、軟件無線電的硬件和軟件、多載波調制和OFDM技術、自適應天線陣、高效信道編碼技術(如Turbo碼)等。
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IMT2000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:nextgenerationmobilecommunication)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。
三、第四代移動通信系統
4G系統中有兩個基本目標:一是實現無線通信全球覆蓋;二是提供無縫的高質量無線業務。目前正在構思中的4G通信具有以下特征:(1)網絡頻譜更寬。要想使4G通信達到100Mbps的傳輸速率,通信運營商必須在3G網絡的基礎上進行大幅度的改造,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;(2)通信速度更快。人們研究4G通信的最初目的是為了提高蜂窩電話和其他移動終端訪問Internet的速率,因此,4G通信最顯著的特征就是它有更快的無線傳輸速率。據專家估計,第四代移動通信系統的傳輸速率速率可以達到10M~20Mbps,最高可以達到100Mbps;(3)通信更加靈活。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,因為語音數據的傳輸只是4G移動電話的功能之一而已。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;(4)智能性更高。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手機可以實現許多目前還難以想象的功能;(5)兼容性更平滑。要使4G通信盡快地被人們接收,還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下較為容易地過渡到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3G平穩過渡等特點。
總之,隨著新問題、新要求的不斷出現,第四代移動通信技術將會相應地調整、完善和進一步發展。縱觀移動通信技術的發展規律和第四代通信技術的優點,我們相信,不遠的將來,人們將不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網絡獲取和傳遞信息。從而人們的學習、工作、生活將會發生更深刻的變化。
參考文獻:
[1]胡可剛,王樹勛,劉立宏.移動通信中的無線定位技術[J].吉林大學學報,2005,23(4)