時間：2023-03-27 16:58:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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lte技術(shù)論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：綠色通信，lte，F(xiàn)emtocell，WiGig
隨著人們對無線業(yè)務(wù)的需求越來越高，無線通信技術(shù)的發(fā)展也變得更加日新月異。未來無線通信正朝著低碳、健康、高效的綠色通信方向演進(jìn)。在這種背景下，我們介紹了目前三類較為重要的綠色無線新技術(shù)，即LTE、Femtocell和WiGig，并從技術(shù)層面逐一分析了其相關(guān)的特點(diǎn)。
LTE技術(shù)
LTE (Long Term Evolution)是3GPP長期演進(jìn)技術(shù)，代表著未來移動通信技術(shù)的發(fā)展方向，通常被看作未來的準(zhǔn)4G技術(shù)。在3GPP技術(shù)規(guī)范中，LTE系統(tǒng)的主要性能目標(biāo)包括[1-2]：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善小區(qū)邊緣用戶的性能，小區(qū)容量的提高以及系統(tǒng)延遲的降低，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，小區(qū)從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms，可滿足100Km半徑的小區(qū)覆蓋，并為350Km/h高速移動用戶提供大于100kbps的接入服務(wù)。在頻譜利用率上，支持成對或非成對頻譜，可自適應(yīng)配置1.25 MHz到20MHz的多種帶寬。碩士論文，F(xiàn)emtocell。
從傳輸技術(shù)上看，LTE系統(tǒng)在空中接口方面采用了正交頻分多址（OFDMA）技術(shù)，這一技術(shù)可將寬帶信號轉(zhuǎn)換成多路在平坦信道中傳輸?shù)恼瓗盘?，有效適應(yīng)未來的多媒體業(yè)務(wù)。為了降低實(shí)際系統(tǒng)的復(fù)雜程度，LTE在下行鏈路采用多載波的OFDMA技術(shù)，而在上行鏈路則采用單載波的頻分多址（SC-FDMA）接入技術(shù)[3]。
此外，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)也被LTE系統(tǒng)廣泛采用，以提高數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)性能。LTE系統(tǒng)在下行鏈路通常采用多址MIMO技術(shù)，以擴(kuò)大小區(qū)覆蓋，增大小區(qū)容量。與此同時，LTE系統(tǒng)還支持波束賦形技術(shù)，使得信號可進(jìn)行空間復(fù)用，進(jìn)一步提高傳輸效率。
在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，LTE系統(tǒng)采用了扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，摒棄了3G網(wǎng)絡(luò)中的無線控制器RNC節(jié)點(diǎn)，這樣不僅簡化了整個網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，而且降低了傳輸?shù)难舆t，使得用戶可在盡可能短的時間內(nèi)入核心網(wǎng)，極大地提高了傳輸速率。碩士論文，F(xiàn)emtocell。
目前LTE正朝著增強(qiáng)型的方向不斷演進(jìn)，出現(xiàn)了LTE-Advanced技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，傳輸效率方面提出了更高的要求。
Femtocell技術(shù)
為了實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的無縫覆蓋，業(yè)界推出了Femtocell的技術(shù)概念。Femtocell也稱為毫微微蜂窩基站或家庭基站，具有即插即用、功耗低、有限覆蓋、靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，并且可與宏蜂窩基站兼容，改善邊緣用戶信號質(zhì)量，是未來有效解決室內(nèi)熱點(diǎn)覆蓋的有效技術(shù)之一。Femtocell在實(shí)際應(yīng)用中所面臨的主要問題主要有以下幾方面[4-6]：
首先是Femtocell與宏蜂窩之間的干擾問題。由于Femtocell與宏蜂窩在覆蓋的區(qū)域上存在一定程度上的重疊，使得相互間同頻干擾受到廣泛的關(guān)注。碩士論文，F(xiàn)emtocell。就技術(shù)而言，可通過規(guī)劃宏蜂窩基站的位置，對Femtocell的功率進(jìn)行控制，以及將同頻信號的傳輸時隙相互錯開等策略有效解決Femtocell的干擾問題。
其次當(dāng)用戶在Femtocell與宏蜂窩基站間進(jìn)行切換時，如何保證無縫切換，最大限度的降低切換延遲也是一個亟待解決的問題。Femtocell設(shè)備因制式的差異以及分布的不確定性，使得其在宏蜂窩基站鄰小區(qū)列表中難以配置，進(jìn)而造成用戶在Femtocell和宏蜂窩基站間越區(qū)切換較困難，具體表現(xiàn)為切換時延和目標(biāo)基站搜索時間的增大、業(yè)務(wù)質(zhì)量QoS指標(biāo)的下降等。碩士論文，F(xiàn)emtocell。
WiGig技術(shù)
為了推動在全球范圍內(nèi)采用和使用60GHz無線技術(shù)，近來國際上成立了吉比特聯(lián)盟(WiGig, Wireless Gigabit)。WiGig聯(lián)盟主要任務(wù)是負(fù)責(zé)制定并統(tǒng)一的60GHz無線規(guī)范，開發(fā)和提供Multi-Gigabit傳輸速率的無線產(chǎn)品。很多國際知名的ICT制造商紛紛加入WiGig聯(lián)盟，如思科、三星等公司。WiGig的三個重要技術(shù)目標(biāo)包括：
①融合（Convergence）：快捷的文件傳輸，降低無線延遲，高質(zhì)量流媒體業(yè)務(wù)。
②普適（Universal）：引領(lǐng)眾多廠商共同創(chuàng)造滿足無線設(shè)備應(yīng)用的60Ghz傳輸規(guī)范。
③速度（Speed）：下一代的娛樂，計(jì)算以及通信設(shè)備傳輸速率高于當(dāng)前的WLAN 技術(shù)10倍以上。
WiGig技術(shù)要求支持高達(dá)7Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，該目標(biāo)速率高于802.11n的最高傳輸速率十倍之多，并且WiGig技術(shù)向后兼容IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，在一定程度上可視作為802.11系列標(biāo)準(zhǔn)（如Wi-Fi）介質(zhì)訪問控制層的補(bǔ)充和延伸[7]。WiGig技術(shù)為了實(shí)現(xiàn)低功耗高品質(zhì)的綠色通信要求，對物理層的技術(shù)參數(shù)更加苛刻，以確保實(shí)現(xiàn)吉比特的傳輸速率。在WiGig的網(wǎng)絡(luò)層，增加了協(xié)議適應(yīng)層技術(shù)以支持各類多媒體業(yè)務(wù)的系統(tǒng)接口，如投影儀、HDTV等外圍設(shè)備。碩士論文，F(xiàn)emtocell。與此同時，為了擴(kuò)大服務(wù)的領(lǐng)域，WiGig技術(shù)可采用波束賦形技術(shù)，并可在中短距離上提供較高品質(zhì)的業(yè)務(wù)。WiGig通過與Wi-Fi的互補(bǔ)以及多吉比特傳輸速率的實(shí)現(xiàn)，將娛樂、計(jì)算和通信設(shè)備無縫的連結(jié)在一起，成為未來無線局域網(wǎng)的重要發(fā)展方向。碩士論文，F(xiàn)emtocell。
結(jié)束語
在未來的無線通信新技術(shù)中，LTE、Femtocell以及WiGig代表了最新的發(fā)展方向。從設(shè)計(jì)理念、技術(shù)規(guī)范以及市場需求都體現(xiàn)了綠色通信的內(nèi)涵。隨著通信技術(shù)的不斷推陳出新，上述系統(tǒng)將會在人們的生活中扮演著更加重要的角色。
參考文獻(xiàn)
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[7]WiGig Specifications, v1.0. wirelessgigabitalliance.org/specifications/
關(guān)鍵詞：TD-LTE；組網(wǎng)選擇；基站選址；全頻段天線
1 前言
當(dāng)今，隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，移動通信的更新?lián)Q代的速度越來越快?，F(xiàn)有的2G，3G技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們對于高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要。而LTE（Long Term Evolution）是3GPP的長期演進(jìn)，是3G與4G技術(shù)之間的一個過渡，是3.9G的全球標(biāo)準(zhǔn)。LTE采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在20MHz的頻帶內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。同時，由于LTE采用MIMO和OFDM技術(shù)，可以有效的克服無線通信中的多徑衰落的問題。
經(jīng)過近幾年的研究，LTE技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。國內(nèi)外都在加緊部署商用的LTE網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)GSA的統(tǒng)計(jì)，今年年底將有87個國家部署248個LTE網(wǎng)絡(luò)。在LTE終端方面，目前已經(jīng)有97個設(shè)備商提供821款商品，全球用戶已經(jīng)達(dá)到1.07億。
2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀及問題
今年將是中國4G的開局之年。據(jù)悉，中國移動已于日前正式啟動2013年度TD-LTE無線網(wǎng)勘察設(shè)計(jì)服務(wù)集采工作。根據(jù)中國移動之前的規(guī)劃，今年將會在344個城市部署超過20萬個TD-LTE基站。廣東移動的TD-LTE基站數(shù)已經(jīng)達(dá)到7000多個，在建TD-LTE基站近1000個，主要分布在深圳、廣州等大城市，2013年規(guī)劃增加TD-LTE基站2.4萬個。
有組織對TD-LTE中國市場的發(fā)展進(jìn)行兩種預(yù)測，稱中國TD-LTE用戶發(fā)展取決于運(yùn)營商格局，在一家TD-LTE運(yùn)營商情況下，2016年中國TD-LTE用戶（僅中國移動）將會超過1.1億；而在樂觀預(yù)期下，由于其他運(yùn)營商（指中國聯(lián)通和中國電信）在3G階段已經(jīng)有了巨大的投入，中國移動的TD-LTE市場策略將會促進(jìn)其他運(yùn)營商發(fā)展TD-LTE。
同時，眾所周知，LTE可以提供高速的數(shù)據(jù)傳輸。不需要網(wǎng)線，一部幾個G的高清電影，幾分鐘就能下載完成；公司可以利用視頻開會，不僅高清，而且可以在移動中進(jìn)行；乘車時可以隨時打開網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，與好友進(jìn)行視頻聊天、傳送有趣的文件；在地鐵車廂里不僅能快速上傳下載大容量資料，還能用互聯(lián)網(wǎng)電視流暢觀看高清大片。然而，在LTE的巨大光環(huán)之下，LTE網(wǎng)絡(luò)的部署卻遭遇到很多問題。
2.1 組網(wǎng)方案的選取問題
首先需要解決的一個問題就是組網(wǎng)方案的選擇。據(jù)悉，在運(yùn)營商內(nèi)部和設(shè)備商中對于建網(wǎng)方案都沒有形成一個統(tǒng)一的意見，分歧主要在于是新建網(wǎng)絡(luò)還是升級原有的網(wǎng)絡(luò)。
目前可供中移動建網(wǎng)的頻段至少有F頻段和D頻段，其中，D頻段是國際電信聯(lián)盟確定的全球主流TD-LTE頻段，中國工信部也已經(jīng)明確該頻段的共計(jì)190MHz頻率（2500-2690MHz）用于TD-LTE。F頻段則是此前中國移動TD-SCDMA的主頻段。這樣一來，中國移動的4G建網(wǎng)就有F頻段、D頻段，以及F/D混合組網(wǎng)等多種方案，而F頻段又有基于原TD-SCDMA基站升級和共址新建兩種方案。從技術(shù)指標(biāo)、運(yùn)營商長遠(yuǎn)利益等因素出發(fā)，新建方案更加理想。因?yàn)?，首先F頻段所處位置復(fù)雜，既有小靈通，又有TD-SCDMA，設(shè)備射頻性能的先天不足，會讓網(wǎng)絡(luò)受到干擾，影響網(wǎng)絡(luò)性能，只有通過大規(guī)模替換原有3G設(shè)備的RRU才能解決問題；其次，TD-LTE使用時分雙工的方式，上下行時隙配比決定了兩種方案的時間資源分配，F(xiàn)頻段升級方案會造成下行容量下降約25%；第三，TD-LTE技術(shù)與現(xiàn)有2G、3G網(wǎng)絡(luò)存在較大差異，對網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提出了不同的要求，升級方案會加大運(yùn)營商后期的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化難度。然而，升級方案不僅可以實(shí)現(xiàn)快速部署，而且有助于運(yùn)營商節(jié)省投資近50%。如果一個城市現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)符合LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求，采用F頻段升級是最合理的方案。
2.2 選址問題
另一個重要的問題是LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的選址問題。近年來，人們越來越意識到基站會對于人體造成輻射。當(dāng)在小區(qū)樓頂安裝基站時，附件的居民會不可避免的遭到電磁輻射的影響。LTE網(wǎng)絡(luò)選取的頻段更高，覆蓋面積越小，所以基站的數(shù)量相對于GSM基站來說會更多。過多的基站不僅影響美觀，增加選址的難度，增加建設(shè)的費(fèi)用。據(jù)悉，上海的TD-LTE建設(shè)六期宏基站規(guī)劃的2400個基站中，無法完成購足的近500個，占比約20%，其中有近一半源于業(yè)主阻撓，有30%為居民區(qū)及學(xué)校，均由于對電磁輻射等的擔(dān)憂，對建設(shè)TD-LTE基站表示極度反感與不配合，難以協(xié)調(diào)。國際經(jīng)驗(yàn)證明，信號的廣泛覆蓋是TD-LTE取得先機(jī)的重要保障。目前，TD-LTE在我國還處于擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)階段，產(chǎn)業(yè)鏈還有待完善，很多問題都阻礙著TD-LTE進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)覆蓋范圍乃至商用化的步伐。
一個基站的拆遷，不只是影響覆蓋范圍內(nèi)的信號，更有可能改變整個網(wǎng)絡(luò)的布局，可謂“遷”一發(fā)而動全身。對于我國來說，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)越快，覆蓋越好，越早進(jìn)入大規(guī)模商用階段，就越能吸引全球產(chǎn)業(yè)鏈加入，從而實(shí)現(xiàn)全球漫游能力、規(guī)模化、低成本化，帶動全社會進(jìn)入4G時代。為此，需要國家在政策制定、頻率規(guī)劃等方面給予TD-LTE更多的指導(dǎo)，需要地方政府在基站選址和性能測試等方面給予更多的支持，需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游在芯片研發(fā)、終端制造、應(yīng)用開發(fā)等方面與運(yùn)營商共同努力。
3 解決方案
3.1 F+D混合組網(wǎng)的確定
通過建設(shè)和試用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，已經(jīng)明確未來的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)采用F+D混合組網(wǎng)，F(xiàn)頻段的建設(shè)以升級為主，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理站點(diǎn)采用新建方式，D頻段全部新建。從成本上比較，利用F頻段新建的設(shè)備投入成本比F頻段升級高出近50%，而利用D頻段建設(shè)的話，同一片區(qū)域相同的覆蓋范圍，單純用F頻段建設(shè)，與單純用D頻段建設(shè)相比，D頻段要多建設(shè)約26%的基站量。由于中國移動整體規(guī)劃2013年4G一期網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以快速實(shí)現(xiàn)覆蓋為目標(biāo)，頻段側(cè)重以F頻段升級為主，對原F頻段站址站高等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理的站點(diǎn)則采用新建方式，D頻段則在合適的區(qū)域進(jìn)行輔助建設(shè)。那么一個城市的網(wǎng)絡(luò)就會形成這樣的結(jié)構(gòu)：第一層網(wǎng)絡(luò)是F頻段的覆蓋，里面有一個小圈是D頻段的，D頻段所覆蓋的區(qū)域肯定是F+D頻段的同覆蓋，F(xiàn)頻段用來解決廣覆蓋以及部分區(qū)域的深度覆蓋，D頻段用來解決熱點(diǎn)區(qū)域以及主城區(qū)的容量吸納。因?yàn)镕頻段只有一個載頻，D頻段可以做到兩到三個載頻，這樣的話，F(xiàn)頻段做第一層網(wǎng)絡(luò)，D頻段做容量的吸納，會是一個比較科學(xué)合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
F頻段的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是以升級為主，還是以新建為主呢？如果一個城市現(xiàn)有的3G網(wǎng)絡(luò)符合LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要求，采用F頻段升級是最合理的方案；如果部分3G站點(diǎn)結(jié)構(gòu)不夠合理，比如說站址、站高、站間距的不合理設(shè)計(jì)，采用F頻段升級建設(shè)方案的話，LTE網(wǎng)絡(luò)就難以達(dá)到優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的這個目標(biāo)，而這部分站點(diǎn)需要進(jìn)行新建。
3.2 減小基站數(shù)量和選擇問題
而對于選址困難的問題，一方面需要增大宣傳力度，向群眾耐心說明。電磁輻射強(qiáng)度是與距離的平方成反比，也就是發(fā)射基站越高，對人體的影響就越小。通信基站產(chǎn)生的輻射值不如一臺電磁爐甚至電視機(jī)對人體的影響大。由于TD基站采用智能天線，發(fā)射功率只需要8W左右，大大降低了對周圍環(huán)境的影響，實(shí)際輻射更小。
另一方面，在部署網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)當(dāng)盡量少建基站。因?yàn)?，在我們的生活環(huán)境中，到處都布滿了各種各樣的天線。包括我們通話用的GSM網(wǎng)絡(luò)、3G TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)、用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的無線局域網(wǎng)WLAN以及即將商用的LTE網(wǎng)絡(luò)。這些通信網(wǎng)絡(luò)需要不同的天線，因?yàn)樗麄兊墓ぷ黝l段不同，不能采用一種天線來實(shí)現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。如果采用單一的天線，同時覆蓋GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE這些網(wǎng)絡(luò)所需要的頻段，就可以大量的減少基站的數(shù)量。這樣既可以大幅度的節(jié)省建設(shè)成本，還可以減少布網(wǎng)中選址的難度。同時，也可以美化我們的生活環(huán)境。根據(jù)當(dāng)前的研究現(xiàn)狀來說，實(shí)現(xiàn)LTE的1.71-2.69 GHz的頻段范圍的天線設(shè)計(jì)已經(jīng)不再是一個難題，很多設(shè)備供應(yīng)商都已近生產(chǎn)出多種LTE天線。但是，能同時將800～900MHz GSM頻段和LTE頻段同時實(shí)現(xiàn)的天線還很少。個別廠商采用在一個大的天線罩中同時安裝兩組不同的天線來達(dá)到全頻段的覆蓋。但是，這樣使得天線的尺寸大大的增加，饋電變得復(fù)雜。如果采用單個天線陣子可以同時實(shí)現(xiàn)全頻段的覆蓋將是一個很大的進(jìn)步。不僅可以減小天線的尺寸，還可以大大降低生產(chǎn)成本，據(jù)悉這方面的研究已經(jīng)有了一定的成果，相信不久的將來會出現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)簡單，覆蓋全頻段的天線。屆時，將大大減小中國移動LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投入。
4 總結(jié)
LTE通信已經(jīng)是當(dāng)今通信的主流方向，中國也已經(jīng)進(jìn)入了LTE無線通訊投資和布網(wǎng)的關(guān)鍵時期，中國移動作為國內(nèi)電信運(yùn)營商的龍頭，更需要把握好方向和發(fā)展進(jìn)度。在組網(wǎng)方面的選擇和無線通訊設(shè)備的選擇上需要更加睿智，著眼于未來，把握好方向，以較低的成本實(shí)現(xiàn)更高的效益。
[參考文獻(xiàn)]
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關(guān)鍵詞：趨勢；LTE；優(yōu)勢；技術(shù)
中圖分類號：F62 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：
接入寬帶化、移動化業(yè)務(wù)量的不斷拓展得益于寬帶無線接入技術(shù)的誕生。隨著科技的高速發(fā)展，也帶來了信息化的繁榮，人們對通信網(wǎng)絡(luò)的速率需求日趨高漲。無線頻譜在空中接口和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的問題上，存在著傳輸延時大、利用率不高等缺陷。通過一些列的發(fā)展，為了加強(qiáng)在寬帶無線接入市場中的競爭，制定了LTE計(jì)劃，3G頻段的使用可采用4G或者B3G技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。LTE采用了諸多用于4G/B3G技術(shù)，與3G技術(shù)相比， 4G技術(shù)運(yùn)用于3G頻段。因此，LTE更加接近4G，并具有技術(shù)上的優(yōu)越性，這就為4G的拓展奠定了有力基礎(chǔ)。具體而言，長期演進(jìn)計(jì)劃LTE是由3GPP組織制定的UMTS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)。系統(tǒng)支持與其它3GPP系統(tǒng)進(jìn)行互操作，降低了維護(hù)成本與建網(wǎng)成本，有效減小系統(tǒng)延時，是無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更具扁平性，顯著提升了系統(tǒng)的覆蓋和容量，并使得頻譜的分配更具靈活性，它還支持多種帶寬分配，明顯增強(qiáng)了數(shù)據(jù)傳輸速率以及頻譜效率，LTE系統(tǒng)添加了多天線MIMO和OFDM等傳輸技術(shù)。技術(shù)的引入被認(rèn)為是滿足頻譜效率與用戶平均吞吐量的最優(yōu)技術(shù)。用來傳輸上行數(shù)據(jù)的頻譜資源取決于子載波映射。
LTE主要技術(shù)
1.1技術(shù)
模型可同時考慮更多天線配置，其上行為1×2個天線，下行2×2個電線。為增大容量，將虛擬應(yīng)用與上行中，另外，還可以應(yīng)用于開環(huán)發(fā)射分集、秩自適應(yīng)、預(yù)編碼、空分多址、空間服用等技術(shù)。為了能顯著提升系統(tǒng)的傳輸率，是其主要手段，可有效提高系統(tǒng)性能。在接收端和發(fā)射端，采用了多通道和多天線。利用時空編碼處理，可以將解碼數(shù)據(jù)自流有效分開。多入多出系統(tǒng)能夠創(chuàng)建N個并行空間信道，處于發(fā)射接收天線之間，通道可進(jìn)行獨(dú)立響應(yīng)。這樣就能夠有效提高護(hù)具速率，信息也可以通過并行空間信道進(jìn)行獨(dú)立傳輸。為了能夠有效提升頻譜利用率以及高通信容量，MIMO將接受、發(fā)射、與多徑無線信道有機(jī)結(jié)合并進(jìn)行了優(yōu)化。發(fā)射端或者接收端如果采用天線陣列或多天線的智能天線系統(tǒng)，天線數(shù)的對數(shù)的增減也決定著其容量。
1.2技術(shù)
LTE的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在技術(shù)上，技術(shù)任務(wù)，在多個正交的子載波上，高速數(shù)據(jù)被分散傳輸，因此，使符號之間的干擾影響減小，大大加長符號持續(xù)的時間，降低符號在子載波中的速率。在設(shè)定參數(shù)時，影響到整體系統(tǒng)性能，要想徹底消除符號間干擾，，只需將保護(hù)間隔加入OFDM符號前，信道的時延擴(kuò)展小于保護(hù)間隔即可。循環(huán)前綴對符號間干擾進(jìn)行消除。系統(tǒng)的覆蓋能力和抗多徑能力取決于循環(huán)前綴的長度。長前綴可應(yīng)用于對多小區(qū)廣播業(yè)務(wù)和LTE大范圍小區(qū)覆蓋業(yè)務(wù)的支持，但是，長前綴會降低數(shù)據(jù)傳輸能力，相應(yīng)增加系統(tǒng)開銷，盡管如此，長前綴依然可支持大范圍覆蓋，并可消除多徑干擾。LTE系統(tǒng)中，采用了短、長2套循環(huán)前綴的措施，以便滿足半徑覆蓋要求在100KM的小區(qū)。因此，循環(huán)前綴方案措施的選擇可依照具體場景進(jìn)行。
1.3技術(shù)
技術(shù)相對于OFDM/OFDMA而言，有著較低的PAPR，該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)較OFDM/OFDMA簡單，屬于單載波多用戶接入技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用使小區(qū)邊緣的網(wǎng)絡(luò)性能得以提高，發(fā)射機(jī)的效率高，人們選擇SC-FDMA技術(shù)為上行信號接入的關(guān)鍵因素在于該技術(shù)有效降低了終端的成本和體積，并減小了發(fā)射終端的峰均功率比。SC-FDMA技術(shù)包括離散式和集中式兩種子載波映射方式。離散式下子載波的數(shù)量非恒定的，根據(jù)IFDMA循環(huán)因數(shù)，采用了IFDMA方式，在頻域可對每個用戶進(jìn)行分配；而集中式下傳輔帶寬非恒定，可在頻域中集中傳輸用戶。另外，SC-FDMA技術(shù)的優(yōu)勢還體現(xiàn)在采用循環(huán)前綴對抗可變的傳輸時間間隔和多徑衰落、固定子載波序列、靈活分配頻譜帶寬等等。
LTE技術(shù)目標(biāo)
支持簡單鄰頻共存，并支持非成對和成對頻譜；支持高速移動終端，在整個系統(tǒng)范圍內(nèi)，支持終端的移動性；支持100公里小區(qū)范圍覆蓋，在不超過30公里的面積覆蓋問題上，LTE項(xiàng)目性能要求允許一定程度內(nèi)的性能缺失；終端和系統(tǒng)具備了核心網(wǎng)，可再對系統(tǒng)性能提升后的兼容平衡進(jìn)行考慮后，盡可能向后兼容；降低維護(hù)和建網(wǎng)的成本；支持廣播多播業(yè)務(wù)，并且支持3GPP和非3GPP系統(tǒng)互操作；提高小區(qū)邊緣比特率，前提在確保3G小區(qū)覆蓋范圍未產(chǎn)生變化的條件下。
LTE技術(shù)優(yōu)勢
3.1 LTE改變了通信業(yè)務(wù)格局
LTE發(fā)展迅速，越來越多的通信企業(yè)與LTE技術(shù)合作，因?yàn)長TE可促進(jìn)整個通信產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展，調(diào)節(jié)通信產(chǎn)業(yè)格局的不平和。
3.2 LTE技術(shù)擁有成本和技術(shù)優(yōu)勢
通過更加靈活的頻譜配置方案，LTE技術(shù)的應(yīng)用可減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，還可提升單個基站效率和網(wǎng)絡(luò)效率，從而使運(yùn)營商的利潤空間得到有效提高。
3.3提升移動通信業(yè)務(wù)質(zhì)量
LTE對用于更具吸引力，因?yàn)槠淠軌蚴褂脩趔w驗(yàn)更多新業(yè)務(wù)，LTE具有更好的移動性、更低的延遲率、更高的傳輸速率等優(yōu)勢。
結(jié)束語
LTE將會與WIMAX進(jìn)行激勵的競爭，因?yàn)閃IMAX技術(shù)在通信市場中也具有技術(shù)的向后兼容性。LTE采用了諸多用于4G/B3G技術(shù)，與3G技術(shù)相比， 4G技術(shù)運(yùn)用于3G頻段。因此，LTE更加接近4G，并具有技術(shù)上的優(yōu)越性，這就為4G的拓展奠定了有力基礎(chǔ)。對LTE進(jìn)行研究，可相對減低運(yùn)營成本，改善系統(tǒng)覆蓋和容量，提高用戶數(shù)據(jù)速率，減少網(wǎng)絡(luò)時延的產(chǎn)生。長期嚴(yán)禁LTE是3G的演進(jìn)，它承載了3G與4G的過渡。LTE采用了單層結(jié)構(gòu)，其架構(gòu)主要由接入網(wǎng)關(guān)和演進(jìn)型NODEB構(gòu)成，與之間的連接方式采用直接互聯(lián)，從而改進(jìn)了UTRAN結(jié)構(gòu)。在4G應(yīng)用前，也可以說LTE是3G通信技術(shù)的最終版本。下行傳輸方案采用了OFOM，循環(huán)前綴所需持續(xù)時間分別對應(yīng)長綴和短綴。系統(tǒng)為達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸延遲的要求，采用自動重傳請求周期和很短的交織長度。技術(shù)的引入被認(rèn)為是滿足頻譜效率與用戶平均吞吐量的最優(yōu)技術(shù)。用來傳輸上行數(shù)據(jù)的頻譜資源取決于子載波映射。上行單用戶MIMO天線的配置為：基站配備兩個接受天線，而UE也有兩個發(fā)射天線。在LTE中引用了技術(shù)，接收機(jī)能夠聯(lián)合檢測兩個UE信號。LTE與CDMA不同，CDMA不能通過擴(kuò)頻的方式來對小區(qū)間干擾進(jìn)行消除。而卻具備消除小區(qū)間干擾技術(shù)。干擾協(xié)調(diào)、干擾消除、干擾隨機(jī)化是消除小區(qū)間干擾的有效途徑，減小下行小區(qū)間的干擾的通用方法也可看成是解決波束成形天線方案。所采用的單層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了低成本、低復(fù)雜度、低時延的要求，該結(jié)構(gòu)減小了延遲，有利于對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡化。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 LTE分布式基站 網(wǎng)絡(luò)化組網(wǎng) BBU RRU
當(dāng)前，無論是3G還是4G在TD-SCDMA系統(tǒng)中均大規(guī)模應(yīng)用到了分布式基站，這種基站方式也將成為下一代寬帶移動通信LTE系統(tǒng)的重要組成，成為寬帶移動通信的重要標(biāo)志。BBU與RRU間連接使用到光纖，使用光纖連接有著更多優(yōu)勢，一方面減少了電纜連接普通基站的饋線成本，節(jié)約了資源，另一方面將施工難度降低了。
但是，BBU與RRU之間連接應(yīng)用的是裸纖，暴露出的缺點(diǎn)是，BBU可以同時連接的RRU數(shù)量減少，連接的距離較短或者僅能在一棟樓內(nèi)連接，數(shù)量上、地點(diǎn)上與距離上均被限制。但是如果應(yīng)用到SDH或者IP傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸BBU與 RRU間的數(shù)據(jù)，可以不受空間與距離限制，可以確保BBU同時連接更多的RRU，提高資源利用率，同時將基帶池的功能發(fā)揮出來。
一、BBU與RRU網(wǎng)絡(luò)化組網(wǎng)的可行性
SDH與IP光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)BBU與RRU間網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化組網(wǎng)時，需要考慮到光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)是否可以將BBU與RRU間數(shù)據(jù)傳輸要求滿足，需要從以下幾個問題上分析：當(dāng)前應(yīng)用到的光纖能否將BBU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求滿足；當(dāng)前應(yīng)用到的光纖是否能夠?qū)BU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸時延方面的要求滿足，是否能夠達(dá)到延時標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)前應(yīng)用到的光纖是否能夠?qū)BU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸間時鐘傳輸要求滿足。下面對現(xiàn)有的傳輸網(wǎng)絡(luò)能否實(shí)現(xiàn)以上幾個要求進(jìn)行具體分析。
1.1 BBU與RRU間數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求
一般來說，LTE系統(tǒng)帶寬應(yīng)用的是20M的，則傳輸速率為30.58Mbps，在2×2MIMO情況下，BBU與RRU間要想實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，就需要保證帶寬為1852.07Mbps，這一帶寬產(chǎn)生的過程為：采樣速率×采樣精度×I/Q精度×天線數(shù)量。配置3個扇區(qū)能量，BBU與RRU間的總數(shù)據(jù)傳輸帶寬就應(yīng)給為1852.07Mbps×3=5556.21Mbps[1]。如果應(yīng)用到的是4×4MIMO，則接口速率會翻倍。
10G的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，需要對80%的編碼效率進(jìn)行考慮，6G是有效的傳輸帶寬，可以滿足1個3扇區(qū)配置的數(shù)據(jù)傳輸，使BBU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸帶寬要求滿足。4×4MIMO下，要想使BBU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸要求滿足，就需要用到40G的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)[2]。
通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，LTE系統(tǒng)要想真正將BBU與多個RRU間網(wǎng)絡(luò)化組網(wǎng)連接占用傳輸帶寬的問題解決，從當(dāng)前的傳輸接入網(wǎng)產(chǎn)生帶寬上看很難達(dá)到。解決這一問題的重點(diǎn)是將BBU與RRU間的接口帶寬降低，要想將LTE接口帶寬降低，當(dāng)前只有一個方法，即，將采樣的精度降低，同時降低傳輸數(shù)據(jù)天線通道數(shù)。在不對系統(tǒng)性能有影響的情況下，以上方法實(shí)施有一定可行性，但總體上難以將傳輸帶寬降低。
1.2 BBU與RRU數(shù)據(jù)傳輸延時要求
基站上行接收與下行發(fā)射均會因BBU與RRU通過網(wǎng)絡(luò)傳輸引入時延而產(chǎn)生影響，一般，上行對接收與接入性能、解調(diào)算法影響較大，而影響信號覆蓋率與覆蓋范圍的主要是下行；TD-LTE系統(tǒng)，BBU與RRU間的傳輸時延將不會對不同基站間的空口產(chǎn)生影響[3]。一般，SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸時延分為SDH交叉復(fù)用設(shè)備處理與時延以及光纖傳輸時延，較為固定的是傳輸時延，可以將環(huán)路中交叉復(fù)用設(shè)備數(shù)減少，進(jìn)而可以將BBU與RRU間傳輸時延要求滿足。
IP網(wǎng)絡(luò)有著不穩(wěn)定性，傳輸時延較SDH相比網(wǎng)絡(luò)不確定性增多，非常容易因網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的變化而受到影響?；谶@種不穩(wěn)定性，為了進(jìn)一步將LTEBBU與RRU間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环€(wěn)定性減少，提高傳輸效率，可以在IP輸出BBU與RRU間數(shù)據(jù)時，縮短IP網(wǎng)絡(luò)傳輸距離，減少IP網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。
WDM無源光網(wǎng)絡(luò)與SDH網(wǎng)絡(luò)有著相似性，時延均較小，且有著非常良好的固定性，可以將BBU與RRU間的傳輸時延要求滿足，而BBU與RRU在TD-LTE系統(tǒng)中時，則可以應(yīng)用GPS或者IEEE1588有線時間進(jìn)行傳輸，這樣能夠?qū)⑸舷滦袀鬏斖酵瓿蒣4]。BBU與RRU按照GPS或者IEEE1588將下行發(fā)送時間確定下來，而要想實(shí)現(xiàn)BBU的延時與抖動則需要有足夠的下行發(fā)射作為支撐與前提保障；BBU上行方向，可以使用具備一定深度的緩沖器緩存數(shù)據(jù)，可以正常接收上行數(shù)據(jù)。
1.3 BBU與RRU間時鐘傳輸要求
保證RRU中載波頻率長期穩(wěn)定性，這是使BBU與RRU間時鐘傳輸穩(wěn)定性的關(guān)鍵，且中載波的頻率至少保持在0.06ppm[5]。一般來說，穩(wěn)定性較高的時鐘晶振被廣泛應(yīng)用在LTE系統(tǒng)中，也是實(shí)現(xiàn)RRU的關(guān)鍵組成，使用時鐘晶振的目的是可以短時間內(nèi)提高時鐘穩(wěn)定性。采用相應(yīng)再定時的SDH網(wǎng)絡(luò)，可以讓RRU中的始終頻率長期穩(wěn)定同步到SDH網(wǎng)絡(luò)中的BITS時鐘系統(tǒng)內(nèi)，還能夠使RRU時鐘長時間達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。
在應(yīng)用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行BBU與RRU間數(shù)據(jù)傳輸過程中，鑒于IP網(wǎng)為異步網(wǎng)，且難以將穩(wěn)定度保證，傳輸時可以先對IP網(wǎng)絡(luò)升級，這樣可以將BBU與RRU間時鐘穩(wěn)定性提高[6]。RRU基于GPS或者IEEE1588有線時間同步，配合應(yīng)用高穩(wěn)晶振，可以使時鐘輸出維持更長時間，可以將短期與長期精度要求均滿足。
二、LTE發(fā)展的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)
MIMO技術(shù)可以將系統(tǒng)傳輸速度提高，且已經(jīng)成為無線通信的重要技術(shù)之一，在無線寬帶移動通信方面，B3G與4G均應(yīng)用到MIMO技術(shù)。MIMO技術(shù)因公發(fā)射端與接收端時，鑒于是多通道與多天線特征，在面對數(shù)碼子流時能夠在處理、分開與解碼中應(yīng)用空時編碼，這樣可以使數(shù)據(jù)子流保持最佳狀態(tài)。
如果發(fā)射端與接收天線是獨(dú)立的，則可以多處的系統(tǒng)并行空間通道。并行獨(dú)立數(shù)據(jù)傳輸就是基于并行通道實(shí)現(xiàn)的，可以將傳輸速度提高。高階調(diào)制技術(shù)可以使系統(tǒng)峰值速率達(dá)到100Mbit/s，同時，4G網(wǎng)絡(luò)中，LTE技術(shù)應(yīng)用到了64QAM高階調(diào)制可以將6%的信道通用率提高。LTE是當(dāng)前主流寬帶無線通信系統(tǒng)，在4G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展下，必將使LTE技術(shù)有新的發(fā)展。
三、結(jié)束語
綜上所述，LTE系統(tǒng)中的BBU與RRU間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挿浅８撸沂芎芏嘁蛩赜绊懀渤蔀榱司W(wǎng)絡(luò)化組網(wǎng)面臨的主要問題，過去的SDH光纖傳輸已經(jīng)不能夠?qū)BU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸要求滿足，應(yīng)用的日漸廣泛，可以將WDM傳輸網(wǎng)絡(luò)作為BBU與RRU間的數(shù)據(jù)傳輸，但是仍然需要進(jìn)一步實(shí)踐證明這種可行性，需要對基站系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)一步強(qiáng)化與研究，以實(shí)現(xiàn)BBU與RRU間更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。
參 考 文 獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】 VOLTE IMS 融合組網(wǎng)
一、建設(shè)背景
VoLTE方案是由LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入、由IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)控制、由PCC架構(gòu)提供QoS保障的語音解決方案。VoLTE技術(shù)天然融合了LTE網(wǎng)絡(luò)及IMS先進(jìn)技術(shù)，VoLTE已是LTE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下語音業(yè)務(wù)提供的目標(biāo)方案，所以在VOLTE部署時需要充分考慮網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀以及VoLTE自身技術(shù)特點(diǎn)，為現(xiàn)網(wǎng)語音業(yè)務(wù)向LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)規(guī)劃合理網(wǎng)絡(luò)部署方案。
由于VoLTE用戶采用不同的域名，因此IMS核心網(wǎng)存在現(xiàn)網(wǎng)融合改造、獨(dú)立新建兩種建設(shè)方案。在實(shí)際工程實(shí)施時從業(yè)務(wù)部署、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定、后期運(yùn)營維護(hù)等方面綜合考慮，在建設(shè)初期采用VOLTE與固網(wǎng)IMS獨(dú)立組網(wǎng)方式。
由于IMS網(wǎng)絡(luò)接入無關(guān)性、提高設(shè)備利用率，簡化省內(nèi)業(yè)務(wù)路由等因素的考慮，融合組網(wǎng)仍為目標(biāo)架構(gòu)。同時考慮引入競爭現(xiàn)有IMS核心網(wǎng)為多廠家組網(wǎng)，本論文針對現(xiàn)有VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)提出融合組網(wǎng)方案，并進(jìn)行分析，同時對多廠家融合組網(wǎng)提出優(yōu)化方案，為后續(xù)工程實(shí)施奠定基礎(chǔ)。
二、VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)現(xiàn)狀
2.1IMS核心網(wǎng)主要網(wǎng)元介紹
2.1.1可共用網(wǎng)元
1）I/S/E-CSCF/BGCF S-CSCF負(fù)責(zé)用戶的注冊、鑒權(quán)、會話，路由和業(yè)務(wù)觸發(fā)。I-CSCF是CM-IMS域的邊界點(diǎn)，負(fù)責(zé)分配或者查詢?yōu)橛脩舴?wù)的S-CSCF。
BGCF用于選擇到傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)的出口MGCF設(shè)備，該功能集成在S-CSCF實(shí)體中。
E-CSCF從P-CSCF接受緊急會話建立請求，并完成用戶接入位置信息查詢和緊急呼叫路由等功能。
2）MGCF、IM-MGW
MGCF提供IMS網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)之間的互通功能。
IM-MGW提供與傳統(tǒng)PSTN、PLMN網(wǎng)絡(luò)互通的話音媒體通道資源。
3）ENUM/DNS
ENUM服務(wù)器提供E.164號碼到SIP URI的映射功能。DNS服務(wù)器為IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元和終端提供域名解析功能。
2.1.2VOLTE專用網(wǎng)元
1）VoLTE SBC/P-CSCF
P-CSCF/AGW和ATCF/ATGW功能合設(shè)為VoLTE SBC。
P-CSCF是SIP用戶接入IMS網(wǎng)絡(luò)的入口節(jié)點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)SIP用戶與歸屬網(wǎng)絡(luò)之間SIP信令的轉(zhuǎn)發(fā)。
VOLTE SBC部署在接入側(cè)的邊界，提供防攻擊、NAT穿越能力，提供與其它基于SIP或者H.323信令的網(wǎng)絡(luò)互通的媒體通道資源。
ATCF/ATGW是VoLTE用戶在當(dāng)前所在網(wǎng)絡(luò)的信令面和媒體面的錨定點(diǎn)，在發(fā)生eSRVCC時將VoLTE用戶接入側(cè)的媒體面從LTE切換到電路域，并保持媒體面的連接。
2）VoLTE AS
VoLTE AS由SCC AS、錨定SCP和IM-SSF功能組成。
VoLTE AS：提供多媒體電話基本業(yè)務(wù)及補(bǔ)充業(yè)務(wù)；集成MRFC功能：用于控制MRFP，實(shí)現(xiàn)放音收號、語音會議、標(biāo)清視頻會議等功能。
SCC AS功能：提供語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提供被叫域選擇功能T-ADS，完成網(wǎng)絡(luò)側(cè)被叫的域選擇。
錨定SCP功能：錨定SCP提供將電路域發(fā)起的呼叫錨定到IMS域的能力，能夠通過Connect消息返回相應(yīng)IMRN。
3）EPC HSS/HLR
用于存儲網(wǎng)絡(luò)中用戶所有與業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，提供用戶簽約信息管理和用戶位置管理。
2.1.3固定IMS專用網(wǎng)元
1）IMS HSS
HSS 用于存儲IMS網(wǎng)絡(luò)中所有與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括用戶身份、鑒權(quán)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、接入?yún)?shù)、業(yè)務(wù)觸發(fā)信息、漫游信息，并完成用戶漫游控制。
2）固網(wǎng)SBC/P-CSCF
SBC提供接入網(wǎng)與CM-IMS核心網(wǎng)之間的NAT穿越、企業(yè)網(wǎng)穿越、接入控制、QoS控制、信令和承載安全以及IP互通等功能。
P-CSCF提供注冊鑒權(quán)、信令保護(hù)、信令壓縮、媒體授權(quán)、信令路由、緊急呼叫、漫游計(jì)費(fèi)等功能。
3）MMTEL AS
MMTEL AS是向個人用戶和家庭用戶開放的點(diǎn)到點(diǎn)語音業(yè)務(wù)，點(diǎn)到點(diǎn)視頻業(yè)務(wù)，以及呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫等待、呼叫保持、呼叫限制、主叫號碼顯示＼隱藏等在內(nèi)的補(bǔ)充業(yè)務(wù)。
4）統(tǒng)一Centrex AS
統(tǒng)一Centrex業(yè)務(wù)平臺為集團(tuán)用戶提供多媒體電話及補(bǔ)充業(yè)務(wù)、融合VPMN、融合一號通、融合總機(jī)、傳真等業(yè)務(wù)。
2.2現(xiàn)有VOLTE與固定業(yè)務(wù)IMS獨(dú)立組網(wǎng)情況
現(xiàn)有IMS采用VOLTE與固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)，各廠家分別負(fù)責(zé)VOLTE或固定業(yè)務(wù)，VOLTE和固網(wǎng)業(yè)務(wù)的IMS網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立。VOLTE核心網(wǎng)獨(dú)立建設(shè)核心控制網(wǎng)元I/S/E-CSCF/ BGCF、業(yè)務(wù)網(wǎng)元VOLTE AS、接入網(wǎng)元VOLTE SBC/P-CSCF；互通網(wǎng)元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS與固網(wǎng)共用。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：
VOLTE與固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)方式在工程實(shí)施時較為便利，對現(xiàn)有固網(wǎng)業(yè)務(wù)影響較小，但由于現(xiàn)有固定業(yè)務(wù)用戶數(shù)較少，設(shè)備利用率不高，同時業(yè)務(wù)路由復(fù)雜，部分場景存在路由迂回情況，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還需進(jìn)一步優(yōu)化。
三、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化方案
3.1融合組網(wǎng)方案
VOLTE引入后IMS核心網(wǎng)多廠家融合組網(wǎng)有以下兩種方案：方案一、VOLTE與固定業(yè)務(wù)部分融合組網(wǎng)，固定業(yè)務(wù)由一個廠家負(fù)責(zé)，VOLTE業(yè)務(wù)按區(qū)域劃分由不同廠家負(fù)責(zé)；方案二、VOLTE與固定業(yè)務(wù)全部融合組網(wǎng)，各廠家按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)本區(qū)域VOLTE和固定業(yè)務(wù)。
方案一：除功能差別較大業(yè)務(wù)網(wǎng)元和接入網(wǎng)元外，VoLTE業(yè)務(wù)和固定業(yè)務(wù)核心網(wǎng)部分融合組網(wǎng)，固定業(yè)務(wù)核心網(wǎng)仍由原有一個廠家全部負(fù)責(zé)，原有廠家IMS核心網(wǎng)網(wǎng)元I/ S/E-CSCF/BGCF進(jìn)行升級改造支持VOLTE功能，同時為降低異廠家ISC接口兼容性風(fēng)險新建VOLTE AS，與其他廠家一起按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)不同區(qū)域VOLTE業(yè)務(wù)。即VOLTE使用的核心控制網(wǎng)元I/S/E-CSCF/BGCF、業(yè)務(wù)網(wǎng)元VOLTE AS按區(qū)域分廠家進(jìn)行建設(shè)；VOLTE共用接入網(wǎng)元VOLTE SBC/ P-CSCF；VOLTE與固網(wǎng)共用互通網(wǎng)元MGCF/IM-MGW、ENUM/DNS。
本方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：
方案二：除功能差別較大業(yè)務(wù)網(wǎng)元和接入網(wǎng)元外，VoLTE業(yè)務(wù)和固網(wǎng)業(yè)務(wù)全部共用IMS核心網(wǎng)，各廠家按區(qū)域劃分負(fù)責(zé)本區(qū)域VOLTE和固定業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)元I/S/E-CSCF/ BGCF均要具備VOLTE及固定業(yè)務(wù)所需功能，VOLTE AS、S-CSCF、IMS SBC/P-CSCF負(fù)責(zé)同區(qū)域VOLTE或固定業(yè)務(wù)，按劃分區(qū)域進(jìn)行固定業(yè)務(wù)割接。
本方案網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖所示：
3.2組網(wǎng)架構(gòu)分析
針對現(xiàn)有IMS網(wǎng)絡(luò)狀況、技術(shù)成熟度、網(wǎng)絡(luò)組織、后期運(yùn)營維護(hù)等方面對上述兩種組網(wǎng)方式進(jìn)行了認(rèn)真的分析，具體分析如下：
四、結(jié)束語
在VOLTE業(yè)務(wù)引入初期，為避免VOLTE業(yè)務(wù)功能完善所引起的核心網(wǎng)元頻繁升級，以及VOLTE用戶發(fā)展導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，可先采用VOLTE、固定業(yè)務(wù)獨(dú)立組網(wǎng)方式，待后期網(wǎng)絡(luò)成熟、業(yè)務(wù)穩(wěn)定、廠家兼容性問題解決后，根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況合理規(guī)劃業(yè)務(wù)區(qū)域再大力推動核心網(wǎng)融合，面向業(yè)務(wù)融合、多接入統(tǒng)一控制，整合網(wǎng)絡(luò)資源、降低投資風(fēng)險，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)低成本高效運(yùn)營的目的。
參 考 文 獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】LTE 帶寬分配 上行無線資源分配 QoS
1 引言
隨著移動用戶數(shù)的快速增長和新類型業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn),傳統(tǒng)的無線接入技術(shù)無論是在帶寬還是在業(yè)務(wù)提供能力上都已無法滿足移動用戶及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的要求。在這樣的背景下,3GPP在3G已經(jīng)取得成功的基礎(chǔ)上,提出了Long Term Evolution(LTE)計(jì)劃,繼續(xù)推動移動通信技術(shù)不斷向前發(fā)展。
3GPP LTE系統(tǒng)以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo),其系統(tǒng)在整體架構(gòu)上是基于分組交換的。LTE系統(tǒng)在上行鏈路,要求基站端在有限的頻譜帶寬下能夠?yàn)楦嗟挠脩籼峁┹^高的上行數(shù)據(jù)傳輸速率,同時還應(yīng)滿足用戶各種業(yè)務(wù)時延等服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求。盡管在目前3GPP LTE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中定義了較完整的QoS機(jī)制,但是其中并沒有給出保障用戶各種業(yè)務(wù)QoS的上行無線資源分配方案。
在多業(yè)務(wù)和高容量用戶的背景下,如何根據(jù)用戶不同QoS要求和鏈路情況來有效地分配頻譜資源,以提高頻譜效率成為了一個相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的問題。本文主要針對LTE上行無線資源分配展開研究。
2LTE上行無線資源分配機(jī)制
2.1概述
LTE中基站端無線資源管理采用集中控制的方式,每個基站同時為多個用戶服務(wù)。其無線資源分配技術(shù)包括基站端上行調(diào)度、基站端下行調(diào)度和終端調(diào)度等,具體如圖1所示:
在下行方向,來自核心網(wǎng)的用戶各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在基站端首先經(jīng)過包映射器映射到無線承載radio bearer上。然后,由基站端下行調(diào)度器執(zhí)行下行調(diào)度功能生成指示無線資源分配信息的DCI1/1A信令或其他格式;同時,基站端上行調(diào)度器根據(jù)來自終端的資源請求和緩存狀態(tài)報告,執(zhí)行上行調(diào)度功能,生成指示無線資源分配信息的DCI0信令。最后,基站將DCI1/1A、DCI0等信令連同下行數(shù)據(jù)發(fā)送給終端。在上行方向,終端各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)也是先經(jīng)過包映射器映射到對應(yīng)的radio bearer上。終端調(diào)度器根據(jù)收到的DCI0信令,執(zhí)行終端調(diào)度功能,最后終端將上行數(shù)據(jù)發(fā)送到基站端。本文主要針對基站端上行調(diào)度器功能的實(shí)現(xiàn)展開討論。
2.2 場景分析
LTE作為準(zhǔn)4G技術(shù),為了實(shí)現(xiàn)其高速率和高頻譜效率的目標(biāo)而加入了許多新特性,上行無線資源分配也是在這個新的場景中發(fā)揮作用。在上行無線資源分配過程中,需要著重考慮如下要素:
(1)LTE上行鏈路物理層特性。LTE上行鏈路采用localized的單載波頻分復(fù)用(SC-FDMA)作為傳輸方案。LTE上行無線資源分配的最小單位是一個物理資源塊(PRB),一個PRB包含12個頻域上相鄰的子載波[1];同時LTE相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中也要求分配給一個終端的若干個PRB在頻域上是相鄰的,并且采用相同的調(diào)制編碼方式。
(2)LTE媒體接入控制子層中半靜態(tài)調(diào)度(SPS)的應(yīng)用。半靜態(tài)調(diào)度的特點(diǎn)[2]是終端占用的無線資源,包括占用物理資源塊的分布和調(diào)制編碼方式等,以一定的周期自動重復(fù)出現(xiàn),不需要額外信令通知。
(3)LTE標(biāo)準(zhǔn)中提出了TTI bundle的概念。TTI(傳輸時間間隔)bundle[3]是指終端可以在連續(xù)的若干個傳輸時間間隔內(nèi)占用相同的物理資源塊和使用相同的調(diào)制編碼方式發(fā)送相同的用戶數(shù)據(jù),其中連續(xù)傳輸時間間隔的個數(shù)定義為TTI_BUNDLE_SIZE,值為4。
(4)LTE上行鏈路采用同步HARQ無線傳輸技術(shù)。同步HARQ機(jī)制分為兩種:自適應(yīng)HARQ和非自適應(yīng)HARQ,兩種方式在LTE上行鏈路傳輸中都有應(yīng)用[4]。
3 LTE上行無線資源分配架構(gòu)
基于上述LTE上行鏈路無線資源分配機(jī)制的研究,本文提出一種適用于LTE的上行無線資源分配架構(gòu),如圖2所示:
該框架的輸入包括混合自動重傳請求(HARQ)反饋、用戶各個業(yè)務(wù)的QoS參數(shù)和用戶的信道質(zhì)量信息。該框架主要包括可用資源預(yù)處理器、動態(tài)分組調(diào)度器和資源分配器三個功能模塊,各個功能模塊的具體作用如下:
(1)可用資源預(yù)處理器,負(fù)責(zé)計(jì)算在當(dāng)前上行子幀可用的物理資源塊(PRB)隊(duì)列?？紤]到半靜態(tài)調(diào)度和配置了TTI bundle功能的用戶的無線資源分配過程涉及到了物理資源塊的預(yù)留,該可用資源預(yù)處理器主要是減去之前為這些用戶預(yù)留的物理資源塊。
(2)動態(tài)分組調(diào)度器,包括用戶隊(duì)列預(yù)處理器、用戶優(yōu)先級處理器和帶寬分配器。其主要功能是預(yù)處理用戶隊(duì)列,滿足非自適應(yīng)重傳用戶的請求,計(jì)算其余用戶的優(yōu)先級并為用戶發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。
(3)資源分配器,其主要功能是根據(jù)用戶分配的帶寬量確定用戶占用物理資源塊的分布和調(diào)制編碼方式。該資源分配器能夠充分考慮用戶信道質(zhì)量狀況,在保證用戶QoS的同時提高無線資源利用率。
上述LTE上行鏈路無線資源分配過程的輸出是系統(tǒng)無線資源的分配結(jié)果,分配結(jié)果中包括用戶占用物理資源塊的起始值和長度、調(diào)制編碼方式、新傳和重傳指示等。下面給出各個功能模塊中的關(guān)鍵技術(shù)分析。
3.1 可用資源預(yù)處理器
基于LTE上行無線資源分配機(jī)制研究中關(guān)于半靜態(tài)調(diào)度和TTI bundle功能的描述,可以看到其中涉及到了資源的預(yù)留,而可用資源預(yù)處理主要負(fù)責(zé)在當(dāng)前系統(tǒng)可用物理資源塊中減去之前預(yù)留的物理資源塊,同時將剩余物理資源塊隊(duì)列分類并作為輸入提供給動態(tài)分組調(diào)度器和資源分配器。
預(yù)留的物理資源塊包括兩部分內(nèi)容:配置了半靜態(tài)調(diào)度功能用戶占用的物理資源塊和配置了TTI bundle功能用戶占用的物理資源塊。
半靜態(tài)調(diào)度存在于LTE基站端的上行無線資源分配和下行無線資源分配過程中。半靜態(tài)調(diào)度的提出主要為了在LTE系統(tǒng)中能夠較好地保證VoIP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量[5],其要點(diǎn)是利用半靜態(tài)調(diào)度分配的無線資源發(fā)送新傳數(shù)據(jù),利用動態(tài)調(diào)度分配的無線資源發(fā)送重傳數(shù)據(jù)。
針對VoIP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包小且傳輸時間間隔短的特點(diǎn),如果采用動態(tài)調(diào)度的方式,那么每個VoIP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包到達(dá)和重傳的無線資源分配情況都需要基站向終端傳輸信令,這樣會造成較大的信令開銷,影響數(shù)據(jù)傳輸效率。而如果采用半靜態(tài)調(diào)度的方式,由于半靜態(tài)調(diào)度分配的無線資源是以一定的周期自動重復(fù)出現(xiàn)的,所以能夠大大減少信令開銷,同時也能較好地保證VoIP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。另外,由于半靜態(tài)調(diào)度分配的資源可以通過特定信令被撤銷,這樣當(dāng)VoIP業(yè)務(wù)的靜默期來臨時可以將資源分配給其他用戶,從而有效提高無線資源的利用率。
配置了TTI bundle功能的用戶,每份用戶數(shù)據(jù)都將使用相同的物理資源塊和調(diào)制編碼方式被連續(xù)傳輸4次,其中每次傳輸結(jié)束都不用等待基站端的反饋就繼續(xù)下一次傳輸直到一個bundle結(jié)束。這樣做能夠大大減少終端和基站端用于傳輸反饋的信令,也能更好地適應(yīng)多變的無線信道。
3.2 用戶隊(duì)列預(yù)處理器
用戶隊(duì)列預(yù)處理器負(fù)責(zé)為重傳用戶選擇重傳方式,即選擇自適應(yīng)方式或者非自適應(yīng)方式,并依據(jù)用戶此時所處狀態(tài)將用戶分配到不同的用戶隊(duì)列中。如圖3所示:
用戶隊(duì)列預(yù)處理器中重傳用戶處理部分為用戶選擇重傳方式,從而將用戶劃分到自適應(yīng)重傳隊(duì)列和非自適應(yīng)重傳隊(duì)列,其中非自適應(yīng)重傳用戶不需要后續(xù)處理;用戶隊(duì)列預(yù)處理器中新傳用戶處理部分,將用戶細(xì)分為使用動態(tài)無線資源傳輸數(shù)據(jù)的用戶、使用半靜態(tài)無線資源傳輸數(shù)據(jù)的用戶、請求半靜態(tài)無線資源的用戶等。
重傳用戶處理部分需要充分考慮兩種HARQ方式的優(yōu)缺點(diǎn)從而選擇合適的重傳方式。自適應(yīng)HARQ方式比較靈活,當(dāng)信道質(zhì)量或系統(tǒng)帶寬變化時基站可以通過信令調(diào)整用戶重傳數(shù)據(jù)占用的物理資源塊分布和使用的調(diào)制編碼方式,這樣就能使重傳占用上行無線資源分配過程中的碎片無線資源,從而提高資源利用率,但其缺點(diǎn)是信令開銷大。非自適應(yīng)HARQ方式要求重傳占用同上次傳輸相同的物理資源塊并使用相同的調(diào)制編碼方式,其優(yōu)點(diǎn)是沒有信令開銷,但是也存在缺點(diǎn)就是無法適應(yīng)無線信道的變化;同時由于其要求占用與上次傳輸相同的物理資源塊,可能導(dǎo)致上行無線資源分配過程中產(chǎn)生較多的碎片無線資源,從而降低無線資源利用率。
自適應(yīng)重傳方式和非自適應(yīng)重傳方式各有優(yōu)缺點(diǎn),用戶隊(duì)列預(yù)處理器優(yōu)先滿足用戶非自適應(yīng)重傳請求。
3.3 用戶優(yōu)先級處理器
本文采用動態(tài)方法確定用戶優(yōu)先級,即每次執(zhí)行無線資源分配的過程中都動態(tài)更新用戶的優(yōu)先級。這種方法較靈活,能夠更好地滿足不同用戶服務(wù)質(zhì)量。
用戶優(yōu)先級計(jì)算器,主要負(fù)責(zé)計(jì)算用戶優(yōu)先級,細(xì)分為主優(yōu)先級和次優(yōu)先級。主優(yōu)先級指自適應(yīng)重傳的用戶優(yōu)先級最高,動態(tài)新傳數(shù)據(jù)的用戶次之,之后依次是請求半靜態(tài)無線資源的用戶、發(fā)送了資源請求的用戶、要求隨機(jī)接入的用戶和僅需發(fā)送非周期性信道質(zhì)量報告的用戶。次優(yōu)先級是指當(dāng)用戶的主優(yōu)先級相同時,則根據(jù)用戶的信道質(zhì)量狀況、用戶的緩存數(shù)據(jù)量和用戶一些特定參數(shù)確定其優(yōu)先級。
3.4 帶寬分配器
帶寬分配器,其輸入是用戶優(yōu)先級信息和用戶各個業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)信息,其輸出是各個用戶可發(fā)送數(shù)據(jù)量。帶寬分配器的重要組成部分是帶寬分配算法。帶寬分配算法的目標(biāo)是滿足用戶的各個業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求,并且綜合考慮各個用戶間的公平性。
按照LTE標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,用戶的各種業(yè)務(wù)是映射到無線承載上的,而每個無線承載映射到上行和下行兩條邏輯信道上。LTE標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了邏輯信道的QoS參數(shù),帶寬分配算法主要是通過保證邏輯信道的QoS來保證用戶各個業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
上行邏輯信道的QoS參數(shù)主要是數(shù)據(jù)優(yōu)先傳輸速率值PBR和優(yōu)先級。PBR值和優(yōu)先級由來自網(wǎng)關(guān)的無線承載的QoS參數(shù)按照一定規(guī)則映射而來,作為上行鏈路無線資源分配過程中帶寬分配算法的輸入?yún)?shù)。
帶寬分配算法能夠使得用戶在業(yè)務(wù)突發(fā)時發(fā)送較多數(shù)據(jù),而在業(yè)務(wù)靜默期減少數(shù)據(jù)發(fā)送量,從而在一段時間內(nèi)保持用戶業(yè)務(wù)所要求的數(shù)據(jù)傳輸速率。
3.5 物理資源塊分配器
物理資源塊分配器根據(jù)用戶可以發(fā)送數(shù)據(jù)量的大小,確定用戶占用物理資源塊分布情況的算法。其目的是減少無線資源浪費(fèi),提高系統(tǒng)吞吐量。
為了實(shí)現(xiàn)低峰均比(PAPR)的上行傳輸[6,7],LTE選定采用localized的單載波頻分復(fù)用(SC-FDMA)作為上行鏈路的傳輸方案?；谠搨鬏敺桨?物理資源塊分配算法能夠充分利用用戶信道質(zhì)量狀況信息,開發(fā)多用戶分集,提高系統(tǒng)吞吐量。
自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)和物理資源塊的分配過程是相結(jié)合的,即根據(jù)用戶PRB的分布確定用戶MCS。這樣物理資源塊分配算法和AMC相結(jié)合,使得用戶能夠采取最佳調(diào)制編碼方式占用最少的物理資源塊發(fā)送較多的數(shù)據(jù),從而大大提高系統(tǒng)吞吐量。
4 結(jié)束語
本文分析了LTE無線資源分配機(jī)制,然后提出一種LTE上行無線資源分配架構(gòu),并討論了該架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)。上述架構(gòu)主要針對單天線配置場景,由于LTE默認(rèn)支持多天線技術(shù)(MIMO),下一步考慮在已有基礎(chǔ)上增加針對MIMO環(huán)境的增強(qiáng)帶寬分配算法和物理資源塊分配算法,以保證在滿足用戶業(yè)務(wù)QoS要求的同時更好地提高頻譜利用率。
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【作者簡介】
范曉雯:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所無線中心碩士研究生,主要研究方向?yàn)閷拵o線通信網(wǎng)絡(luò)中的無線資源分配。
【關(guān)鍵詞】移動核心網(wǎng) IMS EPC
移動核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)將是基于IMS技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。IP化和融合化成為移動核心網(wǎng)發(fā)展的主要特征?；贗P化的核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),不僅可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)成本,實(shí)現(xiàn)簡單而高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營,并能快速部署新型業(yè)務(wù)。LTE引入后分組域也將在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中起重要作用。隨著運(yùn)營商全業(yè)務(wù)經(jīng)營的逐步開展,可控制的IP多媒體業(yè)務(wù)越來越引人關(guān)注。
1 移動TDM電路交換退出歷史舞臺
由于傳統(tǒng)的移動TDM交換機(jī)面臨容量小、節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、部分設(shè)備老化、運(yùn)維成本增加,并且部分廠家不再提供設(shè)備維保等問題,全球運(yùn)營商普遍啟動了核心網(wǎng)的IP化戰(zhàn)略。
在長途和省級層面移動TDM交換機(jī)加速退網(wǎng),實(shí)現(xiàn)固定、移動網(wǎng)的融合,退網(wǎng)后以移動軟交換為主進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。同時,運(yùn)營商根據(jù)業(yè)務(wù)需求驅(qū)動,引入IMS系統(tǒng),提供多媒體業(yè)務(wù),形成軟交換與IMS并存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種思路的主要特點(diǎn)是固定、移動軟交換技術(shù)成熟,全球已經(jīng)進(jìn)行了大規(guī)模的部署,運(yùn)營商可以快速實(shí)施網(wǎng)絡(luò)的IP化演進(jìn)。
2寬帶分組域?qū)⒃诰W(wǎng)絡(luò)演進(jìn)中扮演重要角色
引入LTE后,無論在移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)支撐還是在IP承載網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方面,寬帶分組域都將起到重要作用。分組域?qū)⒅饕瓿蒊P承載控制的功能和IP傳送功能。
LTE R8版本中20MHz頻譜帶寬無線側(cè)下行速度高達(dá)100Mbps,后期可演進(jìn)到1Gbps。為適應(yīng)無線側(cè)的速度增長,對核心網(wǎng)構(gòu)架進(jìn)行進(jìn)一步的演進(jìn)就成為3GPP組織研究的一個重點(diǎn)課題,這就是我們現(xiàn)在常常談到的“系統(tǒng)構(gòu)架演進(jìn)”即SAE項(xiàng)目的重要內(nèi)容,也是更名后我們通常把它稱為“演進(jìn)的分組核心網(wǎng)”即EPC。經(jīng)過5年多的努力設(shè)備商與運(yùn)營商,基本完成了LTE/EPC的標(biāo)準(zhǔn)工作。
設(shè)備商在這個領(lǐng)域的投入不斷加大,芯片廠商也積極跟進(jìn)。在MSF論壇推動下,業(yè)界LTE/EPC設(shè)備的IOT測試于2009年3月開始。
EPS是未來移動網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的方向,主要特征包括:全面分組化,提供真正意義上的純分組接入;支持多接入技術(shù),除支持現(xiàn)有3GPP系統(tǒng)接入外,同時支持非3GPP網(wǎng)絡(luò)(如CDMA、WLAN)的接入,并支持在3GPP網(wǎng)絡(luò)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)之間的漫游和切換;支持端到端的QoS保證,增加了對實(shí)時業(yè)務(wù)的支持,通過簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和信令流程,降低業(yè)務(wù)連接的時延,使之小于200ms;網(wǎng)絡(luò)層次扁平化,在用戶面進(jìn)行節(jié)點(diǎn)壓縮,取消了RNC,核心網(wǎng)用戶面節(jié)點(diǎn)在非漫游時可合并為一個。
EPS的這些特征不僅滿足了下一代移動網(wǎng)的需求,也為網(wǎng)絡(luò)融合提供一個新的平臺,受到業(yè)界廣泛關(guān)注。
EPS標(biāo)準(zhǔn)從2004年啟動R8版本,該版本制定了EPS的主要功能,目前已凍結(jié)。R9版本針對一些增強(qiáng)功能進(jìn)行研究,功能也基本凍結(jié),3GPP目前正在制定R10版本的需求和功能。
EPS系統(tǒng)包括無線網(wǎng)接入網(wǎng)(可以是LTE、CDMA、WLAN等)和核心網(wǎng)EPC。其中EPC核心網(wǎng)的架構(gòu)如圖1所示:
該架構(gòu)中,EPC系統(tǒng)同時支持3GPP接入(如LTE)、信任的非3GPP網(wǎng)絡(luò)接入(如CDMA)和非信任非3GPP IP網(wǎng)絡(luò)接入(如WLAN等)。其中,PDN GW作為接入的核心設(shè)備,不同接入網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)關(guān)(LTE無線網(wǎng)對應(yīng)SGW,CDMA無線網(wǎng)對應(yīng)HSGW,WLAN無線網(wǎng)對應(yīng)ePDG)分別接入PGW實(shí)現(xiàn)異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的接入。HSS作為EPC網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)認(rèn)證的核心,除支持LTE網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證外,對于CDMA和WLAN的網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證,則先通過3GPP AAA服務(wù)器統(tǒng)一處理后,也在HSS實(shí)現(xiàn)最終的接入認(rèn)證和鑒權(quán)。
EPC作為IMS網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的接入承載網(wǎng)絡(luò),通過PDN GW實(shí)現(xiàn)與IMS業(yè)務(wù)互通。為了增強(qiáng)用戶的計(jì)費(fèi)策略和實(shí)現(xiàn)端到端的QoS,EPC系統(tǒng)支持PCC架構(gòu)。通過PCC的控制,EPC網(wǎng)絡(luò)可為用戶或業(yè)務(wù)配置相應(yīng)的QoS資源和執(zhí)行相應(yīng)的計(jì)費(fèi)策略。
在LTE接入場景下,EPC的核心網(wǎng)元包括MME、SGW、PGW和HSS。
EPC網(wǎng)絡(luò)的主要特征包括:
(1)QoS機(jī)制進(jìn)一步完善,能夠支持端到端的QoS保證。EPC系統(tǒng)因?yàn)橐肓薖CC架構(gòu),計(jì)費(fèi)和QoS策略管理得到進(jìn)一步的加強(qiáng),更加靈活。
(2)全面IP化,提供真正意義上的純分組接入,將不再提供電路域業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P的核心網(wǎng)。
(3)支持多接入技術(shù),既支持和現(xiàn)有3GPP系統(tǒng)的互通,同時也能支持非3GPP網(wǎng)絡(luò)(如:WLAN、WiMAX)的接入,并支持用戶在3GPP網(wǎng)絡(luò)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)之間的漫游和切換。
(4)增加對實(shí)時業(yè)務(wù)的支持。簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),簡化用戶業(yè)務(wù)連接建立信令流程,降低業(yè)務(wù)連接的時延,連接建立的時間要求小于200ms。
(5)網(wǎng)絡(luò)層次扁平化。用戶面節(jié)點(diǎn)盡量壓縮,接入網(wǎng)取消RNC,核心網(wǎng)用戶面節(jié)點(diǎn)在非漫游時合并為一個。
EPC的目標(biāo)與LTE是一致的:一是性能提高,減少時延,提供更高的用戶數(shù)據(jù)速率,提高系統(tǒng)容量和覆蓋率,減少運(yùn)營成本;二是可以實(shí)現(xiàn)一個基于IP網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有或者新的接入技術(shù)的移動性的靈活配置和實(shí)施;三是優(yōu)化IP傳輸網(wǎng)絡(luò)。不同于LTE,EPC更多地是從系統(tǒng)整體角度考慮未來移動通信的發(fā)展趨勢和特征,從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方面確定將來移動通信的發(fā)展方向:在無線側(cè)呈現(xiàn)出多樣化、同質(zhì)化的特征,在網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制面與用戶面的分離以及用戶面的扁平化,滿足未來發(fā)展趨勢的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將使運(yùn)營商在未來更有競爭力,而用戶不斷變化的業(yè)務(wù)需求也將得到較好的滿足。
IP技術(shù)逐漸成為了移動通信網(wǎng)絡(luò)的主角,全網(wǎng)IP化已經(jīng)成為一種趨勢,為了實(shí)現(xiàn)并優(yōu)化IP業(yè)務(wù),需要對現(xiàn)有的移動核心網(wǎng)進(jìn)行必要的改進(jìn)和優(yōu)化,逐步過渡到全I(xiàn)P的核心網(wǎng),EPC標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)就是取消電路域,電路域業(yè)務(wù)在分組域(PS)實(shí)現(xiàn),這就意味著支持E-UTRAN的是一個全I(xiàn)P的核心網(wǎng)。
EPC網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)的融合,支持各種3GPP接入方式和non-3GPP網(wǎng)絡(luò)的共接入,并支持多模終端用戶的無縫移動性。全業(yè)務(wù)運(yùn)營的發(fā)展趨勢,使得運(yùn)營商開始面對運(yùn)營多種制式網(wǎng)絡(luò)。支持多種網(wǎng)絡(luò)共接入的EPC網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)的融合,使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加簡單,降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本。同時EPC網(wǎng)絡(luò)支持各種接入方式之間的無縫移動性,提高LTE用戶在LTE部署初期局部覆蓋時的使用感受。
EPC網(wǎng)絡(luò)控制面與用戶面的分離以及用戶面的扁平化的趨勢,也是應(yīng)對網(wǎng)絡(luò)流量激增的必然選擇。單用戶的數(shù)據(jù)流量和高速接入用戶數(shù)的雙邊增長,使用戶面吞吐能力逐漸成為移動分組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的主要瓶頸,同時也導(dǎo)致分組核心網(wǎng)的投資飛速增長。對分組核心網(wǎng)進(jìn)行控制面與用戶面分離,使得分組核心網(wǎng)只對網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)提供用戶面處理,不僅大大節(jié)省了其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如SGSN/MME的用戶面投資以及承載網(wǎng)的投資的快速增長,同時優(yōu)化了用戶面的性能。
寬帶分組域各網(wǎng)元的引入將對IP承載網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)有一定的影響,根據(jù)業(yè)務(wù)流量的不同,網(wǎng)絡(luò)配置也會發(fā)生相應(yīng)的變化。應(yīng)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和IMS業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的能力配置,認(rèn)真研究EPC的演進(jìn)策略。
3 IMS是未來融合網(wǎng)的業(yè)務(wù)控制層
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織早就將IMS定義為未來的核心控制架構(gòu),包括3GPP、TISPAN、3GPP2、ITU-T等。國際各大主流運(yùn)營商的業(yè)務(wù)重點(diǎn),正在或已經(jīng)從語音業(yè)務(wù)向融合業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移,視頻能力更是各運(yùn)營商戰(zhàn)略發(fā)展的重點(diǎn)。在中國,隨著3G牌照的發(fā)放,視頻通信等多媒體業(yè)務(wù)的需求也豁然顯現(xiàn)。此外,全業(yè)務(wù)運(yùn)營使得融合業(yè)務(wù)成為運(yùn)營商贏得競爭的關(guān)鍵。IMS具有開放式標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)、支持固網(wǎng)/移動統(tǒng)一的接入網(wǎng)絡(luò)控制架構(gòu)、靈活的業(yè)務(wù)提供和業(yè)務(wù)觸發(fā)能力,以及對多媒體業(yè)務(wù)的管控能力和運(yùn)營能力等特點(diǎn),是運(yùn)營商提供會話型多媒體業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)融合的主流技術(shù)。
KDDI、NTT DoCoMo和Verizon都一致認(rèn)為,從長遠(yuǎn)的發(fā)展看,IMS將是固定網(wǎng)絡(luò)和移動網(wǎng)絡(luò)共同的核心業(yè)務(wù)控制層;特別是在LTE的引入階段,全I(xiàn)P的分組化網(wǎng)絡(luò)使IMS控制各種業(yè)務(wù)的核心地位更加凸顯。此外,國內(nèi)外一些運(yùn)營商正在嘗試將IMS的業(yè)務(wù)能力與IP互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相結(jié)合,如將IMS的語音和即時消息等通信能力,與Facebook等SNS網(wǎng)站及網(wǎng)絡(luò)游戲結(jié)合;將IMS的通信能力與IPTV結(jié)合。同時,運(yùn)營商也準(zhǔn)備將IMS的業(yè)務(wù)能力給多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用,如將IMS網(wǎng)絡(luò)的通信錄的業(yè)務(wù)能力,給移動手機(jī)終端、PC軟終端共用,為用戶提供統(tǒng)一的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。
IMS發(fā)展的一個關(guān)鍵問題是業(yè)務(wù)能力平臺是否能夠開放,聚合用戶、CP/SP/AP,發(fā)揮電信與合作伙伴的整體優(yōu)勢。業(yè)務(wù)能力是各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可重用業(yè)務(wù)單元,業(yè)務(wù)能力總體發(fā)展策略是整合、增強(qiáng)、共享和開放。通過開放,讓用戶參與業(yè)務(wù)提供,直接降低業(yè)務(wù)成本,縮小業(yè)務(wù)提供周期。電信能力需要與第三方或者其他系統(tǒng)服務(wù)能力組合和集成(眾多客戶特別是政企客戶的業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要靈活的嵌入網(wǎng)絡(luò)/業(yè)務(wù)平臺能力);通過能力開放,電信能力才可以更好地嵌入客戶業(yè)務(wù)流程以及與其他能力服務(wù)集成,提供融合業(yè)務(wù),滿足客戶的業(yè)務(wù)融合需求。
目前業(yè)務(wù)能力API,Parlay API和Parlay X定義的接口有限,運(yùn)營商需要拓展API接口定義范圍;向第三方提供SDK開發(fā)工具包,現(xiàn)在越來越多的人使用REST和SOAP類型的開放接口降低業(yè)務(wù)開發(fā)門檻。讓越來越廣泛的開發(fā)者參與到業(yè)務(wù)創(chuàng)新中來,是增強(qiáng)能動性的重要途徑。目前開放的方式有很多,例如,通過Web Service接口將業(yè)務(wù)能力開放出去,供第三方調(diào)用。 Web Service屬于常見接口,IT開發(fā)者易掌握,門檻較低;再如將SIP能力封裝成終端控件,提供給第三方調(diào)用,提供API文檔,可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜邏輯,但開發(fā)范圍受到終端封裝范圍控制。
4 RCS的進(jìn)展與思考
RCS(Rich Communication System)是指除了語音通信外,還可以向客戶提供提供包括圖片、Flash、視頻、文本(IM、Presence)在內(nèi)的更多的交互和呈現(xiàn)手段,以創(chuàng)造豐富的溝通環(huán)境和體驗(yàn)。
我們對理解的RCS,不僅僅是一項(xiàng)業(yè)務(wù),而是網(wǎng)絡(luò)能力,我們更關(guān)注的是如何借鑒和提升電信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,提升更豐富和優(yōu)質(zhì)通信能力。初期可以IMS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為切入點(diǎn),提供豐富的高質(zhì)量的VoIP服務(wù)、多媒體通信服務(wù),同時將電信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)能力有控制地向互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)滲透。
GSMA于2008年7月成立RCS(Rich Communication Suite,增強(qiáng)型通信業(yè)務(wù)組件)工作組。目前有60多家運(yùn)營商和廠商參與,包括Orange、中國移動、Vodafone、NTT DoCoMo等。
RCS目標(biāo)是為用戶提供可定制的基于IP的增強(qiáng)型整合式服務(wù),包括:增強(qiáng)型通訊簿、Rich Call、Rich messaging等。RCS手機(jī)的目標(biāo)是要達(dá)到原廠預(yù)先安裝,RCS平臺是要達(dá)到與原廠手機(jī)的兼容;核心組件基于IMS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn),不是建立新的標(biāo)準(zhǔn),而是根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)制定出可實(shí)施互通、基于IMS通訊的核心業(yè)務(wù)集。
RCS具有的商業(yè)價值包括:它可以增加運(yùn)營商的業(yè)務(wù)吸引力,提供集成呈現(xiàn)能力的新業(yè)務(wù);它的消息業(yè)務(wù)基于電話號碼,通過手機(jī)地址簿易于使用,將來可以與MSN-Messenger、Skype等用戶互通;它可以增強(qiáng)運(yùn)營商對客戶個性化業(yè)務(wù)需求的響應(yīng),基于同樣的價格提供更好的服務(wù),可以保持ARPU值和用戶的忠誠度等。
到目前為止,RCS已經(jīng)了三個版本:
RCS1.0:于2008年12月。在RCS1.0中,包含了RCS最核心的業(yè)務(wù)集,即前文介紹的增強(qiáng)型地址薄、增強(qiáng)型呼叫、增強(qiáng)型融合消息。但是,RCS1.0只支持移動設(shè)備。
RCS2.0:于2009年6月,Q3進(jìn)行IOT測試。RCS2.0中,用戶體驗(yàn)向?qū)拵Ш投嘣O(shè)備環(huán)境延伸。其主要特點(diǎn)包括:
(1)多設(shè)備環(huán)境:可以任意終端通信。
(2)寬帶PC接入RCS服務(wù)方面:客戶端支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)、終端側(cè)接口;分組域PC客戶端的語音通話;基于會話的消息聊天;分組域呼叫的視頻共享;分組域呼叫的圖像共享;基于SIM卡的認(rèn)證;文件傳輸;社交狀態(tài)呈現(xiàn)。
(3)業(yè)務(wù)部署方面:基于OMA DM;RCS設(shè)置鎖定;RCS自動配置。
(4)網(wǎng)絡(luò)地址薄:基于SyncML的同步機(jī)制;備份、恢復(fù)及提取功能;多設(shè)備同步。
(5)增強(qiáng)的消息通信:發(fā)往所有注冊設(shè)備的初始對話。
(6)PC可以發(fā)短信/彩信。
RCS3.0:于2009年12月,擬于2010年進(jìn)行Q1 IOT測試。RCS3.0在1.0和2.0的基礎(chǔ)上,又進(jìn)行了相應(yīng)的功能擴(kuò)展和完善。其主要特點(diǎn)包括:
(1)寬帶PC接入RCS服務(wù)方面:PC客戶端與手機(jī)或其它PC客戶端的視頻通話。
(2)服務(wù)推薦。
(3)內(nèi)容共享擴(kuò)展:不帶語音呼叫的點(diǎn)到多點(diǎn)內(nèi)容共享;不帶語音呼叫的點(diǎn)到點(diǎn)內(nèi)容共享。
(4)增強(qiáng)的社交信息呈現(xiàn):包括位置信息、個性化邀請、URL標(biāo)簽。
(5)增強(qiáng)的消息通信:閃爍、表情符、組列表。
(6)PC上增強(qiáng)的短信/彩信體驗(yàn)。
(7)融合消息:IM SIP simple/SMS/MMS interworking(候選)。
網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的發(fā)展為RCS的引入奠定了基礎(chǔ),第一,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,需要與通信基礎(chǔ)能力相結(jié)合:如SNS社交網(wǎng)站、電子商務(wù)網(wǎng)站、其他Web 2.0應(yīng)用等;第二,信息服務(wù)的需求,信息服務(wù)需要與通信基礎(chǔ)能力相結(jié)合:如行業(yè)應(yīng)用、個人應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等,需要通信基礎(chǔ)能力更好地發(fā)揮調(diào)度的作用;第三,LTE等無線超寬帶技術(shù)的發(fā)展,需要提升基礎(chǔ)通信能力,提供端到端全I(xiàn)P化的語音和多媒體通信服務(wù)。
綜上所述,隨著IP技術(shù)以及LTE等無線超寬帶技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)寬帶化趨勢愈加明顯,為RCS的推出奠定了網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ),可以說,RCS在傳統(tǒng)電信能力與互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中搭建了一座橋梁。
IMS的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈成熟性密切相關(guān),RCS工作組目前成為推進(jìn)IMS的成熟和商用的一個熱點(diǎn)組織。RCS(Rich Communication Suite)工作組主要致力于推動IMS實(shí)現(xiàn)商用,推動IMS產(chǎn)業(yè)鏈快速成熟,快速應(yīng)用移動新業(yè)務(wù),為用戶提供可互通的、融合、豐富的通訊體驗(yàn)。RCS工作組主要基于已有的標(biāo)準(zhǔn)(包括3GPP、ETSI、OMA、GSMA)制定出一個可實(shí)施、可互通、基于IMS的核心業(yè)務(wù)集,提出RCS的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)并測試業(yè)務(wù)需求的滿足度、業(yè)務(wù)成熟度和業(yè)務(wù)互通性,推動IMS業(yè)務(wù)快速實(shí)現(xiàn)商用。我們在推動融合業(yè)務(wù)的同時也要重視IMS終端的開發(fā),包括硬終端和軟終端的應(yīng)用,在軟終端的設(shè)計(jì)方面要有良好的用戶體驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
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【作者簡介】
趙慧玲:教授級高工,博士生導(dǎo)師,任中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)委員會副主任委員、中國通信學(xué)會北京通信學(xué)會副理事長、中國通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會網(wǎng)絡(luò)與交換技術(shù)工作委員會主席。主要從事于寬帶網(wǎng)絡(luò)和下一代網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)研究以及通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展戰(zhàn)略研究,主持了我國網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作,多次獲國家和部級科技獎,發(fā)表文章近百篇,出版技術(shù)專著12部。
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(1)son技術(shù)是降低網(wǎng)絡(luò)成本和提高網(wǎng)絡(luò)效率的利器 孫震強(qiáng)
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(3)烽火科技蟬聯(lián)“光通信最具綜合競爭力企業(yè)10強(qiáng)”榜首 李永江
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(4)自組織網(wǎng)絡(luò)（son）技術(shù)之標(biāo)準(zhǔn)化演進(jìn) 賀敬 常疆
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(7)中訊院2012年度再獲21項(xiàng)國家獎 鄭莉玲
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(8)e—utran自組織網(wǎng)絡(luò)（son）關(guān)鍵技術(shù) 孫樂 張麗
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(22)90多篇文章獲得中訊院學(xué)術(shù)年優(yōu)秀論文獎 鄭莉玲
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(23)自組織網(wǎng)絡(luò)（son）的應(yīng)用思考 張廣焯 朱筱芳 武亮?
(26)從人工優(yōu)化向智能優(yōu)化轉(zhuǎn)變 劉洋 費(fèi)世波
信息傳真
(29)華為信息 張偉
無線通信
(30)3g無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)施探討 喬建葆 傅強(qiáng) 黃曉明
信息傳真
(34)2012中國聯(lián)通運(yùn)行維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、規(guī)劃優(yōu)化技術(shù)論壇成功舉行 薛海斌
無線通信
(35)wcdma無線負(fù)荷歸一化方法探討 黃志勇 張恒 朱佳佳 張曼
信息傳真
(40)科華恒盛信息 曹軍苗
無線通信
(41)集團(tuán)客戶qoe指標(biāo)體系構(gòu)建與應(yīng)用 葛迪 鐘星
信息傳真
(44)阿朗信息 喬伊
無線通信
(45)wi—fi網(wǎng)絡(luò)智能管道控制技術(shù)的研究 鄧博存 王建軍 劉己未 劉名茂
(48)室內(nèi)分布系統(tǒng)共建共享研究 趙占強(qiáng) 程慧敏 范現(xiàn)瑞
信息傳真
(51)愛立信信息 王偉
數(shù)據(jù)通信
(52)運(yùn)營商級分布式開放云計(jì)算 王大鵬 邢凱 孫家飛
(59)電信運(yùn)營商云服務(wù)的開展與管理研究 周可記 劉露 張?jiān)朴?/p>
(63)影響流量經(jīng)營的因素與
對策 秦雪松 秦雪峰
信息傳真
(66)亨通光電20余款4g通信及海纜新品 曹軍苗
電信傳輸
(67)光電混合纜及英在遠(yuǎn)供電系統(tǒng)率的應(yīng)用 顧利國 薛夢馳 錢建榮 沈建春 張衛(wèi)強(qiáng)
信息傳真
(70)安捷倫噪聲系數(shù)測量技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)展至50ghz 安杰
電信傳輸
(71)3tn技術(shù)在長途傳輸網(wǎng)中的應(yīng)用探討 李勇
電信交換
(76)sgsn池組規(guī)劃關(guān)鍵問題與后續(xù)演進(jìn)淺析 劉揚(yáng) 王娜 鄭航
運(yùn)營維護(hù)
(81)助力大客戶專網(wǎng)運(yùn)維的“面向業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)管” 萬海榮
綜合
(83)業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化需求分析思路與方法研究 李福東 姜文穎 向磊
關(guān)鍵詞： 可穿戴設(shè)備；計(jì)量分析
中圖分類號：TP391
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號：2095-2163（2017）02-0084-04
Abstract：In this paper， using the WOS database to retrieve the field of wearable devices for the study of the object， the paper applies SATI3.2 and VOSviewer metrology analysis tools to explore the International research results in the field. The results show that the research on the field of wearable devices in the world is popular， and the contribution of domestic scholars to the field is also prominent， but it exposes the shortcomings of low quality and low reference rate. The International research on this field is mainly focused on the development of new materials， new technologies and new components and the application of different fields.
Keywords：Wearable Devices； Bibliometric analysis
0 引 言
隨著城市節(jié)奏和發(fā)展步伐的加快，“久坐+睡眠差”已不再僅是白領(lǐng)人群的特別標(biāo)簽，而是越來越多地出現(xiàn)在大眾人群身上。量化自我理念的成熟及可穿戴設(shè)備的興起就為人們自我監(jiān)控的推行與實(shí)施提供了新的途徑和方式。據(jù)On World研究機(jī)構(gòu)預(yù)測今后5年內(nèi)全球可穿戴設(shè)備行業(yè)的市場規(guī)模將升至500億美元，全球的可穿戴設(shè)備數(shù)量則將增至7億臺。NPD Display Search的研究報告顯示，2014年可穿戴設(shè)備全球的出貨量達(dá)到4 800萬臺，預(yù)計(jì)2020年將會達(dá)到1.53億臺[1]。而國內(nèi)也已積極展開應(yīng)對，國家發(fā)改委即于2013年迅速了《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織實(shí)施2013年移動互聯(lián)網(wǎng)及第四代移動通信（TD-LTE）產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)的通知》及《深圳市機(jī)器人、可穿戴設(shè)備和智能裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2014年-2020年）》等文件均對國內(nèi)可穿戴設(shè)備的發(fā)展提出了目標(biāo)要求和前景支持。毋庸置疑的邏輯結(jié)論并可同期預(yù)見的是，智能化裝備產(chǎn)業(yè)必將迎來全球范圍的關(guān)注熱潮，因此從學(xué)術(shù)統(tǒng)計(jì)分析的角度掌握國際可穿戴設(shè)備研究成果的總體分布和發(fā)展趨勢即已突顯其高度迫切性與現(xiàn)實(shí)必要性。
在前人解析闡發(fā)的基礎(chǔ)上，本文運(yùn)用SATI3.2和VOSviewer計(jì)量分析工具對Web of Science數(shù)據(jù)庫核心期刊2010年以來在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行整理，通過可視化的方式對該領(lǐng)域?qū)W者研究脈絡(luò)給出系統(tǒng)梳理，進(jìn)而論述指出了該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本研究結(jié)果將對國內(nèi)可穿戴設(shè)備領(lǐng)域的拓展探索具有一定借鑒意義。
1 數(shù)據(jù)來源與研究方法
1.1 數(shù)據(jù)來源
SCI（Sciences Citation Index）是著名的國際文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)，該檢索系統(tǒng)能夠提供較高質(zhì)量的研究成果，本文選擇Thomson Reuters公司開發(fā)的Web of knowledge平臺，選擇Web of ScienceTM核心數(shù)據(jù)庫作為文獻(xiàn)數(shù)據(jù)來源。檢索方法為：TS=（“Wearable Devices”），數(shù)據(jù)庫=（SCI-EXPANDED，SSCI，A&HCI，CPCI，CPCI-SSH），時間跨度=2010-2017，文獻(xiàn)類型=（Proceeding Paper or Article），檢索日期為2016年11月20日，共抽取得到2 240條記錄，經(jīng)過篩選、比對及剔重，最終篩選出2 215條記錄作為研究樣本，每條記錄都包含了作者、發(fā)文機(jī)構(gòu)、摘要、關(guān)鍵字、發(fā)表年份、期（卷）及參考文獻(xiàn)等信息。如圖1所示，就文獻(xiàn)分布年限來看，可穿戴設(shè)備的研究熱度一直處于持續(xù)上升，從2010年的96篇上升到2016年的719篇，2017年發(fā)文數(shù)量較少的原因則主要可歸結(jié)為與選取數(shù)據(jù)時的搜索時間相關(guān)，發(fā)文數(shù)量整體上的不斷攀升恰好說明了可穿戴設(shè)備正日漸成為學(xué)者們的研究熱點(diǎn)。
1.2 研究方法
本文綜合采用劉啟元、葉鷹自主設(shè)計(jì)開發(fā)的文獻(xiàn)題錄信息統(tǒng)計(jì)分析工具（SATI）[2]和荷蘭萊頓大學(xué)Nees Jan van Eck和Ludo Waltman研發(fā)推出的VOSviewer[3]計(jì)量分析工具來操
[LL]作現(xiàn)對可穿戴設(shè)備領(lǐng)域相關(guān)研究成果的題錄格式轉(zhuǎn)換、字段信息提取、詞頻統(tǒng)計(jì)、研究熱點(diǎn)知識圖譜的呈現(xiàn)等，從而以可視化的方式提取處理了國際關(guān)于可穿戴設(shè)備的研究熱點(diǎn)，為國內(nèi)同領(lǐng)域的研究提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞：LDPC碼 信道編碼 差錯控制 糾錯編碼 計(jì)算機(jī)仿真
中圖分類號：TN91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）05-0000-00
低密度奇偶校驗(yàn)碼（LDPC）是一種線性分組糾錯碼，當(dāng)其采用迭代譯碼算法時，如和積（sum-product） 譯碼算法，具有逼近Shannon限的良好性能，其譯碼算法復(fù)雜度隨碼長呈線性增長，非常適合并行實(shí)現(xiàn)。正因如此，LDPC碼受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注，已廣泛應(yīng)用于移動通信、光纖通信、衛(wèi)星測控通信和數(shù)字視頻等領(lǐng)域[1] [2]。
構(gòu)造LDPC碼時，其校驗(yàn)矩陣中的非零元素往往很少，正是由于校驗(yàn)矩陣具有這種稀疏的特性，因此出現(xiàn)了多種高效的譯碼算法，且糾錯能力較強(qiáng)。LDPC譯碼采用的是消息傳遞（MP）算法，其基本算法有比特翻轉(zhuǎn)（BF）算法和置信傳播（BP）算法。BF算法只進(jìn)行比特位的翻轉(zhuǎn)等幾種簡單的運(yùn)算，復(fù)雜度較低，因此硬件實(shí)現(xiàn)簡單，但其性能相對較低，適用于硬件條件受限而性能要求較低的場合；而BP算法是將接收到的信息在變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行迭代運(yùn)算，從而獲得最大編碼增益，因此具有很好的性能，同時復(fù)雜度也較高，廣泛應(yīng)用于對性能有較高要求的場合。
本文在介紹低密度校驗(yàn)編碼的基礎(chǔ)上，研究了置信傳播（BP）算法、對數(shù)似然率（LLR-BP）算法、最小和（Min-sum）算法等三種譯碼算法，并對各種算法的復(fù)雜度、工程實(shí)現(xiàn)的難易度和優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，并對分析結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
1 低密度校驗(yàn)編碼
LDPC編碼的首要條件是構(gòu)造一個符合條件的稀疏校驗(yàn)矩陣。根據(jù)校驗(yàn)矩陣結(jié)構(gòu)不同，通常把LDPC碼分為規(guī)則LDPC碼和不規(guī)則LDPC碼。規(guī)則LDPC碼的校驗(yàn)矩陣每行每列的非零元素相同，而不規(guī)則LDPC碼不受此規(guī)則限制。無論哪種，好的LDPC碼，必須圍繞無短環(huán)、無低碼重碼字、碼間最小距離盡可能大的原則構(gòu)造校驗(yàn)矩陣[3]。
傳統(tǒng)的編碼方法是將稀疏奇偶校驗(yàn)矩陣H經(jīng)過高斯消元處理轉(zhuǎn)換為生成矩陣G，再根據(jù)G來進(jìn)行編碼。如此的編碼方法其生成矩陣的稀疏性難以保證，且會導(dǎo)致編碼的運(yùn)算和存儲復(fù)雜性大大增加。對于線性編碼來說，校驗(yàn)矩陣為H，編碼后碼字為c，則由校驗(yàn)等式性質(zhì)H?c’=0，所以可以用校驗(yàn)矩陣直接編碼，主要的編碼方法有高斯消去的直接編碼，LU分解編碼，部分迭代編碼算法等。本文仿真采用高斯消去的直接編碼，將m?n校驗(yàn)矩陣H通過高斯消元和列變換改成如下形式H=[I|P]，I為m?m單位矩陣，P為m?（n-m）矩陣，編碼后碼字c寫成c=[s|u]形式，u為輸入碼字，s為校驗(yàn)碼字，由校驗(yàn)等式H?c’=0得，I?s’+P?u’=0，即s’=P?u’，則由c=[u s]可得編碼后碼字。
2 LDPC碼譯碼算法
LDPC譯碼算法是以迭代運(yùn)算為主，主要是基于二分圖[6]結(jié)構(gòu)的消息傳遞算法。二分圖與校驗(yàn)矩陣H相對應(yīng)，包含三種元素，方形節(jié)點(diǎn)、圓形節(jié)點(diǎn)及連接方形節(jié)點(diǎn)和圓形節(jié)點(diǎn)之間的邊，對于M×N的校驗(yàn)矩陣H，方形節(jié)點(diǎn)Vc=（c0，c1，…，cM-1）稱為校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，對應(yīng)于校驗(yàn)矩陣中的列，圓形節(jié)點(diǎn)Vs=（s0，s1，…，sN-1）稱為變量節(jié)點(diǎn)，對應(yīng)于校驗(yàn)矩陣中的行。如果校驗(yàn)矩陣中的非零位于第i行第j列，則校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)ci和變量節(jié)點(diǎn)sj之間存在一條邊，如圖1所示，為5×10的校驗(yàn)矩陣二分圖表示。LDPC譯碼時各個節(jié)點(diǎn)的置信消息需要在變量節(jié)點(diǎn)和校驗(yàn)節(jié)點(diǎn)之間互相傳遞。
3 譯碼算法性能分析及計(jì)算機(jī)仿真
從第二節(jié)對三種譯碼算法的分析來看，LLR-BP譯碼算法雖然與BP算法接近，但是，由于其運(yùn)算是在對數(shù)域進(jìn)行，因此復(fù)雜度有所降低；而MIN_SUM算法則通過采用近似運(yùn)算來降低復(fù)雜度，但是，近似運(yùn)算導(dǎo)致了該算法性能會有所損耗。
3.1三種譯碼算法復(fù)雜度比較
文獻(xiàn)[6]對概率域BP譯碼算法、LLR_BP譯碼算法和Min-sum譯碼算法的計(jì)算復(fù)雜度進(jìn)行了對比，各種算法都是針對碼率為1/2的（n，2p，p）規(guī)則LDPC碼進(jìn)行分析的。如表1所示。
由表1可以看出，在計(jì)算復(fù)雜度方面，BP算法最為復(fù)雜，LLR-BP算法次之，Min-sum算法計(jì)算量是最小的。
3.2三種譯碼算法性能比較
為了對BP算法、LLR_BP算法和MIN_SUM三種譯碼算法的性能進(jìn)行分析，本文建立了BPSK系統(tǒng)仿真模型，如圖2所示，并以此模型為基礎(chǔ)，分析三種譯碼算法在仿真系統(tǒng)中的性能。
基于圖2的系統(tǒng)仿真模型，對三種譯碼算法性能進(jìn)行分析。信源部分隨機(jī)生成，生成的數(shù)據(jù)u={u1，u2， …，uk}經(jīng)基于刪除信道的迭代算法進(jìn)行LDPC編碼，碼長為512，碼率為1/2，最大迭代次數(shù)為100，編碼后得到的碼字c={c1，c2， …，cn }進(jìn)行BPSK調(diào)制，調(diào)制后將碼字c映射成傳輸碼字x={x1，x2， …，xn }。
若信噪比取值為SNR = （0：0.2：2），運(yùn)行系統(tǒng)，可以繪制出采取三種不同譯碼算法解碼后系統(tǒng)的誤碼率曲線。圖3給出了在加性高斯白噪聲信道下系統(tǒng)誤碼率圖。
從圖3可以看出，BP譯碼算法和LLR_BP譯碼算法誤碼率基本一致，最小和譯碼算法誤碼率相對較差。由此可以看出，三種算法中BP算法是基礎(chǔ)算法，其譯碼復(fù)雜度最高，但具有最優(yōu)的譯碼性能。LLR-BP算法是由BP算法簡化而來，通過將原來的運(yùn)算簡化到對數(shù)域進(jìn)行，從而降低了譯碼復(fù)雜度。就譯碼性能來說，LLR-BP算法最接近BP算法，從圖中也可以看出，BP算法與LLR-BP算法的曲線幾乎一致。Min-sum算法復(fù)雜度最低，與其它兩種算法比較譯碼性能較差，但性能損失不大。所以Min-sum算法復(fù)雜度降低，易于硬件實(shí)現(xiàn)，實(shí)用性較強(qiáng)。因此在實(shí)際運(yùn)用中，我們需要在性能和復(fù)雜度上進(jìn)行整體考慮。
4 結(jié)語
低密度校驗(yàn)編碼在高速數(shù)據(jù)傳輸中有著較好的應(yīng)用，但是其采用不同譯碼算法所表現(xiàn)出的譯碼性能有著較大差異。為此，本文討論了置信傳播（BP）譯碼算法和在該譯碼算法基礎(chǔ)上衍生的兩種譯碼算法，對數(shù)似然率（LLR-BP）算法和最小和（Min-sum）算法；分析了三種譯碼算法的性能，并對分析結(jié)果進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。雖然LLR-BP算法譯碼性能與BP算法相當(dāng)，但簡化了算法，Min-sum算法雖然較BP和LLR-BP算法相比，損失了一定誤碼性能，但易于硬件實(shí)現(xiàn)，實(shí)用性較強(qiáng)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)系統(tǒng)性能要求和硬件條件等因素綜合考慮，在譯碼性能和復(fù)雜度之間需要全面衡量，選擇合適的LDPC碼譯碼方法，開發(fā)相應(yīng)的硬件產(chǎn)品。本文只是對LDPC碼的基礎(chǔ)譯碼算法進(jìn)行了分析，對不同碼長的選擇，以及在不同的調(diào)制方式和通信環(huán)境下系統(tǒng)性能的比較分析未曾考慮，因此還需要進(jìn)一步完善。
參考文獻(xiàn)
[1]沈倩.LDPC碼編譯碼技術(shù)研究及其在LTE―A系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].武漢理工大學(xué)碩士論文，2012.
[2]彭世章.LDPC編譯碼技術(shù)研究及其在遙測系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].杭州電子科技大學(xué)碩士論文，2011.
[3]袁東風(fēng)，張海剛.LDPC碼理論與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2008.
[4]肖楊.Turbo與LDPC編解碼及其應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社，2010.
關(guān)鍵詞：云計(jì)算、3G VPDN、虛擬化、移動專網(wǎng)、應(yīng)用交付
中圖分類號：F120文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
Abstract：This paper introduces in a cloud computing environment, through the application of design concept, virtualization application systems and desktop office resources will be issued to users’ mobile terminal, so as to realize a mobile office new pattern of the virtual mobile office
Keywords: Cloud computing, 3G VPDN, virtualization, Mobile private network, Application delivery
一、引言
云計(jì)算、虛擬化技術(shù)、高速移動網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的成熟與發(fā)展為移動辦公開創(chuàng)了一個嶄新的模式--應(yīng)用交付模式。早期的移動辦公系統(tǒng)需要針對每個應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)單獨(dú)的適用于移動終端的版本，再通過較窄的移動帶寬進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。受到移動終端、應(yīng)用系統(tǒng)和承載網(wǎng)絡(luò)三方面的限制，開發(fā)任務(wù)重，建設(shè)周期長，功能簡單，效率低下。而采用應(yīng)用交付模式設(shè)計(jì)的移動辦公系統(tǒng)集強(qiáng)大的計(jì)算能力、高度整合的數(shù)據(jù)資源和高速安全的移動網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢于一身，將用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)無需任何二次開發(fā)直接交付到移動終端上，完全避免了早期移動辦公的缺陷，使移動辦公真正走向?qū)嵱秒A段。
二、何為應(yīng)用交付模式
應(yīng)用交付直觀上表現(xiàn)為將所需的應(yīng)用系統(tǒng)如OA(辦公自動化)、CIQ2000（檢驗(yàn)檢疫系統(tǒng)平臺）或者是一臺電腦桌面等應(yīng)用通過到用戶所操作的終端上的方式交付給用戶，本質(zhì)上是一種云計(jì)算平臺的設(shè)計(jì)構(gòu)架。它包含三個部分，一是利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)將計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源虛擬化形成資源整合、按需分配的高性能虛擬化數(shù)據(jù)中心，二是利用應(yīng)用虛擬化或者桌面虛擬化技術(shù)將運(yùn)行在虛擬化數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)或者獨(dú)立的電腦虛擬成可用于交付的應(yīng)用資源，三是通過高速移動網(wǎng)絡(luò)（目前是3G網(wǎng)絡(luò)）傳送到移動終端上。簡而言之，云計(jì)算平臺是實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用交付的虛擬化平臺，虛擬移動辦公是云計(jì)算條件下的應(yīng)用交付移動辦公系統(tǒng)。
山東檢驗(yàn)檢疫局移動辦公系統(tǒng)采用應(yīng)用交付設(shè)計(jì)理念，應(yīng)用了服務(wù)器虛擬化、應(yīng)用和桌面虛擬化以及高速移動專網(wǎng)（3G VPDN）等技術(shù)搭建了一個私有云計(jì)算平臺，實(shí)現(xiàn)了用戶按需獲得內(nèi)部應(yīng)用的虛擬移動辦公。這種模式的優(yōu)勢在于跨平臺實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)和桌面等辦公資源的遷移。
三、虛擬數(shù)據(jù)中心及虛擬應(yīng)用交付平臺的建設(shè)
一個完整的虛擬數(shù)據(jù)中心，必然包括虛擬計(jì)算資源、虛擬存儲資源和虛擬網(wǎng)絡(luò)資源。當(dāng)用戶通過終端訪問服務(wù)時，他并不關(guān)心數(shù)據(jù)具體通過哪一臺虛擬機(jī)、經(jīng)過哪一個硬件服務(wù)器、從哪一條網(wǎng)絡(luò)鏈路經(jīng)過、從哪個存儲上讀取數(shù)據(jù)，服務(wù)端所有的一切對用戶而言是一個私有云。而且虛擬數(shù)據(jù)中心具備智能化的按需分配計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源的能力，既使用戶體會到資源整合后強(qiáng)大的云計(jì)算能力，又充分發(fā)揮了硬件設(shè)備的性能，節(jié)約建設(shè)維護(hù)成本，降低能耗。
服務(wù)器虛擬化的技術(shù)已經(jīng)日臻成熟，但網(wǎng)絡(luò)層對虛擬化技術(shù)的支持更不能忽視，它直接關(guān)系到服務(wù)器和存儲虛擬化技術(shù)能否完美實(shí)現(xiàn)。山東局移動辦公數(shù)據(jù)中心在建設(shè)網(wǎng)絡(luò)虛擬資源時，選用了DOE技術(shù)。DCE技術(shù)的重要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心最大程度的資源整合，從而實(shí)現(xiàn)面向服務(wù)的數(shù)據(jù)中心SODC的最終目標(biāo)。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中存在三種網(wǎng)絡(luò)：使用光纖存儲交換機(jī)的存儲交換網(wǎng)絡(luò)（Fiber Channel SAN），便于實(shí)現(xiàn)CPU、內(nèi)存資源并行化處理的高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)（多采用高帶寬低延遲的InfiniBand技術(shù)），以及傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)。DCE技術(shù)將這三種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的傳輸平臺上，即DCE將使用一種交換技術(shù)同時實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存儲、遠(yuǎn)程并行計(jì)算處理和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)功能。這樣才能最大化的實(shí)現(xiàn)三種資源的整合，從而便于實(shí)現(xiàn)跨平臺的資源調(diào)度和虛擬化服務(wù)，提高投資的有效性，同時還降低了管理成本。
利用虛擬數(shù)據(jù)中心的計(jì)算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源，建立移動辦公所需系統(tǒng)（OA、CIQ2000等）虛擬服務(wù)器和一批虛擬桌面，用于虛擬應(yīng)用交付平臺給移動終端用戶。
虛擬應(yīng)用交付平臺是移動辦公的關(guān)鍵技術(shù)，它將應(yīng)用及桌面虛擬化后通過移動終端上的虛擬應(yīng)用接受客戶端，到移動終端的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)不受移動終端操作系統(tǒng)的限制自由使用現(xiàn)有的業(yè)務(wù)辦公應(yīng)用系統(tǒng)。形象一點(diǎn)說，是將一個屏幕畫面從一個臺式內(nèi)網(wǎng)終端上拖到另一個移動終端上。虛擬應(yīng)用交付既可以交付應(yīng)用系統(tǒng)又可以交付桌面，以滿足各類移動辦公的需求。另外虛擬桌面與虛擬應(yīng)用可以嵌套使用，既體現(xiàn)了虛擬應(yīng)用交付技術(shù)的靈活性，實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)需要，又進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的安全性。
圖 1虛擬數(shù)據(jù)中心及虛擬應(yīng)用平臺
四、高速移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及網(wǎng)絡(luò)安全措施
高速移動網(wǎng)絡(luò)為云計(jì)算提供了必要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)，更為應(yīng)用交付式移動辦公創(chuàng)造了必須的條件。高速移動網(wǎng)絡(luò)必須保證速率高、覆蓋范圍廣、加密算法強(qiáng)。目前運(yùn)營商提供的高速移動網(wǎng)絡(luò)為3G網(wǎng)絡(luò)，3G信號暫不能被破解。今后將發(fā)展到LTE（長期演進(jìn)）技術(shù)、HSPA（高速分組接入）技術(shù)、4G等。
為了保證移動辦公系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全，山東局虛擬移動辦公系統(tǒng)采取了一下措施：
采用3G虛擬撥號專網(wǎng)（VPDN）線路，實(shí)現(xiàn)移動辦公3G網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的有效隔離。VPDN線路由運(yùn)營商提供3A認(rèn)證，包括3G SIM卡信息認(rèn)證和帳號用戶名認(rèn)證，將來更可以研發(fā)在SIM卡上存儲數(shù)字證書進(jìn)行認(rèn)證等身份認(rèn)證控制措施。在移動終端上，可以通過APN設(shè)置來選擇VPDN線路。
圖 2 3G VPND專網(wǎng)
采用SSL VPN設(shè)備，在移動終端和業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)間進(jìn)行數(shù)據(jù)再加密。加密后的無線信號有專網(wǎng)隔離、3G編碼加密和SSL VPN加密三重保密技術(shù)。
將虛擬辦公系統(tǒng)按不同功能劃分網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，分區(qū)域管理。共劃分了內(nèi)部資源區(qū)、虛擬數(shù)據(jù)中心及虛擬應(yīng)用交付平臺和3G專網(wǎng)區(qū)三個區(qū)域。將虛擬數(shù)據(jù)中心和虛擬應(yīng)用交付平臺作為內(nèi)部資源與移動3G專網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換區(qū)域，內(nèi)部資源之通過物理隔離網(wǎng)閘進(jìn)行單向數(shù)據(jù)擺渡，保證內(nèi)部資源不被暴露。如同下圖：
圖 3 移動辦公網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
五、待解決的問題
1、虛擬應(yīng)用與非標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字證書相互融合的技術(shù)問題。
2、移動終端操作臺式終端應(yīng)用系統(tǒng)的易用性問題。
3、虛擬化技術(shù)自身的穩(wěn)定性與安全性，以及安全技術(shù)的虛擬化問題有待進(jìn)一步研究
六、發(fā)展前景展望
隨著移動終端性能不斷進(jìn)步，私有云、公有云逐步建設(shè)，基于WEB2.0技術(shù)的在線應(yīng)用的發(fā)展，應(yīng)用交付的范圍和內(nèi)容都將快速增大和豐富，移動辦公也將從輔助辦公手段發(fā)展成常規(guī)甚至主要辦公方式。
參考文獻(xiàn)
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[2]張應(yīng)福.黃鵬.陳超.云計(jì)算技術(shù)及其在下一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)中的應(yīng)用.《通信與信息技術(shù)》2011年第1期
[3]許志敏.白克壯.服務(wù)器虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用探索.《2010年第二十四界全國計(jì)算機(jī)信息管理學(xué)術(shù)研討會》（會議論文）
[4]范君.應(yīng)用交付網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)與研究.《計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程》2010年第12期
作者簡介：
趙謙 1980年 山東人 中國海洋大學(xué)碩士，山東出入境檢驗(yàn)檢疫局科長
【關(guān)鍵詞】 網(wǎng)絡(luò)工程生命周期 課程改革 項(xiàng)目教學(xué)法
【中圖分類號】 G423 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962(2012)03(b)-0038-02
1 課程改革的背景和意義
1.1 背景
2010年12月25日,工業(yè)和信息化部在北京召開2011年全國工業(yè)和信息化工作會議。此次會議提出,“十二五”期間,在加快通信業(yè)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型方面,要求加快3G和光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,加快TD-LTE研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化并開展區(qū)域性試驗(yàn)示范;加快推進(jìn)三網(wǎng)融合,推動廣電、電信業(yè)務(wù)雙向進(jìn)入,加快業(yè)務(wù)推廣和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)改造,推動上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展;加強(qiáng)電信市場監(jiān)管,強(qiáng)化互聯(lián)互通和資費(fèi)服務(wù)監(jiān)管。在互聯(lián)網(wǎng)管理方面,強(qiáng)調(diào)“安全”環(huán)節(jié),要求加強(qiáng)碼號、域名、IP地址、網(wǎng)站準(zhǔn)入和接入服務(wù)管理,做好網(wǎng)絡(luò)信息安全頂層設(shè)計(jì),加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù),加強(qiáng)IPv6、三網(wǎng)融合、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)的信息安全問題研究等。
廣西壯族自治區(qū)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中強(qiáng)調(diào),全面提高信息化水平。建設(shè)覆蓋城鄉(xiāng)的信息基礎(chǔ)設(shè)施,加快經(jīng)濟(jì)社會各領(lǐng)域信息化。實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)融合”,構(gòu)建寬帶融合安全的下一代信息基礎(chǔ)設(shè)施。啟動物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)布局,建設(shè)數(shù)字化城市管理信息系統(tǒng)。
隨著柳州市城市化進(jìn)程的推進(jìn),網(wǎng)絡(luò)覆蓋面的增加、新城區(qū)的開發(fā)、舊城區(qū)的改造等等因素,網(wǎng)絡(luò)工程的工作量會逐年穩(wěn)步增加,因此對網(wǎng)絡(luò)工程方面人才的需要量在未來幾年也會隨之穩(wěn)步增加。
1.2 意義
1.2.1 打破當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教學(xué)中的學(xué)科體系,使教學(xué)真正適應(yīng)中級技能型人才培養(yǎng)的需要。
1.2.2 以企業(yè)的實(shí)際需求為目標(biāo),以技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)為主線制定培養(yǎng)方案,建立起一套以網(wǎng)絡(luò)工程工作任務(wù)為導(dǎo)向的教學(xué)體系。通過課題研究與實(shí)踐,開發(fā)出以網(wǎng)絡(luò)工程生命周期為核心的遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)施方案。
1.2.3 提升網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教師的教學(xué)能力及相關(guān)專業(yè)技能。
2 課程改革的目標(biāo)和主要內(nèi)容
2.1 預(yù)期目標(biāo)
通過按照網(wǎng)絡(luò)工程生命周期實(shí)施教學(xué)的遞進(jìn)式項(xiàng)目化網(wǎng)絡(luò)工程課程改革,每個項(xiàng)目都有明確的教學(xué)目標(biāo),針對網(wǎng)絡(luò)工程有選擇性地構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容,為網(wǎng)絡(luò)工程方向教學(xué)服務(wù),培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)工程施工、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)管理等技術(shù)崗位專業(yè)人員,提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和崗位能力,提升計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程專門化方向?qū)W生就業(yè)質(zhì)量。
2.2 主要內(nèi)容
(1)充分進(jìn)行市場調(diào)查和人才需求調(diào)查,研究并明確作為網(wǎng)絡(luò)工程實(shí)施、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)管理等技術(shù)崗位專業(yè)人員應(yīng)掌握的基本知識、基本技能以及應(yīng)具備的職業(yè)素養(yǎng)、綜合職業(yè)能力。在此基礎(chǔ)上打破學(xué)科體系,按照由淺入深、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律設(shè)計(jì)若干個網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目,以項(xiàng)目為核心整合所有知識、技能、態(tài)度、方法,制定出網(wǎng)絡(luò)工程方向遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的教學(xué)方案及課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。
(2)會同行業(yè)專家研究制定在各項(xiàng)目教學(xué)中,對學(xué)生進(jìn)行考核的方式及評價標(biāo)準(zhǔn)。
(3)從本校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程方向2010級開始進(jìn)行遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐,研究并總結(jié)適應(yīng)遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的典型教學(xué)方法和教學(xué)流程。
(4)整合教師資源,組建并培訓(xùn)一支能進(jìn)行該遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)的教師團(tuán)隊(duì)。
2.3 研究重點(diǎn)
(1)制定網(wǎng)絡(luò)工程方向遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的教學(xué)方案及課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。
(2)制定在各項(xiàng)目教學(xué)中,對學(xué)生進(jìn)行考核的方式及評價標(biāo)準(zhǔn)。
3 課程改革的實(shí)施
3.1 第一階段:調(diào)查階段
到網(wǎng)絡(luò)企業(yè)調(diào)研、分析網(wǎng)絡(luò)工程施工、網(wǎng)絡(luò)管理、系統(tǒng)管理等技術(shù)崗位專業(yè)人員應(yīng)具備的基本知識、基本技能、基本素養(yǎng)、基本職業(yè)能力;到網(wǎng)絡(luò)工程專門化方向畢業(yè)生就業(yè)單位調(diào)研、分析畢業(yè)生知識結(jié)構(gòu)、綜合素質(zhì)的不足;撰寫調(diào)查報告和遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)的可行性報告。
3.2 第二階段:制定草稿
結(jié)合前期調(diào)查信息及查閱有關(guān)資料,研究確定中職學(xué)校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)網(wǎng)絡(luò)工程方向?qū)W生應(yīng)掌握的基本知識、基本技能、基本素養(yǎng)、職業(yè)道德、基本職業(yè)能力,在此基礎(chǔ)上打破學(xué)科體系,按照由淺入深、由簡到繁的認(rèn)知規(guī)律設(shè)計(jì)若干個網(wǎng)絡(luò)工程項(xiàng)目,以項(xiàng)目為核心整合所有知識、技能、態(tài)度、方法,制定出網(wǎng)絡(luò)工程方向遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的教學(xué)方案及課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。
3.3 第三階段:評審定稿
邀請行業(yè)專家、教育專家共同對教學(xué)方案、課程標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書進(jìn)行論證和修改,研究制定對學(xué)生的考核方式和評價標(biāo)準(zhǔn)、確定實(shí)施性教學(xué)方案及其標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書。
3.4 第四階段:實(shí)踐教學(xué)
在本校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)2010級開始進(jìn)行的按照網(wǎng)絡(luò)工程生命周期實(shí)施遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的實(shí)踐,在實(shí)踐中整合教師資源,打造進(jìn)行遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的教師團(tuán)隊(duì),總結(jié)適合于遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的典型教學(xué)方法和教學(xué)流程以及團(tuán)隊(duì)管理模式,制作并收集教學(xué)資源包。
3.5 第五階段:實(shí)習(xí)推薦
進(jìn)一步聯(lián)系單位和推薦學(xué)生到相關(guān)公司進(jìn)行項(xiàng)崗實(shí)習(xí),并與用人單位建立緊密的聯(lián)系,及時了解用人單位對學(xué)生的反饋信息和優(yōu)化和完善該教學(xué)體系的信息。
3.6 第六階段:項(xiàng)目總結(jié)
對項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié),整理相關(guān)文檔,進(jìn)一步優(yōu)化和完善遞進(jìn)式項(xiàng)目化教學(xué)體系。
4 預(yù)期成果及保障措施
4.1 按照網(wǎng)絡(luò)工程生命周期實(shí)施遞進(jìn)式項(xiàng)目教學(xué)的課程改革的項(xiàng)目總結(jié)報告。
4.2 教學(xué)方案,課程標(biāo)準(zhǔn),實(shí)習(xí)指導(dǎo)書,學(xué)生考核方式及評價標(biāo)準(zhǔn),教學(xué)資源包。
