IPv6技术移动通信论文范文
IPv6技术移动通信论文范文第1篇
几乎现有的每个网络终端、网络互联设备都支持IPv4;部分设备支持IPv6, 但是却没有开启IPv6应用;只有很少的一部分设备以IPv6方式在运行。因此要想一夜间就完成所有设备从IPv4到IPv6的转换是不切实际的。可以预见, IPv4向IPv6的过渡需要相当长的时间才能完成。在IPv4向IPv6过渡过程中可能需要的各种问题需要提前进行分析, 并给出相应的解决方案。常见的过渡技术有如下几种。
1 双协议栈技术
IPv6和IPv4是功能相似的网络层协议IPv6是在IPv4的基础上发展起来的。两者都可以基于TCP/IP协议栈结构进行运作可以享用相同的物理层、数据链路层, 高一层次的传输层协议TCP和UDP也是没有任何区别。双协议栈技术的工作机理:如果一台设备同时运行IPv4和IPv6两种协议, 那么该设备既能通过IPv4协议访问IPv4网络, 又能通过IPv6协议访问IPv6网络。
对于主机而言, “双栈”是指可以按照需求对应用层生成的数据报文进行IPv4或者IPv6封装;对于网络设备如路由器来讲“双栈”是指在设备中同时维护IPv4和IPv6两套路由表, 使得设备既能与IPv4主机也能与IPv6主机通信, 分别支持独立的IPv4和IPv6路由协议;IPv4和IPv6路由信息按照各自的路由协议进行运作。
双栈方案的优点是:概念清晰, 网络规划比较简单, 在IPv6逻辑网络中可以充分发挥IPv6协议的优点 (如安全性、路由约束等) 。但是双栈方案也存在以下缺点:因为设备不但支持IPv4路由协议, 而且支持IPv6路由协议, 这就要求其必须同时维护大量的协议和数据, 对网络设备的性能要求较高;另外, 网络升级将涉及到网络中的所有网络设备, 投资较大、建设周期也比较长。
2 隧道技术
随着IPv6网络的发展, 出现了许多局部的IPv6网络, 即IPv6孤岛, 这些网络内部不再运行IPv4协议, 由于这些IPv6网络都是处于孤立状态, 那么它们之间必须通过IPv4骨干网络才能实现互联。隧道技术可以较便捷实现以上功能, 是IPv4向IPv6过渡的过程中广泛采用的技术。
隧道主要是在路由器上建立的;路由器上隧道接口的目的地址和源地址都采用IPv4地址, 隧道的入口、出口设备都必须同时支持IPv6和IPv4。路由器将IPv6的分组报文封装入IPv4报文中, 发送到IPv4隧道中, 在隧道的出口处, 再将IPv6分组取出来再根据路由表信息转发给最终目的设备。隧道技术只需要在隧道的入口和出口进行报文的修改, 主要是封装和解封装, 对隧道所经设备没有特别要求, 因而非常容易实现。此外, 隧道也可以在路由器和主机之间建立, 这时候, 主机就等同于路由器了。
在实践中, 根据隧道建立的方式不同, 隧道技术可分为:构造隧道、自动配置隧道、组播隧道以及IPv6to IPv4隧道。根据隧道节点的组成情况, 隧道可分为以下4种类型:路由器-路由器隧道、路由器-主机隧道、主机-主机隧道、主机-路由器隧道。
隧道方案能够充分利用现有的网络资源, 因此在过渡初期是一种不错的选择。但是, 因为数据报文在隧道的入口会被拆分, 在隧道出口处会进行重组, 这增加了隧道出入口的实现难度, 不利于大规模的组网应用。
此外需要注意的是:隧道技术只是一种报文转发技术, 对转发的原始报文不做修改的, 所以不能实现IPv4主机与IPv6主机的直接通信。
3 网络地址转换/协议转换技术
隧道技术一般用于IPv6 (或IPv4) 节点间的互相通信, 而对于IPv4和IPv6节点间的通信, 需要采用对IPv4和IPv6报文进行语法和语义转换的NAT技术。其工作原理如下:当IPv6网络中有IPv6报文发给网关时, 网关将其转化成IPv4报文发向IPv4网络;反过来当IPv4网络中有报文要发送时, 网关就将其转化成IPv6报文发向IPv6网络。转化网关需要维护一个IPv4和IPv6地址的映射表。在IP协议基础上利用端口号信息, 就可以实现NAT, 这同目前IPv4环境下的NAT没有本质上的区别。
对应协议的转换类型可以分为两种, 一种是IPv4与IPv6网络层的转换, 另一种是IPv4应用层与IPv6应用层之间的转换。前者主要是通过NAT技术实现的, 后者主要通过应用代理网关 (ALG) 来实现。
地址、协议转换技术的优点主要是不需要进行IPv4、IPv6节点的升级改造, 缺点是IPv4节点访问IPv6节点的实现方式比较复杂, 网络设备进行协议转换、地址转换的处理开销较大。
目前这一方面最新研究成果是中国CNGI-CERNET2 IPv6过渡技术研究组提出的IPv4和IPv6的转换技术一一IVI。通过这种转换技术, IPv6主机可以透明地访问IPv4网络, IPv4主机可以有条件地访问IPv6网络。IVI转换类型可以分为无状态的一对一转换和有状态的一对N转换两种。IVI支持一对一的无状态地址转换, 即通过一段特殊的IPv6地址和IPv4地址进行一一映射, 可以同时支持IPv4和IPv6发起的通信。IVI网关能够通过IPv4和IPv6的一对一的映射直接找到对应的地址, 从而大大减轻网关设备的负担和效率。IVI还支持一对N的有状态地址转换, 也可以实现IPv4地址的复用和IPv6对IPv4地址的单向互通。
相比双栈或隧道等过渡技术, IVI为向IPV6转换提供了一条简单和现实的路径:既高效地解决了IPV6网络对IPv4网络海量资源的利用难题, 又大大减少了双栈设备的维护费用。
4 结语
I P v 4协议本身的局限性注定了当前的Internet会逐渐、平稳地过渡到以IPv6为核心的新一代互联网上, 其过渡演变过程也一定是漫长的。整个过渡呈现出先边缘后核心的趋势, 即先行升级转换的都是一些小型的边缘网络, 然后才是大型的核心网络, 最后是全网向IPv6转换。在不同的过渡阶段、不同的网络环境中需要采用不同的过渡技术和转换机制, 才能以较小的成本实现Internet从IPv4向I P v 6网络的顺利过渡。
摘要:IPv4向IPv6转换过渡过程中需要面临的问题, 并对常见的过渡技术进行了分析。
IPv6技术移动通信论文范文第2篇
摘要:移动通信已经成为人们工作和生活的重要组成部分,2018年上半年工信部统计,我国移动通信的接入用户已达13.4亿户,移动互联网累计流量达到了266亿GB,这反映出我国移动通信发展的规模和潜力,因此需要我们对新时期下移动通信技术的特点及应用进行深入的研究和分析。从新时期下移动通信技术的特点出发,阐述了我国移动通信的主要技术,并详细的分析了我国移动通信技术的应用前景。
关键字:移动通信;网络;关键技术
引言
新时期下,我国的移动通信技术发展迅猛,正由广带分布式网络向高速化智能网络转变,这极大的带动了我国移动网络和通信技术的进一步发展,同时也改变了网络环境和基础设施,为物流、物联、医疗、安防等行业提供广阔的发展前景。习近平总书记多次对中国互联网事业做出重要指示:“网信事业要发展,必须贯彻以人民为中心的发展思想;依法加强网络空间治理,加强网络内容建设;必须突破核心技术这个难题,争取在某些领域、某些方面实现“弯道超车”。这为我国移动通信技术的创新与发展指明了道路,同时也奠定了网络强国的技术基础,因此我们要对新时期下的移动通信技术进行系统的分析,梳理移动通信的技术特点,创新移动通信技术的应用领域,以此推动我国互联网事业的高速发展。本文从新时期下移动通信技术的特点出发,阐述了我国移动通信的主要技术,并详细的分析了我国移动通信技术的應用前景。
一、新时期移动通信的意义
移动通信是信息时代的重要基础设施,一直是体现国际竞争力的关键之一,我国在3G才提出了自己的标准,起步相对比较晚,到了4G可以与世间齐头并进,到了5G时代我国一些技术已经领先,不仅在移动通信方面有了变革,还促使社会快速进入万物互联和人工智能的时代,5G成为了国与国之间竞争的关键。现在全球先进国家都是以国家之力对5G开展投入研究。5G与工业、文化、医疗等行业工具的深度融合,有效满足各行各业多样化服务需,继而进入万物互联时代是5G最革命性的意义,为我国经济上升打下坚实的基础。
二、5G移动通信的定义
5G全名5th generation mobile networks,就是第五代移动通信技术,是继4G系统后升级的新一代蜂窝移动通信技术。5G新技术主要是通过毫米波技术把频率控制在30GHZ~6GHZ以内,实现低频短距离的接入技术。5G利用短距离接入模式接入数据加大频率的范围,为用户带来更有效快速的用户体验。5G技术与当下各种先进技术相融合,在频谱资源不断开发的过程,不断提升频谱利用率和效率,不断满足业务发展流量增长,攻克4G网络因时代发展存在的局限性和难题,构建一个万物互联的网络。5G网络具有更高的传输速率、更的高容量、更低的延时、更高的可靠性、更丰富多彩的用户体验,更加关注用户的需求,并为用户带来新体验,可以突破信息时空限制使用户身临其境,可以实现用户与万物的智能互联从而拉近万物距离,可以使用户零时延以光速般接入网络[1]。
三、新时期下移动通信技术的特点
1.移动网络设备的增多
新时期下,我国移动网络设备成几何式增长,据有关部门统计与估测,当我国移动网络达到5G时,移动设备的持有量将达到500亿部,其覆盖程度和应用范畴将涵盖社会与生活的所有功能,因此在4G向5G转型过程中,移动通信技术的发展要考虑到设备的增多和网络结构的适宜性。
2.频率应用效率较高
从5G技术的发展来看,移动网络的频率将得到极大提升,这也使得移动网络的业务量和数据流量增大,因此要注意通信技术发展中的倍频技术、压缩技术、传输速率、冗余能力等,只有这样才能够不断的提高移动网络的应用范畴。
3.可靠性强
从4G网络的发展来看,数据、语音、图像的交互式使用已成为主流,而未来移动通信技术的可靠性将更强,其不仅能够满足物联、安防、医疗等行业的发展,还能够对智能网络、通信应急、信息系统进行有效的管理,大大的减少网络的响应时间,提高了网络的安全性和可靠性[2]。
四、.移动通信的关键技术
1.M2M技术的开发
M2M技术主要指机器之间的通信,在没有人为控制下自适应的一种通信方式。目前,M2M技术的应用场景较多业务有其不同的特点,需要建立通用的业务模型。M2M技术主要研究解决海量终端接入问题以及网络接入拥塞问题,保证多种不同业务在分层调制技术上的有效性,提升效率。这样一来,就可以不用每时每刻和网络保持同步的异步通讯技术,以此降低消费人员的开支,实现灵活性的调度技术。
2.密集型异构网络
移动通信技术的发展改变了现有的网络格局,因此5G网络的发展也要以多元化、带宽化、智能化为发展方向,伴随着手机、平板电脑、智能移动终端的发展,未来的网络将呈现爆发式增长,减少半径区间、增加传输功率、提升节点数量将成为移动网络发展的核心,因此异构化的密集型网络结构将成为技术发展的重点,为了部署密集型网络,垂直切换预判算法和网络动态部署也成为了网络应用的关键性技术。
3.高级调制编码技术
高级调制编码技术是由于无线资源变得越来越紧张,想要保证高效利用通讯资源,实现高频、高质量的无线传输。5G高级调制编码技术需要在4G的基础之上,有更高的改变干扰统计分布的评估效率,进而控制干扰信号。此外,相关技术人员可以利用多输入多输出技术来优化5G移动通信,结合实际情况给予天线的数量,保证5G移动通讯达到相关的存储容量,为传输信息打下坚实的基础。这样一来,通过多输入多输出技术实现数据的高传输[3]。
4.D2D技术
D2D(Device to Device)在通信技术中被称为终端直通技术,其以蓝牙、WI-FI等为传输介质,达到设备间的互联互通。从现阶段来看,各设备之间都是通过无线运营商的基站来实现设备间的通信和控制,而未来移动通信技术将实现D2D通信,包括设备信息的处理、信号的收发、网络的连接、临时用户访问等功能。D2D关键技术包括:领近终端的检测与识别、多跳网络系统的同步性、无线资源管理、通信模式切换、功率控制与干扰协调等。
五、我国移动通信技术的应用前景
移动通信技术的网络化平台能够在物联网得到有效的应用。通过网络管理平台用户可实现对网络设备的管理,包括性能、状态、维护、预警等,全面的把物与物、人与物进行了连接,提升了信息传输、处理、存储、显示、控制等功能,保护了用户对设备使用的安全性和可靠性。现阶段,我国物联网正处于起步阶段,各设备之间的控制虽然已经实现了移动控制,但在集成控制和系统兼容上还存在一些问题,需要国家和厂商对移动终端、移动网络、系统平台、软件载体等进行统一的规范,以保证传感网络和移动网络实现真正意义上的融合。
结束语
移动通信技术的快速发展和改进促进了人类社会社会的便携化、移动化、共享化,利用4G通信、Android系统开发视频、游戏、购物、工作、学习软件,能够实现在线直播、网上游戏等活动,丰富了人们的精神文化生活,具有重要的作用和意义。
参考文献
[1]乔海庚.新时期TD-LTE通信技术应用与研究[J].中国新通信,2016,18(7):48-48.
[2]于志远,王劲松.新时期移动通信技术在视频传输中的应用效果研究[J].中国新通信,2016,18(15):93-93.
[3]富丽曼.新时期4G移动通信技术要点和发展趋势探究[J].通讯世界,2014,4(2):14-15.
IPv6技术移动通信论文范文第3篇
【摘 要】本文浅述了移动通信中传统天线的局限性、多波束智能天线的基本情况、自适应天线阵、智能天线的发展概况及智能天线的应用实例,并简述了它们在日常维护和网络优化中的作用。
【关键词】移动通信;智能天线
1.传统天线的局限性
近年来,随着通信需求的不断发展,智能天线技术成为人们关注的焦点,它帮助无线网络运营商达到了2个极具价值的目的:提供更高的数据传输速率和增加了网络的容量。在GPRS、EDGE和3G网络中,运营商开始利用无线网络为用户提供分组数据业务。与话音业务一样,数据业务要达到规定的传输速率同样需要一定质量的无线信号,这就取决于网络的载干比(C/I)。载干比过低将严重影响传输速率和服务质量;而在GSM网络的中后期,系统容量不断增加,小区不断分裂,而随之增加的干扰则阻碍了系统容量的进一步增加,传统的全向天线和定向天线已不能满足需要。智能天线利用数字信号处理技术产生空间定向波束,为每个用户提供一个窄的定向波束,使信号在有效的方向区域内发送和接收,充分利用信号的有效发射功率,降低信号全向发射带来的电磁污染和相互干扰,从而提高了载干比,而载干比提高了,就可以提供更高的数据传输速率和更大的网络容量。
干扰是蜂窝系统性能和容量限制的重要因素,它引起串音、通话丢失或通话信号跌落并使用户心烦意乱,最重要的是干扰限制了经营商可复用频率的紧密度,因此也限制了从固定射频频谱中提取通信承载容量的程度。干扰可来自另一移动终端、在同一频率工作的其它蜂窝站址、或泄入分配频谱的带外射频能量。蜂窝干扰最通常的种类有同信道干扰和相邻信道干扰。同信道干扰是由使用同一频率的非相邻蜂窝的发射引起的。这种干扰在接近蜂窝边界时最明显,此时与使用相同频率的邻近蜂窝的物理分隔处于最低程度。相邻信道干扰是由使用相邻频率的邻近蜂窝对用户信道的漏泄而造成的。在相邻信道,用户在极靠近电话用户接收机处工作时,或者用户信号大大弱于相邻信道用户的信号时会发生这种情况。载干比是通话质量的重要标志,对用户而言,较高的C/I比就是较低的干扰、更少的掉话以及改善的音频质量;对经营商而言,较高的C/I比可以使信号距离延伸以及采用更为紧密的频率复用方式,因此增加了整个系统的容量。
2.多波束智能天线
在介绍智能天线前,先简单介绍下空间分集接受技术,有利于理解。
由于传播环境的恶劣,无线信号会产生深度衰落和多普勒频移等,使接收电平下降到热噪声电平附近,相位亦随时间产生随机变化,从而导致通信质量下降。对此,我们可以采用分集接收技术减轻衰落的影响,获得分集增益,提高接收灵敏度。分集天线有空间分集、方向分集、极化分集和场成分分集等。空间分集是利用多副接收天线来实现的。在发端采用一副天线发射,而在接收端采用多副天线接收。接收端天线之间的距离d≥λ/2(λ为工作波长),以保证接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的,也就是说,当某一副接收天线的输出信号很低时,其他接收天线的输出则不一定在这同一时刻也出现幅度低的现象,经相应的合并电路从中选出信号幅度较大、信噪比最佳的一路,得到一个总的接收天线输出信号,如图1所示。这样就降低了信道衰落的影响,改善了传输的可靠性。该技术在模拟频分移动通信系统(FDMA)、数字时分系统(TDMA)及码分系统(CDMA)中都有应用。
智能天线是一个天线阵列,如图2所示。它由N个天线单元组成,每个天线单元有M套加权器,可以形成M个不同方向的波束,用户数M可以大于天线单元数N。根据采用的天线方向图形状,智能天线可以分为2类:多波束天线和自适应天线阵。
多波束天线利用多个并行波束覆盖整个用户区,每个波束的指向是固定的,波束宽度随阵元数目而定。随着用户在小区中的移动,基站相应选择不同的波束,使接收信号最强。但是由于它的波束不是任意指向的,而只能对当前传输环境进行部分匹配。当用户不在固定波束的中心处,而处于波束边缘时,且干扰信号处于波束中心时,接收效果最差,所以多波束天线不能实现信号最佳接收。但与自适应天线阵相比,它具有结构简单、无须判断用户信号到达方向以及响应速度快等优点。更主要的是,上行链路的同一波束也可用于下行链路,从而在下行链路上也能提供增益。但是由于扇形失真,如波束间方向图的区别,多波束天线获得的增益与角度成非均匀分布。它在波束间的区别有时会达到2dB,还有可能由于多径或干扰的影响,它们锁定在错误的波束上,因为它们无法抑制和有用信号处在同一波束内的干扰信号。多波束天线又称波束切换天线,实际上我们可将其看作是介于扇形定向天线与全自适应天线间的一种技术。多波束天线中值得研究的有以下内容:如何划分空域,即确定波束的问题,包括数目和形状;挑选波束的准则;波束跟踪的实现,主要指的是实现快速搜索算法等;切换波束与自适应波束成型的理论关系等。
3.自适应天线阵
自适应天线阵(Adaptive Antenna Array),最初应用于雷达、声纳、军事方面,主要用来完成空间滤波和定位,如相控阵雷达就是一种较简单的自适应天线阵。自适应天线是通过反馈控制方式连续调整本身方向图的天线阵,其方向图与变形虫相似,没有固定的形状,随着信号及干扰而变化。一般采用4~16个天线阵元结构,阵元间距1/2波长,间距过大则各接收信号相关程度降低,间距过小则会在方向图形成不必要的副瓣。智能天线采用数字信号处理技术(DSP)识别用户信号到达方向,并在此方向形成天线主波束,提供空间信道。由于自适应天线能形成不同的天线方向图,并且可以用软件设计完成自适应算法更新,自适应地调整方向图,可以在不改变系统硬件配置的前提下,增加系统灵活性,所以又被称为软件天线。自适应天线阵的缺点是算法较复杂,动态响应速度较慢
自适应天线研究的核心是自适应算法,目前已提出很多著名算法,概括地讲有非盲算法和盲算法两大类。非盲算法是指需借助参考信号(导频序列或导频信道)的算法,此时收端知道发送的是什么,进行算法处理时要么先确定信道响应再按一定准则,比如最优的迫零准则(Zero Forcing)确定各加权值,要么直接按一定的准则确定或逐渐调整权值,以使智能天线输出与已知输入最大相关,常用的相关准则有MMSE(最小均方误差)、LMS(最小均方)和LS(最小二乘)等。盲算法则无需发端传送已知的导频信号,判决反馈算法(Decision Feedback)是一类较特殊的盲算法,收端自己估计发送的信号并以此为参考信号进行上述处理,但需注意的是应确保判决信号与实际传送的信号间有较小差错。盲算法一般利用调制信号本身固有的、与具体承载的信息比特无关的一些特征,并调整权值以使输出满足这种特性,常见的是各种基于梯度的使用不同约束量的算法。非盲算法相对盲算法而言,通常误差较小,收敛速度也较快,但需浪费一定的系统资源,将两者结合的有一种半盲算法,即先用非盲算法确定初始权值,再用盲算法进行跟踪和调整,这样做一方面可综合两者的优点,一方面也是与实际的通信系统相一致的,因为通常导频符不会时时发送而是与对应的业务信道时分复用的。
需要注意的是,智能天线对每个用户的上行信号均采用赋形波束,但当用户没有发射,仅处于接收状态时,又是在基站的覆盖区域内移动(空闲状态),基站是不可能知道该用户所处的方位,只能使用全向波束进行发射(如系统中的同步、广播、寻呼等物理信道),即基站必须能提供全向和定向的赋形波束。这样一来,对全向信道来说,将要求高得多的发射功率,这是系统设计时所必须考虑的。
4.智能天线的应用实例
目前已经有一些智能天线投入了商用,如上海联通使用了美国Metawave公司的SpotLight GSM智能天线系统,取得了良好的效果。SpotLight GSM天线属于多波束智能天线,它用4个30°天线代替一个120°扇面天线。系统依靠专利的最佳波束选择算法转换发射和接收波束。射频能量在每一时隙在一指定的30°波束内而不是整个120°扇面中作下行线发射,所以同信道干扰在邻近蜂窝中大大减少。同样,对接收同信道干扰的开放波束也有效地从120°减到30°。这样,相对于单一120°扇面天线,30°天线有效地降低了4倍的同信道干扰,理论上相当于6dB的C/I改善。这个增益使得通信信道的上行(手机-基站)和下行(基站-手机)都得到了改善。在上行方面,安装了智能天线系统的小区的载干比得到了增加;而在下行方面,原有的那些可视范围内的同频小区的载干比得到了增加。如果要保持原有的C/I值,则可以采用更密集的频率复用方式,从而提高了系统容量。SpotLight GSM执行波束转换,无须与基站的额外通信,所以SpotLight GSM系统的安装不增加基站通信负荷。事实上,由于无效试呼以及干扰或不良覆盖引起的重拨减少,基站处理器的负荷也降低了。此外,在测试中还发现在使用了智能天线的小区中,不仅小区中的网络容量和质量都得到有效地提高,小区中手机的平均接收功率和发射功率都下降了2~3dB,尤其是手机的发射功率,下降为原来的54%,而手机以满功率发射的比率也从22%下降到8%。SpotLight GSM智能天线通过降低手机的收发功率减少了手机电磁波对人体的辐射,并通过提高网络的容量和质量,减少了小区中所需建立的新基站,因此有“绿色天线”之美称。
5.总结
天线作为移动通信的重要组成部分,在提高网络性能、改善网络质量等方面起着巨大的作用。近年的智能天线更是代表了移动通信天线技术的发展方向,它已经在实际应用中表现出了极大的优势,但在加快波束赋型响应速度及切换等方面还需进一步的研究和改进。
参考文献:
[1]W.C.Y.Lee.移动蜂窝通讯/模拟和数字系统[M].电子工业出版社,1996.
[2]赵荣黎.数字蜂房移动通信系统[M].电子工业出版社,1997.
[3]卢尔瑞,等.移动通信工程[M].人民邮电出版社,1988.
[4]赵爱民,等.分集技术及在联通移动网中的应用[J].电信科学,1999(11).
[5]谈振辉,等.智能天线技术[J].中国无线通信,2001(5).
[6]杜志敏,等.智能天线技术简介[OL].http://www.mobileclub.com.
作者简介:高峰(1975—),女,大学本科,山东省广播电影电视局蒙山转播台工程师,从事广播电视发射转播技术方面的工作。
IPv6技术移动通信论文范文第4篇
【关键词】5G;移动通信;关键技术
【
【Key words】Mobile communication;Key technologies
1. 移动通信技术的发展历程
(1)移动通信技术发展到现在,经历了四个发展阶段,第一代(1G)通信技术自上世纪80年代初期被提出,是通过模拟传输,因此具有速度低、质量差、安全性差、没有加密、业务量小的特点及不足。
(2)第二代(2G)通信技术的发展开始于二十世纪九十年代初期,采用更密集技术结构、引用智能技术等,较1G技术有所进步,但依然不能真正满足移动通信业务的发展需求。
(3)第三代(3G)通信技术的问世,通过应用智能信号等处理技术,该技术中频谱利用效率还是比较低,频谱资源利用率低。
(4)第四代(4G)通信技术在这种背景下提出,其视频图像传输的效果可以媲美高清晰电视;拥有极高的下载速度及灵活的计费方式等,具有前三代无可比拟的先进性。
(5)第五代(5G)通信系统,作为当前最新一代的通信系统,符合了移动通信技术之发展规律,较第四代通信技术相比,其用户体验、传输延时、系统安全和覆盖性能能等各方面都有显著的提高。5G移动通信技术将紧密结合其他通信技术,构成新一代无比先进的移动信息网络。在未来十年的时间内,能够满足人们对移动通信技术的发展需求。
2. 我国5G发展情况
(1)我国5G技术研发试验于2016-2018年进行,分为5G关键技術试验、5G技术方案验证、5G系统验证三个阶段实施。
(2)5G是新一代移动通信技术发展的主要方向,是未来新一代信息基础设施的重要组成部分。与4G相比,不仅将进一步提升用户的网络体验,同时还将满足未来万物互联的应用需求。
(3)从用户体验看,5G具有更高的速率、更宽的带宽,预计5G网速将比4G提高10倍左右,只需要几秒即可下载一部高清电影,能够满足消费者对虚拟现实、超高清视频等更高的网络体验需求。
(4)从行业应用看,5G具有更高的可靠性,更低的时延,能够满足智能制造、自动驾驶等行业应用的特定需求,拓宽融合产业的发展空间,支撑经济社会创新发展。
(5)从发展态势看,5G目前还处于技术标准的研究阶段,今后几年4G还将保持主导地位、实现持续高速发展。但5G有望2020年正式商用。
3. 5G技术特点
(1)频谱利用率高。
在5G移动通信技术中,高频段的频谱资源将被应用的更为广泛,但是在目前科技水平条件下,由于会受到高频段无线电波的穿透能力影响,高频段频谱资源的利用效率还是会受到某种程度的限制,但这不会影响光载无线组网、有线与无线宽带技术的融合等技术的普遍应用。
(2)通信系统性能有很大提高。
传统的通信系统理念,是将信息编译码、点点之间的物理层面传输等技术作为核心目标,而5G移动通信技术的不同之处在于,它将更加广泛的多点、多天线、多用户、多小区的相互协作、相互组网作为重点的研究突破点,以大幅度提高通信系统的性能。
(3)设计理念先进。
在通信业务中,占据主导地位的是室内通信业务的应用,5G移动通信系统的优先设计目标定位在室内无线网络的覆盖性能及其业务支撑能力上,这将改变传统移动通信系统的设计理念。
(4)能耗和运营成本降低。
5G无线网络的“软”配置设计,将是未来该技术的重要研究、探索方向,网络资源可以由运营商根据动态的业务流量变化而实时调整,这样,可以有效降低能耗和网络资源运营成本。
(5)主要指标。
5G通信网络技术的研究,将更为注重用户体验、交互式游戏、3D、虚拟实现、传输延时、网络的平均吞吐速度、效率等,以上指标将成为考量5G网络系统性能的关键指标。
4. 5G关键技术
5G网络关键技术总体框架如下图1所示:
4.1 超密集异构网络。
未来5G网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向发展。随着各种智能终端的普及,面向2020年及以后,移动数据流量将呈现爆炸式增长。在未来5G网络中、减小小区半径、增加低功率节点数量是保证未来5G网络支持1 000倍流量增长的核心技术之一。因此,超密集异构网络成为未来5G网络提高数据流量的关键技术。超密集异构网络组网如下图2所示:
在超密集网络中,密集地部署使得小区边界数量剧增,加之形状的不规则,导致频繁复杂的切换。为满足切换需要具备以下关键技术:
(1)垂直切换预判算法。为了满足移动性需求,势必使用新的垂直切换算法;
(2)网络动态部署技术。用户节点的开启和关闭具有突发性和随机性,使得网络拓扑和干扰大范围动态变化。
4.2 自组织网络。
(1)在未来5G网络中,将面临网络的部署、运营及维护的挑战,这主要是由于网络存在各种无线接入技术,且网络节点覆盖能力各不相同,它们之间的关系错综复杂。因此,自组织网络(self-organizing network SON)的智能化将成为5G网络必不可少的一项关键技术。
(2)SON的思路是在网络中引入自组织能力 (网络智能化 ),包括自配置、自优化、自愈合等。SON包括自配置、自优化和自治愈等功能,在越来越复杂的5G网络中,通过对大量关键性能指标(KPIs)和网络配置参数以及功能实体的智能管理,一方面可以降低网络运营商的网络运行开销,另一方面可以提高网络性能。SON可以看成是对传统的靠人工管理的网络管理系统(Operation Administration and Maintenance, OAM)的自动化升级。使得运营商在进行网络规划、网络配置及网络优化时具有更高的自动化程度。
4.3 内容分发网络。
在未来5G中,面向大规模用户的音频、视频、图像等业务急剧增长,网络流量的爆炸式增长会极大地影响用户访问互联网的服务质量。如何有效地分发大流量的业务内容,降低用户获取信息的时延,成为网络运营商和内容提供商面临的一大难题。仅仅依靠增加带宽并不能解决问题,它还受到传输中路由阻塞和延迟、网站服务器的处理能力等因素的影响,这些问题的出现与用户服务器之间的距离有密切关系。内容分发网络 (content distribution network,CDN)会对未来5G网络的容量与用户访问具有重要的支撑作用。CDN网络架构如下图3所示:
4.4 D2D 通信。
4.4.1 在未来5G网络中,网络容量、频谱效率需要进一步提升,更丰富的通信模式以及更好的终端用户体验也是 5G 的演进方向。设备到设备通信( device-to-device communication,D2D)具有潜在的提升系统性能、增强用户体验、减轻基站压力、提高频谱利用率的前景。因此,D2D是未来5G网络中的关键技术之一(D2D网络通信模式见图4)。
4.4.2 D2D关键技术有以下几方面:
(1)D2D发现技术,实现邻近D2D终端的检测及识别。
(2)D2D同步技术。多跳D2D网络会对保持系统的同步特性要求高。
(3)无线资源管理。D2D包括广播、组播、单播、多跳传输、网状组网等各种通信模式,因此调度及无线资源管理问题更复杂。
(4)功率控制和干擾协调。相比传统的Peer-to-Peer(P2P)技术,基于蜂窝网络的D2D通信的一个主要优势在于干扰可控。
(5)通信模式切换。包括D2D模式与蜂窝模式的切换、基于蜂窝网络D2D与其他P2P(如WLAN)通信模式的切换、授权频谱D2D通信与LTE-U D2D通信的切换等。
4.5 M2M通信。
M2M(machine to machine,M2M)作为物联网在现阶段最常见的应用形式,在智能电网、安全监测、城市信息化、环境监测等领域实现了商业化应用。到2020年,全球物与物之间的通信将是人与人之间通信的30倍。500亿台M2M设备将活跃在全球移动网络中。蜂窝M2M通信的系统模型见下图5。
4.6 信息中心网络。
(1)随着实时音频、高清视频等服务的日益激增,基于位置通信的传统TCP/IP网络无法满足海量数据流量分发的要求。网络呈现出以信息为中心的发展趋势。
(2)ICN所指的信息包括实时媒体流、网页服务、多媒体通信等,而信息中心网络就是这些片段信息的总集合。ICN的主要概念是信息的分发、查找和传递,以信息为中心的网络通信模型, IP地址将作为一种传输标识。全新的网络协议栈能够实现网络层解析信息名称、路由缓存信息数据、多播传递信息等功能,从而较好地解决计算机网络中存在的扩展性、实时性以及动态性等问题。信息中心网络如图6所示:
(3)尽管ICN可以解决现有IP网络的固有问题,但在扩展性、数据移动性及大范围部署等方面存在不足,其中最为突出的是部署性问题。由于现有IP网络拥有广泛的覆盖范围,且成功地运营了几十年,ICN的提出无疑是对IP网络的挑战。因此,未来5G网络应更加注重ICN与IP网络的结合,使得ICN的发展更加实用。
4.7 SDN/NFV。
4.7.1 随着网络通信技术和计算机技术的发展,互联网+、三网融合、云计算服务等新兴产业对互联网在可扩展性、安全性、可控可管等方面提出了越来越高的要求。SDN(software-defined networking,软件定义网络)/NFV(network function virtualization,网络功能虚拟化)作为一种新型的网络架构与构建技术,其倡导的控制与数据分离、软件化、虚拟化思想,为突破现有网络的困境带来了希望。
4.7.2 SDN架构的核心特点是开放性、灵活性和可编程性。主要分为3层:
(1)转发层:包括大量基础网络设备,该层根据控制层下发的规则处理和转发数据;
(2)控制层:主要负责对数据转发面的资源进行编排、控制网络拓扑、收集全局状态信息等;
(3)应用层:通过开放的北向API对网络资源进行调用。
SDN/NFV架构如下图7所示:
4.8 情境感知技术。
(1)随着海量设备的增长,未来的5G网络不仅承载人与人之间的通信,而且还要承载人与物之间以及物与物之间的通信,既可支撑大量终端,又使个性化、定制化的应用成为常态。情境感知技术是在支撑大量终端数据的基础上,为用户推送个性、智能信息服务。
(2)在情境感知技术的实践应用中,考虑基础设备、网络元件、网络数据库、分析平台等内容,立足于QoS移动性特征,以访问服务属性所映射的5G配置为基本内容,感知各个WSN节点所收集的传感信息,并与计算机设备、PDA、智能手机等设备相联合,主动为用户提供舒适性服务。以5G移动网络技术为代表智能运营业务,移动设备可支持多种无线网络,由开放式传输协议来实现管控程序,利用情境感知技术可为网络利用速率提供多样化通信服务,用于访问服务属性映射至5G配置特征(基本属性涵盖安全等级、QoS、移动性、可靠性等),涵盖NFC、BLUETOOTH等无线通信平台,为“网络适应业务”提供实践辅助(涉及相应业务应用、参照运营商业务策略等内容)。
5. 结束语
(1)整合5G移动通信技术的关键要点,围绕技术要点的基本评判指标,从移动信号的覆盖范围、传输速率、系统资源、频谱利用率等方面考虑,构建5G移动通信网络应用机制,发挥通信网络的基本功效。5G通信技术主要以连续广域覆盖、热点高容量、功耗连接、时延宽带为基本应用场景,立足于用户体验速率、流量密度、能效及其连接数,成为当下解决的主要应用目标。在未来5G移动通信技术的持续发展中,以超密集异构网络、毫米波通信、大规模MIMO技术等内容为典型代表,改建原有的OFDM技术(正交频分复用),为5G系统的关键技术提供更加便捷化的适用条件。
(2)从综合实践方面来看,5G网络融合多种无线通信技术,可为解决频率许可、频谱管理问题提供参考价值,具有较强的安全性能、经济收益。
参考文献
[1] 尤肖虎、潘志文、高西奇等。《5G移动通信发展趋势与若干关键技术》[J].中国科学,信息科学,2014,44 (5):551-563.
[2] 刘影帆、孙斌等。《5G移动通信技术及发展探究》中国电信股份有限公司上海分公司,2017.
[3] 李宏佳、陈鑫、周旭等。《面向5G的分布式移动与计算协同架构与管理机制》[J].中兴通讯技术,2015,(2): 1-9.
[4] 任永刚,张亮等。《第五代移动通信系统展望》[J].信息通信,2014,(8):255-256.
[5] 薛淼、符刚、朱斌等。《基于SDN/NFV的核心网演进关键技术研究》[J].邮电设计技术,2014,(3):16-22.
[6] 趙国锋、陈婧、韩远兵等。《5G 移动通信网络关键技术综述》重庆邮电大学学报,自然科学版,2015.
[7] 李章明《5G移动通信技术及发展趋势的分析与探讨》[J].广东通信技术,2015(4):44-46.
IPv6技术移动通信论文范文第5篇
不久之前,中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》,并发出通知,要求各地区各部门结合实际情况,认真学习,并贯彻落实。
《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》指出:随着互联网技术、平台、应用、商业模式与移动通信技术的紧密结合,移动互联网新技术快速演进,新应用层出不穷,新业态蓬勃发展,工具属性、媒体属性、社交属性日益凸显,生态系统初步形成并加速拓展,越来越成为人们学习、工作、生活的新空间。但是与此同时,移动互联网安全威胁和风险也日渐突出,并向经济、政治、文化、社会、生态等领域传导渗透。面对新形势新挑战,移动互联网发展管理工作还存在一些短板:比如体制机制有待完善,法治建设仍显滞后,政策扶持力度不够,自主创新能力不足,核心技术亟须突破,管理基础相对薄弱,企业主体责任落实不到位,安全策略不完备等。所以,为了促进移动互联网健康有序地发展,要坚持鼓励支持和规范发展并行、政策引导和依法管理并举、经济效益和社会效益并重,完善市场准入,规范竞争秩序,支持技术突破,深化国际交流合作,推动移动互联网创新发展,为人民群众提供用得上、用得起、用得好的移动互联网信息服务,使移动互联网能够健康有序地发展。
【多维解读】
一、健康有序的发展才是真正的发展
有人说,社会发展是呈加速的状态行进的。这从改革开放之后中国的经济、科技的发展即可看出。比如时下疾速发展的移动互联网技术,真可谓日新月异乃至瞬息万变。可以说移动互联网给人们带来了一种崭新的生活方式,使人们进入了一种全新的生活状态。我国已有接近一半的人成了移动互联网的用户。但是就在人们享受着移动互联网带来的方便与快捷的同时,不少人也遭受着移动互联网带来的困扰:如资费的昂贵、信息的泄露、受不良信息的困扰等。这些带给我们一个启示:真正的發展应当是一种健康有序的发展,人们只有尽享发展的红利而规避各种风险时才会承认这是一种真正的发展,真正的发展是良性的。
二、每一种新兴科技都是一柄双刃剑
科学技术从来都是瑕瑜互见的,移动互联网亦不能例外。它在给人们带来方便快捷的同时,也会给人们带来种种困扰。《关于促进移动互联网健康有序发展的意见》的出台,正是为了给移动互联网存在的短板和漏洞作一个积极的修补,使之成为对每位用户来说有百利而无一害的工具。其实,回首科技发展史,每一项创造发明(如克隆技术、转基因食品)都会有一个由漏洞百出、瑕瑜互见到日臻完美的过程。我们要做的,不是因噎废食,拒新兴科技于千里之外,而是以一种开放的心胸接纳它们,同时又以一种审慎的态度去对待它们,发现它们身上的先天不足和各种短板,然后弥补其不足,使它们的发展健康有序有益人类。
三、信息污染是一种毒害心灵的污染
大自然中的空气污染的后果是雾霾肆虐,直接侵害人们的呼吸系统;水源污染的后果是污水横流,直接损伤人们的消化系统;而互联网上的信息污染的后果是各种诲淫诲盗的非法信息扑面而来,直接毒害人们(尤其是广大青少年)的心灵。一些不法网站和某些自媒体发布的信息中,含有大量的凶杀、色情以及传播各种不良的生活方式的文字、图片和视频类信息,这些将会严重污染受众的心灵,以致促人向恶,使人堕落。平时我们听惯了治理环境污染的呼声,可是,却很少听到治理信息污染的呼吁,而信息污染的危害程度绝不亚于环境污染。因此,净化移动互联网,使之健康有序地发展,也是社会进步的一项必然要求。
【适用话题】
IPv6技术移动通信论文范文第6篇
摘 要:随着信息技术的发展,移动通信逐渐得到普及和深入应用。当前,如何降低能耗、节约资源、保护环境将会成为移动通信的又一个重要发展方向,已经成为广大通信学者关注的重大前沿课题。近些年来,不少学者在理論、方法、技术以及应用等多个方面对绿色通信技术进行了系统研究,并取得较好的成绩。
关键词:移动通信;技术;绿色通信
1 前言
2011年,据工业和信息化部电信研究院统计,我国数据中心总耗电量达700亿千瓦时,已经占到全社会用电量的1.5%。而且我国IT产品能耗还以每年8%-10%的速度在不断增长。据研究显示,二氧化碳的排放主要来自于计算机,占总量的40%,服务器为23%,而固定、移动通信则占到24%。因此,如何降低移动通信的综合能耗,进一步的节约资源,如何成为环境友好型行业,如何打造绿色移动通信技术已经成为通信行业亟需研究的重要课题。
2 绿色移动通信技术概述
绿色移动通信技术是指通过降低成本,提高效率,节约资源(降低能耗、减少占地面积等)等方式将移动通信打造成为环境友好型产业。绿色移动通信主要有两个任务。首先是研发并推广绿色移动通信网络以及通信产品,降低其应用及维护过程中的成本,节约使用能耗,让通信的信息资源得到充分的利用。其次就是在社会及其他行业中,利用通信技术和服务作为节能减排的杠杆。
3 绿色通信技术的现状
绿色通信的提出是考虑到环境的问题,面对日益恶化的全球通信环境,节能、降耗、减排已经成为通信行业的发展目标。
近些年来,国外已经推出不少政策和措施去完善绿色通信的要求、例如加拿大、韩国和美国提出了手机辐射标准;西方国家出台法规,要求厂商和销售商必须回收废弃的电子产品;北美也出台了相关节能标准。
绿色通信技术在我国还属于初步探索阶段。2006年,国家发改委、环境保护部以及信息产业部等联合提出了《电子信息产品生产污染防治管理办法》。自2008年以来,每年都会召开绿色与节能创新研讨会,要求专家学者共同研讨节能减耗的移动通信技术。各大运营商也对绿色通信的开展做出了相应措施。其中,中国移动在2012年初在无线通信首席科学家易芝玲博士的带领下创建了绿色通信技术研究中心,研究领域涵盖了无线通信的接入网、核心网、通信能源等方面。目前,该研究院主要以绿色通信为研究核心,包括新能源与现网节能、无线接入网集中化部署与IT化(C-RAN)及5G及高能效通信关键技术等。
4 移动通信技术的绿色发展
4.1 绿色通信产品的研发
开放绿色通信产品是开展绿色通信的重要途径。一般,在通信产品方面降低能耗可以从以下几点做起。一方面可以对产品进行优化设计,例如将芯片以及光电器件的集成度提高,将PCB单盘的厚度减小,并取消部分过厚的PCB母版。还要对电路布局进行优化,并且降低设备所占用的面积。对于设备子框结构同时也有很大的优化空间。另外,还可以降低通风散热的风阻,从而提高散热的效率。另一方面,在通信产品中,消耗掉整个产品大部分能耗的是芯片和光电子器件,因此要采取相关措施降低芯片以及光电子器件的功耗。此外,广泛的应用太能能、风能的鞥清洁能源业能够达到降低能耗的作用。
4.2 优化网络设计规划
优化网络设计规划能够实现各类网元组织结构的优化,达到网络节能的目的。首先,可以通过简化拓扑结构和层次结构对网络架构进行简化。简化拓扑结构嫩巩固提高设备集成度,降低单位容量耗能。简化层次结构能够大大的降低网络建设的成本。其次,可以通过共享处理对分散的众多处理器核心、储存以及网络宽带等物理资源进行整合,从而节省网络建设运维的成本,并且通信资源的灵活性和扩展性也得到极大的提高。
4.3 应用节能设备
节能设备的开放应用对设备制造商提出了严格的要求。绿色通信设备对推进网络架构层面的绿色创新起到了很好的推动作用。例如在物理层,光子技术的开发应用开启了绿色能源新篇章,例如这项技术提高了4GLTE手机的续航能力;基于精简指令集CPU的硬件平台也在降低产品能耗和价格方面做出突出贡献。
4.4 延长设备的使用周期
延长设备及其零部件的使用周期也是节能减排的有效措施之一。此项措施能够避免设备制造过程中的原材料的浪费,降低能源以及成本的消耗,同时还能够降低污染,能够有效的达到低碳环保的目的。例如可以通过延长通信产品的质保期限,还可以使用市面易购买的零部件,使消费者在购买时更加方便。另外,还可以要求商家对报废原材料进行回收再利用,充分利用资源,还可以降低其对环境造成的污染。
5 结束语
绿色移动通信目标的实现,不仅需要从通信产业内的技术途径,更需要全社会的协调,共同营造绿色社会的大环境。比如,需要政府在政策和资金方面的支持!需要社会文明消费观念,以及消费者的环保意识等,以扫除如垄断$低效率等障碍!实现绿色通信产业健康有序发展。
[参考文献]
[1]李洁,石友康.通信节能减排技术研究[J].电信网技术,2011,(01):36-40.
[2]周红,樊耀东.基站节能技术综合评估[J].移动通信,2009,(10):92-94.
[3]王洋.绿色信息通信网络中的节能减排技术应用[J].电信工程技术与标准化,2010,(07):44-48.
[4]中国电信集团公司,中国电信股份有限公司广州研究院.通信机房节能技术应用综述[M].北京:人民邮电出版社.
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