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時(shí)間：2023-03-23 15:22:29
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇移動(dòng)技術(shù)論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識(shí)！
1引言
未來(lái)的移動(dòng)Internet是支持移動(dòng)性管理和服務(wù)質(zhì)量保證的網(wǎng)絡(luò)，因此，移動(dòng)性管理和服務(wù)質(zhì)量保證機(jī)制需要結(jié)合起來(lái)考慮，才能夠更好地為Internet用戶提供各種各樣的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。目前的移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)擁有許多支持移動(dòng)性管理的新特性（如地址自動(dòng)配置，鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制，動(dòng)態(tài)歸屬地址發(fā)現(xiàn)機(jī)制），這些新特性使Internet的移動(dòng)性得到了較好的發(fā)揮。但與其他網(wǎng)絡(luò)一樣，移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)也面臨著安全威脅，盡管已經(jīng)采用了源路由技術(shù)，IPsec和AH（AuthenticationHeader：認(rèn)證報(bào)頭）技術(shù)，提高了移動(dòng)數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中的安全性，但仍舊缺乏令人滿意的QoS保證。MPLS是當(dāng)前固定網(wǎng)絡(luò)上提供服務(wù)質(zhì)量保證的最好的技術(shù)。目前已經(jīng)被推廣為GMPLS，在下一代網(wǎng)絡(luò)中將得到廣泛的應(yīng)用。MPLS是IP網(wǎng)絡(luò)中非常有前途的一項(xiàng)技術(shù)，它以可擴(kuò)展的方式將路由與交換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的性能，便于實(shí)施流量工程（TrafficEngineering）和服務(wù)質(zhì)量保證。MPLS是一個(gè)主流的2.5層技術(shù)，移動(dòng)IP是一個(gè)3層的重要技術(shù)，二者同為下一代移動(dòng)Internet的重要協(xié)議，可以緊密有機(jī)地結(jié)合在一起，為未來(lái)IP網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng)業(yè)務(wù)提供更好的服務(wù)質(zhì)量保證。近年來(lái)，兩種技術(shù)的融合已經(jīng)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界得到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可，并取得了令人滿意的成果。
2移動(dòng)IP技術(shù)
移動(dòng)IP技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，是技術(shù)和市場(chǎng)兩方面推動(dòng)的結(jié)果。移動(dòng)IP技術(shù)是為了支持節(jié)點(diǎn)在IP網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)時(shí)的連接性而提出的，它實(shí)際上反映了移動(dòng)通信和Internet技術(shù)的融合，體現(xiàn)著IP技術(shù)向無(wú)線通信領(lǐng)域的拓展。具體的說(shuō)，就是當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（MN：MobileNode）在網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)時(shí)，總是用移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的歸屬地址來(lái)標(biāo)識(shí)，不因?yàn)樗L問(wèn)的外地網(wǎng)絡(luò)不同而有所改變。
目前，無(wú)線通信領(lǐng)域的兩種主流技術(shù)包括：①以3GPP和3GPP2為核心的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)；②以IEEE802系列無(wú)線接入技術(shù)為主導(dǎo)的無(wú)線個(gè)域、局域、城域和廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這兩大技術(shù)的融合，引導(dǎo)著無(wú)線通信技術(shù)在目前和未來(lái)一段時(shí)期的潮流。
2.1移動(dòng)IP技術(shù)的特點(diǎn)
移動(dòng)IP技術(shù)使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（MN）在離開其歸屬網(wǎng)絡(luò)時(shí)仍能保持與Internet的連接，這是因?yàn)橐苿?dòng)節(jié)點(diǎn)在Internet上的連接點(diǎn)發(fā)生改變時(shí)，移動(dòng)IP技術(shù)總是通過(guò)固定的歸屬地址來(lái)識(shí)別每個(gè)節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開歸屬網(wǎng)絡(luò)時(shí)向其歸屬鏈路上的歸屬發(fā)送其當(dāng)前位置的信息，歸屬截獲發(fā)送到該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包并用隧道將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置。這一過(guò)程對(duì)于IP層以上的所有網(wǎng)絡(luò)層次是完全透明的，只是改變數(shù)據(jù)包的選路，不影響TCP/IP協(xié)議棧的其他部分。
移動(dòng)IP技術(shù)在制定之初就考慮到要解決移動(dòng)性問(wèn)題，因此，它的許多基本理論就是為解決移動(dòng)性問(wèn)題而提出的，這就使得移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)具有很多適應(yīng)節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的新特征。主要表現(xiàn)在以下方面：
⑴地址自動(dòng)配置：移動(dòng)IP有足夠的全球網(wǎng)絡(luò)地址，而且實(shí)現(xiàn)了一種稱為無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置的機(jī)制，任意節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)當(dāng)前所在鏈路的網(wǎng)絡(luò)前綴以及自己的網(wǎng)絡(luò)接口信息（主要是切入點(diǎn)的鏈路層地址）自動(dòng)生成一個(gè)唯一的全球IP地址。這種地址自動(dòng)配置機(jī)制使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以很容易地得到轉(zhuǎn)交地址，不需要人為參與，提高了節(jié)點(diǎn)在不同網(wǎng)絡(luò)間的切換效率。
⑵鄰居發(fā)現(xiàn)：鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制規(guī)定，路由器應(yīng)該定期廣播發(fā)送其前綴消息，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)這些前綴消息能夠快速地判斷自己是否發(fā)生了移動(dòng)，若發(fā)生了移動(dòng)則通過(guò)地址自動(dòng)配置機(jī)制得到轉(zhuǎn)交地址；鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制還定義了宣告（ProxyAdvertisement）的概念，使得歸屬（HA：HomeAgent）可以通過(guò)發(fā)送鄰居宣告消息截獲發(fā)送到MN歸屬地址的數(shù)據(jù)包，并通過(guò)隧道將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到MN的轉(zhuǎn)交地址。
⑶黑洞檢測(cè)：移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)檢測(cè)機(jī)制提供了MN和它的當(dāng)前路由器之間的雙向可到達(dá)的確認(rèn)機(jī)制，即MN可以隨時(shí)知道當(dāng)前路由器是否繼續(xù)可達(dá)，同時(shí)路由器也可以知道節(jié)點(diǎn)是否繼續(xù)可達(dá)。如果MN檢測(cè)到當(dāng)前路由器不再可用，它就會(huì)去請(qǐng)求另一臺(tái)路由器。
⑷路由報(bào)頭：移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中定義了路由報(bào)頭，報(bào)頭中指定了數(shù)據(jù)包在從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的過(guò)程中應(yīng)該經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)的地址。大多數(shù)發(fā)送到MN的數(shù)據(jù)包都要使用路由報(bào)頭，數(shù)據(jù)包的目的地址是MN的轉(zhuǎn)交地址，并且包含一個(gè)路由報(bào)頭，路由報(bào)頭的下一跳就是這個(gè)MN的歸屬地址。
⑸動(dòng)態(tài)歸屬地址發(fā)現(xiàn)機(jī)制：移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)定義了一種稱為任播（Anycast）的地址，它也是一個(gè)地址組，地址組中的所有的機(jī)器都會(huì)收到發(fā)往這個(gè)任播地址的數(shù)據(jù)包，但是只會(huì)有一臺(tái)機(jī)器對(duì)這個(gè)數(shù)據(jù)包做出響應(yīng)。MN鏈路上所有的路由器都配置為任播地址，MN把歸屬地址發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求消息發(fā)到這個(gè)任播地址，所有的歸屬都收到了這條消息，但是有且僅有一個(gè)歸屬響應(yīng)這條消息。
⑹透明性的實(shí)現(xiàn)：節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)對(duì)MN和CN上的應(yīng)用程序是透明的。對(duì)于對(duì)端節(jié)點(diǎn)（CN：CorrespondNode）來(lái)說(shuō)，MN發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)使用歸屬地址選項(xiàng)，可以使其不必知道MN的轉(zhuǎn)交地址；對(duì)于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)MN上的應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，CN發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)采用路由報(bào)頭，仍舊可以繼續(xù)使用已啟動(dòng)的應(yīng)用程序而不必知道MN的轉(zhuǎn)交地址。
2.2移動(dòng)IP技術(shù)的缺陷
盡管移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)有很多的優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中占有非常重要的地位，但是它也有自身的不足之處。主要表現(xiàn)在切換性能不盡人意、數(shù)據(jù)包傳輸速率較低和低QoS保證的安全性通信。
⑴節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中的切換性能無(wú)法滿足Internet用戶的需要。當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候就要發(fā)生切換。整個(gè)切換過(guò)程需要依次經(jīng)過(guò)鏈路層切換、移動(dòng)檢測(cè)、配置轉(zhuǎn)交地址以及對(duì)該轉(zhuǎn)交地址的唯一性檢測(cè)、發(fā)送綁定更新消息并注冊(cè)新的轉(zhuǎn)交地址等階段，在新的連接建立前，通信對(duì)端發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包被家鄉(xiāng)截獲，然后通過(guò)隧道轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。這種切換機(jī)制延遲較大，有大量的數(shù)據(jù)包丟失，不能滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的需求，切容易被中間人攻擊。
⑵數(shù)據(jù)包在移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲較大。路由器采用的是非連續(xù)的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，對(duì)于接收到的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都要對(duì)IP分組頭部進(jìn)行解封，根據(jù)其中存儲(chǔ)的目的地IP地址，并利用特定的算法獲得下一跳的地址，從而決定用哪個(gè)出口將數(shù)據(jù)包傳出。因此，使得數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸延遲相對(duì)較大。
⑶移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)缺乏有效的身份驗(yàn)證，面臨嚴(yán)重的安全威脅。針對(duì)移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的典型網(wǎng)絡(luò)攻擊主要是拒絕服務(wù)攻擊（DoS）。惡意主機(jī)通過(guò)向服務(wù)器發(fā)送大量數(shù)據(jù)包，使得服務(wù)器忙于處理這些無(wú)用的數(shù)據(jù)包而不能正常響應(yīng)有用的信息。或者是直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)中相互通信的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行干擾，采取重定向的方法使合法的用戶無(wú)法獲得所需要的服務(wù)。
3MPLS技術(shù)
3.1MPLS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
MPLS起源于IPoverATM的思想，是分組交換網(wǎng)中通用的標(biāo)簽交換協(xié)議，是一種結(jié)合了二層交換與三層路由的具有良好可擴(kuò)展性與廣泛兼容性的轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)。當(dāng)分組進(jìn)入MPLS域時(shí)，在入口處被分配了定長(zhǎng)的標(biāo)簽，而分組在MPLS域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)只使用標(biāo)簽信息即可，無(wú)需再在每個(gè)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行路由表查詢等操作。在理想的情況下，只要在入口處根據(jù)分組所歸屬的FEC（轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類）分配一次標(biāo)簽，則在整個(gè)MPLS域內(nèi)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)只需要根據(jù)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行簡(jiǎn)單快速的標(biāo)簽交換。圖1MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖
3.2MPLS網(wǎng)絡(luò)中重要的技術(shù)原理
(1)路由協(xié)議：路由協(xié)議（如RIP，OSPF）是一種機(jī)制，是網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)設(shè)備都知道將一個(gè)分組送向其目的地時(shí)，決定從哪個(gè)出口可以把分組傳送到下一跳。路由器使用路由協(xié)議構(gòu)建路由表，當(dāng)它們接收到一個(gè)分組而必須進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)判決時(shí)，路由器用分組中的目的地IP地址作為索引（Index）查尋路由表，再利用特定算法獲得下一跳的地址。路由表的構(gòu)造和它們?cè)谵D(zhuǎn)發(fā)時(shí)的查尋基本上是兩個(gè)相互獨(dú)立的操作。
(2)轉(zhuǎn)發(fā)部件：轉(zhuǎn)發(fā)部件執(zhí)行分組轉(zhuǎn)發(fā)功能。它使用轉(zhuǎn)發(fā)表、分組所攜帶的IP地址等信息以及一系列的本地操作來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)判決。在傳統(tǒng)路由器中，最長(zhǎng)匹配算法將分組中的目的地址與轉(zhuǎn)發(fā)表中的條項(xiàng)進(jìn)行對(duì)比，直到獲得一個(gè)最優(yōu)的匹配。更為重要的是，從源到目的地的沿路節(jié)點(diǎn)都要重復(fù)這一操作。在一個(gè)標(biāo)志交換路由器中，（最佳匹配）標(biāo)志交換算法使用分組的標(biāo)志和基于標(biāo)志的轉(zhuǎn)發(fā)表來(lái)為分組獲取一個(gè)新的標(biāo)志及輸出端口。
(3)路由轉(zhuǎn)發(fā)表：路由轉(zhuǎn)發(fā)表包含若干條項(xiàng)，提供信息給轉(zhuǎn)發(fā)部件，執(zhí)行其交換功能。轉(zhuǎn)發(fā)表必須將每個(gè)分組與一個(gè)條項(xiàng)（傳統(tǒng)條項(xiàng)為目的地址）相關(guān)聯(lián)起來(lái)，為分組的下一跳路由提供指引。
(4)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類：轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類（FEC）定義了這樣一類分組，從轉(zhuǎn)發(fā)的行為來(lái)看，它們都具有相同的屬性。一種FEC是一組單目廣播分組，其目的地地址均與一個(gè)IP地址前綴相匹配。另一種FEC是分組的源及目的地地址都相同的一類分組。FEC可在不同的級(jí)別上進(jìn)行定義。
(5)標(biāo)簽：標(biāo)簽的長(zhǎng)度固定且無(wú)結(jié)構(gòu)標(biāo)識(shí)，可在轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)程中使用。標(biāo)簽通過(guò)一種綁定操作與一個(gè)FEC關(guān)聯(lián)起來(lái)。標(biāo)簽的格式如圖2所示。
正常情況下，對(duì)于一個(gè)單一的數(shù)據(jù)鏈路來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽僅具有本地意義，不具有全局意義。在某種事件驅(qū)動(dòng)下，標(biāo)簽與FEC進(jìn)行綁定，這種事件可分為以下兩種類型：①數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)綁定：在數(shù)據(jù)流開始產(chǎn)生時(shí)進(jìn)行綁定。標(biāo)簽綁定僅在需要時(shí)建立，在轉(zhuǎn)發(fā)表中只存在很少的幾個(gè)條項(xiàng)。標(biāo)簽被分配給不同的IP數(shù)據(jù)流。②拓?fù)潋?qū)動(dòng)綁定：在控制平面激活時(shí)建立綁定，與數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生無(wú)關(guān)。標(biāo)簽綁定可能與路由的更新或RSVP消息的接收有關(guān)。拓?fù)潋?qū)動(dòng)綁定較數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)綁定更易于擴(kuò)展，因此，在MPLS中較多采用拓?fù)潋?qū)動(dòng)綁定。
(6)標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)部件：在MPLS骨干網(wǎng)絡(luò)邊緣，邊界標(biāo)簽交換路由器（LSR：LabelSwitchroute）對(duì)進(jìn)來(lái)的無(wú)標(biāo)簽分組（正常情況下）按其IP頭部進(jìn)歸類劃分（Classification）及轉(zhuǎn)發(fā)判決，這樣IP分組在邊界LSR被加上相應(yīng)的標(biāo)簽，并被傳送到目的地地址的下一跳。
在后續(xù)的交換過(guò)程中，由LSR所產(chǎn)生的固定長(zhǎng)度的標(biāo)簽替代IP分組頭部，大大簡(jiǎn)化了以后的節(jié)點(diǎn)處理操作。后續(xù)節(jié)點(diǎn)使用這個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)判決。一般情況下，標(biāo)簽的值在每個(gè)LSR中交換后才改變，這就是標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)。
如果分組從MPLS的骨干網(wǎng)絡(luò)中出來(lái)，出口邊界LSR發(fā)現(xiàn)它們的轉(zhuǎn)發(fā)方向是一個(gè)無(wú)標(biāo)簽的接口，就簡(jiǎn)單地移除分組中的標(biāo)簽。這種基于標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)的技術(shù)，其最重要的優(yōu)勢(shì)在于多種交換類型只需要唯一一種轉(zhuǎn)發(fā)算法，可以用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，以達(dá)到非常高的轉(zhuǎn)發(fā)速率。
(7)標(biāo)簽交換控制部件：標(biāo)簽由標(biāo)簽交換路徑（LSP：
LabelSwitchedPath）的上游LSR節(jié)點(diǎn)來(lái)附加至分組中，下游LSR收到標(biāo)簽分組后進(jìn)行判決處理，這由標(biāo)簽交換的控制部件來(lái)完成。它使用標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表中條項(xiàng)的內(nèi)容作為引導(dǎo)。
標(biāo)簽交換控制部件除了基本的轉(zhuǎn)發(fā)表的建立和維護(hù)外，還負(fù)責(zé)以一種連續(xù)的方式在LSR之間進(jìn)行路由的分布以及進(jìn)行將這些信息生成為轉(zhuǎn)發(fā)表的操作。標(biāo)簽交換控制部件包括所有的傳統(tǒng)路由協(xié)議（如OSPF、BGP、PIM等等）。這些路由協(xié)議為L(zhǎng)SR提供了FEC與下一跳地址的映射。
(8)標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā):標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表中條項(xiàng)的內(nèi)容最少應(yīng)能提供輸出的端口信息和下一個(gè)新的標(biāo)簽，當(dāng)然也可以包含更多的信息。例如，它可以為被交換的分組產(chǎn)生一種輸出隊(duì)列原則。輸入分組必須在轉(zhuǎn)發(fā)表中有唯一的條項(xiàng)與之對(duì)應(yīng)。
每一個(gè)分配的標(biāo)簽必須與轉(zhuǎn)發(fā)表中的一個(gè)條項(xiàng)相關(guān)聯(lián)起來(lái)。這種綁定可以在本地LSR執(zhí)行也可以在遠(yuǎn)端LSR執(zhí)行。目前的MPLS版本使用下游綁定，這種情況下，本地關(guān)聯(lián)的標(biāo)簽用作進(jìn)入分組標(biāo)簽，而遠(yuǎn)端關(guān)聯(lián)標(biāo)簽則用作輸出標(biāo)簽。另一種方式為上游綁定，與下游綁定相反，也是一種可行的方法。在MPLS技術(shù)中，轉(zhuǎn)發(fā)表又稱為標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)信息庫(kù)（LFIB），LFIB的每一個(gè)條目中包括輸入標(biāo)簽、輸出標(biāo)簽、輸入接口和輸出端口MAC地址，由輸入標(biāo)簽對(duì)條項(xiàng)進(jìn)行檢索查找。另外，LFIB既可以存在于一個(gè)標(biāo)簽交換路由器上也可以存在于一個(gè)接口上。
(9)標(biāo)簽交換路由器:MPLS的設(shè)備按其在MPLS路由網(wǎng)絡(luò)中所處的位置可分為邊界標(biāo)簽交換路由器和中間標(biāo)簽交換路由器。邊界LSR除對(duì)分組的標(biāo)簽進(jìn)行附加或移除外，還負(fù)責(zé)對(duì)流量進(jìn)行分類。標(biāo)簽的分配除了基于目的地IP地址外還有很多其他因素。邊界LSR判定流量是否為一個(gè)長(zhǎng)持續(xù)流，采取管理政策和訪問(wèn)控制，并在可能的情況下將普通業(yè)務(wù)流匯聚成較大的數(shù)據(jù)流。這些都是在IP網(wǎng)絡(luò)與MPLS的邊界處所要具有的功能，因此邊界LSR的能力將會(huì)是整個(gè)標(biāo)簽交換環(huán)境能否成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對(duì)于服務(wù)提供者而言，這也是一個(gè)管理和控制點(diǎn)。
MPLS技術(shù)是將第二層的交換與第三層的路由結(jié)合起來(lái)的一種L2\L3集成數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。它具有很高的可擴(kuò)展性，將業(yè)務(wù)分類與FEC映射在網(wǎng)絡(luò)的邊緣進(jìn)行，而在核心網(wǎng)絡(luò)部分只進(jìn)行簡(jiǎn)潔快速的標(biāo)簽交換。FEC的映射規(guī)則可以基于路由信息，即目的網(wǎng)絡(luò)的前綴，也可以基于其他信息，如QoS信息等，這樣使得MPLS能夠非常靈活地支持QoS保證機(jī)制。
在核心網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的標(biāo)簽交換操作，因?yàn)槭褂昧硕ㄩL(zhǎng)的標(biāo)簽，便于高速交換技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，轉(zhuǎn)發(fā)效率得到了極大的提高。MPLS因此而成為一種將ATM技術(shù)與IP技術(shù)融合的杰出代表。MPLS的交換過(guò)程獨(dú)立于路由協(xié)議，它將路由和交換獨(dú)立開來(lái)，使得路由和交換技術(shù)可以各自靈活發(fā)展，并及時(shí)將二者的先進(jìn)之處結(jié)合起來(lái)。MPLS對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)透明，即可以用于支持多種協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。因此它被視為下一代骨干網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。MPLS的標(biāo)簽交換路徑可以方
便地支持資源預(yù)留，因此可以有力地支持面向連接的數(shù)據(jù)傳輸，流量工程和QoS保證機(jī)制。MPLS可以用LDP、RSVP或者路由協(xié)議來(lái)進(jìn)行標(biāo)簽的分發(fā)，而目前最主流的是RSVP。這主要是因?yàn)镽SVP已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)上得到了廣泛的應(yīng)用。
4基于MPLS的移動(dòng)IP技術(shù)原理
MPLS與移動(dòng)IP技術(shù)結(jié)合有兩個(gè)層次，第一個(gè)層次是在宏觀移動(dòng)性管理時(shí)，在HA和CN之間、HA與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)之間建立LSP，來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的傳輸。第二個(gè)層次是基于MPLS來(lái)提供微觀移動(dòng)性管理。
4.1基于MPLS的移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
移動(dòng)IP技術(shù)與MPLS技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，如圖3所示。圖中不再有FA（外地）這個(gè)實(shí)體，隧道的終點(diǎn)一般是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)本身。此時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)具有兩個(gè)地址：一個(gè)是歸屬地址，一個(gè)是轉(zhuǎn)交地址。MPLS骨干網(wǎng)可以用來(lái)構(gòu)建大范圍的移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)邊緣標(biāo)簽交換路由器（LER）與其他任何固定節(jié)點(diǎn)或者移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。LER能夠轉(zhuǎn)發(fā)和封裝IP數(shù)據(jù)包。帶有標(biāo)簽的分組可以根據(jù)其標(biāo)簽信息，在已經(jīng)建立好的帶有QoS保證的LSP上進(jìn)行傳輸。MPLS面向連接的特點(diǎn)能夠改善移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量。
4.2基于MPLS的移動(dòng)IP綁定更新
在MPLS基礎(chǔ)上，運(yùn)用移動(dòng)IP的綁定更新程序緩存了MN的歸屬地址與轉(zhuǎn)交地址的綁定信息，并且在移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中，入口LER和出口LER之間可以直接建立LSP，完成MN與CN之間的分組轉(zhuǎn)發(fā)。圖4清晰地展示了這一過(guò)程。
當(dāng)MN向CN發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)，將源地址設(shè)置為當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址，同時(shí)在歸屬地址選項(xiàng)中填入其歸屬地址。MN發(fā)送一個(gè)帶有QoS對(duì)象的綁定更新消息給CN，當(dāng)入口LER收到該消息時(shí)，將發(fā)起標(biāo)簽請(qǐng)求消息來(lái)建立LSP。建立LSP后，數(shù)據(jù)包將不需要再進(jìn)行逐跳的IP地址轉(zhuǎn)發(fā)而直接采用標(biāo)簽交換。
圖5和圖6分別為MN發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸和CN發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D。在這兩種情況下，都是由入口LER發(fā)起并建立LSP。
4.3基于MPLS的分級(jí)移動(dòng)IP隧道
將分級(jí)的思想引入到基于MPLS的移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中，能改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。相應(yīng)的移動(dòng)也位于分級(jí)的MPLS節(jié)點(diǎn)上。此時(shí)，MN進(jìn)行移動(dòng)時(shí)不需要向家鄉(xiāng)（HA）進(jìn)行注冊(cè)，只需要向區(qū)域（LER/MAP）注冊(cè)。
圖7即為基于MPLS的分級(jí)移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)示意圖。
MPLS固有的面向連接，可以建立具有QoS保證的LSP等能力，可以有效地提高業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量。MPLS能夠支持面向連接的應(yīng)用。在MPLS網(wǎng)絡(luò)上支持面向連接的應(yīng)用非常容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，LSP是一個(gè)虛連接，鏈路的帶寬可以在多個(gè)LSP之間共享。LSP可以支持區(qū)分服務(wù)或者集成服務(wù)，并且，數(shù)據(jù)包的分類在MPLS域的邊緣進(jìn)行，網(wǎng)絡(luò)核心只進(jìn)行簡(jiǎn)單的、快速的標(biāo)簽交換。MPLS支持匯聚功能，通過(guò)為不同類別的業(yè)務(wù)設(shè)定DSCP和PHB，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)分服務(wù)的功能。同時(shí)，在MPLS網(wǎng)絡(luò)中支持VPN也很有前景。由于數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)采用2.5層標(biāo)簽，在不同的VPN數(shù)據(jù)流之間能夠提供較好的隔離，因此MPLS-VPN具有很好的安全性，同時(shí)帶有QoS保證。這些優(yōu)點(diǎn)都可以被移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)很好地利用。
在MPLS網(wǎng)絡(luò)中支持移動(dòng)IP可以帶來(lái)以下幾方面的好處：①支持QoS保證；②支持平滑切換；③便于建立雙向LSP；④在MN上不會(huì)有額外的信令，同時(shí)也不需要增加新的MPLS信令。目前，使用RSVP-TE攜帶標(biāo)簽分發(fā)消息，比采用LDP更為廣泛。
4.4移動(dòng)IP技術(shù)與MPLS技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)點(diǎn)
基于MPLS的移動(dòng)IP技術(shù)可以有效地利用MPLS的技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)許多性能的改進(jìn)。
⑴MPLS能夠有效地支持路由優(yōu)化，從而，更好地解決了移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中存在的三角路由問(wèn)題。
⑵提高了數(shù)據(jù)包的傳輸性能，并提供了QoS保證。移動(dòng)IP在MPLS機(jī)制下，無(wú)論是歸屬節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)延還是整個(gè)傳輸過(guò)程的傳輸時(shí)延，都比傳統(tǒng)移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)延小。
⑶基于MPLS的隧道機(jī)制，相比其他的隧道機(jī)制具有簡(jiǎn)潔高效的優(yōu)勢(shì)。MPLS架構(gòu)下的移動(dòng)IP技術(shù)集成了移動(dòng)IP技術(shù)的高移動(dòng)特性和MPLS技術(shù)的高速交換特性，使得這些技術(shù)在未來(lái)的核心網(wǎng)絡(luò)中協(xié)調(diào)工作，并為MPLS提供移動(dòng)性支持。
⑷基于MPLS的移動(dòng)IP技術(shù)能夠提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。各級(jí)均具有LER的功能，且工作在同一個(gè)MPLS域內(nèi)。這種機(jī)制使得隧道技術(shù)中不再需要以IP-in-IP的方式傳送數(shù)據(jù)包，取而代之的是通過(guò)LSP傳送數(shù)據(jù)包的MPLS交換方式。整個(gè)傳輸過(guò)程都是在MPLS交換層進(jìn)行，并且歸屬的處理過(guò)程也不涉及IP層的路由協(xié)議，從而提高了數(shù)據(jù)包的傳輸速率和移動(dòng)IP的可擴(kuò)展性，為網(wǎng)絡(luò)的QoS提供了保障，并且網(wǎng)絡(luò)的安全性能也得到了提高。
5結(jié)束語(yǔ)
本論文主要講述了移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)以及其存在的一些不足之處，接著敘述了多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及所采用的新技術(shù)，然后介紹了移動(dòng)IP與MPLS相結(jié)合所產(chǎn)生的新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，以及新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)下的移動(dòng)IP綁定更新和隧道技術(shù)。在新網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)采用MPLS標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)，而不是基于IP頭的轉(zhuǎn)發(fā)。標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)相比傳統(tǒng)的IP頭轉(zhuǎn)發(fā)具有更高的速率，且標(biāo)簽頭比IP頭短，這就減少了傳輸延遲和對(duì)分組的處理開銷，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能。另外，MPLS通過(guò)LSP傳送數(shù)據(jù)包，整個(gè)傳送過(guò)程都在MPLS層進(jìn)行，并且歸屬的處理過(guò)程也不再涉及IP層的路由協(xié)議，這也提高了數(shù)據(jù)包的傳輸速率并支持了移動(dòng)IP的可擴(kuò)展性，為網(wǎng)絡(luò)的QoS提供了保障，并且使網(wǎng)絡(luò)的安全性能也得到了很大程度的提高。
MPLS和移動(dòng)IP技術(shù)都是發(fā)展不久的新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議還不完善。目前，MPLS機(jī)制下的移動(dòng)IP技術(shù)還不是很深入，大都處在實(shí)驗(yàn)階段，并且相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型的建立也比較困難，還有許多問(wèn)題需要深入討論。
移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是構(gòu)建移動(dòng)信息社會(huì)和未來(lái)Internet的重要基石，而MPLS為骨干網(wǎng)提供了具有快速轉(zhuǎn)發(fā)能力的、QoS保障功能的和良好可擴(kuò)展性的解決方案，因此，移動(dòng)IP與MPLS的結(jié)合是適宜的，有著美好的前景的。IETF的SG13工作組正在抓緊進(jìn)行MPLS支持移動(dòng)IP的標(biāo)準(zhǔn)化制定工作，MPLS與移動(dòng)IP的整合研究是MPLS研究的又一個(gè)熱點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)
[1]蔣亮，郭健.下一代網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)IP技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2]孫利民，闞志剛，鄭健平.移動(dòng)IP技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2005
[3]裴珂.移動(dòng)IP路由優(yōu)化性能分析及仿真.電子學(xué)報(bào)，2002年第四期
[4]李慶，曾志純.IPv6協(xié)議對(duì)移動(dòng)性的支持[J].微機(jī)發(fā)展，2003，13(11)：90-92
[5]湯利民，徐德平.移動(dòng)IP的關(guān)鍵技術(shù)[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化.2003
[6]BinWangandJenniferHou.MulticastroutinganditsQoSextension.IEEENetwork，January2000
[7]JimGuillet.ATMinMPLSbasedonconvergedcoredatanetworks.IEEEComm.Mag.June2004
[8]PERKITLSC.MobileIP[J].CommunicationsMagazine，2002，40(5)：66-82
二、國(guó)際化預(yù)算費(fèi)用內(nèi)控管理平臺(tái)建設(shè)的主要技術(shù)難點(diǎn)
1、基于開放式服務(wù)SOA架構(gòu)。由于該內(nèi)控管理信息系統(tǒng)不僅包括系統(tǒng)內(nèi)部的各種服務(wù)組件（如預(yù)算組件、資金管理組件、流程監(jiān)控組件等），同時(shí)還包括企業(yè)原有建設(shè)系統(tǒng)中的服務(wù)，如人力資源系統(tǒng)中的員工信息服務(wù)，OA系統(tǒng)中的統(tǒng)一權(quán)限認(rèn)證、消息管理等服務(wù)，財(cái)務(wù)核算系統(tǒng)中的憑證處理服務(wù)等。因此，內(nèi)控管理平臺(tái)中的信息和數(shù)據(jù)將來(lái)源于各個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。柔性化平臺(tái)將采用軟件總線技術(shù)，定義了業(yè)務(wù)組件的標(biāo)準(zhǔn)，所有的業(yè)務(wù)組件在平臺(tái)中都是可以支持熱插拔的，業(yè)務(wù)組件間的交互通過(guò)SOAP消息來(lái)實(shí)現(xiàn)。業(yè)務(wù)組件統(tǒng)一采用WebService暴露，為了提升效率，該平臺(tái)也支持業(yè)務(wù)組件通過(guò).NETRemoting進(jìn)行暴露，以此來(lái)提高系統(tǒng)的集成性與互操作性。2、采用平臺(tái)化開發(fā)策略，業(yè)務(wù)組件以構(gòu)件化方式進(jìn)行開發(fā)。企業(yè)內(nèi)控能力將隨著管理水平的提高而不斷發(fā)展和完善，因此組件化開發(fā)可以避免重復(fù)開發(fā)的問(wèn)題。隨著IT技術(shù)的發(fā)展，不斷提高節(jié)能企業(yè)內(nèi)控管理的智能化水平。本項(xiàng)目的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件及業(yè)務(wù)組件的注冊(cè)、、AOP實(shí)現(xiàn)及業(yè)務(wù)組件可視化管理等功能。3、實(shí)現(xiàn)工作流引擎技術(shù)的創(chuàng)新，在現(xiàn)有工作流技術(shù)上設(shè)計(jì)開發(fā)可實(shí)現(xiàn)全業(yè)務(wù)、全過(guò)程智能化主動(dòng)服務(wù)機(jī)制的新一代工作流平臺(tái)工作導(dǎo)航引擎。工作導(dǎo)航技術(shù)將在工作過(guò)程圖形化管理、業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)組裝、工作智能提醒追蹤、流程動(dòng)態(tài)判斷等方面全面提升。此平臺(tái)技術(shù)將對(duì)事前規(guī)劃、事中控制、事后記錄及分析的預(yù)算管理流程及其他業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化、智能化提供最優(yōu)秀的支撐。
三、國(guó)際化預(yù)算費(fèi)用內(nèi)控管理平臺(tái)建設(shè)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
1、國(guó)際化管理思維創(chuàng)新：即根據(jù)企業(yè)本身國(guó)際化經(jīng)營(yíng)、國(guó)際化管控的特點(diǎn)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮多國(guó)會(huì)計(jì)準(zhǔn)則、多幣種、多國(guó)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)等國(guó)際化管理特點(diǎn)，系統(tǒng)可有效支持多幣種、多語(yǔ)言，并創(chuàng)新性的支持會(huì)計(jì)翻譯功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)多會(huì)計(jì)準(zhǔn)則的支持。通過(guò)信息系統(tǒng)在國(guó)外各分支機(jī)構(gòu)建立起國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)算控制體系和財(cái)務(wù)核算體系，降低了由于集團(tuán)企業(yè)大型化，發(fā)展高速化，地域分散化所帶來(lái)的管理風(fēng)險(xiǎn)。2、內(nèi)控模式及制度創(chuàng)新：即根據(jù)企業(yè)的管理特點(diǎn)將其經(jīng)濟(jì)業(yè)務(wù)劃分為62種經(jīng)濟(jì)行為，綜合運(yùn)用預(yù)算、歸口、審批、標(biāo)準(zhǔn)、程序、單據(jù)6大控制方式進(jìn)行有效管控，形成具有企業(yè)特色的“626”管控模式。3、系統(tǒng)建設(shè)思路創(chuàng)新：根據(jù)企業(yè)內(nèi)控體系的核心，提出“以全面預(yù)算為主線、以資金管控為核心”的建設(shè)思路，構(gòu)建全組織預(yù)算、全員預(yù)算、全業(yè)務(wù)預(yù)算、流程預(yù)算管控的全面預(yù)算體系，實(shí)現(xiàn)事前規(guī)劃、事中控制、事后記錄及分析的預(yù)算管控流程，打破人、財(cái)、物、信息等資源之間的各種壁壘和邊界，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)控的管理目標(biāo)，管理手段及管理制度通過(guò)信息系統(tǒng)的建設(shè)來(lái)實(shí)現(xiàn)落地。4、移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新：利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全員自助服務(wù)，利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)讓企業(yè)事務(wù)管理和內(nèi)控隨時(shí)隨地?zé)o處不在，利用移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)讓企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)分析和預(yù)警智能推送。信息系統(tǒng)通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)和虛擬云技術(shù)實(shí)現(xiàn)國(guó)際化部署和數(shù)據(jù)管理。5、創(chuàng)新基于SOA架構(gòu)的企業(yè)服務(wù)總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化：系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中創(chuàng)新性的基于柔性化平臺(tái)開發(fā)，采用基于企業(yè)服務(wù)總線技術(shù)，所有的業(yè)務(wù)組件在平臺(tái)中都是可以熱插拔的，業(yè)務(wù)組件間的交互通過(guò)SOAP消息實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)組件統(tǒng)一采用WebService暴露。系統(tǒng)與財(cái)務(wù)核算、OA、人力資源等業(yè)務(wù)協(xié)同系統(tǒng)基于柔性化平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)單據(jù)之間的靈活轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)交換，因此能夠滿足用戶多種多樣的應(yīng)用場(chǎng)景（如費(fèi)用報(bào)銷數(shù)據(jù)與財(cái)務(wù)核算數(shù)據(jù)之間的憑證交換和數(shù)據(jù)聯(lián)查，綜合辦公系統(tǒng)的統(tǒng)一身份認(rèn)證和權(quán)限統(tǒng)一管理），也可以根據(jù)流程和管理要求的變化進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)整。
2當(dāng)前WIFI技術(shù)簡(jiǎn)介
在本節(jié)中，我們將對(duì)WIFI技術(shù)的物理層和MAC層技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)介，并闡述當(dāng)前WIFI技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)下的局限性。
2.1WIFI技術(shù)的物理層和MAC層
WIFI技術(shù)的物理層采用OFDM技術(shù)，OFDM技術(shù)能夠最大限度地利用頻譜資源，從而達(dá)到高數(shù)據(jù)量傳輸。當(dāng)前的WIFI標(biāo)準(zhǔn)主要工作在兩個(gè)頻段：2.4GHZ頻段和5GHZ頻段。在2.4GHZ頻段下，總可用頻譜帶寬為80MHZ，共有13個(gè)頻段可供利用，單個(gè)設(shè)備最多可以使用20M帶寬。在5GHZ頻段下，總可用頻譜帶寬為325MHZ，共有20個(gè)頻段可供利用，單個(gè)設(shè)備最多可以使用80M帶寬?？芍?GHZ頻段下的可用帶寬資源較為豐富，因此，越來(lái)越多的WIFI設(shè)備開始工作在5GHZ頻段。WIFI技術(shù)的MAC層采用CSMA技術(shù)來(lái)為多用戶提供接入。CSMA技術(shù)的工作原理為：任何一臺(tái)設(shè)備在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須先對(duì)當(dāng)前頻譜進(jìn)行探測(cè)，若當(dāng)前頻譜為空閑狀態(tài)則可以發(fā)送數(shù)據(jù)，否則進(jìn)入等待模式并在等待結(jié)束后開始下一次探測(cè)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜時(shí)，MAC層還將應(yīng)用RTS/CTS技術(shù)。
2.2當(dāng)前WIFI技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)下的局限性
WIFI技術(shù)雖然在物理層上能夠較為高效地利用頻譜資源，但在MAC層上，WIFI技術(shù)的CSMA由于成本的限制并不能高效地服務(wù)于多用戶數(shù)據(jù)，該瓶頸在設(shè)備接入量增加時(shí)變得尤為突出。由于同一頻段上同時(shí)最多只能有一對(duì)設(shè)備進(jìn)行發(fā)送和接收，當(dāng)設(shè)備增多時(shí)，大量設(shè)備將持續(xù)處于等待狀態(tài)，這導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t增大，此類現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生于人口密集的場(chǎng)所，譬如機(jī)場(chǎng)、火車站、體育場(chǎng)等。在未來(lái)，隨著可穿戴設(shè)備的飛速發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)有WIFI技術(shù)必將無(wú)法支持與之相匹配的數(shù)據(jù)需求。因此，當(dāng)前WIFI技術(shù)在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展下存在很大的局限性。
3未來(lái)WIFI技術(shù)展望
經(jīng)過(guò)第三節(jié)的分析可知，由于設(shè)計(jì)上的缺陷，WIFI技術(shù)必須要進(jìn)行改變才能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。在本節(jié)中，我們將介紹兩種對(duì)現(xiàn)有WIFI技術(shù)的改進(jìn)方法。
3.1多用戶MIMO（MU-MIMO）技術(shù)
為了解決MAC層造成的用戶等待問(wèn)題，多用戶MIMO技術(shù)希望通過(guò)利用多天線來(lái)分開多個(gè)終端設(shè)備，從而可以同時(shí)支持多個(gè)數(shù)據(jù)流的傳輸。隨著芯片制造技術(shù)的發(fā)展，多天線的制造成本顯著降低，因此，這項(xiàng)技術(shù)有望大量應(yīng)用于未來(lái)WIFI設(shè)備中，從而有力解決在密集終端設(shè)備下的數(shù)據(jù)服務(wù)問(wèn)題。
3.2超高頻率WIFI技術(shù)
在未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，某些設(shè)備需要超高速率的數(shù)據(jù)傳輸，譬如高清電視等，傳統(tǒng)的2.4GHZ頻段和5GHZ頻段的帶寬已不足以滿足這些設(shè)備的上述需求，因此，未來(lái)WIFI技術(shù)需要變得更加多樣化，其中，超高頻率WIFI技術(shù)可以工作在60GHZ頻段下，該頻段的可用頻譜帶寬為數(shù)GHZ，大大高于傳統(tǒng)的WIFI技術(shù)。實(shí)驗(yàn)表明，該技術(shù)可以提供數(shù)GB每秒的數(shù)據(jù)傳輸，因而可以應(yīng)用于未來(lái)高速率傳輸?shù)慕K端設(shè)備。
伴隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)的快速發(fā)展，用戶對(duì)更高性能的移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了更高要求，希望享受更為豐富和高速的通信業(yè)務(wù)。第二代移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商發(fā)展速度趨于緩和而競(jìng)爭(zhēng)越加激烈，為尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過(guò)發(fā)展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來(lái)提高自身的服務(wù)質(zhì)量和業(yè)務(wù)類型，需要3G的支持。同時(shí)由于第二代移動(dòng)通信無(wú)線頻率資源日趨緊張，已不能滿足長(zhǎng)期的通信需求發(fā)展需要。
1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程
第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)量差、交全性差、沒(méi)有加密和速度低。
第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSMPhase2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSMPhase1及Phase2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，SO(支持最佳路由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)；半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSMPhase2+階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地克服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語(yǔ)音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM功能得到不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源己接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法在真正意義上滿足移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。
2第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)概述
第三代移動(dòng)通信業(yè)務(wù)主要是話音和中低速數(shù)據(jù),碼率為384kb/s(局域網(wǎng)可達(dá)2Mb/s),因而可傳送比目前GSM(第二代移動(dòng)通信)更高碼率的信息。隨著多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展,2Mb/s的碼率將越來(lái)越不能滿足用戶各種新的寬帶業(yè)務(wù)的需要,因此國(guó)際上已開始研究第四代移動(dòng)通信系統(tǒng),第一步目標(biāo)是10Mb/s以上。我們國(guó)內(nèi)則尚未啟動(dòng)。因此需盡早開始研究其關(guān)鍵技術(shù)。需要解決的關(guān)鍵技術(shù)有:寬帶多媒體移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),包括頻段、多址方法、無(wú)線接入技術(shù)、軟件無(wú)線電的硬件和軟件、多載波調(diào)制和OFDM技術(shù)、自適應(yīng)天線陣、高效信道編碼技術(shù)(如Turbo碼)等。
第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶靜止時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kbps，所占頻帶寬度5MHz左右。但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT2000家庭，成員間存在相互兼容的問(wèn)題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)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(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問(wèn)題，又能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)(即新一代移動(dòng)信:nextgenerationmobilecommunication)是必要的。
第三代移動(dòng)通信技術(shù)的基本特點(diǎn)：(1)全球統(tǒng)一頻段,統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),全球無(wú)縫覆蓋和漫游。(2)頻譜利用率高。(3)在144kbps(最好能在384kbps)能達(dá)到全覆蓋和全移動(dòng)性,還能提供最高速率達(dá)2Mbps的多媒體業(yè)務(wù)。(4)支持高質(zhì)量話音、分組多媒體業(yè)務(wù)和多用戶速率通信。(5)有按需分配帶寬和根據(jù)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同服務(wù)等級(jí)的能力。(6)適應(yīng)多用戶環(huán)境,包括室內(nèi)、室外、快速移動(dòng)和衛(wèi)星環(huán)境。(7)安全保密性能優(yōu)良。(8)便于從第二代移動(dòng)通信向第三代移動(dòng)通信平滑過(guò)渡。(9)可與各種移動(dòng)通信系統(tǒng)融合,包括蜂窩、無(wú)繩電話和衛(wèi)星移動(dòng)通信等。(10)終端(手機(jī))結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于攜帶,價(jià)格較低。
3第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)
4G系統(tǒng)中有兩個(gè)基本目標(biāo)：一是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信全球覆蓋；二是提供無(wú)縫的高質(zhì)量無(wú)線業(yè)務(wù)。目前正在構(gòu)思中的4G通信具有以下特征：（1）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬。要想使4G通信達(dá)到100Mbps的傳輸速率，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)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(dòng)終端訪問(wèn)Internet的速率，因此，4G通信最顯著的特征就是它有更快的無(wú)線傳輸速率。據(jù)專家估計(jì)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳輸速率速率可以達(dá)到10M~20Mbps，最高可以達(dá)到100Mbps；（3）通信更加靈活。從嚴(yán)格意義上說(shuō)，4G手機(jī)的功能已不能簡(jiǎn)單劃歸“電話機(jī)”的范疇，因?yàn)檎Z(yǔ)音數(shù)據(jù)的傳輸只是4G移動(dòng)電話的功能之一而已。而且4G手機(jī)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(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)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(yīng)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(guò)渡到4G通信。因此，從這個(gè)角度來(lái)看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從3G平穩(wěn)過(guò)渡等特點(diǎn)。超級(jí)秘書網(wǎng)
總之，隨著新問(wèn)題、新要求的不斷出現(xiàn),第四代移動(dòng)通信技術(shù)將會(huì)相應(yīng)地調(diào)整、完善和進(jìn)一步發(fā)展。縱觀移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)律和第四代通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),我們相信,不遠(yuǎn)的將來(lái),人們將不受時(shí)間、地點(diǎn)限制,可以自由自在地利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息。從而人們的學(xué)習(xí)、工作、生活將會(huì)發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻(xiàn):
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線傳播領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，就在這一兩年間，無(wú)線數(shù)字媒體的類型驟然豐富，除傳統(tǒng)媒體之外，手機(jī)電視、車載移動(dòng)電視，樓宇分類電視，多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統(tǒng)等新興媒體紛紛涌現(xiàn)，移動(dòng)接收是個(gè)熱點(diǎn)，尤其是廣播電視的移動(dòng)接收，成為發(fā)展方向之一?，F(xiàn)階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多，所以至今還沒(méi)有得到很好解決。但我覺(jué)得，已經(jīng)快接近目標(biāo)。
一、數(shù)字電視地面廣播（DTTB）
在現(xiàn)代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等，加上地面無(wú)線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國(guó)數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式可以分為地面無(wú)線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視、有線傳輸數(shù)字電視三類。而移動(dòng)電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應(yīng)用。數(shù)字電視地面廣播在應(yīng)用需求上要求實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和便攜接收的功能，使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無(wú)線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點(diǎn)，較之衛(wèi)星接收，有實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn)；較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的斷網(wǎng)影響；數(shù)字電視地面廣播通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)天線發(fā)射無(wú)線電波，覆蓋電視用戶，用戶通過(guò)接收天線和電視機(jī)收看電視節(jié)目，主要的受眾也是針對(duì)本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應(yīng)用與寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)；而移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會(huì)"信息到人"的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動(dòng)接收所遇到的主要問(wèn)題
移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射、地面接收。因此，移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落，這是所有無(wú)線通信系統(tǒng)都會(huì)遇到的問(wèn)題。對(duì)于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對(duì)于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用，因此衰落問(wèn)題尤為突出。電波在沿地表傳播中會(huì)受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實(shí)際到達(dá)收信天線處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線的直接波外，還存在來(lái)自各種物體（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線處形成干涉場(chǎng)，此外，在移動(dòng)通信中，還存在因移動(dòng)臺(tái)（天線）的快速移動(dòng)而劃過(guò)顛簸的波節(jié)和波幅的駐播現(xiàn)象及由于多普勒效應(yīng)而造成的相移，凡此種種原因，就使得實(shí)際移動(dòng)臺(tái)接收到的場(chǎng)強(qiáng)在振幅和相位上均隨時(shí)隨地在急驟變化，使信號(hào)很不穩(wěn)定，這就是無(wú)線電波的衰落現(xiàn)象。衰落的嚴(yán)重程度通常隨頻率或路徑長(zhǎng)度的增加而增大。目前還無(wú)法對(duì)衰落進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)，但區(qū)分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落，短期信號(hào)中值電平在長(zhǎng)期中的起伏；后者為快衰落，即瞬時(shí)信號(hào)電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現(xiàn)和影響是不同的。另外，與其他無(wú)線通信系統(tǒng)不同的是，移動(dòng)接收的關(guān)鍵點(diǎn)是移動(dòng)。因此，移動(dòng)接收還存在一個(gè)其他無(wú)線通信不會(huì)遇到的問(wèn)題，這就是多普勒效應(yīng)。
在日常生活中，我們會(huì)注意到遠(yuǎn)處迎面駛來(lái)發(fā)出警報(bào)聲的警車在離你越近時(shí)，汽笛聲的音調(diào)越高。從警車到達(dá)你所在位置開始，音調(diào)開始降低，而當(dāng)警車離開你后，聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)越來(lái)越低，這種現(xiàn)象就稱為多普勒效應(yīng)。奧地利物理學(xué)家多普勒是這樣解釋這種現(xiàn)象的：朝你駛來(lái)的警車發(fā)出的聲波對(duì)你而言稍微壓縮從而相對(duì)集中，這時(shí)你聽(tīng)到的聲音波長(zhǎng)短于該聲源靜止時(shí)的波，而短波音調(diào)是高的。相反，離你而去的聲源的聲波稍微擴(kuò)散，這時(shí)你聽(tīng)到的波長(zhǎng)比該聲源靜止時(shí)的波長(zhǎng)長(zhǎng)，長(zhǎng)波音調(diào)是低的，這樣的效應(yīng)對(duì)電磁波同樣適用。比如一個(gè)趨近我們的天線發(fā)出的信號(hào)，它的頻率高于該天線相對(duì)于我們靜止時(shí)的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變短；相反，一個(gè)離我們遠(yuǎn)去的天線發(fā)出的信號(hào)，其頻率則會(huì)低于該天線在相對(duì)我們靜止時(shí)相對(duì)于我們的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變長(zhǎng)。同時(shí)波長(zhǎng)的位移量與天線的運(yùn)動(dòng)速度存在正比關(guān)系，即速度越快，則波長(zhǎng)移動(dòng)越大。以上現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)（Doppler）。系統(tǒng)方面，移動(dòng)接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè)，接收機(jī)（特別是便攜機(jī)）的耗電，接收天線的安裝等問(wèn)題。從基本原理考慮，模擬廣播電視信號(hào)是不宜實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接收的。為了解決移動(dòng)接收中遇到的問(wèn)題，廣播電視信號(hào)必須首先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。利用數(shù)字技術(shù)無(wú)線接收，可有效解決以上問(wèn)題。只要在信號(hào)有效覆蓋范圍內(nèi)，所有移動(dòng)交通工具，只要配有接收設(shè)備，都可以接收數(shù)字移動(dòng)電視信號(hào)。三、移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)--OFDM
OFDM是正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）的縮寫，是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施。OFDM的基本原理是：高速信息數(shù)據(jù)流通過(guò)串/并變換，分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號(hào)周期相對(duì)增加，這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護(hù)間隔，在保護(hù)間隔大于最大多徑時(shí)延擴(kuò)展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號(hào)間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交，擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊，不但減少了子載波間的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1）可有效對(duì)抗信號(hào)波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸；2）通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力；3）各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過(guò)離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實(shí)現(xiàn)；OFDM能夠有效地對(duì)抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來(lái)的負(fù)面影響，使受到干擾的信號(hào)能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時(shí)間保護(hù)間隔，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。其多徑時(shí)延小于保護(hù)間隔，所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動(dòng)接收的幾種標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，都采用OFDM作為其核心技術(shù)。
二、4G移動(dòng)通信技術(shù)的安全缺陷
1、安裝的應(yīng)用程序存在安全漏洞。
現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于不成熟階段，軟件中存在著許多的安全漏洞，網(wǎng)絡(luò)瀏覽器和其他應(yīng)用程序很容易出現(xiàn)故障。很多人對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)認(rèn)識(shí)不清，對(duì)4G移動(dòng)通信安全系統(tǒng)不了解，不正常的操作極易出現(xiàn)系統(tǒng)問(wèn)題和死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致信息的不安全和不完整。
2、病毒的破壞。
4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)雖然有很多的優(yōu)勢(shì)，但它也跟其他網(wǎng)絡(luò)一樣懼怕病毒。病毒是安全系統(tǒng)的蛀蟲，當(dāng)病毒入侵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)后后不僅僅會(huì)對(duì)電腦網(wǎng)絡(luò)的傳輸途徑造成很大的破壞，而且會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳播中出現(xiàn)亂碼，妨礙信息的正確傳遞。
3、黑客的入侵。
黑客是指擁有高級(jí)知識(shí)的程序編輯人員，并且通過(guò)編程序來(lái)操作系統(tǒng)，利用電腦系統(tǒng)存在的漏洞非法的侵入他人系統(tǒng)，盜取他人的信息資料，非法獲得自身所需要的東西的人。黑客的入侵通常會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)安全的破壞，使他人利益損壞，對(duì)他人造成危害。
三、完善4G移動(dòng)通信技術(shù)
4G系統(tǒng)是一個(gè)業(yè)務(wù)多種多樣的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)有的3G安全方案加/解密匙的方法并不適用于4G系統(tǒng)。4G安全系統(tǒng)將是一種輕量的具有復(fù)合特點(diǎn)的能夠重復(fù)配置的系統(tǒng)。僅僅有防范和檢查作用的安全系統(tǒng)是不能完全保衛(wèi)系統(tǒng)的安全的，建立能夠?qū)Σ《居幸欢ǖ牡钟芰妥詣?dòng)回復(fù)能力安全系統(tǒng)是非常必要的。所有的系統(tǒng)都會(huì)有一定的缺陷，一旦發(fā)生了信息的泄露將產(chǎn)生不可挽回的災(zāi)難性的損失。人為的缺失和自然災(zāi)害都會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，造成毀滅性的災(zāi)害。要在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中加入系統(tǒng)容災(zāi)技術(shù)，一些自然災(zāi)害雖然會(huì)對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生危害但是在災(zāi)難過(guò)后就能快速準(zhǔn)確的恢復(fù)原有數(shù)據(jù)，保衛(wèi)系統(tǒng)安全。作為最后數(shù)據(jù)屏障的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)，不能有失誤。要想保障數(shù)據(jù)不出現(xiàn)差錯(cuò)，數(shù)據(jù)容災(zāi)要選用兩個(gè)存儲(chǔ)器，這兩個(gè)存儲(chǔ)器內(nèi)保存的內(nèi)容雖然一致，但是他們兩個(gè)相互獨(dú)立一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題不會(huì)直接影響另外一個(gè)，這兩個(gè)儲(chǔ)存器一個(gè)放在本地另外一個(gè)放在異地。它們通過(guò)IP連接在一起，是一個(gè)具有完整性、準(zhǔn)確性、安全性的容災(zāi)系統(tǒng)，二者同時(shí)為為本地的服務(wù)器服務(wù)，同時(shí)使用。要不斷地完善4G通信系統(tǒng)，無(wú)論是系統(tǒng)的硬件還是軟件都要全面升級(jí)，不斷地提升系統(tǒng)的安全性能。
1.2SA技術(shù)SA技術(shù)就是智能天線技術(shù)，它通過(guò)固定的天線單元來(lái)將方向性進(jìn)行獲取，然后就能夠獲取移動(dòng)臺(tái)以及基站之間的方向特性。在方向特性獲得之后，就可以根據(jù)不同的信號(hào)傳輸方向來(lái)將相同時(shí)間，碼道，頻率的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，通過(guò)這種技術(shù)也就能夠?qū)崿F(xiàn)將網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域改變目的，達(dá)到讓網(wǎng)絡(luò)覆蓋實(shí)現(xiàn)有目的性覆蓋的目標(biāo)。
1.3OFDM技術(shù)OFDM技術(shù)為正交頻分復(fù)用技術(shù)。這種技術(shù)將信道分為了若干個(gè)子信道，并且也可以將高速數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換為低速子數(shù)據(jù)流，通過(guò)調(diào)制的方法到子信道上進(jìn)行了傳輸，從而讓抗衰落能力得到了巨大的提高，也可以防止各個(gè)信道之間的互相干擾，保證了4G移動(dòng)通信技術(shù)的高速以及正常傳播。
24G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用
由于4G移動(dòng)通信技術(shù)高速傳輸，不易受到干擾等特點(diǎn)，它可以應(yīng)用在人們生活的各個(gè)方面。例如我國(guó)人民可以將自己的手機(jī)來(lái)作為4G移動(dòng)通信技術(shù)的終端。而使用4G移動(dòng)通信技術(shù)的手機(jī)外觀小巧，用一只手就能夠掌握。但是它的功能極其強(qiáng)大，完全可以當(dāng)做一臺(tái)小型的電腦來(lái)使用。人們可以使用4G移動(dòng)通信的手機(jī)來(lái)享受到高質(zhì)量的移動(dòng)通信服務(wù)。
4G移動(dòng)通信技術(shù)可以為使用者提供大量的數(shù)據(jù)、影像、視頻等等服務(wù)，讓人們能夠隨時(shí)隨地地使用高速網(wǎng)絡(luò)來(lái)觀看視頻以及圖片等，同時(shí)也不會(huì)像以往的移動(dòng)通信技術(shù)會(huì)出現(xiàn)延遲、卡頓等問(wèn)題。而且用戶不僅能夠進(jìn)行即時(shí)的觀看，也可以將這些視頻等信息來(lái)推送到自己家中的電視上，等回家后再進(jìn)行觀看，讓用戶能夠得到最佳的服務(wù)。
1.1數(shù)據(jù)流量的增長(zhǎng)
產(chǎn)業(yè)界人士預(yù)測(cè)10年以后，移動(dòng)數(shù)據(jù)量將達(dá)到1000倍。5G的吞吐量能力特別大，就算在很忙的時(shí)候也能提升到1000倍，至少可以到達(dá)100Gbit/s/km2以上。
1.2聯(lián)網(wǎng)設(shè)備擴(kuò)大100倍
伴隨著智能終端和物聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)10年后，聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備數(shù)目將增加到600~1000達(dá)部，在未來(lái)里，5G網(wǎng)絡(luò)單位覆蓋面積將大大增加，相比之下是目前4G網(wǎng)絡(luò)將增長(zhǎng)100倍，相對(duì)一些特殊的應(yīng)用，單位面積將通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)目達(dá)到100萬(wàn)/km2。
1.3峰值速率至少達(dá)到10Gbit/s
面向2020年以后的5G網(wǎng)絡(luò)，相對(duì)于目前的4G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率需提高10倍以上，然而達(dá)到10Gbit/s，在特殊情況下，用戶單鏈峰值速率都要求需達(dá)10Gbit/s。
1.4用戶速率可達(dá)到10Gbit/s，特殊需求達(dá)到100Gbit/s
在未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)中，在一般條件下，用戶在任何時(shí)候都能獲得10Gbit/s以上的速率，對(duì)于特殊需求的業(yè)務(wù)和用戶將達(dá)到100Gbit/s，比如:急救車內(nèi)高清醫(yī)療圖像傳輸服務(wù)。
1.5可靠性高與時(shí)間短
2020年后的5G網(wǎng)絡(luò)，需要滿足用戶在線服務(wù)，能隨時(shí)隨地的進(jìn)行各種體驗(yàn)，并且還需滿足工業(yè)信息系統(tǒng)、應(yīng)急通信等更多場(chǎng)景需求。需要進(jìn)一步地降低用戶的控制時(shí)延，與4G網(wǎng)絡(luò)相比，縮短了5~10倍。對(duì)于關(guān)系重大財(cái)產(chǎn)安全的業(yè)務(wù)和人類生命可靠性必須提升到99.9999%以上。
1.6頻譜利用相對(duì)較高
由于5G網(wǎng)絡(luò)用戶的業(yè)務(wù)量大、規(guī)模大、流量高，相對(duì)來(lái)說(shuō)，使用頻率需求量也大，需要通過(guò)壓縮等創(chuàng)新技術(shù)及頻率倍增的應(yīng)用，來(lái)提高頻率利用率。相對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，5G的頻譜效率要5~10倍的提高，來(lái)解決流量帶來(lái)的頻譜短缺問(wèn)題。
1.7網(wǎng)絡(luò)消耗能源
相對(duì)來(lái)說(shuō)較低節(jié)省能源、綠色低碳是未來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展的方向，在未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)中，需要利用節(jié)約能源的設(shè)計(jì)，使網(wǎng)絡(luò)能耗效率都有待提高1000倍，來(lái)滿足1000倍流量的需求，但是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與能耗有相當(dāng)?shù)乃健?/p>
25G關(guān)鍵技術(shù)概述
從目前的角度看，5G的關(guān)鍵技術(shù)仍在發(fā)展階段和研究階段，但學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)認(rèn)為，5G的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)包含下幾個(gè)方面：一是5G關(guān)鍵技術(shù)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架；二是5G無(wú)線輸送的關(guān)鍵技術(shù)；三是5G移動(dòng)通信總體技術(shù)系統(tǒng)；四是5G移動(dòng)通信驗(yàn)證技術(shù)。接下來(lái)對(duì)業(yè)界十分關(guān)注的5G技術(shù)進(jìn)行總的介紹。
2.1高頻段傳輸
目前，移動(dòng)通信系統(tǒng)頻段主要是3GHz以內(nèi)，伴隨著用戶人數(shù)的增加，頻譜資源也變得十分擁擠，然而在高頻段里，如毫米波頻率是27.3～350GHz，而帶寬則高達(dá)284.6GHz，超過(guò)微波全部帶寬的12倍。微波與毫米波相比，元器件的尺寸要小很多，毫米波系統(tǒng)能輕而易舉小型化，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行極高速短距離通信，支持5G傳輸速率和容量需求。
2.2多天線傳輸技術(shù)
多天線技術(shù)，經(jīng)歷了從二維到三維，從無(wú)源到有源，從高階多輸入多輸出到大規(guī)模陣列的發(fā)展，能把頻譜利用率提高到數(shù)十五倍甚至再高，是目前5G技術(shù)唯一重要研究方向。
2.3同時(shí)同頻全雙工技術(shù)
同時(shí)同頻全雙工技術(shù)被稱為高效的頻譜效率技術(shù)，該技術(shù)在相同的物理信道上對(duì)兩個(gè)方向信號(hào)的進(jìn)行傳輸，在通信雙工節(jié)點(diǎn)的接收機(jī)處通過(guò)對(duì)取消自身發(fā)射的信號(hào)干擾，在發(fā)射信號(hào)時(shí)候，同時(shí)接收另一節(jié)點(diǎn)的相同頻信號(hào)。
2.4設(shè)備間直接通信技術(shù)
以往的移動(dòng)通信系統(tǒng)連網(wǎng)方式，以基站為中心點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)市區(qū)覆蓋，基站及中繼站是不能隨便移動(dòng)的，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是有限制的，在未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)里，用戶規(guī)模大，數(shù)據(jù)流量大，以傳統(tǒng)的基站模式為中心的組網(wǎng)方式，是沒(méi)辦法滿足業(yè)務(wù)需求。D2D直接通信技術(shù)在沒(méi)有基站的情況下也能運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備的直接通信，開拓了接入方式和網(wǎng)絡(luò)連接。
2.5密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
5G是一個(gè)智能化、寬帶化、多元化、綜合化的網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)流量是4G的1000倍。想要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)有兩種技術(shù):一是在宏基站處布置大規(guī)模天線來(lái)取得室外空間增益，二是布置密集網(wǎng)絡(luò)來(lái)滿足室外和室內(nèi)數(shù)據(jù)需求。在未來(lái)里，向高頻段寬帶，將采用更加密集的方案，部署高達(dá)200個(gè)以上扇區(qū)。
2.6新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)
為了滿足在未來(lái)里，使用高容量、大規(guī)模的用戶需求，未來(lái)的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將具有低時(shí)延、低成本、易維護(hù)、扁平化特點(diǎn)。目前產(chǎn)業(yè)界主要集中在云架構(gòu)和C-RAN的研究上。
2.7智能化技術(shù)
5G的中心網(wǎng)絡(luò),是由大型的服務(wù)器來(lái)組成的云計(jì)算平臺(tái)，通過(guò)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)及數(shù)據(jù)交換功能的路由器與基站相連接，宏基站具有大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能和云計(jì)算功能，時(shí)效性特強(qiáng)或特別大的數(shù)據(jù)，提交到云計(jì)算中心進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)處理，終端或基站的數(shù)量、形態(tài)多，不一樣的業(yè)務(wù)選取不一樣的頻段，連接方式和天線多樣化。所以，需要具有自動(dòng)模式切換、智能配置、智能識(shí)別的功能，實(shí)現(xiàn)智能組網(wǎng)，在未來(lái)里，智能化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)的是關(guān)鍵技術(shù)。
3研究情況及趨勢(shì)
從目前來(lái)看，全球?qū)?G技術(shù)的研究，都處在早期階段，將來(lái)還需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、外場(chǎng)試驗(yàn)、技術(shù)研究等階段，最后才能實(shí)現(xiàn)商用部署，但是，盡管對(duì)5G技術(shù)和概念仍然在進(jìn)行深究，對(duì)5G標(biāo)準(zhǔn)的大方向，現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界在基本上達(dá)成了共識(shí)。
OTN作為光層組織網(wǎng)絡(luò)的傳送網(wǎng)絡(luò)，整體可劃分為光通道層、光復(fù)用段層和光傳送段層三大子層機(jī)構(gòu)，三大子層有機(jī)構(gòu)成一系統(tǒng)建構(gòu)，組構(gòu)OTN技術(shù)支撐。其中，光通道層又由兩部分建構(gòu)，OTUk和ODUk。OTUk即光通道傳送單元，ODUk即光通道數(shù)據(jù)單元。光通道傳送單元和光通道數(shù)據(jù)單元基本與SDH技術(shù)的段層和通道層兩部分相對(duì)應(yīng)。所以，從OTN技術(shù)本質(zhì)上來(lái)講，它打破了現(xiàn)存的SDHWDM的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，是對(duì)傳統(tǒng)的更進(jìn)一步、提升效能的繼承和創(chuàng)新，而且，OTN技術(shù)還擴(kuò)展了對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)傳送需求的組網(wǎng)功能。
1.2OTN優(yōu)勢(shì)
OTN技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)組網(wǎng)技術(shù)的繼承、整合和創(chuàng)新，與已有的SDHWDM等傳送組網(wǎng)技術(shù)比較，它具有多元優(yōu)勢(shì)：多種客戶信號(hào)封裝和透明傳輸。完美支持多種協(xié)議，大顆粒的帶寬復(fù)用、交叉以及配置。容量的可擴(kuò)展性較強(qiáng)、強(qiáng)大的開銷和維護(hù)管理能力。FEC的糾錯(cuò)能力較強(qiáng)、增強(qiáng)了組網(wǎng)和保護(hù)能力。
2OTN傳輸技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
2.1網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)
OTN組網(wǎng)總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在不同的方式，當(dāng)前整體分為省際干傳送線網(wǎng)、省內(nèi)干傳送線網(wǎng)以及城域傳送網(wǎng)3大建構(gòu)板塊。通過(guò)3大板塊的組網(wǎng)構(gòu)建，OTN作為一種透明的信息網(wǎng)絡(luò)傳送平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)多元業(yè)務(wù)平臺(tái)提供的多元業(yè)務(wù)的統(tǒng)一傳送。
2.2OTN組網(wǎng)模型
2.2.1省與省之間的干線傳送網(wǎng)的組建模式
（1）網(wǎng)絡(luò)組建的拓?fù)淠Ｊ?/p>
省級(jí)干線能夠傳送到省際干線傳送網(wǎng)旁邊的部分省份，光纜網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)某隹诜较蛑挥?個(gè)，通過(guò)對(duì)比得知其它省份光纜網(wǎng)傳輸?shù)某隹诜较?個(gè)以上，可以根據(jù)光纜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎镁W(wǎng)狀式的結(jié)構(gòu)組建OTN傳輸網(wǎng)，外省的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)通過(guò)環(huán)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟ǖ酪?guī)劃
如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要擔(dān)任多方位傳輸?shù)娜蝿?wù)，那么在規(guī)劃它傳輸方向的波道時(shí)要根據(jù)它的業(yè)務(wù)流量和流向來(lái)確定，如果同一條線路使用了兩個(gè)不同方向的波道要將它們規(guī)劃到同一個(gè)交叉單元中，這樣可以有效地避免在外部跳纖來(lái)實(shí)現(xiàn)通道的連接。
2.2.2省內(nèi)干線傳送網(wǎng)OTN組網(wǎng)
（1）組網(wǎng)拓?fù)?/p>
組網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)：將省會(huì)城市的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)作為中心，擔(dān)任匯聚和收集各地市業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。光纜網(wǎng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)：各地市的節(jié)點(diǎn)以省會(huì)城市的節(jié)點(diǎn)作為中心，且分布在各個(gè)環(huán)線之上。
（2）網(wǎng)絡(luò)波道規(guī)劃
ONT網(wǎng)絡(luò)組織的環(huán)形結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)：省會(huì)的城市節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)多維狀態(tài)，而一般的地市級(jí)節(jié)點(diǎn)只能支持兩維。
2.2.3城域傳送網(wǎng)OTN組網(wǎng)
城域傳送網(wǎng)OTN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同的組建方式是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小來(lái)確定的，主要分為大規(guī)模形式的城域傳送網(wǎng)和中小規(guī)模形式的城域傳送網(wǎng)，下面舉例說(shuō)明。
（1）組網(wǎng)模式的拓?fù)?/p>
從城域傳送網(wǎng)的整體來(lái)看，它的規(guī)模相對(duì)較大且核心的節(jié)點(diǎn)數(shù)量也比較多，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量也大。在這種傳輸網(wǎng)絡(luò)中核心層是專門負(fù)責(zé)提供核心節(jié)點(diǎn)之間的中繼電路，同時(shí)也負(fù)責(zé)各種業(yè)務(wù)的調(diào)度，且能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的大容量調(diào)度和多業(yè)務(wù)同時(shí)傳送的功能。
（2）網(wǎng)絡(luò)波道規(guī)劃
核心層和匯聚層可以組建獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)，在業(yè)務(wù)的初期可以根據(jù)實(shí)際情況只在核心層組建ONT傳輸網(wǎng)絡(luò)，在組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的時(shí)候要充分地考慮光纜網(wǎng)絡(luò)的連通程度和業(yè)務(wù)的流量和流向，匯聚層采用環(huán)形組建形式，每個(gè)環(huán)可以接到兩個(gè)核心的節(jié)點(diǎn)之上。
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，無(wú)線傳播領(lǐng)域正在引發(fā)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，就在這一兩年間，無(wú)線數(shù)字媒體的類型驟然豐富，除傳統(tǒng)媒體之外，手機(jī)電視、車載移動(dòng)電視，樓宇分類電視，多媒體信息亭、地鐵多媒體信息系統(tǒng)等新興媒體紛紛涌現(xiàn)，移動(dòng)接收是個(gè)熱點(diǎn)，尤其是廣播電視的移動(dòng)接收，成為發(fā)展方向之一。現(xiàn)階段,廣播的移動(dòng)接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動(dòng)接收問(wèn)題要比廣播的移動(dòng)接收困難得多，所以至今還沒(méi)有得到很好解決。但我覺(jué)得，已經(jīng)快接近目標(biāo)。
一、數(shù)字電視地面廣播（DTTB）
在現(xiàn)代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等，加上地面無(wú)線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國(guó)數(shù)字電視按信號(hào)傳輸方式可以分為地面無(wú)線傳輸數(shù)字電視、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視、有線傳輸數(shù)字電視三類。而移動(dòng)電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應(yīng)用。數(shù)字電視地面廣播在應(yīng)用需求上要求實(shí)現(xiàn)移動(dòng)和便攜接收的功能，使整個(gè)技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無(wú)線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點(diǎn)，較之衛(wèi)星接收，有實(shí)現(xiàn)容易、價(jià)格低廉的特點(diǎn)；較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭(zhēng)等因素造成的斷網(wǎng)影響；數(shù)字電視地面廣播通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)天線發(fā)射無(wú)線電波，覆蓋電視用戶，用戶通過(guò)接收天線和電視機(jī)收看電視節(jié)目，主要的受眾也是針對(duì)本地區(qū)的。完善的數(shù)字電視地面廣播系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應(yīng)用與寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)；而移動(dòng)和便攜的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會(huì)"信息到人"的要求，也就是無(wú)論何人何時(shí)在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動(dòng)接收所遇到的主要問(wèn)題
移動(dòng)接收采用的方式是無(wú)線數(shù)字信號(hào)發(fā)射、地面接收。因此，移動(dòng)接收所遇到的問(wèn)題之一就是衰落，這是所有無(wú)線通信系統(tǒng)都會(huì)遇到的問(wèn)題。對(duì)于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服，但對(duì)于移動(dòng)接收而言分集接收的方法顯然不實(shí)用，因此衰落問(wèn)題尤為突出。電波在沿地表傳播中會(huì)受到各種阻礙物的反射、散射和吸收，實(shí)際到達(dá)收信天線處的電波除了來(lái)自發(fā)射天線的直接波外，還存在來(lái)自各種物體（包括地面）的反射波和散射波。反射波和散射波在收信天線處形成干涉場(chǎng)，此外，在移動(dòng)通信中，還存在因移動(dòng)臺(tái)（天線）的快速移動(dòng)而劃過(guò)顛簸的波節(jié)和波幅的駐播現(xiàn)象及由于多普勒效應(yīng)而造成的相移，凡此種種原因，就使得實(shí)際移動(dòng)臺(tái)接收到的場(chǎng)強(qiáng)在振幅和相位上均隨時(shí)隨地在急驟變化，使信號(hào)很不穩(wěn)定，這就是無(wú)線電波的衰落現(xiàn)象。衰落的嚴(yán)重程度通常隨頻率或路徑長(zhǎng)度的增加而增大。目前還無(wú)法對(duì)衰落進(jìn)行精確的預(yù)測(cè)，但區(qū)分繞射衰落和多徑衰落兩種不同類型的衰落是十分重要的。前者為慢衰落，短期信號(hào)中值電平在長(zhǎng)期中的起伏；后者為快衰落，即瞬時(shí)信號(hào)電平在短期中的起伏。這兩種衰落的表現(xiàn)和影響是不同的。另外，與其他無(wú)線通信系統(tǒng)不同的是，移動(dòng)接收的關(guān)鍵點(diǎn)是移動(dòng)。因此，移動(dòng)接收還存在一個(gè)其他無(wú)線通信不會(huì)遇到的問(wèn)題，這就是多普勒效應(yīng)。
在日常生活中，我們會(huì)注意到遠(yuǎn)處迎面駛來(lái)發(fā)出警報(bào)聲的警車在離你越近時(shí)，汽笛聲的音調(diào)越高。從警車到達(dá)你所在位置開始，音調(diào)開始降低，而當(dāng)警車離開你后，聽(tīng)到的音調(diào)會(huì)越來(lái)越低，這種現(xiàn)象就稱為多普勒效應(yīng)。奧地利物理學(xué)家多普勒是這樣解釋這種現(xiàn)象的：朝你駛來(lái)的警車發(fā)出的聲波對(duì)你而言稍微壓縮從而相對(duì)集中，這時(shí)你聽(tīng)到的聲音波長(zhǎng)短于該聲源靜止時(shí)的波，而短波音調(diào)是高的。相反，離你而去的聲源的聲波稍微擴(kuò)散，這時(shí)你聽(tīng)到的波長(zhǎng)比該聲源靜止時(shí)的波長(zhǎng)長(zhǎng)，長(zhǎng)波音調(diào)是低的，這樣的效應(yīng)對(duì)電磁波同樣適用。比如一個(gè)趨近我們的天線發(fā)出的信號(hào)，它的頻率高于該天線相對(duì)于我們靜止時(shí)的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變短；相反，一個(gè)離我們遠(yuǎn)去的天線發(fā)出的信號(hào)，其頻率則會(huì)低于該天線在相對(duì)我們靜止時(shí)相對(duì)于我們的頻率，波長(zhǎng)相對(duì)變長(zhǎng)。同時(shí)波長(zhǎng)的位移量與天線的運(yùn)動(dòng)速度存在正比關(guān)系，即速度越快，則波長(zhǎng)移動(dòng)越大。以上現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)（Doppler）。系統(tǒng)方面，移動(dòng)接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè)，接收機(jī)（特別是便攜機(jī)）的耗電，接收天線的安裝等問(wèn)題。從基本原理考慮，模擬廣播電視信號(hào)是不宜實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接收的。為了解決移動(dòng)接收中遇到的問(wèn)題，廣播電視信號(hào)必須首先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。利用數(shù)字技術(shù)無(wú)線接收，可有效解決以上問(wèn)題。只要在信號(hào)有效覆蓋范圍內(nèi)，所有移動(dòng)交通工具，只要配有接收設(shè)備，都可以接收數(shù)字移動(dòng)電視信號(hào)。
三、移動(dòng)接收中的關(guān)鍵技術(shù)--OFDM
OFDM是正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）的縮寫，是在嚴(yán)重電磁干擾的通信環(huán)境下保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整傳輸?shù)募夹g(shù)措施。OFDM的基本原理是：高速信息數(shù)據(jù)流通過(guò)串/并變換，分配到速率相對(duì)較低的若干子信道中傳輸，每個(gè)子信道中的符號(hào)周期相對(duì)增加，這樣可減少因無(wú)線信道多徑時(shí)延擴(kuò)展所產(chǎn)生的時(shí)間彌散性對(duì)系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外，由于引入保護(hù)間隔，在保護(hù)間隔大于最大多徑時(shí)延擴(kuò)展的情況下，可以最大限度地消除多徑帶來(lái)的符號(hào)間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護(hù)間隔，還可避免多徑帶來(lái)的信道間干擾。OFDM的特點(diǎn)是各子載波相互正交，擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可相互重疊，不但減少了子載波間的相互干擾，還大大提高了頻譜利用率。主要技術(shù)特點(diǎn)如下：1）可有效對(duì)抗信號(hào)波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸；2）通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力；3）各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過(guò)離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實(shí)現(xiàn)；OFDM能夠有效地對(duì)抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來(lái)的負(fù)面影響，使受到干擾的信號(hào)能夠可靠地接收。OFDM碼率低，又加入了時(shí)間保護(hù)間隔，具有極強(qiáng)的抗干擾能力。其多徑時(shí)延小于保護(hù)間隔，所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動(dòng)接收的幾種標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程中，都采用OFDM作為其核心技術(shù)。
3G是國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，第三代的最主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)。
13G技術(shù)概述
3G是“3rdGeneration”(第三代)的縮寫，即第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IMT-2000)，它是高速移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域的行業(yè)術(shù)語(yǔ)。狹義地講，3G就是指國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)確定的三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)：W-CDMA(寬頻分碼多重存取)、CDMA2000(多載波分復(fù)用擴(kuò)頻調(diào)制)和TDS-CDMA(時(shí)分同步碼分多址接入)。縱觀移動(dòng)通訊系統(tǒng)的發(fā)展歷史，模擬移動(dòng)手機(jī)被稱作“第一代”；數(shù)字移動(dòng)手機(jī)被列入“第二代”；而其后的發(fā)展技術(shù)被稱作“第三代”。當(dāng)前全球還存在多種第一代和第二代通訊系統(tǒng)，它們成為全球范圍內(nèi)普及單一通訊終端設(shè)備的一個(gè)阻力。另外，3G技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化，如何能夠支持單一通訊終端設(shè)備可以在全球范圍內(nèi)得到通用。3G技術(shù)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是支持全系列的移動(dòng)多媒體系統(tǒng)，其對(duì)多種數(shù)據(jù)速率提供靈活的支持，不僅可以傳送語(yǔ)音數(shù)據(jù)，還可以根據(jù)需要傳送視頻數(shù)據(jù)。使用3G網(wǎng)絡(luò)，我們可以傳輸需要高帶寬的應(yīng)用數(shù)據(jù)，它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2Mbps(兆字節(jié)/每秒)、384kbps(千字節(jié)/每秒)以及144kbps的傳輸速度。
23G發(fā)展的必然性
由于第二代（2G）系統(tǒng)頻譜資源的有限性、頻譜利用率的較低性、支持移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的局限性，以及2G系統(tǒng)之間的不兼容性，因而導(dǎo)致了系統(tǒng)的容量較小、難以滿足高速寬帶業(yè)務(wù)的需求和不能實(shí)現(xiàn)用戶全球漫游等不足，發(fā)展3G移動(dòng)通信將是第二代移動(dòng)通信前進(jìn)的必然結(jié)果。
發(fā)展3G的原動(dòng)力有市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)兩方面原因。從市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方面看，發(fā)展3G可以滿足未來(lái)移動(dòng)用戶容量的需求，并且可以提供移動(dòng)數(shù)據(jù)和多媒體通信業(yè)務(wù)。從技術(shù)驅(qū)動(dòng)上看，發(fā)展3G是更高頻譜效率的要求，是各大網(wǎng)絡(luò)兼容性的要求，是全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無(wú)縫覆蓋，全球漫游的要求所決定的。
3G可使人們享受到更多的通信樂(lè)趣，除了獲得更清晰的話音業(yè)務(wù)外，還可以隨時(shí)隨地通過(guò)個(gè)人移動(dòng)終端進(jìn)行多媒體通信，比如上網(wǎng)瀏覽、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)、實(shí)時(shí)股市行情查詢、可視電話、移動(dòng)電子商務(wù)、交互游戲，無(wú)線個(gè)人隨身聽(tīng)和視頻傳送等。3G移動(dòng)電話將成為人們生活和工作的好幫手。33G的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
在ITU確認(rèn)的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，目前己經(jīng)形成主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：有基于FDD方式的WCDMA和CD-MA2000、基于TDD方式的TD-SCDMA。
3.1WCDMA
由3GPP1的WCDMA方案與3GPP2的CDMA2000方案的直接擴(kuò)頻(DS)部分融合而來(lái)，主要源于歐洲的ETSI和日本的ARIB標(biāo)準(zhǔn)化組織，主要倡導(dǎo)者有愛(ài)立信和諾基亞等公司。它的核心網(wǎng)基于GSM-MAP，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式提供基于ANSI-41的運(yùn)行能力。WCDMA系統(tǒng)能同時(shí)支持電路交換業(yè)務(wù)(如PSTN.ISDN)和分組交換業(yè)務(wù)(如IP網(wǎng))。該系統(tǒng)使用靈活的無(wú)線協(xié)議，可在一個(gè)載波內(nèi)同時(shí)支持話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，并通過(guò)透明或非透明傳輸支持實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。
3.2CDMA2000
即3GPP2提交方案中的多載波(MC)方案，源于美國(guó)TIA(電話工業(yè)協(xié)會(huì))的TR45.5標(biāo)準(zhǔn)，由美國(guó)高盛公司提出。CDMA2000是從CDMAOne發(fā)展而來(lái)，目的是為已有的CDMA運(yùn)營(yíng)商平滑升級(jí)到3G提供途徑，核心是Lucent，Motorola，Nortel和Qualcomm聯(lián)合提出的寬帶CDMAOne技術(shù)。主要特點(diǎn)是與現(xiàn)有的TIA/EIA-95-B標(biāo)準(zhǔn)向后兼容，并與IS-95B系統(tǒng)的頻段實(shí)現(xiàn)共享或重疊，使運(yùn)營(yíng)商可在IS-95B系統(tǒng)的基礎(chǔ)上平滑地過(guò)渡，保護(hù)已有投資。CDMA2000的核心網(wǎng)基于ANSI-41，但經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式；也可提供基于GSM-MAP核心網(wǎng)上的運(yùn)行能力。
3.3TD-SCDMA
它是一種高性能和低成本的系統(tǒng)，是在TDD模式下，采用在周期重復(fù)的時(shí)間幀里傳輸基本的TDMA突發(fā)脈沖的工作模式(和GSM相同)，通過(guò)周期性地切換傳輸方向，在同一載波上交替地進(jìn)行上下行鏈路傳輸?？梢钥刂粕舷滦械陌l(fā)送時(shí)間，發(fā)送時(shí)間段內(nèi)不接受，接受時(shí)間段內(nèi)不發(fā)送，且可靈活控制和改變發(fā)送和接受的時(shí)段長(zhǎng)短比例。其優(yōu)勢(shì)是上下行鏈路間的轉(zhuǎn)折點(diǎn)可因業(yè)務(wù)的不同而認(rèn)識(shí)調(diào)整。對(duì)于因特網(wǎng)等非對(duì)等業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸，下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量，可增加下行的時(shí)段時(shí)間，縮短上行的時(shí)段時(shí)間，以達(dá)到高效傳送非對(duì)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目的，從而實(shí)現(xiàn)3G所要求的兩類業(yè)務(wù)(對(duì)稱的電路交換業(yè)務(wù)和非對(duì)稱的分組交換業(yè)務(wù))。
43G系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題
4.1多徑衰落
這存在于所有的移動(dòng)通信系統(tǒng)中。無(wú)線電波在傳播過(guò)程中將發(fā)生折射、反射和散射，從而產(chǎn)生多條傳播路徑。不同路徑的信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí)，由于天線的位置、方向和極化不同，使接收信號(hào)的幅度、相位起伏變化，產(chǎn)生嚴(yán)重的衰落現(xiàn)象。為了保證通信質(zhì)量，不得不增加信號(hào)功率，這就直接影響了系統(tǒng)的容量。
4.2時(shí)延擴(kuò)展
不同路徑的信號(hào)有不同的傳播時(shí)延，當(dāng)時(shí)延超過(guò)檢測(cè)脈沖寬度的10%時(shí)，脈沖間的干擾就明顯存在，從而限制了移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)速率。
4.3多址干擾
由于3G系統(tǒng)采用CDMA技術(shù)，即采用不同的擴(kuò)頻碼字來(lái)區(qū)分用戶，這就要求各用戶的擴(kuò)頻碼具有強(qiáng)自相關(guān)性和弱互相關(guān)性。但實(shí)際上各用戶間的互干擾不可能完全消失，所以CDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，就是說(shuō)來(lái)自本小區(qū)和鄰近小區(qū)用戶的干擾成了決定系統(tǒng)容量和性能的主要因素。多址干擾是3G系統(tǒng)所特有的一種干擾。
4.4遠(yuǎn)近效應(yīng)
在各移動(dòng)臺(tái)均以相同功率發(fā)射信號(hào)時(shí)，基站接收到的近處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率將遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)功率。遠(yuǎn)近效應(yīng)就是指近處大功率信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)處小功率信號(hào)產(chǎn)生的很強(qiáng)的干擾。它也是一類多址干擾，不過(guò)在3G系統(tǒng)中這種多址干擾表現(xiàn)十分突出。
