第四代移動(dòng)通信系統的跨層設計
第四代移動(dòng)通信系統的跨層設計
【摘要】隨著(zhù)移動(dòng)通信業(yè)務(wù)增加，通信行業(yè)已經(jīng)普及了第三代通信系統。
但是，3G已不能滿(mǎn)足人們對于通信服務(wù)的更多需求，所以，通信公司全面的展開(kāi)了對第四代移動(dòng)通信系統4G的鋪設、研究并隨之將進(jìn)行使用。
4G綜合了第一代、第二代和第三代通信系統的各類(lèi)優(yōu)點(diǎn)，更全面的發(fā)展了通信行業(yè)。
本文對第四代通信系統的跨層設計給出了有利的思想提議。
【關(guān)鍵詞】4G技術(shù)4G的跨層設計
移動(dòng)通信經(jīng)過(guò)現代長(cháng)期的發(fā)展，主要有三個(gè)階段：1G、2G和3G。
每個(gè)階段都在不斷的創(chuàng )新發(fā)展，以實(shí)現更大的突破。
現如今，3G時(shí)代正值高潮，它的頻帶相對2G更寬，數據傳輸更快，系統的通信更方便以及廣泛應用無(wú)線(xiàn)傳輸提高了工作效率。
盡管這樣的3G，仍然的無(wú)法滿(mǎn)足人們對多媒體通信更高的需求，因此，對第四代移動(dòng)通信系統的研究是必要的，也是推動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然動(dòng)力。
一、4G概述
第四代移動(dòng)通信技術(shù)主要技術(shù)使用的是光帶接入式和網(wǎng)絡(luò )分布式，使用非對稱(chēng)傳輸，傳輸數據的速率高達2Mb/s，甚至更高。
4G提供了150Mb/s的影像服務(wù)，為用戶(hù)創(chuàng )造出了三維立體的圖像感，高質(zhì)量的為使用用戶(hù)服務(wù)。
通信4G系統主要有廣帶無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、廣帶無(wú)線(xiàn)固定接入、移動(dòng)廣帶系統以及互操作的廣播網(wǎng)絡(luò )。
二、4G主要技術(shù)
2.1IPv6
IPv6技術(shù)主要指的是，在第四代通信系統中數據流的傳輸都必須建立在上IP連接的一種全分組方式，IPv6技術(shù)已經(jīng)逐漸成為通信系統的主要技術(shù)之一。
在使用IPv6技術(shù)時(shí)，通過(guò)對IPv6的可移動(dòng)性、服務(wù)、地址進(jìn)行考慮，以便更好的進(jìn)行通信。
2.2正交頻分復用
正交頻分復用技術(shù)(OFDM)是一種多載波調制的技術(shù)。
在發(fā)送端，正交頻分復用技術(shù)就是合理的劃分信道進(jìn)，劃分出多個(gè)正交子信道，可以把高速傳播的數據信號轉換成并行低速傳送的子數據流，讓所有的子數據流在合適的子信道上傳送。
在接收端，接收到數據流后，使用一定的相關(guān)技術(shù)把正交信號進(jìn)行分塊處理，這樣既保證了信號的帶寬不會(huì )超過(guò)信道帶寬，又能減少各個(gè)信號之間的干擾，保證了信號傳送的準確性。
2.3軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)
軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是用現代化軟件來(lái)操縱、控制傳統的“純硬件電路”的無(wú)線(xiàn)通信，它采用的是數字信號處理，將寬帶模數變換器(A/D)及數模變換器(D/A)盡可能地靠近射頻天線(xiàn)，建立一個(gè)具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、開(kāi)放的硬件平臺，在這個(gè)硬件平臺上盡量利用軟件技術(shù)來(lái)實(shí)現電臺的各種功能模塊。
軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是軟件化、計算密集型的操作形式。
2.4定位
定位技術(shù)是計算和預定移動(dòng)終端進(jìn)行位置的一種跟蹤技術(shù)。
目前使用廣泛的定位技術(shù)有GPS衛星定位、藍牙定位、WIFI網(wǎng)絡(luò )定位、GPRS/CDMA移動(dòng)通訊技術(shù)定位以及PPD定位技術(shù)等。
在第四代移動(dòng)通信系統中，可在不同系統中移動(dòng)終端進(jìn)行通信的方式不同，所以要定位跟蹤移動(dòng)通信終端，從而保證通信數據的高質(zhì)量傳輸，提高通信質(zhì)量。
2.5智能天線(xiàn)
智能天線(xiàn)技術(shù)是指在陣列天線(xiàn)或波束間不產(chǎn)生切換的一種多波技術(shù)。
智能天線(xiàn)采用的是空分復用技術(shù)，由于信號在傳播方向上有所差別，所以可將同時(shí)隙、同頻率的信號劃分。
它可以成倍地擴展通信容量，并和其他復用技術(shù)相結合，最大限度地利用有限的頻譜資源。
另外采用智能天線(xiàn)可以有效的解決在移動(dòng)通信中的時(shí)延擴散、瑞利衰落、多徑、共信道干擾等現象，使通信質(zhì)量受到嚴重影響。
這一技術(shù)促進(jìn)了無(wú)線(xiàn)通信的快速發(fā)展，同時(shí)有效解決了頻譜資源供應缺乏的問(wèn)題，因此該技術(shù)對于4G系統的發(fā)展至關(guān)重要。
圖1為智能天線(xiàn)覆蓋面積同普通天線(xiàn)覆蓋面積對比。
三、第四代移動(dòng)通信系統的跨層設計
3.1設計難題
現如今在建設實(shí)現4G的過(guò)程中，也有一些需要解決的問(wèn)題：
(1)市場(chǎng)壓力。
有相關(guān)人士認為：當今技術(shù)在2G和3G之間過(guò)度，近期內3G網(wǎng)絡(luò )將會(huì )很快全部覆蓋，而隨著(zhù)使用3G的用戶(hù)越來(lái)越多，人們對3G的所有功能也越來(lái)越了解，3G也將成為一個(gè)過(guò)去，為滿(mǎn)足人們各方面的網(wǎng)絡(luò )需求，4G不得不成為當今網(wǎng)絡(luò )的熱點(diǎn)。
當3G普遍時(shí)，4G就會(huì )隨之涌出。
但是，4G相對3G是一個(gè)大的跨越，人們還需要一個(gè)適應過(guò)度期，所以在人們慢慢接受并適應4G的過(guò)程中，4G的發(fā)展與成長(cháng)就會(huì )受到一定的限制。
(2)太高速率不符合理論。
4G采用的是高速率傳輸，人們會(huì )覺(jué)的使用高速率傳輸上網(wǎng)極其快速又方便，但是，有一些相關(guān)的研究提出，4G的傳輸速率達到了100Mbit/s，這與實(shí)際達到的速率值不服，所以實(shí)際根本不會(huì )達到這個(gè)值，專(zhuān)家認為，要發(fā)展4G，必須解決速率問(wèn)題，將高速率運用的實(shí)際當中，為4G發(fā)展奠定基礎。
因此，4G的普及也需要解決傳輸速率的問(wèn)題。
(3)電磁兼容性差。
電磁兼容性是設備或系統在其電磁環(huán)境中不對運行的任何設備產(chǎn)生電磁騷擾的能力。
電磁兼容性包括兩個(gè)方面的要求：一方面是指設備在正常運行過(guò)程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁騷擾不能超過(guò)一定的限值;另一方面是指器具對所在環(huán)境中存在的電磁騷擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。
3.2跨層設計
對于第四代移動(dòng)通信系統的跨層設計首要的設計思想就是：打破傳統通信系統框架。
要發(fā)展4G，就不能拘泥于傳統的2G、3G的通信系統思想，要大膽的嘗試新的資源，能夠有效的聯(lián)合各協(xié)議層來(lái)傳遞狀態(tài)參數和質(zhì)量參數，充分利用還網(wǎng)絡(luò )資源，達到通信系統服務(wù)質(zhì)量的改善。
而今，有很多相關(guān)人士提出了多種跨層設計方案，比如，在無(wú)線(xiàn)通信中，分析TCP協(xié)議棧，利用信息的交換來(lái)實(shí)現優(yōu)化。
在實(shí)際應用中，無(wú)線(xiàn)信道參數和通信協(xié)議中頻譜的動(dòng)態(tài)特性相互照應，所以要找到相應的頻譜并對其進(jìn)行有效的管理及規劃，從而設計出一個(gè)跨層的管理方案，實(shí)現物理層通信協(xié)議棧的相互聯(lián)系。
四、結束語(yǔ)
當代移動(dòng)通信系統已經(jīng)成為各大系統的重要支柱。
在信息迅速發(fā)展的社會(huì )，移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)占領(lǐng)了信息企業(yè)的主流，而如今正在發(fā)展的4G作為移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的龍頭技術(shù)，帶領(lǐng)著(zhù)整個(gè)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
目前4G系統朝著(zhù)更快、更穩、更有效的方向發(fā)展，還向著(zhù)合理的價(jià)格發(fā)展。
第四代移動(dòng)通信系統的跨層設計可以提高各通信層次的相互性和自適應性，所以，跨層設計對第四代移動(dòng)通信系統的發(fā)展有著(zhù)至關(guān)重要是作用。
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