移動(dòng)通信多接入融合組網(wǎng)技術(shù)研究
時(shí)間:2022-11-26 08:24:32
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一、移動(dòng)通信技術(shù)概述
從第一代蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)誕生到現(xiàn)在,移動(dòng)通信技術(shù)大約每十年就會(huì)有新技術(shù)出現(xiàn)。當(dāng)前,移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展受到了廣泛的關(guān)注,最新一代移動(dòng)通信技術(shù)是無(wú)線技術(shù)的融合,有著數(shù)十Gbps的峰值速率以及ms級(jí)的端到端時(shí)延,能夠支撐106/km2的連接密度要求,具有高容量、覆蓋廣、靈活高效、智能化網(wǎng)絡(luò)管理等特點(diǎn)。
二、無(wú)線接入技術(shù)分析
1、Bluetooth技術(shù)。Bluetooth技術(shù)是一種通過(guò)便攜設(shè)備近距離的紅外線鏈路進(jìn)行的小范圍無(wú)線通信技術(shù),具有成本低、功耗小、安全性高等特點(diǎn)。但是由于Bluetooth技術(shù)受到距離的限制較大,因此如果與當(dāng)前的移動(dòng)通信技術(shù)組網(wǎng)會(huì)對(duì)兩者的融合發(fā)展產(chǎn)生一定的阻礙。2、ZigBee技術(shù)。ZigBee技術(shù)是一種基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)低功耗局域網(wǎng)協(xié)議的雙向無(wú)線通信技術(shù),主要的工作頻段為2.4GHz、868MHz以及915MHz,傳輸距離為10~75m。ZigBee技術(shù)目前較多應(yīng)用于智能傳感器中,具有成本低、功耗小、復(fù)雜度低的特點(diǎn),但是ZigBee技術(shù)的傳輸速率較低且穩(wěn)定性較差,因此與移動(dòng)通信技術(shù)組網(wǎng)的過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一定的問(wèn)題。3、WiFi技術(shù)。WiFi技術(shù)是一種基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線寬帶接入技術(shù),隨著WiFi技術(shù)的發(fā)展,目前使用較多的標(biāo)準(zhǔn)有802.11n以及802.11ac等,主要的工作頻段為2.4GHz、5GHz,其最高傳輸速率可到達(dá)到1Gbps。WiFi技術(shù)目前在住宅區(qū)、辦公區(qū)、高校區(qū)等地區(qū)都有著較為廣泛的應(yīng)用,具有速率高、組網(wǎng)靈活、成本低、移動(dòng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
三、融合組網(wǎng)技術(shù)與多接入融合組網(wǎng)技術(shù)探討
1、融合組網(wǎng)技術(shù)。在未來(lái),為了滿足人們對(duì)于無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰鞣N無(wú)線技術(shù)進(jìn)行融合是一種必然的發(fā)展趨勢(shì)。為了使不同的無(wú)線系統(tǒng)之間能夠各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì),協(xié)同工作、提高應(yīng)用效率,將會(huì)進(jìn)行多系統(tǒng)的融合,包括衛(wèi)星通信與地面移動(dòng)站通信系統(tǒng)的融合、蜂窩通信與寬帶接入、數(shù)字廣播、短距離通系統(tǒng)等的融合。其次,隨著人們的需求逐漸多樣化,多領(lǐng)域跨界融合也是一個(gè)重要的發(fā)展方向,通過(guò)將多領(lǐng)域的技術(shù)相互融合,實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的通信,從而對(duì)各種信息資源進(jìn)行傳輸和共享,使物聯(lián)網(wǎng)得到進(jìn)一步的發(fā)展。最后,為了向用戶提供更加優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的無(wú)線通信服務(wù),會(huì)進(jìn)行多接入、多層次的融合,從而實(shí)現(xiàn)靈活在多種制式網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換、降低網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、提高網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性,并使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本降低。2、多接入融合組網(wǎng)技術(shù)。1)融合組網(wǎng)的構(gòu)架。目前,移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)與WiFi進(jìn)行融合的方案主要包括以UMA為代表的3G與WiFi融合方案以及基于3GPP2的PDIF固定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)方案兩種。對(duì)于LTE網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),通過(guò)S2a、S2b、S2c接口將EPC接入LTE網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)與WiFi技術(shù)的融合是一種可行性較高的方案。而在移動(dòng)通信技術(shù)與Bluetooth技術(shù)進(jìn)行融合時(shí),一般是通過(guò)無(wú)線接入網(wǎng)的IP承載來(lái)進(jìn)行的。ZigBee技術(shù)與移動(dòng)通信技術(shù)的融合則尚無(wú)較好的搭載平臺(tái),但是可以利用橋接器的方式來(lái)進(jìn)行融合。2)融合組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)。為了解決移動(dòng)通信多接入融合組網(wǎng)時(shí)遇到的一些問(wèn)題,主要需對(duì)以下幾種技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注:(1)無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)。該技術(shù)是一種終端自動(dòng)認(rèn)證技術(shù),通過(guò)自動(dòng)認(rèn)證曾經(jīng)連接到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的設(shè)備,能夠使用戶的方便性大大提高。目前常用的無(wú)感知認(rèn)證技術(shù)包括PEAP、EAP-SIM/AKA以及MAC地質(zhì)認(rèn)證。(2)安全組網(wǎng)。由于在進(jìn)行移動(dòng)通信技術(shù)與WiFi、Bluetooth、ZigBee技術(shù)融合的過(guò)程中,會(huì)脫離運(yùn)營(yíng)商的物理隔離保護(hù),因此就需要通過(guò)軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)外以及訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)加密等方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)的安全性提供保障。(3)空口能力擴(kuò)展。由于新的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、傳輸速率等有著較高的要求,空口能力擴(kuò)展也面臨的巨大的挑戰(zhàn)。目前華為公司提出了F-OFDM、SCMA兩種空口技術(shù),可以為移動(dòng)通信技術(shù)融合組網(wǎng)提供重要的參考。(4)綠色低耗通信。在我國(guó)的基站布局中蜂窩通信占據(jù)了相當(dāng)大的比例,因此就需要在保證通信質(zhì)量的前提下最大程度上降低基站的能耗,通過(guò)靈活組網(wǎng)、使用綠色智能設(shè)備、對(duì)資源的高效調(diào)度、多層次網(wǎng)絡(luò)部署等實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)的綠色節(jié)能發(fā)展。
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,新一代的移動(dòng)通信技術(shù)相比于4G網(wǎng)絡(luò)具有更高的傳輸速率和資源利用率,能夠?qū)τ脩舻耐ㄐ刨|(zhì)量進(jìn)行較好的改善。而多接入融合組網(wǎng)技術(shù)能夠使移動(dòng)通信與無(wú)線接入技術(shù)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),取長(zhǎng)補(bǔ)短,使移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用效率得到進(jìn)一步的提高。
參考文獻(xiàn)
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作者:毛建洋 陳青松 單位:浙江省杭州市 三維通信股份有限公司