時間:2023-03-25 10:27:28
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇移動技術(shù)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。
1研究背景
隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能軟硬件的發(fā)展,移動技術(shù)正逐漸滲透到人們的日常生活中,改變著人們的學習、工作以及生活方式,加快了我國由制造型國家向創(chuàng)造型、創(chuàng)新型國家轉(zhuǎn)變的步伐。然而我國的教育模式仍然以應(yīng)試教育為主,以考試分數(shù)的高低來評價學生的能力。因此學生的創(chuàng)新、創(chuàng)造能力不能得到很好的培養(yǎng),而構(gòu)建創(chuàng)造型國家的關(guān)鍵在于培養(yǎng)創(chuàng)新、創(chuàng)造型人才,而創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)關(guān)鍵在于創(chuàng)新教育模式。2016年教育部的《教育信息化“十三五”規(guī)劃》中提出要“積極探索信息技術(shù)在‘眾創(chuàng)空間’,跨學科學習(STEAM教育)、創(chuàng)客教育等新的教育模式的應(yīng)用,著力提升學生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力,促進學生的全面發(fā)展”。創(chuàng)客教育的出現(xiàn)到風起云涌,為教育的改革創(chuàng)新提供了新的契機,正逐漸改變傳統(tǒng)的教育理念、模式以及方法。他能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,綜合實踐能力,讓學習變得更有意義。基于上述原因作為一線教師在教學中對高職媒體設(shè)計類課程進行了創(chuàng)客教育理念下的教學設(shè)計并進行了應(yīng)用,對課堂教學進行改革。
2創(chuàng)客和創(chuàng)客教育
在以學科整合為核心的STEM教育出現(xiàn)之后,隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的高速發(fā)展,以創(chuàng)造為主要目的的創(chuàng)客運動悄然興起,創(chuàng)客、創(chuàng)客空間等相關(guān)新名詞在教育領(lǐng)域相繼出現(xiàn)。創(chuàng)客起源于美國,源自英文單詞Maker。創(chuàng)客是指不以贏利為目的,借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能軟硬件設(shè)備努力把各種創(chuàng)意轉(zhuǎn)為現(xiàn)實的人群。他們沒有年齡、性別、種族之分,任何人都可以成為創(chuàng)客,創(chuàng)客們所從事的創(chuàng)造活動都是在創(chuàng)客空間親自動手實踐完成的,在此過程中由學生擔任創(chuàng)造者的角色,教師僅僅是支持者。創(chuàng)客、創(chuàng)客空間的興起使得創(chuàng)客教育應(yīng)運而生。創(chuàng)客教育指通過制定制度鼓勵學生開展創(chuàng)客活動,將理想變?yōu)楝F(xiàn)實,從而培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題以及獨立創(chuàng)造能力的一種教育方式。隨著創(chuàng)客教育的發(fā)展,創(chuàng)客不僅局限于在學校擁有創(chuàng)客空間,同時鼓勵在家里構(gòu)建家庭創(chuàng)客空間,在社區(qū)創(chuàng)建社區(qū)創(chuàng)客空間,從而培養(yǎng)學生創(chuàng)造意識,營造創(chuàng)新氛圍,通過網(wǎng)絡(luò)將學校、社區(qū)、家庭創(chuàng)客空間相互連接,形成創(chuàng)客網(wǎng)絡(luò)共同體。在創(chuàng)客網(wǎng)絡(luò)共同體中創(chuàng)客們可以分享自己的作品、產(chǎn)品,可以交流自己的創(chuàng)意。
2.1移動技術(shù)支持下創(chuàng)客課程設(shè)計
創(chuàng)客教育是一種將移動技術(shù)與教育相融合,以“做中學”為基本理念的一種培養(yǎng)創(chuàng)新人才教育模式。在“網(wǎng)頁設(shè)計”課堂教學中培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、藝術(shù)設(shè)計能力和創(chuàng)作思維,以實現(xiàn)每一位同學的創(chuàng)意能夠?qū)崿F(xiàn)。
2.1.1課程教學目標
“網(wǎng)頁設(shè)計”是計算機專業(yè)學生必修的一門專業(yè)課程,該課程的教學目標是學生在掌握網(wǎng)頁設(shè)計的理論基礎(chǔ)和軟件基本操作后,通過自主探究、小組合作完成每一個項目的制作,使學生通過將理論與實踐相結(jié)合,根據(jù)自己的創(chuàng)意最終能獨立設(shè)計并制作出一個完整的網(wǎng)站。
2.1.2課程教學內(nèi)容
“網(wǎng)頁設(shè)計”是一門綜合性較強的課程,它涉及多種學科知識的融合。其內(nèi)容主要劃分為3個模塊:界面設(shè)計、頁面布局、網(wǎng)站制作實戰(zhàn),課程共72個學時。(1)“界面設(shè)計”這一部分的主要內(nèi)容是學生通過閱讀教材或上網(wǎng)查閱資料,了解網(wǎng)頁設(shè)計的理論基礎(chǔ),網(wǎng)站建設(shè)的流程、發(fā)展趨勢、色彩搭配以及網(wǎng)頁設(shè)計的流行趨勢。最后教師將學生收集到的資料進行歸納,對學生自己所吸收的知識觀點進行積極地引導(dǎo)并提升。界面設(shè)計這部分內(nèi)容涉及藝術(shù)欣賞,學生之前多欣賞優(yōu)秀的網(wǎng)頁,多了解網(wǎng)頁設(shè)計的流行趨勢這對學生的動手操作打下了基礎(chǔ)。(2)“網(wǎng)頁布局”,布局指網(wǎng)頁文字、圖片、表格等元素等內(nèi)容如何設(shè)置才能吸引瀏覽者的注意力。對于這部分內(nèi)容學生通過上網(wǎng)瀏覽或閱讀書籍了解網(wǎng)頁布局的常見類型以及優(yōu)秀的網(wǎng)頁布局的特點,教師對學生收集的內(nèi)容進行總結(jié),然后針對常用的頁面布局類型用CSS語句進行實現(xiàn)。(3)“網(wǎng)站制作實戰(zhàn)”這部分主要鍛煉學生對網(wǎng)頁設(shè)計知識的綜合應(yīng)用。由于網(wǎng)頁設(shè)計是一門實踐性很強的課程所以這一部分是不可缺少的。主要以真實情景中問題需要為項目來源,利用小組合作的方式來提升學生們的創(chuàng)新能力、實踐動手能力和合作能力,最后學生們創(chuàng)作出一個體現(xiàn)自己創(chuàng)意的網(wǎng)站。
2.2課程教學資源的設(shè)計
“網(wǎng)頁設(shè)計”是一門綜合實踐性較強的課程,所以在這門課的教學中嘗試了創(chuàng)客教育模式,教室不是傳統(tǒng)的固定座椅的教室而是創(chuàng)客空間,教師不再是主講者而是支持者、引導(dǎo)者,學生不是參與者而是創(chuàng)造者。因此這門課程的教學資源教師會根據(jù)小組的實踐情況,推薦或提供相應(yīng)的資源,如微視頻、創(chuàng)客空間等。2.3課程教學過程的設(shè)計“網(wǎng)頁設(shè)計”這門課程需要在掌握基本的理論基礎(chǔ)后,通過進行大量的動手實踐才能制作出好的網(wǎng)站,所以在這門課程的教學過程中,將分配大量的時間在設(shè)計和制作這兩部分。首先,好的創(chuàng)意和功能模塊是網(wǎng)站的靈魂,有好的創(chuàng)意理念才能制作出好的網(wǎng)站。其次,制作部分涉及,的實踐有PS界面制作、html+css頁面布局以及后臺數(shù)據(jù)庫,這些都是要通過反復(fù)實踐練習才能充分掌握的。在實踐過程中,學生通過自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題從而完善鞏固自己的知識,激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。以學生小組合作制做主題網(wǎng)站為例,運用創(chuàng)客教育模式,開展教學,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維以及創(chuàng)造能力。學生小組合作制作網(wǎng)站,不僅鍛煉了學生網(wǎng)站設(shè)計與制作的能力,還能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,團隊合作。在這部分的課程內(nèi)容設(shè)計具體過程如下:(1)構(gòu)建創(chuàng)客團隊。由于這門課程的綜合性比較強,所涉及的具體內(nèi)容有PS設(shè)計、html+css頁面布局和數(shù)據(jù)庫這3個方面,因此首先通過調(diào)查了解學生對這幾塊內(nèi)容的興趣特長,然后對學生進行分組3~4人為1組,每一組中的學生都分別具備相關(guān)的特長。(2)確定創(chuàng)作的內(nèi)容主題。教師結(jié)合真實問題情景確定主題,如某公司的企業(yè)網(wǎng)站、學校的網(wǎng)站或供大家學習交流的網(wǎng)站等,這些網(wǎng)站都是存在于學生周圍,并且比較熟悉的內(nèi)容。學生可以根據(jù)教師給予的主題自己構(gòu)思、調(diào)查,相互討論將自己的創(chuàng)意想象得以充分發(fā)揮。(3)開始創(chuàng)作。創(chuàng)客們通過閱讀書籍,查閱網(wǎng)絡(luò)資源,相互交流動手將自己的實踐將創(chuàng)意進行創(chuàng)作,創(chuàng)客們在發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程中,學會思維,學會將知識融會貫通,從而一步將自己的創(chuàng)意轉(zhuǎn)變成自己的作品。教師在此過程中給學生提供所需要的資源、創(chuàng)客空間。當然在此過程中教師要給學生一個具體完成作品的時間,否則學生容易拖拉。(4)評價。在開展創(chuàng)客教學評價時,以過程評價為主,教師將從學生的學習過程、作品、小組間的互評來進行展開。對于作品的評價首先由小組成員進行展示作品并陳述作品的創(chuàng)意,以及在創(chuàng)作的過程中遇到的問題以及解決的方式方法,然后教師從審美、功能、創(chuàng)新性、完成程度等給予點評。
3結(jié)語
在傳統(tǒng)教學中,老師以講授為主,學生只是參與者被動地接受知識,在創(chuàng)客教學中教師僅僅是支持者,學生是主角創(chuàng)造者。由于受傳統(tǒng)教學的影響,在本次開展創(chuàng)客教學改革的過程中,有收獲同時也遇到了挑戰(zhàn)。學生的學習積極性有所提高,學生思考問題的能力、解決問題的能力顯著提升,自主學習的能力有所加強,當然也遇到了一些挑戰(zhàn)。開展創(chuàng)客教學的初衷是以學生學習、思考、實踐為主。對于成績好的學生而言,他們很樂意接受;而對于學習能力較弱,學習積極性不高的學生,他們感覺茫然,不知從何處入手。再者由于高職學生學習的主動性不強,所以只有2~3組的同學能主動開展創(chuàng)作,而其他的組采取被動、敷衍了事,甚至抱怨老師的態(tài)度。通過引導(dǎo)和轉(zhuǎn)變觀念,學生的學習情況雖然有好轉(zhuǎn),但從最終作品來看仍然不夠理想。
作者:王英彥 單位:義烏工商職業(yè)技術(shù)學院
第一代(即1G,是thefirstgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)的主要特征是采用模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)、有多種制式。我國主要采用TACS,其傳輸速率為2.4kbps,由于受到傳輸帶寬的限制,不能進行移動通信的長途漫游,只是一種區(qū)域性的移動通信系統(tǒng)。第一代移動通信系統(tǒng)在商業(yè)上取得了巨大的成功,但是其弊端也日漸顯露出來,如頻譜利用率低、業(yè)務(wù)種類有限、無高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盜聽和盜號、設(shè)備成本高、體積大、重量大。所以,第一代移動通信技術(shù)作為2O世紀80年代到90年代初的產(chǎn)物已經(jīng)完成了任務(wù)退出了歷史舞臺。
(二)第二代——數(shù)字移動通信系統(tǒng)
第二代(即2G,是thesecondgeneration的縮寫)移動通信系統(tǒng)是從20世紀90年代初期到目前廣泛使用的數(shù)字移動通信系統(tǒng),采用的技術(shù)主要有時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)兩種技術(shù),它能夠提供9.6-28.8kbps的傳輸速率。全球主要采用GSM和CDMA兩種制式,我國采用主要是GSM這一標準,主要提供數(shù)字化的語音業(yè)務(wù)級低速數(shù)據(jù)化業(yè)務(wù),克服了模擬系統(tǒng)的弱點。和第一代模擬移動蜂窩移動系統(tǒng)相比,第二代移動通信系統(tǒng)具有保密性強,頻譜利用率高,能提供豐富的業(yè)務(wù),標準化程度高等特點,可以進行省內(nèi)外漫游。但因為采用的制式不同,移動標準還不統(tǒng)一,用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進行漫游,還無法進行全球漫游,雖然第二代比第一代有更大的帶寬,但帶寬還是很有限,限制了數(shù)據(jù)的應(yīng)用,還無法實現(xiàn)高速率的業(yè)務(wù),如移動的多媒體業(yè)務(wù)。
(三)第三代——多媒體移動通信系統(tǒng)
隨著通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展和通信量的激增,未來的移動通信系統(tǒng)不僅要有大的系統(tǒng)容量,還要能支持話音、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等多種業(yè)務(wù)的有效傳輸。第二代移動通信技術(shù)根本不能滿足這樣的通信要求,在這種情況下出現(xiàn)了第三代
(即3c,是thethirdgeneration的縮寫)多媒體移動通信系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)在國際上統(tǒng)稱為IMT一2000,是國際電信聯(lián)盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz頻段的系統(tǒng)。與第一代模擬移動通信和第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)相比,第三代的最主要特征是可提供移動多媒體業(yè)務(wù)。
二、第四代移動通信系統(tǒng)的概念
4G也稱為廣帶接入和分布網(wǎng)絡(luò).具有超過2Mb/s的非對稱數(shù)據(jù)傳輸能力.對高速移動用戶能提供150Mb/s的高質(zhì)量的影像服務(wù).并首次實現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng).移動廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)).是集多種無線技術(shù)和無線LAN系統(tǒng)為一體的綜合系統(tǒng).也是寬帶lP接入系統(tǒng).在這個系統(tǒng)上.移動用戶可以實現(xiàn)全球無縫漫游.為了進一步提高其利用率.滿足高速率、大容量的業(yè)務(wù)需求.同時克服高速數(shù)據(jù)在無線信道下的多徑衰落和多徑干擾等眾多優(yōu)勢。
三、4G的關(guān)鍵技術(shù)
1.OFDM技術(shù)。它實際上是多載波調(diào)制MCM的一種.其主要原理是:將待傳輸?shù)母咚俅袛?shù)據(jù)經(jīng)串/并變換,變成在N個子信道上并行傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)流,再用N個相互正交的載波進行調(diào)制,然后疊加一起發(fā)送。接收端用相干載波進行相干接收,再經(jīng)并/串變換恢復(fù)為原高速數(shù)據(jù)。
2.多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是無線移動通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率,是下一代移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。MIMO系統(tǒng)采用空時處理技術(shù)進行信號處理,在豐富的散射環(huán)境下,空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)(如BLAST結(jié)構(gòu))可以獲得與天線數(shù)成正比的容量增長,從而極大地提高頻譜效率,增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率。但是當散射程度欠佳時,會引起信道間的空間相關(guān),尤其在室外環(huán)境下,由于基站的天線較高,從而角度擴展較小,其空間相關(guān)難以避免,在這種情況下MIMO不可能獲得所期望的數(shù)據(jù)傳輸速率。
3.切換技術(shù)。切換技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)移動終端在不同小區(qū)之間跨越和在不同頻率之間通信以及在信號質(zhì)量降低時如何選擇信道。它是未來移動終端在眾多通信系統(tǒng)、移動小區(qū)之間建立可靠通信的基礎(chǔ)。主要劃分為硬切換、軟切換和更軟切換.硬切換發(fā)生在不同頻率的基站或不同系統(tǒng)之間。第4代移動通信中的切換技術(shù)正朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
4.軟件無線電技術(shù)。軟件無線電是將標準化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺,利用軟件加載方式來實現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。通過下載不同的軟件程序,在硬件平臺上可實現(xiàn)不同功能,用以實現(xiàn)在不同系統(tǒng)中利用單一的終端進行漫游,它是解決移動終端在不同系統(tǒng)中工作的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號處理硬(DigitalSignalProcessHardware,DSPH)、現(xiàn)場可編程器件(FieldProgrammableGateArray,F(xiàn)PGA)、數(shù)字信號處理(DigitalSignalProcessor,DSP)等。
5.IPv6協(xié)議技術(shù)。3G網(wǎng)絡(luò)采用的主要是蜂窩組網(wǎng),而4G系統(tǒng)將是一個基于全lP的移動通信網(wǎng)絡(luò),可以實現(xiàn)不同類型的接入系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連。為了給用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù),使運營商管理更加方便、靈活,4G中將取代現(xiàn)有的IPv4協(xié)議,采用全分組方式傳送數(shù)據(jù)的IPv6協(xié)議。
四、發(fā)展趨勢
目前,4G移動通信還只處于實驗室研究開發(fā)階段。具體的設(shè)備和技術(shù)還沒有完全成型,后續(xù)的軟件開發(fā)還沒有啟動。這都會給4G的發(fā)展帶來很多難題,有待人們深入研究。但未來移動通信必將具有文中描述的這些基本特征:高速率、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸,完全集中的服務(wù)。無所不在的移動接入,高智能的多樣化的用戶設(shè)備。隨著新問題、新要求的不斷出現(xiàn)。第四代移動通信技術(shù)將會相應(yīng)地調(diào)整、完善和進一步發(fā)展。我們相信,不遠的將來,人們將會不受時間、地點限制,可以自由自在地利用移動網(wǎng)絡(luò)獲取和傳遞信息,從而使人們的學習、工作、生活發(fā)生更深刻的變化。
參考文獻:
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2移動通訊中移動IP節(jié)點技術(shù)的實現(xiàn)
2.1移動IP節(jié)點的關(guān)鍵技術(shù)
在移動通訊中,移動IP節(jié)點技術(shù)實現(xiàn)的需要依靠的技術(shù)有很多,其中關(guān)鍵的技術(shù)就是隧道技術(shù)(Tunneling)。隧道技術(shù)的種類包括IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝。RFC2004是這樣定義IP的最小封裝的:IP的最小封裝是一種可以選擇的隧道,其主要目的是為了能夠減少實現(xiàn)隧道所需要的額外字節(jié)數(shù),這個過程需要去掉IP的IP封裝中的內(nèi)層IP報頭和外層IP的報頭的冗余部分才能實現(xiàn)。
2.2移動IP節(jié)點的工作過程
通常情況下,移動IP的工作過程分為三個階段:發(fā)現(xiàn)、注冊和數(shù)據(jù)包傳送。在發(fā)現(xiàn)階段主要是由本地和外地進行周期性地廣播消息,這樣鏈路上的所有節(jié)點才能夠接收到這個消息,并對其進行檢查且決定它的連接方式是本地鏈路還是漫游鏈路。一般情況下,如果是漫游鏈路,移動節(jié)點就可以從廣播消息中得到需要轉(zhuǎn)交的地址。與此同時,移動節(jié)點依據(jù)IP報頭來由此判斷自己所處的位置,如果原IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴和移動節(jié)點的本地地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相同,那么就可以確定移動節(jié)點處于本地鏈路上。由此,移動節(jié)點可以根據(jù)從廣播消息中得到ICMP路由器廣播部分的生存區(qū)域,并由這個階段去通知移動節(jié)點從同一個處接收到一個廣播的平均時間。
2.3移動IP節(jié)點的工作方式
移動IP節(jié)點主要有5個方面的基本工作方式,包括搜索、注冊、注銷、接受和發(fā)送數(shù)據(jù)包,接下來將對這五個方面進行詳細的分析。
2.2.1搜索
搜索是指在保證移動節(jié)點能夠正常運作的前提下,采用搜索的方式進行移動節(jié)點的尋找,從而能夠得出自己所在的位置。移動IP節(jié)點在這個過程中完成三個功能:首先是分析出自己當前的位置是位于本地鏈路上還是外地鏈路上;其次,檢查自己是否已經(jīng)切換到了鏈路上;最后,如果自己已經(jīng)位于外地鏈路上了,就可以獲取外地鏈路上的轉(zhuǎn)交地址。一般來說,在這個過程中需要由搜索完成兩條簡單的消息,分別是廣播消息和請求消息。通常,本地會通過廣播消息來進行移動節(jié)點功能的宣布,即當節(jié)點處于鏈路上時,才能夠成為本地的服務(wù)器,從而廣播消息,確定鏈路是否存在。這時就會出現(xiàn)兩種結(jié)果,當存在,移動節(jié)點就可以在廣播消息時獲得本地服務(wù)器的地址,相反的,當移動節(jié)點不能夠廣播消息時,才可以發(fā)送請求消息。由于請求消息希望能夠發(fā)送廣播消息,在一定的時間內(nèi),移動節(jié)點就會通過轉(zhuǎn)換鏈路來發(fā)送廣播。由此,這種請求消息的選擇是十分必要的。
2.2.2注冊、注銷制度
當完成搜索過程之后,才可以進行移動IP的注冊。這時,雖然移動節(jié)點已經(jīng)明確了自己的位置,但是注冊是一個必不可少的環(huán)節(jié)。一般來說,注冊的時間比較長,移動節(jié)點卻不能移動自己的位置,而且當注冊過期時,移動節(jié)點需要重新進行注冊。注冊的過程是要先將從外地鏈路上獲得的轉(zhuǎn)交地址移交給歸屬,使得過期的注冊重新生效,然后等到重新回到本地鏈路上時,就可以進行注銷操作了。
科學技術(shù)的飛速發(fā)展給各行各業(yè)帶來了挑戰(zhàn)和機遇,隨著廣播事業(yè)的不斷發(fā)展和進步,移動接收成為發(fā)展方向之一。廣播電視雖然有很長的歷史,但移動接收的進展卻不盡人意。即使是調(diào)頻廣播,在汽車高速行駛中的接收也往往遇到困難。電視的移動接收問題要比廣播的移動接收困難得多,所以至今還沒有得到解決,所以廣播電視的移動接收引起廣電界的重視。
一、移動電視
移動電視是數(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)用需求上要求實現(xiàn)移動和便攜接收的功能,使整個技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點,較之衛(wèi)星接收,有實現(xiàn)容易、價格低廉的特點;較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭等因素造成的斷網(wǎng)影響。移動和便攜的獨特優(yōu)勢使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會“信息到人”的要求,也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動接收制式
眾所周知,地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)目前有多種制式,除了國外正在使用的幾種標準外,還有我國自己提出的若干種制式。這些制式總體上可以分為單載波方式和多載波方式兩類,美國用的ATSC是單載波的,歐洲的DVB-T是多載波的。國外主要有三種數(shù)字電視地面廣播標準:歐洲的DVB-T(DigitalVideoBroadcasting-Terrestrial)、美國的ATSC(AdvancedTelevisionSystemsCommittee)和日本的ISDB-T(IntegratedServicesDigitalBroadcastingTerrestrial)(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播)。
ATSC采用的是單載波調(diào)制方式(VSB),抗多徑干擾和抗多譜勒效應(yīng)能力差,難以建立單頻網(wǎng)和進行移動接收。ISDB-T雖然支持單頻網(wǎng)和移動接收的應(yīng)用要求,但是該技術(shù)應(yīng)用較少。從世界各地對數(shù)字電視地面廣播標準的采用情況來看,DVB-T標準較ATSC和ISDB-T更具優(yōu)勢。DVB-T是歐洲D(zhuǎn)VB系列標準中較新的一個標準(此外還有有線數(shù)字電視標準DVB-C,以及衛(wèi)星數(shù)字電視標準DVB-S),也是最復(fù)雜的DVB傳輸系統(tǒng)。此標準是1998年2月批準通過的。DVB-T標準的核心是MPEG-2數(shù)字視音頻壓縮編碼,采用編碼正交頻分復(fù)用COFDM(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)調(diào)制方式,適用于大范圍多發(fā)射機的8k載波方式。為高清晰度電視(HDTV)信號傳輸提供大于20Mbps的凈荷碼率,支持簡單天線室內(nèi)固定接收。為標準清晰度電視(SDTV)信號傳輸提供大于5Mbps的凈荷碼率,并能在車速移動條件下支持移動接收。具有單頻組網(wǎng)能力。目前采用DVB-T標準的國家和地區(qū)有德國、西班牙、挪威等歐洲國家及澳大利亞、新加坡等其它國家。其中新加坡和德國等國將移動接收和手持設(shè)備作為主要方向。歐洲的DVB-T標準最初是為便攜和固定接收而設(shè)計,它采用的是COFDM(編碼正交頻分復(fù)用)多載波調(diào)制方式,其調(diào)制參數(shù)(如星座圖、編碼率、保護間隔等)可調(diào),可提供120種常規(guī)模式和1200種分級模式。隨后,針對DVB-T(DigitalvideobroadcastingTerrestrial)在移動接收中的不足,人們提出了一種DVB-H的制式專門用于移動接收,而原有的數(shù)字音頻廣播(DAB)也發(fā)展到播出多媒體。DVB-H(Digitalvideobroadcastinghandheld),通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標準。該標準是歐洲的數(shù)字電視標準DVB-T的擴展應(yīng)用。和DVB-T相比,DVB-H終端具有功耗更低、移動接收和抗干擾性更強的特點,因此該標準適用于移動電話、手持計算機等小型便攜設(shè)備通過地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)接收信號。也可以說DVB-H標準依托DVB-T傳輸系統(tǒng),通過增加一定的附加功能和改進技術(shù)使手機等手持便攜設(shè)備能夠在固定和移動狀態(tài)下穩(wěn)定地接收廣播電視信號。DVB-H采用時分數(shù)字多媒體廣播帶寬、以脈沖方式發(fā)送各頻道的數(shù)據(jù)。一般情況下,除接收所需頻道的數(shù)據(jù)外,調(diào)諧器電路在其它時間均處于關(guān)閉狀態(tài),因此可有效減少耗電。DVB-H的基本商業(yè)要求是用電池供電的小的屏幕移動終端。它應(yīng)該能夠在手提式的,移動的和室內(nèi)的環(huán)境中,使用單一天線接收多媒體業(yè)務(wù)。目前看來,數(shù)字移動電視非數(shù)字電視地面廣播莫屬。中國我國地面數(shù)字電視傳輸標準于2006年8月18日頒布(GB20600-2006),并自2007年8月1日起正式實施(國標地面數(shù)字電視標準簡稱為DTMB-DigitalTerrestrialMultimediaBroadcasting。較早時也稱為DMBTH)。DMB-TH采用了PN序列填充的時域同步正交頻分復(fù)用(TDS-OFDM)多載波調(diào)制技術(shù),這種獨特的先進技術(shù)有機地將信號在時域和頻域的傳輸結(jié)合起來,在頻域傳送有效載荷,在時域通過擴頻技術(shù)傳送控制信號以便進行同步、信道估計,實現(xiàn)快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤性能。DMB-TH具有自主知識產(chǎn)權(quán),能較好地支持移動接收,高清數(shù)字電視廣播,單頻組網(wǎng)。
三、小結(jié)
廣播電視的移動接收作為當前的技術(shù)熱點,盡管它的市場前景和受眾分析還有待進一步的研究,但它的技術(shù)還在發(fā)展中。它還有著信號衰落、多普勒效應(yīng)、覆蓋網(wǎng)的建設(shè),接收機(特別是便攜機)的耗電,接收天線的安裝等問題,所以要說哪一種制式最適合移動接收還為時尚早,因為每種制式都會根據(jù)市場的需要及時改進其技術(shù),從而改善其移動接收的性能。
參考文獻:
隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線傳播領(lǐng)域正在引發(fā)一場深刻的技術(shù)革命,就在這一兩年間,無線數(shù)字媒體的類型驟然豐富,除傳統(tǒng)媒體之外,手機電視、車載移動電視,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),移動接收是個熱點,尤其是廣播電視的移動接收,成為發(fā)展方向之一。現(xiàn)階段,廣播的移動接收算是在一定程度上解決了。但是電視的移動接收問題要比廣播的移動接收困難得多,所以至今還沒有得到很好解決。但我覺得,已經(jīng)快接近目標。
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,加上地面無線電視廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息主體。目前在我國數(shù)字電視按信號傳輸方式可以分為地面無線傳輸數(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)用需求上要求實現(xiàn)移動和便攜接收的功能,使整個技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。它具備無線數(shù)字系統(tǒng)所共有的優(yōu)點,較之衛(wèi)星接收,有實現(xiàn)容易、價格低廉的特點;較之有線接收不易受城市施工建設(shè)、自然災(zāi)害戰(zhàn)爭等因素造成的斷網(wǎng)影響;數(shù)字電視地面廣播通過電視臺制高點天線發(fā)射無線電波,覆蓋電視用戶,用戶通過接收天線和電視機收看電視節(jié)目,主要的受眾也是針對本地區(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)用與寬帶無線接入市場;而移動和便攜的獨特優(yōu)勢使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會"信息到人"的要求,也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。
二、移動接收所遇到的主要問題
移動接收采用的方式是無線數(shù)字信號發(fā)射、地面接收。因此,移動接收所遇到的問題之一就是衰落,這是所有無線通信系統(tǒng)都會遇到的問題。對于固定接收可以采用分集接收等方法予以克服,但對于移動接收而言分集接收的方法顯然不實用,因此衰落問題尤為突出。電波在沿地表傳播中會受到各種阻礙物的反射、散射和吸收,實際到達收信天線處的電波除了來自發(fā)射天線的直接波外,還存在來自各種物體(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,此外,在移動通信中,還存在因移動臺(天線)的快速移動而劃過顛簸的波節(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,就使得實際移動臺接收到的場強在振幅和相位上均隨時隨地在急驟變化,使信號很不穩(wěn)定,這就是無線電波的衰落現(xiàn)象。衰落的嚴重程度通常隨頻率或路徑長度的增加而增大。目前還無法對衰落進行精確的預(yù)測,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,短期信號中值電平在長期中的起伏;后者為快衰落,即瞬時信號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,與其他無線通信系統(tǒng)不同的是,移動接收的關(guān)鍵點是移動。因此,移動接收還存在一個其他無線通信不會遇到的問題,這就是多普勒效應(yīng)。
在日常生活中,我們會注意到遠處迎面駛來發(fā)出警報聲的警車在離你越近時,汽笛聲的音調(diào)越高。從警車到達你所在位置開始,音調(diào)開始降低,而當警車離開你后,聽到的音調(diào)會越來越低,這種現(xiàn)象就稱為多普勒效應(yīng)。奧地利物理學家多普勒是這樣解釋這種現(xiàn)象的:朝你駛來的警車發(fā)出的聲波對你而言稍微壓縮從而相對集中,這時你聽到的聲音波長短于該聲源靜止時的波,而短波音調(diào)是高的。相反,離你而去的聲源的聲波稍微擴散,這時你聽到的波長比該聲源靜止時的波長長,長波音調(diào)是低的,這樣的效應(yīng)對電磁波同樣適用。比如一個趨近我們的天線發(fā)出的信號,它的頻率高于該天線相對于我們靜止時的頻率,波長相對變短;相反,一個離我們遠去的天線發(fā)出的信號,其頻率則會低于該天線在相對我們靜止時相對于我們的頻率,波長相對變長。同時波長的位移量與天線的運動速度存在正比關(guān)系,即速度越快,則波長移動越大。以上現(xiàn)象就是多普勒效應(yīng)(Doppler)。系統(tǒng)方面,移動接收還要考慮覆蓋網(wǎng)的建設(shè),接收機(特別是便攜機)的耗電,接收天線的安裝等問題。從基本原理考慮,模擬廣播電視信號是不宜實現(xiàn)移動接收的。為了解決移動接收中遇到的問題,廣播電視信號必須首先實現(xiàn)數(shù)字化。利用數(shù)字技術(shù)無線接收,可有效解決以上問題。只要在信號有效覆蓋范圍內(nèi),所有移動交通工具,只要配有接收設(shè)備,都可以接收數(shù)字移動電視信號。中國三、移動接收中的關(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)流通過串/并變換,分配到速率相對較低的若干子信道中傳輸,每個子信道中的符號周期相對增加,這樣可減少因無線信道多徑時延擴展所產(chǎn)生的時間彌散性對系統(tǒng)造成的碼間干擾。另外,由于引入保護間隔,在保護間隔大于最大多徑時延擴展的情況下,可以最大限度地消除多徑帶來的符號間干擾。如果用循環(huán)前綴作為保護間隔,還可避免多徑帶來的信道間干擾。OFDM的特點是各子載波相互正交,擴頻調(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)特點如下:1)可有效對抗信號波形間的干擾,適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸;2)通過各子載波的聯(lián)合編碼,具有很強的抗衰落能力;3)各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過離散傅利葉反變換和離散傅利葉變換實現(xiàn);OFDM能夠有效地對抗衰落和多普勒現(xiàn)象帶來的負面影響,使受到干擾的信號能夠可靠地接收。OFDM碼率低,又加入了時間保護間隔,具有極強的抗干擾能力。其多徑時延小于保護間隔,所以系統(tǒng)不受碼間干擾的困擾。在有關(guān)移動接收的幾種標準的制定過程中,都采用OFDM作為其核心技術(shù)。
2.1無線數(shù)據(jù)——生機無限當前移動數(shù)據(jù)通信發(fā)展迅速,被認為是移動通信發(fā)展的一個主要方向。近年來出現(xiàn)的移動數(shù)據(jù)通信主要有兩種,一種是電路交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如TACS、AMPS和GSM中的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及GSM系統(tǒng)的HSCSD;另外一種是分組交換型的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),如摩托羅拉的DataTAC、愛立信的Mobitex和GSM系統(tǒng)的GPRS。
目前,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)只占GSM網(wǎng)絡(luò)全部業(yè)務(wù)量中的很小一部分,但是在未來的兩年中這種狀況將開始扭轉(zhuǎn),并大大改變。1999年以后,隨著HSCSD、GPRS等新的高速數(shù)據(jù)解決方案顯露崢嶸,并成為數(shù)據(jù)應(yīng)用的新焦點,無線數(shù)據(jù)將成為運營商經(jīng)營計劃中越來越重要的部分,它預(yù)示著未來大量的商業(yè)機遇。
(1)應(yīng)用驅(qū)動市場
無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要驅(qū)動力在于用戶的應(yīng)用。話音是單一的、易于被大眾所接受的業(yè)務(wù),然而無線數(shù)據(jù)則不同,無線數(shù)據(jù)最初的應(yīng)用重點放在運輸管理這樣的專業(yè)市場。近期無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的目標市場是銷售人員或現(xiàn)場工程師這樣的用戶群。從這些先發(fā)目標的應(yīng)用中積累無線數(shù)據(jù)的經(jīng)驗,并從中受益。
在過去的十年里,傳統(tǒng)的生活方式已經(jīng)在迅速改變,人們更經(jīng)常性地移動,職業(yè)和個人生活之間的分界變得模糊,人們需要不分時間、地點訪問很重要的信息。發(fā)生在用戶身上的這種生活方式的改變將成為驅(qū)動無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的重要因素。
(2)因特網(wǎng)的影響
和通信的其他領(lǐng)域一樣,無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的一個最重要的驅(qū)動力來自Internet。根據(jù)最近的研究,未來兩年歐洲的因特網(wǎng)用戶數(shù)量將翻一番。在我國,因特網(wǎng)用戶的年增長率將高達300%,顯然用戶在運動中接入因特網(wǎng)的需求將會增長。
為了滿足接入因特網(wǎng)的需求,一個全球性的開放協(xié)議——無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)應(yīng)運而生。WAP為將Internet的信息內(nèi)容以及增值業(yè)務(wù)傳送到移動終端提供了一種開放的通用標準,實現(xiàn)了IP與GSM網(wǎng)絡(luò)的橋接,是一個為廠商提供加速市場增長、避免網(wǎng)絡(luò)割接、保護運營商投資的標準,WAP確保任何與WAP兼容的GSM手機都能工作。
(3)數(shù)據(jù)速率的發(fā)展
GSM承載業(yè)務(wù)所提供的GSM數(shù)據(jù)速率最高只能達到9.6kbit/s。國際上1998年引入的高速電路交換數(shù)據(jù)(HSCSD)技術(shù)將實現(xiàn)57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,對要求連續(xù)比特率和傳輸時延小的應(yīng)用是理想的,如會議電視、電子郵件、遠程接入企業(yè)的局域網(wǎng)和無線圖像。1999年商用化的GPRS是第一個GSM分組數(shù)據(jù)應(yīng)用,將實現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率。對較短的“突發(fā)”類型業(yè)務(wù)是理想的,如信用卡認證、遠程測量和遠程事務(wù)處理。EDGE(增強數(shù)據(jù)速率GSM改進模式)使用修改過的GSM調(diào)制方式來實現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。EDGE會讓GSM運營商特別受益,他們不但可以贏得第三代移動通信的經(jīng)營執(zhí)照,還可以提供有競爭力的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
2.2個人多媒體通信——網(wǎng)絡(luò)演進的方向
對隨時隨地話音通信的追求使早期移動通信走向成功。移動通信的商業(yè)價值和用戶市場得到了證明,全球移動市場以超凡的速度增長。移動通信演進的下一階段是向無線數(shù)據(jù)乃至個人移動多媒體轉(zhuǎn)移,這一進展已經(jīng)開始,并將成為未來重要的增長點。個人移動多媒體將根據(jù)地點為人們提供無法想像的、完善的個人業(yè)務(wù)和無線信息,將對人們工作和生活的各個方面產(chǎn)生影響。在個人多媒體世界里,話音郵件和電子郵件被傳送到移動多媒體信箱中;短信將成為帶有照片和視頻內(nèi)容的電子明信片;話音呼叫將與實時圖像相結(jié)合,產(chǎn)生大量的可視移動電話,還將實現(xiàn)移動因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)瀏覽。像無線會議電視這樣的應(yīng)用將隨處可見,電子商務(wù)將蓬勃開展。對于運動中的用戶還有隨時隨地的各種信箱和娛樂服務(wù)。
3網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶化
在電信業(yè)歷史上,移動通信可能是技術(shù)和市場發(fā)展最快的領(lǐng)域。業(yè)務(wù)、技術(shù)、市場三者之間是一種互動的關(guān)系,伴隨著用戶對數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)需求的增加,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)向數(shù)據(jù)化、分組化發(fā)展,移動網(wǎng)絡(luò)必然走向?qū)拵Щ?/p>
通過使用電話交換技術(shù)和蜂窩無線電技術(shù),70年代末誕生了第一代模擬移動電話。AMPS(北美蜂窩系統(tǒng))、NMT(北歐移動電話)和TACS(全向通信系統(tǒng))是三種主要的窄帶模擬標準。第一代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一大成就就是去掉了將電話連接到網(wǎng)絡(luò)的用戶線。用戶第一次能夠在他們所在的任何地方無線接收和撥打電話。
第二代系統(tǒng)引入了數(shù)字無線電技術(shù),它提供更高的網(wǎng)絡(luò)容量,改善了話音質(zhì)量和保密性,并為用戶引入了無縫的國際漫游。今天世界市場的第二代數(shù)字無線標準,包括GSM、MMPS、PDC(日本數(shù)字蜂窩系統(tǒng))和IS95CDMA等,均仍為窄帶系統(tǒng)。
第三代移動系統(tǒng),即IMT-2000,是一種真正的寬帶多媒體系統(tǒng),它能夠提供高質(zhì)量寬帶綜合業(yè)務(wù)并實現(xiàn)全球無縫覆蓋。2000年以后,窄帶移動電話業(yè)務(wù)需求將依然很大,但隨著Internet等高速數(shù)據(jù)通信及多媒體通信需求的驅(qū)動,寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)將逐步增長,而且就未來信息高速公路建設(shè)的無縫覆蓋而言,寬帶移動通信作為整個移動市場份額的子集將顯得愈來愈重要。
第三代系統(tǒng)預(yù)計在2002年投入商用。
從第二代到第三代系統(tǒng)的變化并不像從第一代模擬網(wǎng)絡(luò)到第二代數(shù)字網(wǎng)絡(luò)那樣存在重大的技術(shù)變遷。從目前的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢來講,第二代系統(tǒng)將逐步子滑過渡到第三代系統(tǒng),在此演進過程中,移動網(wǎng)絡(luò)所能實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率逐步升級:GSM承載業(yè)務(wù)所能提供的數(shù)據(jù)速率為9.6kbit/s,1998年商用的HSCSD技術(shù)實現(xiàn)了57kbit/s的數(shù)據(jù)速率,1999年引入的GPRS將實現(xiàn)超過100kbit/s的數(shù)據(jù)速率,將在2000年引入的EDGE技術(shù)可實現(xiàn)超過300kbit/s的數(shù)據(jù)速率。2001年后投入商用的第三代系統(tǒng)將能夠在廣域網(wǎng)上實現(xiàn)384kbit/s的數(shù)據(jù)速率,在辦公室和家中還可以達到2Mbit/s。
4網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能化
移動通信需求的不斷增長以及新技術(shù)在移動通信中的廣泛應(yīng)用,促使移動網(wǎng)絡(luò)得到了迅速發(fā)展。移動網(wǎng)絡(luò)由單純地傳遞和交換信息,逐步向存儲和處理信息的智能化發(fā)展,移動智能網(wǎng)由此而生。移動智能網(wǎng)是在移動網(wǎng)絡(luò)中引人智能網(wǎng)功能實體,以完成對移動呼叫的智能控制的一種網(wǎng)絡(luò),是一種開放性的智能平臺,它使電信業(yè)務(wù)經(jīng)營者能夠方便、快速、經(jīng)濟、有效地提供客戶所需的各類電信新業(yè)務(wù),使客戶對網(wǎng)絡(luò)有更強的控制功能,能夠方便靈活地獲取所需的信息。移動智能網(wǎng)通過把交換與業(yè)務(wù)分離,建立集中的業(yè)務(wù)控制點和數(shù)據(jù)庫,進而進一步建立集中的業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和業(yè)務(wù)生成環(huán)境來達到上述目標。通過智能網(wǎng),運營公司可以最優(yōu)地利用其網(wǎng)絡(luò),加快新業(yè)務(wù)的生成;可以根據(jù)客戶的需要來設(shè)計業(yè)務(wù),向其他業(yè)務(wù)提供者開放網(wǎng)絡(luò),增加收益。
關(guān)于移動智能網(wǎng)的研究,早在1995年就已開始,剛開始并沒有具體的標準協(xié)議出現(xiàn),各廠商各自制定了自己的標準,并且據(jù)此進行了不少的研究工作,如Alcatel、Nortel、Ericsson等都先后推出了自己的初期產(chǎn)品。這些工作為最終移動智能網(wǎng)標準的形成積累了經(jīng)驗。
1997年末,美國蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(CTIA)制定了移動智能網(wǎng)的第一個標準協(xié)議——IS-41D協(xié)議。1998年1月,歐洲電信標準研究所(ETSI)在GSMphase2+階段引入了CAMEL協(xié)議(移動通信高級邏輯的客戶化應(yīng)用程序),當時的版本是Phase1。1998年4月,ITU-T在新推出的智能網(wǎng)能力集一2標準中描述了移動接入的功能實體,稱為CAMELphase2標準。
伴隨著移動網(wǎng)絡(luò)向第三代系統(tǒng)的演進,網(wǎng)絡(luò)的智能化程度也在不斷地提升。智能網(wǎng)及其智能業(yè)務(wù)是構(gòu)成未來個人通信的基本條件。
5更高的頻段
從第一代的模擬移動電話,到第二代的數(shù)字移動網(wǎng)絡(luò),再到將來的第三代移動通信系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)使用的無線頻段遵循一種由低到高的發(fā)展趨勢。1981年誕生的第一個具有國際漫游功能的模擬系統(tǒng)NMT的使用頻段為450MHz,1986年NMT變遷到900MHz頻段。我國目前的模擬TACS系統(tǒng)的使用頻段也為900MHz。在第二代網(wǎng)絡(luò)中,GSM系統(tǒng)的開始使用頻段為900MHz,IS-95CDMA系統(tǒng)為800MHz。為了從根本上提高GSM系統(tǒng)的容量,1997年出現(xiàn)了1800MHz系統(tǒng),GSM900/1800雙頻網(wǎng)絡(luò)迅速普及。2002年將投入商用的第三代系統(tǒng)IMT-2000則定位在2GHz頻段。
6更有效利用頻率
無線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動通信的飛速發(fā)展,頻譜資源有限和移動用戶急劇增加的矛盾越來越尖銳,出現(xiàn)了“頻率嚴重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動通信系統(tǒng)采用頻分多址方式,主要通過多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展,模擬系統(tǒng)已遠不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動通信比模擬移動通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù),數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小,因而頻率復(fù)用距離可以小一些,系統(tǒng)的容量可以大一些。而且,數(shù)字移動通信還可采用時分多址或碼分多址技術(shù),它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動通信系統(tǒng),其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進史。GSM采用時分多址制式,其對頻率的有效利用主要是通過頻率復(fù)用技術(shù)的不斷升級實現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式,到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復(fù)用技術(shù),頻率復(fù)用的密集度逐步提升,頻譜效率快速提高,GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS-95CDMA(窄帶)系統(tǒng),以無線技術(shù)的先進性和大容量等特點著稱。它以擴頻技術(shù)為基礎(chǔ),不同用戶的信號靠不同的編碼序列來區(qū)分,如果從頻域或時域來觀察,多個CDMA信號是相互重疊的,故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高,網(wǎng)絡(luò)容量更大。同時CDMA系統(tǒng)具有一定的過載能力,即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來第三代移動通信系統(tǒng)主流無線接入技術(shù)的WCDMA(寬帶碼分多址)能夠更高效地利用無線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線陣和相干解調(diào)(雙向)等技術(shù),網(wǎng)絡(luò)容量可得到大幅提高,可以更好地滿足未來移動通信的發(fā)展要求。
7網(wǎng)絡(luò)趨于融合,走向統(tǒng)一
7.1第三代移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
2、4G移動通信技術(shù)的安全缺陷繼解決措施
病毒,一般來說,是有些計算機操作人員惡意制造的一些計算機操作指令,載入在一些人們常用的軟件和網(wǎng)頁當中傳播,破壞計算機的信息安全。病毒對網(wǎng)絡(luò)通信的破壞是猝不及防的,而且其傳播速度很快,在很短的時間內(nèi)能讓成千上萬的文件或者程序受到攻擊。而且病毒自身繁殖性也很強,一旦遭到病毒侵害的程序就會自身復(fù)制,能夠像生物病毒一樣繁殖下去,對通信安全將造成巨大的危害。黑客,一般都擁有大量的計算機相關(guān)的技能,能夠輕易侵入別人的電腦或者拿別人的電腦當跳板再入侵其他的電腦來竊取用戶信息,或者破壞通信信息安全。黑客非法地對國家政府、軍事情報機關(guān)的網(wǎng)絡(luò)、軍事指揮系統(tǒng)、公司企業(yè)的計算機系統(tǒng)進行竊聽、篡改,以達到危害國家安全,破壞社會穩(wěn)定,致使企業(yè)造成損失,這將對用戶的通信安全產(chǎn)生巨大的威脅。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或者瀏覽器本身存在的安全缺陷,極易被一些惡意軟件攜帶的病毒攻擊,而這些病毒經(jīng)常不容易被發(fā)現(xiàn),最終對通信和信息交換造成破壞。科技不斷地發(fā)展,我們有信心解決以上提出的安全問題,為了有效地解決,我們在4G移動通信技術(shù)研究和開發(fā)的過程中一定要嚴密把控各方面的環(huán)節(jié),確保第四代移動通信技術(shù)對于用戶數(shù)據(jù)的信息安全。采取增加網(wǎng)絡(luò)防火墻,使用更加復(fù)雜的秘鑰等措施,提高系統(tǒng)的抗攻擊能力,在不影響數(shù)據(jù)安全和完整性的前提下,同時提高系統(tǒng)的恢復(fù)能力。同時,各國政府也要成立專門的機構(gòu),出臺相關(guān)的法律法規(guī),增加對網(wǎng)絡(luò)安全管理人員的培養(yǎng),普及安全知識,同時加大對安全保護措施的投資力度,對危害通信安全和網(wǎng)絡(luò)安全的不法分子嚴懲不貸。
近年來,4G通信技術(shù)在國外發(fā)展迅速。全球名氣較大的的移動手機制造商大多來自于歐洲,他們以強大的通信技術(shù)水平,壟斷了一大半的移動通信市場。2009年,瑞典首先推出了4G網(wǎng)絡(luò),到目前為止,瑞典仍然是全球4G網(wǎng)絡(luò)速度最快的國家,它的通信技術(shù)依然保持在全球的領(lǐng)先行列。美國作為科技大國,近年來也比較重視移動通信技術(shù)的發(fā)展。目前,美國的移動電話的普及率已經(jīng)達到了一半以上。但是,由于美國使用的頻譜資源與大部分的運營商使用的并不相同,這大大影響了美國網(wǎng)絡(luò)的下載速度,使其與下載速度較快的國家之間還存在一定的差距。
1.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
與同為亞洲國家的日本、韓國相比,我國移動通信技術(shù)的發(fā)展要慢得多。其中,我國香港地區(qū)的4G通信技術(shù)發(fā)展迅速,網(wǎng)絡(luò)速度排名全球第二。同時,在香港地區(qū),大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都具有了4G服務(wù)功能。在大陸地區(qū),4G通信技術(shù)主要被三家電信運營商所使用。隨著我國政府對4G技術(shù)的不斷關(guān)注,4G逐漸走進了我國人民的生活。由于4G技術(shù)具有極快的訪問速度,吸引了各大運營商的關(guān)注。但是近兩年,微信業(yè)務(wù)的推出給各大運營商造成了巨大的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的通信技術(shù)受到了極大的沖擊,而傳統(tǒng)技術(shù)帶來的利潤也隨之有所下降。因此,各大運營商在爭先恐后的使用4G通信技術(shù)的同時,也不能忽視這些挑戰(zhàn)所帶來的問題。所謂挑戰(zhàn)即為機遇,隨著越來越多的人使用網(wǎng)絡(luò),各個運營商為了提高流量帶來的收入,必將加快4G技術(shù)使用的腳步。
24G移動通信技術(shù)的特點
2.1具有較快的數(shù)據(jù)傳輸速度
隨著生活頻率的不斷加快,人們越來越適應(yīng)快節(jié)奏的生活。因此,在進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,人們也不斷的追求著高速度,力求節(jié)約不必要的傳輸時間。與3G通信技術(shù)相比,4G技術(shù)具有的比較明顯的特征是具有較高的數(shù)據(jù)傳輸速度。它的無線訪問速度較快,大約為100Mbbit/s。從理論上講,它的傳輸速度比3G技術(shù)快了20倍,更加符合現(xiàn)代人的需求,為使用網(wǎng)絡(luò)了人們節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)訪問的時間,使得人們能夠更加及時的獲得自己所需要的資訊。
2.2具有較強的抗干擾能力
一般來講,4G通信技術(shù)都是使用正交分頻多任務(wù)技術(shù)。這個技術(shù)的優(yōu)勢在于,在保存?zhèn)鹘y(tǒng)通信技術(shù)原有的服務(wù)的基礎(chǔ)上,增加了多種服務(wù),使得通信技術(shù)的服務(wù)范圍大幅度增加。同時,在進行大范圍服務(wù)的同時,可以使得系統(tǒng)的性能表現(xiàn)為最佳狀態(tài),更好地投入到使用中去。此外,4G通信技術(shù)具有較強的抗干擾能力,極大程度上阻擋了信號的干擾,具有很好的降噪能力。
2.3具有較高的智能性
通常來說,信號在傳輸過程會遇到不同的環(huán)境,有些傳輸?shù)沫h(huán)境具有一定的復(fù)雜性,這就需要較好的通信技術(shù),將信號良好的傳輸出去。4G移動通信技術(shù)具有較高的智能性,能夠極大程度上保證信號的傳送和接收。同時,在操作傳輸上,4G通信技術(shù)也具有較高的智能性。此外,4G技術(shù)具有較好的覆蓋功能,可以在必要的時候,進行高速變頻數(shù)據(jù)的輸出。
34G移動通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
3.1交互性干擾控制技術(shù)的不斷發(fā)展
交互性干擾有效控制技術(shù)是4G移動通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù),在4G移動通信技術(shù)的發(fā)展中起到了重要的作用。它主要使用交互的方式,有效的將通信設(shè)備之間的相互干擾降到最低。在傳輸過程中,當不存在其他信息的情況下,保證了通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性。同時,使移動信號的傳輸質(zhì)量也得到了極大的提高。因此,基于交互性干擾控制技術(shù)的優(yōu)勢,在未來發(fā)展過程中一定會得到更好的利用,最大程度的發(fā)揮其特點,不斷提高與改進,從而使得4G通信技術(shù)上升到更高的水平。
3.2多用戶自由檢測和識別技術(shù)得到廣泛利用
多用戶問題是移動通信技術(shù)發(fā)展過程中的重要問題之一,對移動通信技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。由于多用戶的存在,大量的干擾信號也會不斷產(chǎn)生,從而使得原本傳輸?shù)男盘柺艿綐O大的影響,降低了整個信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。因此,在未來4G通信技術(shù)的發(fā)展中,必須引進多用戶自由檢測和識別技術(shù),增加基站的信息容量。同時,運用多用戶識別技術(shù),還能夠擴大原來的信息覆蓋范圍,減少通信設(shè)施的建設(shè)。多用戶識別技術(shù)的廣泛利用,將會不斷提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量,確保通信信號的正常輸入與輸出。
3.3自我愈合型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起
一般來講,4G移動通信技術(shù)中都存在著智能處理器。通過智能處理器中的智能化設(shè)備,能夠有效地發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障,及時的處理問題。引進具有重構(gòu)功能的自我愈合型網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可以在4G通信技術(shù)中加入特殊的問答裝備,通過問答方式,可以將智能處理器中所發(fā)現(xiàn)的問題進行分析,將錯誤的問題篩選出來,及時進行改正。通過這種技術(shù),網(wǎng)絡(luò)中的各種不正常狀況都可以及時得到排除,從而確保了移動通信的正常運行,維護了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。
3.4無線功能的逐步穩(wěn)定化
無線功能的穩(wěn)定性,是衡量通信技術(shù)質(zhì)量的重要因素之一。因此,為了4G移動通信技術(shù)的發(fā)展進步,必須做好移動設(shè)備的節(jié)能工作。同時,必須引進無線電自動接收技術(shù),將移動通信技術(shù)的損耗降到最低。此外,損耗的降低也減少了能源的使用,與可持續(xù)發(fā)展相呼應(yīng),在保護環(huán)境的同時,實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的,更好地適應(yīng)了綠色發(fā)展的全球趨勢。
一、上海交通大學的AD丁B一數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敺桨?/p>
ADTB一T是一種“單載波”方案,其采用偏置正交幅度調(diào)制(OffsetQuadrateAm-plitudeModulationOQAM)采用4位或16位及32位OQAM變調(diào)方式,并在其中融入了獨特的平均化技術(shù),使用8MHz帶寬,擁有SMbit/s.lOMbitls,20Mbit/s三種傳輸模式。ADTB方案的工作過程大致為:各種數(shù)據(jù)碼流進入數(shù)據(jù)緩沖器,經(jīng)過擾碼、外編碼(RS編碼)、交織、內(nèi)編碼后,經(jīng)過同步信號插入、導(dǎo)頻插入、OQAM調(diào)制后形成基帶信號,再經(jīng)上變頻為射頻信號。圖1為ADT’B-T方案流程框圖。
其主要的技術(shù)組成和特點包括:有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):滿足靈活的綜合數(shù)字業(yè)務(wù)和抗干擾要求,雙導(dǎo)頻輔助同步技術(shù):穩(wěn)健的上下導(dǎo)頻輔助同步系統(tǒng),載波恢復(fù)和時鐘恢復(fù)更穩(wěn)健、可靠。采用級聯(lián)的交織內(nèi)外碼信道編解碼技術(shù)。由于采用單載波調(diào)制技術(shù),信號的峰均比低,載噪比門限低,.有利于頻譜規(guī)劃,做到更好的信號覆蓋,對抗相位噪聲的能力強,跟蹤快速變化信道的能力強。強大的對抗信道衰落的均衡技術(shù):多經(jīng)和前、后向回波。更多高效的接收處理技術(shù):普通高頻頭復(fù)雜的數(shù)字信號處理。大容量移動接收:移動條件下最高速率可達12Mbps。
二、清華大學。MB一下數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敺桨?/p>
清華大學DMB一T數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敺桨福捎昧薖N序列填充的時域同步正交頻分復(fù)用(TDS一OFDM)多載波調(diào)制技術(shù),有機地將信號在時域和頻域的傳輸結(jié)合起來,控制信號以便進行同步、育旨。在頻域傳送有效載荷,在時域通過擴頻技術(shù)傳送信道估計,實現(xiàn)快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤性能。
在技術(shù)上,針對插人強功率同步導(dǎo)頻的傳統(tǒng)OFDM調(diào)制方式,在傳輸系統(tǒng)的有效性、可靠性都受損失的缺陷,發(fā)明了基于PN序列擴頻技術(shù)的高保護同步傳輸技術(shù)和巧妙利用OFDM保護間隔的填充技術(shù),同時提高了傳輸系統(tǒng)的頻譜利用效率和抗噪聲干擾性能。針對地面數(shù)字電視廣播現(xiàn)有傳輸標準的信道估計迭代過程較長的不足,發(fā)明了新的TDS-OFDM信道估計技術(shù)(利用PN序列在接收端進行信道估計),提高了系統(tǒng)移動接收性能。應(yīng)用一種新的糾錯編解碼(FEC)(由格狀碼、卷積交織碼和R一S分組碼構(gòu)成的級聯(lián)碼)技術(shù),有效地改善了采用多載波OFDM技術(shù)系統(tǒng)誤碼門限差的現(xiàn)實,DMB-T還采用了不同于已有數(shù)字電視技術(shù)標準的與自然時間同步的分層復(fù)幀結(jié)構(gòu),來支持單頻網(wǎng)。單頻網(wǎng)不但能夠更好的支持移動數(shù)字電視服務(wù),而且能夠解決由單個發(fā)射機無法覆蓋的盲區(qū)問題。
三、兩種方案性能及特點分析
土海交通大學的ADTB一T數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敺桨甘且环N“單載波”方案,清華大學的DMB一T數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敺桨笧槎噍d波方式。本節(jié)從單載波與多載波角度對兩種方案性能及特點進行分析。
(1)誕生背景不同。前者是在自然災(zāi)害救援以及戰(zhàn)術(shù)信息網(wǎng)中伴隨著應(yīng)急通信需求不斷增長。后者是為了滿足無線通信迅速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及更高覆蓋質(zhì)量的需求。
(2)技術(shù)要求差異。異構(gòu)蜂窩網(wǎng)中微蜂窩基站、家庭基站等節(jié)點是為了縮短基站和用戶間的距離,提高局部地區(qū)覆蓋效果。移動式基站主要服務(wù)集群移動性的室外用戶。
(3)小區(qū)間干擾模型不同。基站的移動使得鄰居數(shù)量和位置變化,產(chǎn)生了復(fù)雜的干擾。而異構(gòu)蜂窩網(wǎng)中,家庭基站等節(jié)點隨機打開和關(guān)閉導(dǎo)致家庭基站以及宏基站的鄰居變化,這是干擾復(fù)雜的原因。
(4)基站覆蓋面積不同。異構(gòu)蜂窩網(wǎng)中的節(jié)點主要覆蓋小范圍的熱點區(qū)域。移動式基站網(wǎng)絡(luò)一般用于無固定蜂窩覆蓋或固定蜂窩網(wǎng)損壞的較大面積區(qū)域。
2移動式基站網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)實施方法上存在的問題
移動式基站網(wǎng)絡(luò)和固定部署的蜂窩網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)設(shè)計上有很多相同之處。例如,家庭基站的隨機開關(guān),導(dǎo)致家庭基站數(shù)量和位置不確定;在移動式基站網(wǎng)絡(luò)中,基站的移動導(dǎo)致鄰居的數(shù)量和位置也存在不確定性,所以他們都需要實時進行自配置和自優(yōu)化。兩者在技術(shù)實施的方法上也存在如下的問題:
(1)無線backhaul的可靠性。移動式基站必須使用無線的backhaul,相對于傳統(tǒng)的異構(gòu)蜂窩網(wǎng)絡(luò),要在低成本、高可靠的同時保證大帶寬。
(2)動態(tài)配置物理小區(qū)標識(PCI)。在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)中的家庭基站,當它們開機時必須動態(tài)配置PCIs,由于PCI數(shù)量有限,因而PCI也不可避免要進行復(fù)用。在移動式基站網(wǎng)絡(luò)中,基站鄰居的變化比異構(gòu)網(wǎng)更大,對PCI的動態(tài)配合要求更高。
(3)鄰居基站發(fā)現(xiàn)機制。在異構(gòu)蜂窩網(wǎng)以及移動式基站網(wǎng)絡(luò)中,都需要一個時效性強的鄰居發(fā)現(xiàn)機制來不斷更新大容量的鄰居列表。在設(shè)計鄰居發(fā)現(xiàn)機制時,可以借鑒異構(gòu)網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù),例如基站間通過backhaul的信令交互或者通過認知無線電設(shè)備來感知,但是要有更高的更新頻率。
(4)無線資源分配。異構(gòu)網(wǎng)中的家庭基站開機后工作狀態(tài)相對穩(wěn)定、位置固定,可以采用集中式的方法進行配置。在移動式基站網(wǎng)絡(luò)中,鄰居基站會大幅變化,拓撲結(jié)構(gòu)高度動態(tài),資源分配方法必須要求分布式。
(5)基站移動路徑規(guī)劃。如何合理的設(shè)計基站的運動路線來應(yīng)對不同的任務(wù)需求和動態(tài)變化的用戶分布是關(guān)系到移動式基站網(wǎng)絡(luò)效能的關(guān)鍵問題。
(6)用戶關(guān)聯(lián)與接入控制。移動中的基站對于某一個區(qū)域往往只會臨時存在,要優(yōu)化用戶關(guān)聯(lián)策略,合理在移動式基站間分配用戶來減少用戶掉話的概率以及均衡負載等。