Ⅰ 什麼是異構網路,什麼是同構網路具體的概述
隨著感測器技術、 嵌入式技術、 分布式信息處理技術和無線通信技術的發展, 以大量的具有微處理能力的微型感測器節點組成的無線感測器網路(WSN)逐漸成為研究熱點問題。
與傳統無線通信網路Ad Hoc網路相比, WSN的自組織性、 動態性、 可靠性和以數據為中心等特點, 使其可以應用到人員無法到達的地方, 比如戰場、 沙漠等。 因此, 可以斷定未來無線感測器網路將有更為廣泛的前景。
無線感測器網路
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式感測網路,由大量的靜止或移動的感測器以自組織和多跳的方式構成的無線網路,以協作地感知、採集、處理和傳輸網路覆蓋地理區域內被感知對象的信息,並最終把這些信息發送給網路的所有者。感測器、感知對象和觀察者構成了無線感測器網路的三個要素。
無線感測器網路所具有的眾多類型的感測器,可探測包括地震、電磁、溫度、濕度、雜訊、光強度、壓力、土壤成分、移動物體的大小、速度和方向等周邊環境中多種多樣的現象。潛在的應用領域可以歸納為: 軍事、航空、防爆、救災、環境、醫療、保健、家居、工業、商業等領域。
與傳統有線網路相比,無線感測器網路技術具有很明顯的優勢特點,主要的要求有: 低能耗、 低成本、 通用性、 網路拓撲、 安全、 實時性、 以數據為中心等。
無線感測器網路系統的典型結構
採用同構網路實現遠程監測的無線感測器網路系統典型結構, 由感測器節點、 匯聚節點、 伺服器端的PC和客戶端的PC四大硬體環節組成, 各組成環節功能如下。
圖1 遠程監測無線感測器網路系統結構框圖
感測器節點
部署在監測區域(A區), 通過自組織方式構成無線網路。 感測器節點監測的數據沿著其它節點逐跳進行無線傳輸, 經過多跳後達到匯聚節點(B區)。
匯聚節點
是一個網路協調器, 負責無線網路的組建, 再將感測器節點無線傳輸進來的信息與數據通過SCI( 串列通信介面)傳送至伺服器端PC。
伺服器端PC
是一個位於B區的管理節點, 也是獨立的Internet網關節點。 在LabVIEW軟體平台上面有兩個軟體: 一是對感測器無線網路進行監測管理的軟體平台VI, 即一個監測感測器無線網路的虛擬儀器VI; 二是Web Server軟體模塊和遠程面板技術(Remote Panel), 可實現感測器無線網路與Internet的連接。
客戶端PC
客戶端PC上無需進行任何軟體設計, 在瀏覽器中就可調用伺服器PC中無線感測器網路監測虛擬儀器的前面板, 實現遠程異地(C區)對感測器無線網路(A區)的監測與管理。
無線感測器網路中的感測器節點
1. 感測器及其調理電路
應根據無線感測器網路所在的地區環境特點來選擇感測器, 以適應環境溫度變化范圍、 尺寸體積等特殊要求。 感測器所配接的調理電路將感測器輸出的變化量轉換成能與A/D轉換器相適配的0~2.5 V或0~5 V的電壓信號。 當處於無電網供電地區時, 感測器及其調理電路都應是低功耗的。
2. 數據採集及A/D轉換器與微處理器系統
感測器節點中的計算機系統是低功耗的單片微處理器系統, 可以適應遠離測試中心、 偏遠地區惡劣環境的工作條件。 如美國德克薩斯州儀器(TI)公司生產的MSP430-F149A超低功耗混合信號處理器(Mixed Signal Processor), 它內部自帶采樣/保持器和12位A/D轉換器, 可對信號進行採集、 轉換以及對全節點系統進行指令控制和數據處理。
3. 射頻模塊
射頻模塊接收外部無線指令並將感測器檢測到的被測參量數據信息無線發送出去, 如TI公司的CC2420無線收發晶元。
Ⅱ 5g通信技術的大學生論文
5G通信是未來移動通信系統一個新的發展方向,當前這種技術還不是很成熟,處於探索和研發階段。下面是我帶來的關於5g通信技術論文的內容,歡迎閱讀參考!
5g通信技術論文篇一:《5G無線通信通信系統的關鍵技術分析》
摘要:5G無線通信是未來移動通信系統一個新的發展方向,當前這種技術還不是很成熟,處於探索和研發階段。筆者在對5G無線通信技術系統進行簡要介紹的基礎之上,重點針對了5G無線通信系統的大規模MIMO 技術、超密集異構 網路技術 和全雙工技術進行論述。
關鍵詞:5G無線通信大規模MIMO 技術全雙工技術超密集異構網路
引言:
經過了幾十年的發展,移動通信使得人們生活和工作得到了翻天覆地的變化。當今已進入了信息化發展的新時代,由於移動終端越來越普及,使得多媒體數據業務的需求量極具增長。可以預測到,移動通信網路將在2020年增長1000倍的容量和100倍的連接數,眾多的用戶接入以及很低的營運成本的需求也會隨之出現。因此,對5G 無線網路 技術的研究就顯得格外重要。鑒於此,筆者希望本文的論述能夠對5G無線通信網路技術的研究起到拋磚引玉的作用。
一、5G無線通信系統概述
5G無線通信和4G相比具有更高的傳輸速率,其覆蓋性能、傳輸時延以及用戶體驗方面比4G更加良好,5G通信和4G通信之間有效的結合將貴構成一個全新的無線移動通信網路促進其進一步擴展。當前國內外對5G無線通信技術的研究已經進入到了深入時期,如2013年歐盟建立的5G研研發項目METIS(mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)項目,中國和韓國共同建立的5G技術論壇以及我國的813計劃研發工程的啟動。
由此可以看出5G無線通信是移動互聯網在外來發展的最為重要的驅動力,將對移動互聯網作為未來新興業務的基礎平台起到了重要的推動作用。而當前在互聯網進行的各種業務大多都是通過無線傳播的方式進行,而5G技術對這種傳輸的效率和傳輸質量提出了更高的要求。而將5G通信系統和 其它 通信系統進行有效的結合以及無縫的對接是5G無線通信技術研究的主要方向和目標。因此,在5G無線蓬勃發展的今天,其技術的發展主要呈現出以下特點:
首先,5G通信技術系統更加註重用戶體驗,而良好的用戶體驗主要是以傳輸時延、3D交互游戲為主要支撐來實現。
其次,5G無線通信系統以多點和多用戶協作的網路組織是其與與其它通信系統相比最為明顯的特點和優勢,這種網路組織系統使得系統整體的性能得到了極大的提升。
再次,5G無線通信系統和其它通信系統相比應用到了較多的高端頻譜,但是高端頻譜無線電波穿透能力有限,因此,有線和無線相結合是系統採取的最為普遍的組成形式。
二、5G無線通信通信系統的關鍵技術
(一)大規模MIMO 技術
1技術分析
在多種無線通信系統中已經普遍採用了多天線技術,這種技術能夠有效的提升通信系統的頻譜效率,例如,3G系統、LTE、LTE-A、WLAN 等.頻譜效率是隨著天線數量的增多而效率隨之提高。MIMO信道容量的增加和收發天線的數量呈現出近似線性的關系,因此在5G無線系統內採取較多數量的天線是為了有效的提高系統容量。但是當前系統收發終端配備的收發天線數量不多,這是由於天線數量的增多使得系統的空間容量會被壓縮,並且多數量天線技術復雜所造成的。
但是,大規模MIMO 技術的優勢還是非常明顯的,主要體現在以下幾個方面:首先,大規模MIMO解析度更強,能夠更加深入挖掘到空間維度資源,從而使得多個用戶能夠在大規模MIMO的基站平台上實現同一頻率資源的同時通信,因此,使得能夠實現小規模數量基站的前提下高頻譜的信息傳輸。其次,大規模 MIMO抗干擾性能強,這是由於其能夠將波束進行集中。再次,能夠極大程度的降低發射功率,提高發射效率。
2我國的研究和應用現狀
我國對大規模MIMO 技術的研究主要是集中在信道模、信道容量以及傳輸技術等方面,在理論模型和實測模型方面的研究比較少,公認的信道模型當前還沒有建立起來,而且傳輸方案都是採用TTD系統,用戶數量少於基站數量使得導頻數和用戶數呈現出線性增長的關系。除此之外採用矩陣運算等非常復雜的運算技術來進行信號檢測和信息編碼。因此,我國要充分挖掘MIMO 技術的內在優勢,結合實際來對通信信道模型進行深入的研究,並且在頻譜效率、無線傳輸 方法 、合資源調配方法等方面應當進行更多的有效分析和研究。
(二)全雙工技術
所謂全雙工技術就是指信息的同時傳輸和同頻率傳輸的一種通信技術。由於無線網路通信系統在信息傳輸過程中傳輸終端和接受終端存在一種固有的信號自干擾。全雙工計劃蘇能夠充分的提高頻率利用率,以實現多頻率的信息的信息傳輸,從而改變了一般通信系統不能夠實現同頻率和雙向傳輸的技術現狀,因此這種技術已經成為無線通信技術當前研究的一個重要的關鍵點。這種技術應用在5G無線通信系統中能夠實現無線頻譜資源得到充分的挖掘和利用。當前5G無線通信系統由於接受信號的終端和發射信號的終端頻率之間存在著較大的差異,使得其產生自干擾的現象比較突出,是5G無線通信技術發展的一個主要瓶頸,因此,全雙工技術在5G無線通信系統內有效的應用使得信號自干擾的問題能夠通過相互抵消的方式得到有效的解決。通過模擬端干擾抵消、對已知的干擾信號的數字端干擾抵消等各種新的干擾技術的發展以及這些技術的有效結合使得極大多數信號之間的自干擾現象都基本上得到了有效的抵消。
(三)超密集異構網路技術
5G無線通信通信系統不僅包括無線傳輸技術,而且也包括後續演化的無線接入技術,因此,5G網路系統就是各種無線接入技術,例如,5G,4G,LTE, UMTS (universal mobile telecommunications system)以及wireless fidelity等技術共同組成的通信系統,在系統內部,宏站和小站共同存在,例如,Micro,Pico,Relay以及Femot等多層覆蓋的異構網路。在異構網路內部,運營商和用戶共同部署基站,而用戶部署的主要是一些功率較低的小站,並且節點的類型也比較多使得網路拓撲變得相當復雜。並且由於異構網路網路基站的密集程度較高,因此其網路節點和用戶終端之間的距離就更為接近,使得功率的效率和頻譜的效率以及網路系統容量等方面比一般通信網路系統更為優良。
雖然這種技術應用於5G無線網路通信系統中有著非常良好的發展前景,但是也存在著一些缺陷,這種缺陷主要表現在以下幾個方面:首先,由於節點之間比較密集使得節點之間的距離相應就比較短,這樣就會造成系統內會存在同種無線接入技術之間的同頻干擾的現象以及不同無線接入技術在共享頻譜之間分層干擾的現象,這種問題的解決有賴於對5G無線通信網路系統進一步的深入研究。其次,由於系統內存在著大量的用戶部署的節點,使得拓撲以及干擾圖樣呈現出范圍較大的動態變化。因此,要加強應對這種動態變化的相關技術的研究。
結束語
5G無線網路系統的建立是建立在現有無線網路技術的進步以及新的無線接入技術的研發的基礎之上,通過5G無線網路技術的進一步發展,將會在未來極大的拓展移動通信業務的應用領域和應用范圍。
參考文獻
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[3]楊綠溪.面向5G無線通信系統的關鍵技術綜述[J]。東南大學學報,2015(09).
5g通信技術論文篇二:《試談5G移動通信發展現狀及其關鍵技術》
【摘要】 第5代移動通信(5G)是面向2020年以後的新一代移動通信系統,其願景和需求已逐步得以確立,但相關技術發展目前仍處於探索階段。本文簡單介紹了5G移動通信的發展前景;概述了國內外5G移動通信的發展現狀及相關研發單位和組織的學術活動;重點針對5G移動通信中富有發展前景的若干項關鍵技術做了詳細的闡述,包括Massive MIMO、超密集異構網路、毫米波技術、D2D通信、全雙工無線傳輸、軟體定義網路、網路功能虛擬化和自組織網路等。
【關鍵詞】 5G 發展現狀 關鍵技術
前言
社會的進步,使人與人、人與萬物的交集越來越大,人們對通信技術的需求和更優性能的追求在當今變得更加迫切。無論是在移動通信起步的伊始,還是迅速發展的當下,人們對移動通信的追求都是更快捷,更低耗,更安全。第五代移動通信為滿足2020年以後的通信需求被提出,現今受到無數學人的關注。
第5代移動通信(fifth generation mobile communication network,5G)作為新一代的移動通信肩負著演進並創新現有移動通信的使命。它主要通過在當今無線通信技術的基礎上演進並開發新技術加以融合從而構建長期的網路社會,是新、舊無線接入技術集成後方案總稱,是一種真正意義上的融合網路。
一、5G發展現狀
移動通信界,每一代的移動無線通信技術,從最開始的願景規劃,到技術的研發,標準的制定,商業應用直至其升級換代大致周期都是十年。每一次的周期伊始,誰能搶占技術高地,更早的謀劃布局,誰就能在新一輪‘通信大洗牌’中獲得領先優勢。我國在5G之前的全球通信競備中一直是落後或慢於發達國家的發展速度,因而在新一輪5G通信的競備中國家是非常重視並給予了大力支持。2013年初,我國便成立了專項面對5G移動通信研究與發展的IMT-2020推進組,迅速明確了5G移動通信的願景,技術需求,應用規劃。2013年6月,國家863計劃啟動了5G移動通信系統先期研究一期重大項目。令人振奮的是2016年伊始,我國正式啟動5G技術試驗,這是我國通信業同國際同步的一個重要信號。
同樣2013年以來,歐盟、韓國等國家與地區也成立相關組織並啟動了針對5G的相關重大的科研計劃[1]:1)METIS是歐盟第七框架計劃中的一部分,項目研究組由愛立信、法國電信及歐洲部分學術機構共29個成員組成,旨在5G的願景規劃,技術研究等。2)5G PPP是由政府(歐盟)出資管理項目吸引民間企業與組織參加,其機制類似於我國的重大科技專項,計劃發展800個成員,包括ICT的各個領域。3)5G Forum是由韓國發起的5G組織,成員涵蓋政府,產業,運營商和高校,主要願景是引領和推進全球5G技術。
二、5G關鍵技術
結合當前移動通信的發展勢頭來看,5G移動通信關鍵技術的確立仍需要進一步的考量和市場實際需求的檢驗。未來的技術競爭中哪種技術能更好的適應並滿足消費者的需求,誰能夠在各項技術中脫穎而出,現階段仍然不能明確的確立。但結合當前移動通信網路的應用需求和對未來5G移動通信的一些展望,不難從諸多技術中 總結 出幾項富有發展和應用前景的關鍵性技術[1]。
2.1 Massive MIMO
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術其實在5G之前的通信系統中已經得到了一些應用,可以說它是一種作為提高系統頻譜效率和傳輸可靠性的有效手段。但因天線占據空間問題、實現復雜度大等一系列條件的制約,導致現有MIMO技術應用中的收發裝置所配置的天線數量偏少。但在Massive MIMO中,將會對基站配置數目相當大的天線,將把現階段的天線數量提升一到兩個數量級。它所帶來的巨大的容量和可靠性吸引了大量通信研究人員的眼球,彰顯了該技術的優越性。
它的應用能夠給我們帶來的好處是:1)較於以往的多入多出系統,Massive MIMO可以加大對空間維度資源的利用,為系統提供更多的空間自由度。2)因其系統架構的優越性,可以做到降干擾、提升功率效率等。
同時它也存在著一系列問題:1)因缺乏大量理論建模、實測建模方面工作的支撐,當前沒有認可度較高的信道模型。2)在獲取信道信息時的開銷要依靠信道互易性來降低,但是當前的假定方案中使用比較多的是TDD系統,且用戶均為單天線,與基站天線數量相比明顯不足,當用戶數量增加時則會致使導頻數量線性增加,冗餘數據劇增。3)當前Massive MIMO面對的瓶頸問題主要是導頻污染。
Massive MIMO在5G移動通信中的應用可以說是被寄予厚望,它將是5G區別以往移動通信的主要核心技術之一。
2.2 超密集異構網路
應5G網路發展朝著多元、綜合、智能等方向發展的要求,同時隨著智能終端的普及,數據流的爆炸式增長將逐步彰顯出來,減小小區半徑、增加低功率節點數等舉措將成為滿足5G發展需求並支持願景中提到的網路流量增長的核心技術之一。超密集組網的組建將承擔5G網路數據流量提高的重任。未來無線網路中,在宏站覆蓋范圍內,無線傳輸技術中的各種低功率的節點密度將會是現有密度5-15倍,站點間的距離將縮小到10米以內,站點與激活用戶甚至能夠做到一對一的服務,從而形成超密集異構網路[2]。超密集異構組網中,網路的密集化的構造拉近了節點與終端的距離,從而使功率效率和頻譜效率加以提升,並且可以讓系統容量得到巨幅提升。
2.3毫米波技術
在5G網路中,與即將面對的巨大的業務需求相沖突的是傳統移動通信頻譜資源已趨於飽和。如何將移動通信系統部署在6GHz以上的毫米波頻段正成為業界廣泛研究的課題。相比於傳統移動通信頻譜的昂貴授權費,MMW頻段中包含若干免費頻段,這使得其使用成本可能會降低。MMW頻譜資源極為豐富可以尋找到帶寬為數百兆甚至數千兆的連續頻譜,連續頻譜部署在降低部署成本的同時也提高了頻譜的使用率[3]。 2.4 D2D通信
在未來5G網路中,無論是網路的容量還是對頻譜資源的利用率上都將會得到很大空間的提升,豐富的信道模式以及出色的用戶體驗也將成為5G重要的研發著力點。D2D通信具有潛在的提升系統性能,增強用戶體驗,減輕基站壓力,提高頻譜利用率等前景,因而它也是未來5G網路的關鍵技術之一。
D2D通信是一種在蜂窩系統架構下的近距離數據直接傳輸技術。用戶之間使用的智能終端可以在不經基站轉發的情況下直接傳輸會話數據,且相關的控制信號仍由蜂窩網路負責。這種新型傳輸技術讓終端可以藉助D2D在網路覆蓋盲區實現端到端甚至接入蜂窩網路,從而實現通信功能。
2.5全雙工無線傳輸
全雙工無線傳輸是區別於以往同一時段或同一頻率下只能單向傳輸的一種通信技術。能夠實現雙向同時段、同頻傳輸的全雙工無線傳輸技術在提升頻譜利用率上彰顯出其優越性,它能夠使頻譜資源的利用趨於靈活化。全雙工無線傳輸技術為5G系統挖掘無線頻譜資源提供了一種很好的手段,使其成為5G移動通信研究的又一個 熱點 技術。
同樣,在全雙工無線傳輸技術的應用上也有很多阻力因素:同頻、同時段的傳輸,在接收端和發射端的直接功率差異是非常大的,會產生嚴重自干擾。而且全雙工技術在同其他5G技術融合利用時,特別是在Massive MIMO條件下的性能差異現在還缺乏深入的理論分析[4]。
2.6軟體定義網路(SDN)與網路功能虛擬化(NFV)
SDN技術是源於Internet的一種新技術。該技術的思路是將網路控制功能從設備上剝離,統一交由中心控制器加以控制,從而實現控、轉分離,使控制趨於靈活化,設備簡單化。
同時在考慮網路運營商的運維實際也提出了一種新型的網路架構體系NFV,該體系利用IT技術及其平台將網元功能虛擬化,根據用戶的不同業務需求在VNF(Virtual Network Feature)的基礎上進行相應的功能塊連接與編排。NFV的核心所在即降低網路邏輯功能塊和物理硬體模塊的相互依賴,提高重用,利用軟體編程實現虛擬化的網路功能,並將多種網元硬體歸於標准化,從而實現軟體的靈活載入,大幅度降低基礎設備硬體成本。
2.7自組織網路
運營商在傳統的移動通信網路中,網路的部署和基站的維護等都需要大量人工去一線維護,這種依賴人力的方式提供的服務低效、高昂等弊端一直深受用戶詬病。因此,為了解決網路部署、優化的復雜性問題,降低運維成本相對總收入的比例,便有了自組織網路的概念。
SON的應用將會為無線接入技術帶來巨大的便利,如實現多種無線接入技術的自我融合配置,網路故障自我癒合,多種網路協同優化等等。但當前在技術的完備上也存在一系列挑戰:不支持多網路之間的協調,鄰區關系因低功率節點的隨機部署和復雜化需發展新的自動鄰區關系技術等。
三、小結
5G移動通信作為下一代移動通信的承載者,肩負著特殊的使命,在完成人們對未來移動通信的諸多憧憬上被寄予厚望。本文概述了當前5G幾項富有發展前景的關鍵性技術,結合5G一系列的發展背景和人們多方面的通信需求,對幾項關鍵技術的利弊加以剖析。可以預計的是未來幾年5G的支撐性技術將被確立,其關鍵技術的實驗、標準的制定以及商業化的應用也將逐步展開。
參 考 文 獻
[1]趙國峰,陳婧等.5G移動通信網路關鍵技術綜述[J].重慶郵電大學學報(自然科學版),2015.08 DOI:10.3979/j.issn.1673-825X.2015.04.003
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[3] JungSook Bae, Yong Seouk Choi,Architecture and Performance Evaluation of MmWave Based 5G Mobile Communication System[C],Information and Communication Technology Convergence(ICTC),2014 International Conference On.IEEE,2014.10,pages847-851.
[4] Wang,X.Huang,H.Hwang,T. On the Capacity Gain from Full Duplex Communications in A Large Scale Wireless Network[J], IEEE EARLY ACCESS ARTICLES, 2015.10.
5g通信技術論文篇三:《試論5G無線通信技術概念》
引言
近年來,移動通信技術已經歷數次變革,從20世紀80年代速度慢、質量差、安全性小、業務量低的1G通信技術,到20世紀90年代提出的低智能的2G無線通信技術,再到近年來的頻譜利用率較低的3G網路,和現在的前三代無可比擬的4G無線通信技術,可謂是長江後浪推前浪,一浪更比一浪高啊!5G無線通信工程技術作為當代最具前景的技術,將可以滿足人們近期的對移動無線技術的需求。
15G無線網路通信技術的相關概念
5G無線網路通信技術實際上就是在前面無線網路技術的基礎上不斷改進充分利用無線互聯網網路。這項技術是最近才在國際通信工程大會上被優點提出的,他將會是一項較為完美的、完善的無線通信技術,他將可能會將納米技術運用到這種將會在未來占據一席之地的無線互聯網網路工程中,運用納米技術更好的做好防護工作,保護使用者的一切信息。在未來5G無線網路通信技術將會融合之前所有通信工程的優點,他將會是更為靈活與方便的核心網站,在運營過程中將會減少在傳輸過程中的能量損耗,速度更快。若是在傳輸信息的過程中受到阻礙,將會被立刻發現且能很好的保護個人信息起到保護作用。
5G無線網路通信技術將會有很多優點,不僅融會貫通了在它之前所有通信技術的長處而且集百家之長於一身,是個更加靈活的網路核心平台,也會就有更加激烈的競爭力。在這項網路技術中將會為人類提供更加優秀、比其他平台更優惠的價位,更接近人類生活的服務。它的覆蓋面要比現如今的3G、4G的更為廣闊,有利於用戶更快更好的體驗,智能化的服務與網路快速推進進程的核心化的全球無縫隙的連接。為了使人類體驗到更優惠的、更先進化的、具有多樣性的、保障人類通信質量的服務,我們必須利用有限的無限博頻率接受更大的挑戰,充分利用現在國家領導人為我們提供的寬松的網路平台,讓5G無線網路通信技術在不久的將來更好的服務於我們。
25G無線網路通信技術的相關技術優點與特點
5G無線網路通信技術也就是指第五代移動網路通用技術,它與前幾代通信技術有些許不同之處,他並不是獨立存在的而是融合了別的技術的許多優點更為特別的是將現有的無限技術接入其中,它將實現真正意義上的改革,實現“天人合一”達到真正的融合。它的體型會更加的小巧,便於我們隨時隨地安裝。現如今5G無線網路通信技術已經被提上日程,成為了全球相關移動通信討論熱議的話題,互聯網公司在爭先恐後的提高與改善自身的通信設備,加快創新的步伐,想要在未來的通信技術領域占據一席之地。現在讓我么一起來探討一下他可能具有哪些其他通信技術無可比擬的優點與特點:
(1)全新的設計理念:在未來5G無線網路通信技術將會是所有通信工程中的龍頭老大,它設計的著重點是室內無限的覆蓋面與覆蓋能力,這與之前的通信工程的最根本的設計理念都不同。
(2)較高的頻率利用率:5G無線網路通信技術將會使用較高頻率的赫茲,而且會被廣泛的使用在生活中但是我們國家現階段的技術水平還較為低下,達不到這樣的層次,所以我們必須先提高我們的科學技術,才能跟上通信技術更新的步伐。
(3)耗能、成本投入量較低:之前我們所使用的通信工程技術都是較為簡單的將物理層面的知識營運的網路中,沒有創新意識,不能夠將環保的理念運用到通信工程中,都是一些較為傳統的方法與手段,只是一味的追求經濟利益。現如今隨著科技的進步我們需要做到全方面的考慮,不能只注重眼前利益,所以低耗能、高質量的通信技術將是未來5G無線網路通信技術要面臨的主要問題,也是難點問題,我們必須學會適時的對相應狀況作出調整。
(4)優點:5G無線網路通信技術作為未來世界通信技術的主力,在不久將會得到實質性的開展,他將大大的提高我們的上網速度,將資源合理有效的利用起來,較其他之前的通信技術上升到一個新的層面,安全性也會得到保障不會出現個人信息外漏的現象,總而言之它的各個方面將都會得到改善,成為人們心中理想的模樣,它具有較大的靈活程度可以適時更具客戶的需求做出合理的調整,它的優點相信不久我們就會有切身的感受.
3小結
隨著現代的快速進步,移動無線通訊技術也緊隨時代的進步,呈現著日新月異的變革,現如今我國綜合國力已經得到了很大程度的提高,當然在通信技術領域這一塊我們也不願屈居人後,必須加快通信技術改革與創新的腳步,滿足人們對互聯網的需求,盡快的、更好的發展5G無線網路通信技術才能在未來的通信技術中立於不敗之地。
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Ⅲ 無線通信有哪些技術
有WiDi ,WHDI,WiHD,UWB,SmartAir等
SmartAir技術是目前通信業界唯一的單天線模式千兆級無線高速傳輸技術。其採用多頻帶OFDM空口技術,TDMA的低延時調度技術,以及低密度奇偶校驗碼LDPC,自適應調制編碼AMC和混合自動重傳HARQ等高級無線通信技術,實現到達1Gbps的傳輸速率。工作在3.1GHz~10.6GHz頻段,500MHz帶寬通道,符合FCC頻譜規定,范圍是20米之內,可穿透空心牆,並且延遲小於1ms。
SmartAir具有高帶寬,低成本,低功耗,低延時,低輻射等顯著優勢,適合無線高清視頻,多媒體網路和手持設備的高速互聯。SmartAir可以實現和USB3.0 匹配的高速傳輸,用單天線和單晶元便可實現千兆傳輸。
作為新媒體和傳統媒體融合的一個突破口,高清電視、平板電腦、智能手機 「三屏合一」的需求代表了未來家庭無線互聯的趨勢。各便攜設備之間的高速信息共享也正成為用戶的緊迫需求。
速率高達1Gbps的SmartAir技術支持消費者輕松構建家庭多媒體無線互連娛樂中心,即通過無線的方式將各種高清信源終端(PC,智能手機,平板電腦,機頂盒等)的視頻內容呈現到投影儀或高清電視等設備上
Ⅳ 什麼是異構型網路
異構型網路(heterogeneousnetwork)。 手機網路
3G/WLAN/WiMax等系統在全球的引入以及現有各種二代移動網路的繼續運營,這種現象將更為普遍。同時,隨著移動通信的快速發展,基站系統作為無線通信網路架構的基本網元,是與用戶最靠近的接入模塊,在無線通信網路建設中具有非常重要的地位。這主要表現在三個方面:一是它所包含的資產成本在整個網路投資中佔有很大的比重,例如有專家預測3G基站建設初期需要投入1000億元左右;二是它的穩定性直接關繫到是否能為用戶提供服務及其創造經濟效益的多少;三是它的性能表現直接關繫到網路服務的質量指標和用戶滿意度。因此,基站系統的建設和維護是移動運營商工作的重要內容。
基站的發展和演進將直接影響網路的建設、運維和管理。以歐洲GSM技術的演進為例,在很短的時期內,就在GSM的基礎上推出了2.5G(GPRS)、2.75G(EDEG)、3G(WCDMA)、3.5G(HSDPA)等技術,如圖1所示。標準的快速演進超出了原有通信領域的發展速度,而這種高速的演進讓運營商增加了很多部署成本。其中,無線基站的升級以及換代成為運營商最為頭疼的問題,由於基站升級和維護需要支出大量的資金和人力,使得運營商在部署新標准技術時面臨決策的難題。
在國家大力提倡建設創新和節約型社會的前提下,如何降低基站部署的成本,提高覆蓋質量;如何合理利用現有資源,提高網路效率;如何有效創新,提高網路性能成為政府部門和運營商、製造商等關心的問題。
Ⅳ 請問大家什麼是 異構網路呢
異構網路
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異構網路(Heterogeneous Network)是一種類型的網路,其是由不同製造商生產的計算機,網路設備和系統組成的,大部分情況下運行在不同的協議上支持不同的功能或應用。
關於異構網路的研究最早追溯到1995的美國加州大學伯克利分校發起的BARWAN(Bay Area Research Wireless Access Network)項目,該項目負責人R.H. Katz在文獻中首次將相互重疊的不同類型網路融合起來以構成異構網路,從而滿足未來終端的業務多樣性需求。為了可以同時接入到多個網路,移動終端應當具備可以接入多個網路的介面,這種移動終端被稱為多模終端。由於多模終端可以接入到多個網路中,因此肯定會涉及到不同網路之間的切換,與同構網路(Homogeneous Wireless Networks)中的水平切換(Horizontal Handoff, HHO)不同,這里稱不同通信系統之間的切換為垂直切換(Vertical Handoff,VHO)。在此後的十幾年中,異構網路在無線通信領域引起了普遍的關注,也成為下一代無線網路的發展方向。很多組織和研究機構都對異構網路進行了深入廣泛的研究,如3GPP、MIH、ETSI、Lucent實驗室、Ericsson研究所、美國的Georgia理工大學和芬蘭的Oulu大學等。
下一代無線網路將是無線個域網(如Bluetooth)、無線區域網(如Wi-Fi)、無線城域網(如WiMAX)、公眾移動通信網(如2G、3G)以及Ad Hoc網路等多種接入網共存的異構無線網路。
中文名:異構網路
外文名:Heterogeneous Wireless Networks
簡寫:HWNs
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介紹
互聯網可以由多個異構網路互聯組成。用來連接異構網路的設備是路由器。
所謂異構是指兩個或以上的無線通信系統採用了不同的接入技術,或者是採用相同的無線接入技術但屬於不同的無線運營商。利用現有的多種無線通信系統,通過系統間融合的方式,使多系統之間取長補短是滿足未來移動通信業務需求一種有效手段,能夠綜合發揮各自的優勢。由於現有的各種無線接入系統在很多區域內都是重疊覆蓋的,所以可以將這些相互重疊的不同類型的無線接入系統智能地結合在一起,利用多模終端智能化的接入手段,使多種不同類型的網路共同為用戶提供隨時隨地的無線接入,從而構成了如圖1所示的異構無線網路。
Ⅵ 異構網路的異構網路的背景介紹
圖1.1中給出了移動通信技術的發展過程,可以看出隨著技術的改進,數據傳輸速率有著顯著的提高,為用戶提供大數據量的多媒體通信業務提供了堅實基礎。到目前為止,移動通信系統已經發展到第四代,下面將簡單介紹這四代移動通信的發展歷程。
第一代模擬蜂窩系統(1G)開始於上個世紀80年代被用於大規模民用,主要用於提供模擬語音業務,採用的是模擬語音調制技術和頻分多址技術(Frequency Division Multiple Access,FDMA),數據傳輸速率約為2.4kbps。其中代表性的系統有北美的高級行動電話業務(Advanced Mobile Phone Service,AMPS)、英國的全入網通信系統技術(Total Access Communications System,TACS)和北歐的行動電話(Nordic Mobile Telephone,NMT)等等。由於受到傳輸帶寬的限制,不能進行長途漫遊,僅是一種區域性的移動通信系統。另外第一代的通信系統的缺點還包括制式太多而且互不兼容、容量有限、保密性差和通信質量不高等。因此促使了第二代數字移動通信系統(2G)的發展。
第二代數字移動通信系統完成了從模擬到數字的轉變,從而為用戶提供數字語音業務。第二代移動通信技術可以分成兩種,第一種是基於時分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)的全球數字移動通信系統(Global System for Mobile,GSM)和基於碼分多址接入(Code Division Multiple Access,CDMA)的IS-95系統(例如CDMA one)。
第三代移動通信系統(3G)是由日益成熟的第二代移動通信系統發展而來,其目的是提供高速數據蜂窩移動通信技術。主要的3G技術標准有四個:歐洲電信標准協會(European Telecommunications Standard Institute,ETSI)提出的WCDMA(Wideband CDMA)、北美提出的從CDMA one演進而來的CDMA2000、具有中國知識產權的時分同步的碼分多址技術(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA),和在2007年國際電信聯盟(International Telecommunication Union,ITU)會議上通過的全球微波互聯接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)。第三代移動通信的最高數據傳輸速率可以達到2Mbps,因此可以提供相當高速的數據傳輸業務,例如多媒體、視頻和數據等。
長期演進(Long Term Evolution,LTE)項目是3G的演進,採用的主要技術是正交頻分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put),能夠在20MHz的帶寬下提供上行50Mbps和下行100Mbps的峰值速率。LTE又被成為3.9G移動通信技術。LTE-Advanced是LTE的升級版,它被稱為4G的標准,它有兩種制式,一種是TDD,TD-SCDMA可以演化成TDD制式,並且HSPA+(High Speed Packet Access)直接進入LTE,另一種是FDD制式,WCDMA可以演進成FDD制式。
第四代移動通信系統(4G)除了要提供更高的帶寬外,還要保證任何人在任何時間、任何地點以任何方式與任何人進行通信,用戶無需考慮網路傳輸的實現細節。從GSM到第四代,所有的技術不可能一夜間都實現,這些技術將會同時存在為用戶提供服務。為了實現第四代移動通信的目標,就需要將這些不同的無線通信系統融合在一起,形成一個異構無線網路(Heterogeneous Wireless Networks,HWNs)通信系統,從而為用戶提供無縫切換和服務質量(Quality of Service,QoS)保證。因此下一代移動通信網路將是異構網路,異構網路的融合是下一代網路研究的熱點,也是本文研究的主要內容。
寬頻無線接入技術(Broadband Wireless Access,BWA)是繼1990年攜帶型無線電話和2000年Wi-Fi(Wireless Fidelity)出現之後的第三次無線革命,寬頻無線接入技術是在廣域上提供高速無線互聯網接入或者計算機網路接入的技術。寬頻無線接入技術的數據速率大致相當於一些有線網路,如非對稱數字用戶環路(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)或者電纜數據機,因此它通常是有線接入網路的重要補充。幾種重要的寬頻無線接入技術包括WLAN(Wireless Local Area Network)、WiMAX技術和WiBro(Wireless Broadband)等。WLAN通過擴頻或者OFDM等技術,來連接兩個或多個終端設備,並通過接入點來連接到寬頻互聯網上,大部分的WLAN技術是基於IEEE802.11標准。WLAN的優勢包括其費用很低和傳輸速度快。由於WLAN工作在非授權頻段,因此WLAN的發射功率很小,它覆蓋范圍也只有百米左右,能提供用戶在小范圍內移動時可以連接到網路上。而WiMAX可以在大范圍內提供高速數據業務,傳輸速率達到30至40兆比特每秒,2011年提高到了1Gbit/s,覆蓋的半徑最大可以達到50km。另外WiMAX可以支持一些低速移動的用戶,而且能夠提供多種多樣的服務,其資費也較WLAN高。由於BWA具有建網快、運營成本低、維護方便等優勢,因此它的發展速度非常迅速,為推動無處不在的互聯網接入和加強公共服務奠定重要的基礎。 表1.1給出了三種寬頻無線接入技術的主要參數,即WLAN、WiMAX和WiBro ;表1.2給出了三種3G技術的主要參數,即UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)、EV-DO(Evolution dataOnly)以及HSDPA(High Speed Dlink Packet Access) 。比較這兩張表可以看出BWA與3G技術差別很大,例如BWA支持的數據傳輸速率幾十兆比特每秒,而3G只有幾兆比特每秒;從覆蓋范圍可以看出,3G網路的覆蓋范圍要大於BWA網路;從移動性還可以看出3G網路支持高速移動的用戶。因此可以看出每個網路都有它的優點和缺陷。
表1.1寬頻無線接入技術的主要參數 WLAN WiMAX WiBro 峰值速率 802.11a, g=54 Mbps DL:70 Mbps DL:18.4 Mbps 802.11b=11Mbps UL:70 Mbps UL:6.1 Mbps 帶寬 20MHz 5-6GHz 9MHz 多址方式 CSMA/CA OFDM/OFDMA OFDMA 雙工方式 TDD TDD TDD 移動性 低 低 低 覆蓋區域 小 中等 大 協議標准 IEEE802.11x 802.16 TTA&802.16e 目標市場 家庭/企業 家庭/企業 家庭/企業 表1.2 3G技術的主要參數 UMTS EV-DO HSDPA 峰值速率 DL:2 Mbps DL:3.1 Mbps DL:14 Mbps UL:2 Mbps UL:1.2 Mbps UL:2 Mbps 帶寬 5MHz 1.25GHz 5MHz 多址方式 CDMA CDMA CDMA 雙工方式 FDD FDD FDD 移動性 高 高 高 覆蓋區域 大 大 大 協議標准 3GPP 3GPP 3GPP 目標市場 公共 公共 公共 下一代無線網路是異構無線網路融合的重要原因是:基於異構網路融合,可以根據用戶的特點(例如車載用戶)、業務特點(例如實時性要求高)和網路的特點,來為用戶選擇合適的網路,提供更好的QoS。一般來說,廣域網覆蓋范圍大,但是數據傳輸速率低,而區域網正好相反。因此在實際應用中,多模終端可以根據自身的業務特點和移動性,來選擇合適的網路接入。與以往的同構網路不同,在異構網路環境下,用戶可以選擇服務代價小,同時又能滿足自身需求的網路進行接入。這是由於這些異構網路之間具有互補的特點,才使異構網路的融合顯得非常重要。因此一些組織提出了不同的網路融合標准,這些組織有3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)、MIH(The IEEE 802.21 Media Independent Handover working group)和ETSI(The European Telecommunications Standards Institute)。
無線資源管理(Radio Resource Management,RRM)是異構網路中的一個重要研究課題,RRM的目標是高效利用受限的無線頻譜、傳輸功率以及無線網路的基礎設施。RRM技術包括呼叫接入控制(Call Admission Control,CAC)、水平或者垂直切換、負載均衡、信道分配和功率控制等。3GPP提出一種協同無線資源管理技術(Common Radio Resource Management,CRRM),它是通過利用CRRM伺服器對不同接入網路信息進行監測,合理的調度異構網路中的無線資源。除了協同無線資源管理演算法外,還有聯合無線資源管理演算法(Joint Radio Resource Management,JRRM)。這些技術實際上都是為異構網路提供統一的管理平台,以達到合理利用無線資源的目的。
網路選擇演算法是無線資源管理中一個研究熱點,網路選擇演算法通常可以分為呼叫接入網路選擇演算法和垂直網路切換選擇演算法。同構網路的接入和切換主要考慮接收信號的強度,而在異構網路中需要考慮不同接入網路之間的差異,因此需要考慮的因素很多,接收信號的強度只是其中的一個影響因素,其他因素如數據傳輸速率、價格、覆蓋范圍、實時性和用戶的移動性等。這些都是從用戶角度考慮的,如果從網路端考慮,就會涉及到提高系統的吞吐量,降低阻塞率以及均衡負載。因此網路選擇對於異構網路的融合起到了至關重要的影響。本文接下來部分將主要討論異構網路系統模型、無線資源管理、網路性能優化以及網路選擇演算法。
Ⅶ 5G無線通信與4G的典型區別有哪些用了哪些新技術
5G 是 4G 的延伸,是第五代移動通信標准,也稱第五代移動通信技術。5G具有高速率、低時延、大容量等特徵。
在高速率方面,5G 的網路速度是4G 的10倍以上。在5G網路環境比較好的情況下,1G的電影1-3秒就能下完,基本上不會超過10秒。
在低時延方面,人類眨眼的時間為 100 毫秒,而 5G 的時延已達到毫秒級別,僅為4G的十分之一,您在網路購票、搶紅包時都能比普通4G客戶更快一步,視頻通話時也會有更好的交互體驗。
在大容量方面,5G 網路連接容量更大,即使50個客戶在一個地方同時上網,也能有100Mbps以上的速率體驗。
Ⅷ 無線網路技術及特點
無線網路技術及特點
無線網路因其靈活性強、可擴展、可移動等優勢,被廣泛應用於社會生活的諸多領域,可以說現階段人們的日常生活已經無法離開無線網路系統。下面我為大家搜索整理了關於無線網路技術及特點,歡迎參考閱讀,希望對您有所幫助!
無線網路技術及特點 篇1
一、無線網路的分類
1.無線個域網
無線個人區域網(或無線個域網)。就是在個人工作地方把屬於個人使用的電子設備用無線技術連接起來,整個網路的范圍大約為10米。
2.無線區域網
無線區域網絡是利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網路,是計算機網路與無線通信技術相結合的產物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統有線區域網的功能,能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬頻網路接入。
3.無線城域網
無線城域網路是指用戶在一定的城區多個場所之間建立無線連接,不必花費很高的費用鋪設光纜、電纜和對外租用線路。此外,在有線網路寬頻的租賃線路不能完好使用時,WMAN可以充當備用網路使用。WMAN 的使用是通過無線電波、紅外線光波傳送數據。盡管目前我們正在使用的各種不同技術,如多路多點分布式服務 (MMDS) 和本地多點分布式服務 (LMDS),但負責制定網路寬頻無線訪問標準的 IEEE 802.16 技術人員仍在開發規范以便實現這些技術的標准化。
4.無線廣域網路
無線廣域網路是指用戶通過遠程公用網路或者專用用戶網路建立的無線網路技術。其主要是通過使用由無線服務供應商負責維護的若干天線基站或者衛星系統,可以覆蓋廣大的地理區域。目前的無線網路技術被稱為第二代系統(我們俗稱為2G)。第二代系統(2G)包括移動通信全球系統(GSM)、蜂窩式數字分組數據(CDPD) 和碼分多址 (CDMA)。目前正努力從 第二代(2G )網路向第三代 (3G) 技術過渡。
二、無線網路的特點分析
1.更具靈活性
無線網路可以更方便地照顧到有線網路不能顧及的地方,而且架設很方便。對經常需要變動網路布線結構和用戶需要更大范圍移動計算機的地方,使用無線區域網可以克服線纜限制引起的不便性,對於時間緊、需要迅速建立通訊而使用有線網架設不便、成本高或耗時長的情況也可使用無線區域網。
2.速度只有百兆,但使用更方便
千兆有線網雖然在骨幹網路中早已跨入應用主流,但在實際家庭或小型辦公應用中,百兆有線網路仍是絕對主流。所以從實際應用來看,目前的無線網路已能提供接近與有線網路的速度。雖然這種速度的保障對距離的要求更為苛刻,但便利性和性能間的矛盾對目前的整個網路技術來說,都是需要突破的。
3.安全性已能保障普通應用
現在的無線產品已能提供多重安全防護。支持64/128/152位WEP數據加密,同時支持WPA、IEEE 802.1X、TKIP、AES等加密與安全機制。支持SSID廣播控制,支持基於MAC地址的訪問控制,再配合強大的防火牆特性,可有效防止入侵,為無線通信提供強大的安全保護。
4.價格雖高於有線,但已可接受
對於普通的家庭用戶和小型辦公用戶來說,無線的主要比較對象就是百兆有線家庭網路。同樣以組建一個4台電腦的小型家庭無線網路為例,其投入可分為兩類。組建Ad-Hoc對等網路,不需要投入無線AP,只需要購買無線網卡。以已有筆記本電腦集成有兩塊無線網卡為例,還需要為其它電腦購買兩塊網卡。雖然一些11M的產品60-80元就能拿下,但54M產品仍需要100元以上。
如果組建Infrastructure中心式無線網路,那麼無線AP就是必需。由於市場中單純性SOHO級無線AP已被淘汰,所於集無線AP和寬頻路由器與一身的無線路由器成為必選。
三、無線網路主流技術及特點分析
1.無線寬頻
Wi-Fi俗稱為無線寬頻,就是IEEE 802.11b的別稱,它是一種短程的無線傳輸技術,能夠在幾百米的地理范圍內支持互聯網接入的一種無線電信號。隨著網路技術的發展,以及IEEE 802.11a 和IEEE 802.11g等標準的出現, IEEE 802.11 這個標准已被統稱作無線寬頻(即Wi-Fi)。從實際應用上來說,要使用無線寬頻(Wi-Fi),用戶先要有 與Wi-Fi 相互兼容的用戶端裝置。
無線網路技術及特點 篇2
1.前言
通信網路隨著INTERNET的飛速發展,從傳統的布線網路發展到了無線網路,作為無線網路之一的無線區域網WLAN(WirelessLocalArea Network),滿足了人們實現移動辦公的夢想,為我們創造了一個豐富多彩的自由天空。
2.WLAN的概念
WLAN是利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網路,是計算機網路與無線通信技術相結合的產物,它以無線多址信道作為傳輸媒介,提供傳統有線區域網LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬頻網路接入。
3.WLAN的特點
WLAN開始是作為有線區域網絡地延伸而存在的,各團體、企事業單位廣泛地採用了WLAN技術來構建其辦公網路。但隨著應用的進一步發展,WLAN正逐漸從傳統意義上的區域網技術發展成為「公共無線區域網」,成為國際互聯網INTERNET寬頻接入手段。WLAN具有易安裝、易擴展、易管理、易維護、高移動性、保密性強、抗干擾等特點。
4.WLAN的標准
由於WLAN是基於計算機網路與無線通信技術,在計算機網路結構中,邏輯鏈路控制(LLC)層及其之上的應用層對不同的物理層的要求可以是相同的,也可以是不同的,因此,WLAN標准主要是針對物理層和媒質訪問控制層(MAC),涉及到所使用的無線頻率范圍、空中介面通信協議等技術規范與技術標准。
4.1IEEE802.11X
(1)IEEE802.11
1990年IEEE802標准化委員會成立IEEE802.11WLAN標准工作組。IEEE802.11(別名:Wi-Fi(WirelessFidelity) 無線保真)是在1997年6月由大量的區域網以及計算機專家審定通過的標准,該標準定義物理層和媒體訪問控制(MAC)規范。物理層定義了數據傳輸的信號特徵和調制,定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法,RF傳輸標準是跳頻擴頻和直接序列擴頻,工作在2.4000~2.4835GHz頻段。
IEEE802.11是IEEE最初制定的一個無線區域網標准,主要用於解決辦公室區域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入,業務主要限於數據訪問,速率最高只能達到2Mbps。由於它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要,所以IEEE802.11標准被IEEE802.11b所取代了。
(2)IEEE802.11b
1999年9月IEEE802.11b被正式批准,該標准規定WLAN工作頻段在2.4-2.4835GHz,數據傳輸速率達到11Mbps,傳輸距離控制在50-150英尺。該標準是對IEEE 802.11的一個補充,採用補償編碼鍵控調制方式,採用點對點模式和基本模式兩運作模式,在數據傳輸速率方面可以根據實際情況在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率間自動切換,它改變 了WLAN設計狀況,擴大了WLAN的應用領域。
IEEE802.11b已成為當前主流的WLAN標准,被多數廠商所採用,所推出的產品廣泛應用於辦公室、家庭、賓館、車站、機場等眾多場合,但是由於許多WLAN的新標準的出現,IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受業界關注。
(3)IEEE802.11a
1999年,IEEE802.11a標准制定完成,該標准規定WLAN工作頻段在5.15-8.825GHz,數據傳輸速率達到54Mbps/72Mbps(Turbo),傳輸距離控制在10-100米。該標准也是IEEE 802.11的一個補充,擴充了標準的物理層,採用正交頻分復用(OFDM)的獨特擴頻技術,採用QFSK調制方式,可提供25Mbps的無線ATM介面和10Mbps的乙太網無線幀結構介面,支持多種業務如話音、數據和圖像等,一個扇區可以接入多個用戶,每個用戶可帶多個用戶終端。
IEEE802.11a標準是IEEE802.11b的後續標准,其設計初衷是取代802.11b標准,然而,工作於2.4GHz頻帶是不需要執照的,該頻段屬於工業、教育、醫療等專用頻段,是公開的,工作於5.15-8.825GHz頻帶需要執照的。一些公司仍沒有表示對802.11a標準的`支持,一些公司更加看好最新混合標准――802.11g。
(4)IEEE802.11g
目前,IEEE推出最新版本IEEE802.11g認證標准,該標准提出擁有IEEE802.11a的傳輸速率,安全性較IEEE802.11b好,採用2種調制方式,含802.11a中採用的OFDM與IEEE802.11b中採用的CCK,做到與802.11a和802.11b兼容。
雖然802.11a較適用於企業,但WLAN運營商為了兼顧現有802.11b設備投資,選用802.11g的可能性極大。
(5)IEEE802.11i
IEEE802.11i標準是結合IEEE802.1x中的用戶埠身份驗證和設備驗證,對WLANMAC層進行修改與整合,定義了嚴格的加密格式和鑒權機制,以改善WLAN的安全性。IEEE802.11i新修訂標准主要包括兩項內容:「Wi-Fi保護訪問」(Wi-Fi Protected Access:WPA)技術和「強健安全網路」(RSN)。Wi-Fi聯盟計劃採用 802.11i標准作為WPA的第二個版本,並於2004年初開始實行。
IEEE802.11i標准在WLAN網路建設中的是相當重要的,數據的安全性是WLAN設備製造商和WLAN網路運營商應該首先考慮的頭等工作。
(6)IEEE802.11e/f/h
IEEE802.11e標准對WLANMAC層協議提出改進,以支持多媒體傳輸,以支持所有WLAN無線廣播介面的服務質量保證QOS機制。
IEEE802.11f,定義訪問節點之間的通訊,支持IEEE802.11的接入點互操作協議(IAPP)。
IEEE802.11h用於802.11a的頻譜管理技術。
4.2HIPERLAN
歐洲電信標准化協會(ETSI)的寬頻無線電接入網路(BRAN)小組著手制定Hiper(HighPerformanceRadio)接入泛歐標准,已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出時,數據速率較低,沒有被人們重視,在2000年,HIPERLAN2標准制定完成,HIPERLAN2標準的最高數據速率能達到54Mbit/s,HIPERLAN2標准詳細定義了WLAN的檢測功能和轉換信令,用以支持許多無線網路,支持動態頻率選擇、無線信元轉換、鏈路自適應、多束天線和功率控制等。該標准在WLAN性能、安全性、服務質量QOS等方面也給出了一些定義。
HiperLAN1對應1EEE802.11b,HiperLAN2與1EEE082.11a具有相同的物理層,他們可以採用相同的部件,並且,HiperLAN2強調與3G整合。HIPERLAN2標准也是目前較完善的WLAN協議。
4.3HomeRF
HomeRF工作組是由美國家用射頻委員會領導於1997年成立的,其主要工作任務是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數據通信網,2001年8月推出HomeRF2.0版,集成了語音和數據傳送技術,工作頻段在10GHz,數據傳輸速率達到10Mbps,在WLAN的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術。
HomeRF是針對現有無線通信標準的綜合和改進:當進行數據通信時,採用IEEE802.11規范中的TCP/IP傳輸協議;進行語音通信時,則採用數字增強型無繩通信標准。
除了IEEE802.11委員會、歐洲電信標准化協會和美國家用射頻委員會之外,無線區域網聯盟WLANA(WirelessLAN Association)在WLAN的技術支持和實施方面也做了大量工作。WLANA是由無線區域網廠商建立的非營利性組織,由3Com、Aironet、Cisco、Intersil、Lucent、Nokia、Symbol和中興通訊等廠商組成,其主要工作驗證不同廠商的同類產品的兼容性,並對WLAN產品的用戶進行培訓等。 4.4 中國WLAN規范
中華人民共和國國家信息產業部正在制訂WLAN的行業配套標准,包括:《公眾無線區域網總體技術要求》和《公眾無線區域網設備測試規范》。該標准涉及的技術體制包括IEEE802.11X系列(IEEE802.11、802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、 IEEE802.11h、 IEEE802.11i)和HIPERLAN2。信息產業部通信計量中心承擔了相關標準的制訂工作,並聯合設備製造商和國內運營商進行了大量的試驗工作,同時,信息產業部通信計量中心和中興通訊股份有限公司等聯合建成了WLAN的試驗平台,對WLAN系統設備的各項性能指標、兼容性和安全可靠性等方面進行全方位的測評。
此外,由信息產業部科技公司批准成立的「中國寬頻無線IP標准工作組(www.chinabwips.org)」在移動無線IP接入、IP的移動性、移動IP的安全性、移動IP業務等方面進行標准化工作。2003年5月,國家首批頒布了由「中國寬頻無線IP標准工作組」負責起草的WLAN兩項國家標准:《信息技術系統間遠程通信和信息交換區域網和城域網特定要求第11部分:無線區域網媒體訪問(MAC)和物理(PHY)層規范》、《信息技術 系統間遠程通信和信息交換 區域網和城域網特定要求 第11部分:無線區域網媒體訪問(MAC)和物理(PHY)層規范:2.4GHz頻段較高速物理層擴展規范》。這兩項國家標准所採用的依據是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b,兩項國家標準的發布,將規范WLAN產品在我國的應用。
5.WLAN網路結構
一般地,WLAN有兩種網路類型:對等網路和基礎結構網路。
對等網路:由一組有無線介面卡的計算機組成。這些計算機以相同的工作組名、ESSID和密碼等對等的方式相互直接連接,在WLAN的覆蓋范圍的之內,進行點對點與點對多點之間的通信通信。
基礎結構網路:在基礎結構網路中,具有無線介面卡的無線終端以無線接入點AP為中心,通過無線網橋AB、無線接入網關AG、無線接入控制器AC和無線接入伺服器AS等將無線區域網與有線網網路連接起來,可以組建多種復雜的無線區域網接入網路,實現無線移動辦公的接入。
6.WLAN應用
作為有線網路無線延伸,WLAN可以廣泛應用在生活社區、游樂園、旅館、機場車站等遊玩區域實現旅遊休閑上網;可以應用在政府辦公大樓、校園、企事業等單位實現移動辦公,方便開會及上課等;可以應用在醫療、金融證券等方面,實現醫生在路途中對病人在網上診斷,實現金融證券室外網上交易。
對於難於布線的環境,如老式建築、沙漠區域等,對於頻繁變化的環境,如各種展覽大樓;對於臨時需要的寬頻接入,流動工作站等,建立WLAN是理想的選擇。
6.1銷售行業應用
對於大型超市來講,商品的流通量非常大,接貨的日常工作包括定單處理、送貨單、入庫等需要在不同地點的現場將數據錄入資料庫中。倉庫的入庫和出庫管理,物品的搬動較多,數據在變化,目前,很多的做法是手工做好記錄,然後再將數據錄入資料庫中,這樣費時而且易錯,採用WLAN,即可輕松解決上面兩個問題,在超市的各個角落,在接貨區、在發貨區、貨架、中倉庫中利用WLAN,可以現場處理各種單據。
6.2物流行業應用
隨著我國WTO的加入,各個港口、儲存區對物流業務的數字化提出了較高的要求。一個物流公司一般都有一個網路處理中心,還有些辦公地點分布在比較偏僻的地方,對於那些運輸車輛、裝卸裝箱機組等的工作狀況,物品統計等等,需要及時將數據錄入並傳輸到中心機房。部署WLAN是物流業的一項現代化必不可少的基礎設施。
6.3電力行業應用
如何對遙遠的變電站進行遙測、遙控、遙調,這是擺在電力系統的一個老問題。WLAN能監測並記錄變電站的運行情況,給中心監控機房提供實時的監測數據,也能夠將中心機房的調控命令傳入到各個變電站。這是WLAN在電力系統遍布到千家萬戶,但又無法完全用有線網路來檢測與控制的一個潛在應用。
6.4服務行業應用
由於PC機的移動終端化、小型化,一個旅客在進入一個酒店的大廳要及時處理郵件,這時酒店大堂的InternetWLAN接入是必不可少的;客房Internet無線上網服務也是需要的,尤其是星級比較高的酒店,客人可能在床上躺著上網,客人希望無線上網無處不在,由於WLAN的移動性、便捷性等特點,更是受到了一些大中型酒店的青睞。
在機場和車站是旅客候機候車的一段等待時光,這時打開筆記本電腦來上上網,何嘗不是高興的事兒,目前,在北美和歐洲的大部分機場和車站,都部署了WLAN,在我國,也在逐步實施和建設中。
6.5教育行業應用
WLAN可以讓教師和學生對教與學的時時互動。學生可以在教師、宿舍、圖書館利用移動終端機向老師問問題、提交作業;老師可以時時給學生上輔導課。學生可以利用WLAN在校園的任何一個角落訪問校園網。WLAN可以成為一種多媒體教學的輔助手段。
6.6證券行業應用
有了WLAN,股市有了菜市場般的普及和活躍。原來,很多炒股者利用股票機看行情,現在不用了,WLAN能夠讓您實現實時看行情,時時交易。股市大戶室也可以不去了,不用再為大戶室交納任何費用。
6.7展廳應用
一些大型展覽的展廳內,一般都布有WLAN,服務商、參展商、客戶走入大廳內可以隨時接入Internet。WLAN的可移動性、可重組性、靈活性為會議廳和展會中心等具有臨時租用性質的服務行業提供了盈利的無限空間。
6.8中小型辦公室/家庭辦公應用
WLAN可以讓人們在中小型辦公室或者在家裡任意的地方上網辦公,收發郵件,隨時隨地可以連接上Internet,上網資費與有線網路一樣,有了WLAN,我們的自由空間增大了。
6.9企業辦公樓之間辦公應用
對於一些中大型企業,有一個主辦公樓,還有其他附屬的辦公樓,樓與樓之間、部門與部門之間需要通信,如果搭健有限網路,需要支付昂貴的月租費和維護費,而WLAN不需要,也不需要綜合布線,一樣能夠實現有限網路的功能。
7.WLAN安全
WLAN應用中,對於家庭用戶、公共場景安全性要求不高的用戶,使用VLAN(VirtualLocalAreaNetworks)隔離、MAC地址過濾、服務區域認證ID(ESSID)、密碼訪問控制和無線靜態加密協議WEP(Wired Equivalent Privacy)可以滿足其安全性需求。但對於公共場景中安全性要求較高的用戶,仍然存在著安全隱患,需要將有線網路中的一些安全機制引進到WLAN中,在無線接入點AP(Access Point)實現復雜的加密解密演算法,通過無線接入控制器AC,利用PPPoE或者DHCP+WEB認證方式對用戶進行第二次合法認證,對用戶的業務流實行實時監控。這方面的WLAN安全策略有待於實踐與進一步探討並完善。
;Ⅸ 異構網路的異構網路中無線資源管理技術
傳統意義的無線資源管理包括接入控制、切換、負載均衡、功率控制、信道分配等,而在未來異構網路中,無線資源管理的目標還包括為用戶提供無處不在的服務和進行無縫切換,並提高無線資源的利用率。異構網路中無線資源管理是傳統無線資源管理的一種擴充。
異構網路中無線資源管理的研究引起了廣泛的關注,比較典型的幾個無線資源管理模型包括協同無線資源管理、Multi-access無線資源管理(Multi-access RRM,MRRM)和聯合無線資源管理。下面分別對這三種無線資源管理方法進行具體的介紹。 3GPP在規范中提出了CRRM的概念,通過CRRM對WCDMA、WLAN和GSM/EDGE等多種RAT進行統一的管理。CRRM中兩個主要技術是新發起呼叫的網路選擇和漫遊呼叫垂直切換的網路選擇。在這里每個RAT需要執行呼叫允許接入控制、調度(Scheling)、HHO和局部功率控制(Power Control)。CRRM結構框架如圖2.3所示。
每個RRM實體負責監測相應RAT的網路參數和狀態信息,並將這些信息周期性發送到CRRM伺服器,再由CRRM伺服器處理每個網路匯報的數據,並進行分析和處理,最後將決策的結果反饋給每個RRM實體,由這些RRM實體來具體執行對應的決策。
CRRM主要的優點是可以利用負載均衡(Load Balancing,LB)來降低阻塞率和提高無線資源的利用率;根據終端的業務類型為用戶選擇合適的網路,從而來改善網路的QoS管理功能。 Multi-access無線資源管理是基於三個主要的結構功能模塊:集中式的MRRM、分布式的MRRM和終端MRRM,如圖2.4所示。
集中式的MRRM一般適用於緊耦合的融合異構網路結構。圖2.5給出了集中式的MRRM架構,所謂集中式指的就是每個RAT都歸一個集中的RRM控制實體來管理,這個集中的控制實體能夠獲得所管理區域內的所有RAT的流量、負荷以及阻塞狀態等,能夠起到對這些網路進行統一的管理。這種結構有一些缺點,例如兩個相鄰的RAT之間會產生邊緣效應,還有不便於擴展,當集中式RRM管理的RATs太多時,難以管理,且效率不是很高。因此出現了分布式的MRRM架構。
如圖2.6所示給出了分布式的MRRM架構,分布式的MRRM沒有一個不依賴於某一個特定的MRRM實體,相應的功能分散給地位對等的RRM實體。分布式管理可以將系統的目標分配給每個分布式的RRM實體,由它們分擔管理和計算的功能,這樣可以降低每個節點的計算復雜度。並且系統的可靠性增加了,不會像集中式的MRRM,一旦集中RRM控制實體發生故障,整個系統就發生癱瘓了。這種框架已經在3GPP規范中得到了應用,並應用到了WCDMA和GSM/EDGE構成的異構網路系統。
基於終端的MRRM將MRRM功能和決策交由終端負責,但是這種方式還是需要網路端進行協助,例如每個網路實體需要將自身狀態信息提供給每個移動終端,以便進行MRRM決策。 文獻 提出了聯合無線資源管理方案。該方案的核心概念是業務分離和多重連接。JRRM將業務分成基本部分和增強部分,前者由大覆蓋范圍的RAT來傳送,例如UMTS。JRRM的目標是通過利用中心控制器來管理所有子網的容量,為不同RAT之間提供智能互聯。JRRM框架與CRRM結構非常類似,但是JRRM並不僅僅局限於UMTS和GSM。此外,JRRM通過一些改變和附加特點彌補了CRRM方案。一種超緊耦合方式允許聯合、管理網路與終端之間的業務流,因此聯合無線資源規劃和允許接入控制需要最優化頻譜效率、處理不同的業務類型和QoS約束以及自適應的規劃業務等。特別的是通過多重接入來利用業務分割來獲得最優QoS,多重接入指的是一個終端可以同時接入到多個無線網路,從而可以將業務流分割成多個子業務流,分別通過不同的RAT來非同步傳送。
如圖2.7中所示,JRRM結構是基於不同RATs同時覆蓋的假設,每個RAT需要保證用戶流量介面(User Traffic Interface,IU)、監測功能、業務調度(Traffic Schele,TRSCH)、負荷控制(Load Control,LODCL)、接入允許控制(Session Admission Control,SAC)等功能相互高效工作。業務估計模塊(Traffic Estimation mole,TREST)通知每個允許接入的會話或呼叫進行接入控制,去更新每個連接的優先順序信息和接入允許決策。