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无线通讯及异构网络技术

发布时间: 2022-09-07 19:29:24

什么是异构网络,什么是同构网络具体的概述

随着传感器技术、 嵌入式技术、 分布式信息处理技术和无线通信技术的发展, 以大量的具有微处理能力的微型传感器节点组成的无线传感器网络(WSN)逐渐成为研究热点问题。

与传统无线通信网络Ad Hoc网络相比, WSN的自组织性、 动态性、 可靠性和以数据为中心等特点, 使其可以应用到人员无法到达的地方, 比如战场、 沙漠等。 因此, 可以断定未来无线传感器网络将有更为广泛的前景。

无线传感器网络

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络,由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。

无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为: 军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。

与传统有线网络相比,无线传感器网络技术具有很明显的优势特点,主要的要求有: 低能耗、 低成本、 通用性、 网络拓扑、 安全、 实时性、 以数据为中心等。

无线传感器网络系统的典型结构

采用同构网络实现远程监测的无线传感器网络系统典型结构, 由传感器节点、 汇聚节点、 服务器端的PC和客户端的PC四大硬件环节组成, 各组成环节功能如下。

图1 远程监测无线传感器网络系统结构框图

传感器节点

部署在监测区域(A区), 通过自组织方式构成无线网络。 传感器节点监测的数据沿着其它节点逐跳进行无线传输, 经过多跳后达到汇聚节点(B区)。

汇聚节点

是一个网络协调器, 负责无线网络的组建, 再将传感器节点无线传输进来的信息与数据通过SCI( 串行通信接口)传送至服务器端PC。

服务器端PC

是一个位于B区的管理节点, 也是独立的Internet网关节点。 在LabVIEW软件平台上面有两个软件: 一是对传感器无线网络进行监测管理的软件平台VI, 即一个监测传感器无线网络的虚拟仪器VI; 二是Web Server软件模块和远程面板技术(Remote Panel), 可实现传感器无线网络与Internet的连接。

客户端PC

客户端PC上无需进行任何软件设计, 在浏览器中就可调用服务器PC中无线传感器网络监测虚拟仪器的前面板, 实现远程异地(C区)对传感器无线网络(A区)的监测与管理。

无线传感器网络中的传感器节点

1. 传感器及其调理电路

应根据无线传感器网络所在的地区环境特点来选择传感器, 以适应环境温度变化范围、 尺寸体积等特殊要求。 传感器所配接的调理电路将传感器输出的变化量转换成能与A/D转换器相适配的0~2.5 V或0~5 V的电压信号。 当处于无电网供电地区时, 传感器及其调理电路都应是低功耗的。

2. 数据采集及A/D转换器与微处理器系统

传感器节点中的计算机系统是低功耗的单片微处理器系统, 可以适应远离测试中心、 偏远地区恶劣环境的工作条件。 如美国德克萨斯州仪器(TI)公司生产的MSP430-F149A超低功耗混合信号处理器(Mixed Signal Processor), 它内部自带采样/保持器和12位A/D转换器, 可对信号进行采集、 转换以及对全节点系统进行指令控制和数据处理。

3. 射频模块

射频模块接收外部无线指令并将传感器检测到的被测参量数据信息无线发送出去, 如TI公司的CC2420无线收发芯片。

Ⅱ 5g通信技术的大学生论文

5G通信是未来移动通信系统一个新的发展方向,当前这种技术还不是很成熟,处于探索和研发阶段。下面是我带来的关于5g通信技术论文的内容,欢迎阅读参考!

5g通信技术论文篇一:《5G无线通信通信系统的关键技术分析》
摘要:5G无线通信是未来移动通信系统一个新的发展方向,当前这种技术还不是很成熟,处于探索和研发阶段。笔者在对5G无线通信技术系统进行简要介绍的基础之上,重点针对了5G无线通信系统的大规模MIMO 技术、超密集异构 网络技术 和全双工技术进行论述。

关键词:5G无线通信大规模MIMO 技术全双工技术超密集异构网络

引言:

经过了几十年的发展,移动通信使得人们生活和工作得到了翻天覆地的变化。当今已进入了信息化发展的新时代,由于移动终端越来越普及,使得多媒体数据业务的需求量极具增长。可以预测到,移动通信网络将在2020年增长1000倍的容量和100倍的连接数,众多的用户接入以及很低的营运成本的需求也会随之出现。因此,对5G 无线网络 技术的研究就显得格外重要。鉴于此,笔者希望本文的论述能够对5G无线通信网络技术的研究起到抛砖引玉的作用。

一、5G无线通信系统概述

5G无线通信和4G相比具有更高的传输速率,其覆盖性能、传输时延以及用户体验方面比4G更加良好,5G通信和4G通信之间有效的结合将贵构成一个全新的无线移动通信网络促进其进一步扩展。当前国内外对5G无线通信技术的研究已经进入到了深入时期,如2013年欧盟建立的5G研研发项目METIS(mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society)项目,中国和韩国共同建立的5G技术论坛以及我国的813计划研发工程的启动。

由此可以看出5G无线通信是移动互联网在外来发展的最为重要的驱动力,将对移动互联网作为未来新兴业务的基础平台起到了重要的推动作用。而当前在互联网进行的各种业务大多都是通过无线传播的方式进行,而5G技术对这种传输的效率和传输质量提出了更高的要求。而将5G通信系统和 其它 通信系统进行有效的结合以及无缝的对接是5G无线通信技术研究的主要方向和目标。因此,在5G无线蓬勃发展的今天,其技术的发展主要呈现出以下特点:

首先,5G通信技术系统更加注重用户体验,而良好的用户体验主要是以传输时延、3D交互游戏为主要支撑来实现。

其次,5G无线通信系统以多点和多用户协作的网络组织是其与与其它通信系统相比最为明显的特点和优势,这种网络组织系统使得系统整体的性能得到了极大的提升。

再次,5G无线通信系统和其它通信系统相比应用到了较多的高端频谱,但是高端频谱无线电波穿透能力有限,因此,有线和无线相结合是系统采取的最为普遍的组成形式。

二、5G无线通信通信系统的关键技术

(一)大规模MIMO 技术

1技术分析

在多种无线通信系统中已经普遍采用了多天线技术,这种技术能够有效的提升通信系统的频谱效率,例如,3G系统、LTE、LTE-A、WLAN 等.频谱效率是随着天线数量的增多而效率随之提高。MIMO信道容量的增加和收发天线的数量呈现出近似线性的关系,因此在5G无线系统内采取较多数量的天线是为了有效的提高系统容量。但是当前系统收发终端配备的收发天线数量不多,这是由于天线数量的增多使得系统的空间容量会被压缩,并且多数量天线技术复杂所造成的。

但是,大规模MIMO 技术的优势还是非常明显的,主要体现在以下几个方面:首先,大规模MIMO分辨率更强,能够更加深入挖掘到空间维度资源,从而使得多个用户能够在大规模MIMO的基站平台上实现同一频率资源的同时通信,因此,使得能够实现小规模数量基站的前提下高频谱的信息传输。其次,大规模 MIMO抗干扰性能强,这是由于其能够将波束进行集中。再次,能够极大程度的降低发射功率,提高发射效率。

2我国的研究和应用现状

我国对大规模MIMO 技术的研究主要是集中在信道模、信道容量以及传输技术等方面,在理论模型和实测模型方面的研究比较少,公认的信道模型当前还没有建立起来,而且传输方案都是采用TTD系统,用户数量少于基站数量使得导频数和用户数呈现出线性增长的关系。除此之外采用矩阵运算等非常复杂的运算技术来进行信号检测和信息编码。因此,我国要充分挖掘MIMO 技术的内在优势,结合实际来对通信信道模型进行深入的研究,并且在频谱效率、无线传输 方法 、合资源调配方法等方面应当进行更多的有效分析和研究。

(二)全双工技术

所谓全双工技术就是指信息的同时传输和同频率传输的一种通信技术。由于无线网络通信系统在信息传输过程中传输终端和接受终端存在一种固有的信号自干扰。全双工计划苏能够充分的提高频率利用率,以实现多频率的信息的信息传输,从而改变了一般通信系统不能够实现同频率和双向传输的技术现状,因此这种技术已经成为无线通信技术当前研究的一个重要的关键点。这种技术应用在5G无线通信系统中能够实现无线频谱资源得到充分的挖掘和利用。当前5G无线通信系统由于接受信号的终端和发射信号的终端频率之间存在着较大的差异,使得其产生自干扰的现象比较突出,是5G无线通信技术发展的一个主要瓶颈,因此,全双工技术在5G无线通信系统内有效的应用使得信号自干扰的问题能够通过相互抵消的方式得到有效的解决。通过模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消等各种新的干扰技术的发展以及这些技术的有效结合使得极大多数信号之间的自干扰现象都基本上得到了有效的抵消。

(三)超密集异构网络技术

5G无线通信通信系统不仅包括无线传输技术,而且也包括后续演化的无线接入技术,因此,5G网络系统就是各种无线接入技术,例如,5G,4G,LTE, UMTS (universal mobile telecommunications system)以及wireless fidelity等技术共同组成的通信系统,在系统内部,宏站和小站共同存在,例如,Micro,Pico,Relay以及Femot等多层覆盖的异构网络。在异构网络内部,运营商和用户共同部署基站,而用户部署的主要是一些功率较低的小站,并且节点的类型也比较多使得网络拓扑变得相当复杂。并且由于异构网络网络基站的密集程度较高,因此其网络节点和用户终端之间的距离就更为接近,使得功率的效率和频谱的效率以及网络系统容量等方面比一般通信网络系统更为优良。

虽然这种技术应用于5G无线网络通信系统中有着非常良好的发展前景,但是也存在着一些缺陷,这种缺陷主要表现在以下几个方面:首先,由于节点之间比较密集使得节点之间的距离相应就比较短,这样就会造成系统内会存在同种无线接入技术之间的同频干扰的现象以及不同无线接入技术在共享频谱之间分层干扰的现象,这种问题的解决有赖于对5G无线通信网络系统进一步的深入研究。其次,由于系统内存在着大量的用户部署的节点,使得拓扑以及干扰图样呈现出范围较大的动态变化。因此,要加强应对这种动态变化的相关技术的研究。

结束语

5G无线网络系统的建立是建立在现有无线网络技术的进步以及新的无线接入技术的研发的基础之上,通过5G无线网络技术的进一步发展,将会在未来极大的拓展移动通信业务的应用领域和应用范围。

参考文献

[1]石炯.5G移动通信及其关键技术发展研究[J].石家庄学院学报,2015(06)

[2]尤肖虎.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]中国科学,2014(05).

[3]杨绿溪.面向5G无线通信系统的关键技术综述[J]。东南大学学报,2015(09).
5g通信技术论文篇二:《试谈5G移动通信发展现状及其关键技术》
【摘要】 第5代移动通信(5G)是面向2020年以后的新一代移动通信系统,其愿景和需求已逐步得以确立,但相关技术发展目前仍处于探索阶段。本文简单介绍了5G移动通信的发展前景;概述了国内外5G移动通信的发展现状及相关研发单位和组织的学术活动;重点针对5G移动通信中富有发展前景的若干项关键技术做了详细的阐述,包括Massive MIMO、超密集异构网络、毫米波技术、D2D通信、全双工无线传输、软件定义网络、网络功能虚拟化和自组织网络等。

【关键词】 5G 发展现状 关键技术

前言

社会的进步,使人与人、人与万物的交集越来越大,人们对通信技术的需求和更优性能的追求在当今变得更加迫切。无论是在移动通信起步的伊始,还是迅速发展的当下,人们对移动通信的追求都是更快捷,更低耗,更安全。第五代移动通信为满足2020年以后的通信需求被提出,现今受到无数学人的关注。

第5代移动通信(fifth generation mobile communication network,5G)作为新一代的移动通信肩负着演进并创新现有移动通信的使命。它主要通过在当今无线通信技术的基础上演进并开发新技术加以融合从而构建长期的网络社会,是新、旧无线接入技术集成后方案总称,是一种真正意义上的融合网络。

一、5G发展现状

移动通信界,每一代的移动无线通信技术,从最开始的愿景规划,到技术的研发,标准的制定,商业应用直至其升级换代大致周期都是十年。每一次的周期伊始,谁能抢占技术高地,更早的谋划布局,谁就能在新一轮‘通信大洗牌’中获得领先优势。我国在5G之前的全球通信竞备中一直是落后或慢于发达国家的发展速度,因而在新一轮5G通信的竞备中国家是非常重视并给予了大力支持。2013年初,我国便成立了专项面对5G移动通信研究与发展的IMT-2020推进组,迅速明确了5G移动通信的愿景,技术需求,应用规划。2013年6月,国家863计划启动了5G移动通信系统先期研究一期重大项目。令人振奋的是2016年伊始,我国正式启动5G技术试验,这是我国通信业同国际同步的一个重要信号。

同样2013年以来,欧盟、韩国等国家与地区也成立相关组织并启动了针对5G的相关重大的科研计划[1]:1)METIS是欧盟第七框架计划中的一部分,项目研究组由爱立信、法国电信及欧洲部分学术机构共29个成员组成,旨在5G的愿景规划,技术研究等。2)5G PPP是由政府(欧盟)出资管理项目吸引民间企业与组织参加,其机制类似于我国的重大科技专项,计划发展800个成员,包括ICT的各个领域。3)5G Forum是由韩国发起的5G组织,成员涵盖政府,产业,运营商和高校,主要愿景是引领和推进全球5G技术。

二、5G关键技术

结合当前移动通信的发展势头来看,5G移动通信关键技术的确立仍需要进一步的考量和市场实际需求的检验。未来的技术竞争中哪种技术能更好的适应并满足消费者的需求,谁能够在各项技术中脱颖而出,现阶段仍然不能明确的确立。但结合当前移动通信网络的应用需求和对未来5G移动通信的一些展望,不难从诸多技术中 总结 出几项富有发展和应用前景的关键性技术[1]。

2.1 Massive MIMO

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术其实在5G之前的通信系统中已经得到了一些应用,可以说它是一种作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段。但因天线占据空间问题、实现复杂度大等一系列条件的制约,导致现有MIMO技术应用中的收发装置所配置的天线数量偏少。但在Massive MIMO中,将会对基站配置数目相当大的天线,将把现阶段的天线数量提升一到两个数量级。它所带来的巨大的容量和可靠性吸引了大量通信研究人员的眼球,彰显了该技术的优越性。

它的应用能够给我们带来的好处是:1)较于以往的多入多出系统,Massive MIMO可以加大对空间维度资源的利用,为系统提供更多的空间自由度。2)因其系统架构的优越性,可以做到降干扰、提升功率效率等。

同时它也存在着一系列问题:1)因缺乏大量理论建模、实测建模方面工作的支撑,当前没有认可度较高的信道模型。2)在获取信道信息时的开销要依靠信道互易性来降低,但是当前的假定方案中使用比较多的是TDD系统,且用户均为单天线,与基站天线数量相比明显不足,当用户数量增加时则会致使导频数量线性增加,冗余数据剧增。3)当前Massive MIMO面对的瓶颈问题主要是导频污染。

Massive MIMO在5G移动通信中的应用可以说是被寄予厚望,它将是5G区别以往移动通信的主要核心技术之一。

2.2 超密集异构网络

应5G网络发展朝着多元、综合、智能等方向发展的要求,同时随着智能终端的普及,数据流的爆炸式增长将逐步彰显出来,减小小区半径、增加低功率节点数等举措将成为满足5G发展需求并支持愿景中提到的网络流量增长的核心技术之一。超密集组网的组建将承担5G网络数据流量提高的重任。未来无线网络中,在宏站覆盖范围内,无线传输技术中的各种低功率的节点密度将会是现有密度5-15倍,站点间的距离将缩小到10米以内,站点与激活用户甚至能够做到一对一的服务,从而形成超密集异构网络[2]。超密集异构组网中,网络的密集化的构造拉近了节点与终端的距离,从而使功率效率和频谱效率加以提升,并且可以让系统容量得到巨幅提升。

2.3毫米波技术

在5G网络中,与即将面对的巨大的业务需求相冲突的是传统移动通信频谱资源已趋于饱和。如何将移动通信系统部署在6GHz以上的毫米波频段正成为业界广泛研究的课题。相比于传统移动通信频谱的昂贵授权费,MMW频段中包含若干免费频段,这使得其使用成本可能会降低。MMW频谱资源极为丰富可以寻找到带宽为数百兆甚至数千兆的连续频谱,连续频谱部署在降低部署成本的同时也提高了频谱的使用率[3]。 2.4 D2D通信

在未来5G网络中,无论是网络的容量还是对频谱资源的利用率上都将会得到很大空间的提升,丰富的信道模式以及出色的用户体验也将成为5G重要的研发着力点。D2D通信具有潜在的提升系统性能,增强用户体验,减轻基站压力,提高频谱利用率等前景,因而它也是未来5G网络的关键技术之一。

D2D通信是一种在蜂窝系统架构下的近距离数据直接传输技术。用户之间使用的智能终端可以在不经基站转发的情况下直接传输会话数据,且相关的控制信号仍由蜂窝网络负责。这种新型传输技术让终端可以借助D2D在网络覆盖盲区实现端到端甚至接入蜂窝网络,从而实现通信功能。

2.5全双工无线传输

全双工无线传输是区别于以往同一时段或同一频率下只能单向传输的一种通信技术。能够实现双向同时段、同频传输的全双工无线传输技术在提升频谱利用率上彰显出其优越性,它能够使频谱资源的利用趋于灵活化。全双工无线传输技术为5G系统挖掘无线频谱资源提供了一种很好的手段,使其成为5G移动通信研究的又一个 热点 技术。

同样,在全双工无线传输技术的应用上也有很多阻力因素:同频、同时段的传输,在接收端和发射端的直接功率差异是非常大的,会产生严重自干扰。而且全双工技术在同其他5G技术融合利用时,特别是在Massive MIMO条件下的性能差异现在还缺乏深入的理论分析[4]。

2.6软件定义网络(SDN)与网络功能虚拟化(NFV)

SDN技术是源于Internet的一种新技术。该技术的思路是将网络控制功能从设备上剥离,统一交由中心控制器加以控制,从而实现控、转分离,使控制趋于灵活化,设备简单化。

同时在考虑网络运营商的运维实际也提出了一种新型的网络架构体系NFV,该体系利用IT技术及其平台将网元功能虚拟化,根据用户的不同业务需求在VNF(Virtual Network Feature)的基础上进行相应的功能块连接与编排。NFV的核心所在即降低网络逻辑功能块和物理硬件模块的相互依赖,提高重用,利用软件编程实现虚拟化的网络功能,并将多种网元硬件归于标准化,从而实现软件的灵活加载,大幅度降低基础设备硬件成本。

2.7自组织网络

运营商在传统的移动通信网络中,网络的部署和基站的维护等都需要大量人工去一线维护,这种依赖人力的方式提供的服务低效、高昂等弊端一直深受用户诟病。因此,为了解决网络部署、优化的复杂性问题,降低运维成本相对总收入的比例,便有了自组织网络的概念。

SON的应用将会为无线接入技术带来巨大的便利,如实现多种无线接入技术的自我融合配置,网络故障自我愈合,多种网络协同优化等等。但当前在技术的完备上也存在一系列挑战:不支持多网络之间的协调,邻区关系因低功率节点的随机部署和复杂化需发展新的自动邻区关系技术等。

三、小结

5G移动通信作为下一代移动通信的承载者,肩负着特殊的使命,在完成人们对未来移动通信的诸多憧憬上被寄予厚望。本文概述了当前5G几项富有发展前景的关键性技术,结合5G一系列的发展背景和人们多方面的通信需求,对几项关键技术的利弊加以剖析。可以预计的是未来几年5G的支撑性技术将被确立,其关键技术的实验、标准的制定以及商业化的应用也将逐步展开。

参 考 文 献

[1]赵国峰,陈婧等.5G移动通信网络关键技术综述[J].重庆邮电大学学报(自然科学版),2015.08 DOI:10.3979/j.issn.1673-825X.2015.04.003

[2] Kela,P. Turkka,J. Costa,M. Borderless Mobility in 5G Outdoor Ultra-Dense Networks[J],Access, IEEE(Volume:3),2015.08,pages1462-1476.

[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通信技术论文篇三:《试论5G无线通信技术概念》
引言

近年来,移动通信技术已经历数次变革,从20世纪80年代速度慢、质量差、安全性小、业务量低的1G通信技术,到20世纪90年代提出的低智能的2G无线通信技术,再到近年来的频谱利用率较低的3G网络,和现在的前三代无可比拟的4G无线通信技术,可谓是长江后浪推前浪,一浪更比一浪高啊!5G无线通信工程技术作为当代最具前景的技术,将可以满足人们近期的对移动无线技术的需求。

15G无线网络通信技术的相关概念

5G无线网络通信技术实际上就是在前面无线网络技术的基础上不断改进充分利用无线互联网网络。这项技术是最近才在国际通信工程大会上被优点提出的,他将会是一项较为完美的、完善的无线通信技术,他将可能会将纳米技术运用到这种将会在未来占据一席之地的无线互联网网络工程中,运用纳米技术更好的做好防护工作,保护使用者的一切信息。在未来5G无线网络通信技术将会融合之前所有通信工程的优点,他将会是更为灵活与方便的核心网站,在运营过程中将会减少在传输过程中的能量损耗,速度更快。若是在传输信息的过程中受到阻碍,将会被立刻发现且能很好的保护个人信息起到保护作用。

5G无线网络通信技术将会有很多优点,不仅融会贯通了在它之前所有通信技术的长处而且集百家之长于一身,是个更加灵活的网络核心平台,也会就有更加激烈的竞争力。在这项网络技术中将会为人类提供更加优秀、比其他平台更优惠的价位,更接近人类生活的服务。它的覆盖面要比现如今的3G、4G的更为广阔,有利于用户更快更好的体验,智能化的服务与网络快速推进进程的核心化的全球无缝隙的连接。为了使人类体验到更优惠的、更先进化的、具有多样性的、保障人类通信质量的服务,我们必须利用有限的无限博频率接受更大的挑战,充分利用现在国家领导人为我们提供的宽松的网络平台,让5G无线网络通信技术在不久的将来更好的服务于我们。

25G无线网络通信技术的相关技术优点与特点

5G无线网络通信技术也就是指第五代移动网络通用技术,它与前几代通信技术有些许不同之处,他并不是独立存在的而是融合了别的技术的许多优点更为特别的是将现有的无限技术接入其中,它将实现真正意义上的改革,实现“天人合一”达到真正的融合。它的体型会更加的小巧,便于我们随时随地安装。现如今5G无线网络通信技术已经被提上日程,成为了全球相关移动通信讨论热议的话题,互联网公司在争先恐后的提高与改善自身的通信设备,加快创新的步伐,想要在未来的通信技术领域占据一席之地。现在让我么一起来探讨一下他可能具有哪些其他通信技术无可比拟的优点与特点:

(1)全新的设计理念:在未来5G无线网络通信技术将会是所有通信工程中的龙头老大,它设计的着重点是室内无限的覆盖面与覆盖能力,这与之前的通信工程的最根本的设计理念都不同。

(2)较高的频率利用率:5G无线网络通信技术将会使用较高频率的赫兹,而且会被广泛的使用在生活中但是我们国家现阶段的技术水平还较为低下,达不到这样的层次,所以我们必须先提高我们的科学技术,才能跟上通信技术更新的步伐。

(3)耗能、成本投入量较低:之前我们所使用的通信工程技术都是较为简单的将物理层面的知识营运的网络中,没有创新意识,不能够将环保的理念运用到通信工程中,都是一些较为传统的方法与手段,只是一味的追求经济利益。现如今随着科技的进步我们需要做到全方面的考虑,不能只注重眼前利益,所以低耗能、高质量的通信技术将是未来5G无线网络通信技术要面临的主要问题,也是难点问题,我们必须学会适时的对相应状况作出调整。

(4)优点:5G无线网络通信技术作为未来世界通信技术的主力,在不久将会得到实质性的开展,他将大大的提高我们的上网速度,将资源合理有效的利用起来,较其他之前的通信技术上升到一个新的层面,安全性也会得到保障不会出现个人信息外漏的现象,总而言之它的各个方面将都会得到改善,成为人们心中理想的模样,它具有较大的灵活程度可以适时更具客户的需求做出合理的调整,它的优点相信不久我们就会有切身的感受.

3小结

随着现代的快速进步,移动无线通讯技术也紧随时代的进步,呈现着日新月异的变革,现如今我国综合国力已经得到了很大程度的提高,当然在通信技术领域这一块我们也不愿屈居人后,必须加快通信技术改革与创新的脚步,满足人们对互联网的需求,尽快的、更好的发展5G无线网络通信技术才能在未来的通信技术中立于不败之地。

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Ⅲ 无线通信有哪些技术

有WiDi ,WHDI,WiHD,UWB,SmartAir等

SmartAir技术是目前通信业界唯一的单天线模式千兆级无线高速传输技术。其采用多频带OFDM空口技术,TDMA的低延时调度技术,以及低密度奇偶校验码LDPC,自适应调制编码AMC和混合自动重传HARQ等高级无线通信技术,实现到达1Gbps的传输速率。工作在3.1GHz~10.6GHz频段,500MHz带宽通道,符合FCC频谱规定,范围是20米之内,可穿透空心墙,并且延迟小于1ms。

SmartAir具有高带宽,低成本,低功耗,低延时,低辐射等显着优势,适合无线高清视频,多媒体网络和手持设备的高速互联。SmartAir可以实现和USB3.0 匹配的高速传输,用单天线和单芯片便可实现千兆传输。
作为新媒体和传统媒体融合的一个突破口,高清电视、平板电脑、智能手机 “三屏合一”的需求代表了未来家庭无线互联的趋势。各便携设备之间的高速信息共享也正成为用户的紧迫需求。

速率高达1Gbps的SmartAir技术支持消费者轻松构建家庭多媒体无线互连娱乐中心,即通过无线的方式将各种高清信源终端(PC,智能手机,平板电脑,机顶盒等)的视频内容呈现到投影仪或高清电视等设备上

Ⅳ 什么是异构型网络

异构型网络(heterogeneousnetwork)。 手机网络
3G/WLAN/WiMax等系统在全球的引入以及现有各种二代移动网络的继续运营,这种现象将更为普遍。同时,随着移动通信的快速发展,基站系统作为无线通信网络架构的基本网元,是与用户最靠近的接入模块,在无线通信网络建设中具有非常重要的地位。这主要表现在三个方面:一是它所包含的资产成本在整个网络投资中占有很大的比重,例如有专家预测3G基站建设初期需要投入1000亿元左右;二是它的稳定性直接关系到是否能为用户提供服务及其创造经济效益的多少;三是它的性能表现直接关系到网络服务的质量指标和用户满意度。因此,基站系统的建设和维护是移动运营商工作的重要内容。
基站的发展和演进将直接影响网络的建设、运维和管理。以欧洲GSM技术的演进为例,在很短的时期内,就在GSM的基础上推出了2.5G(GPRS)、2.75G(EDEG)、3G(WCDMA)、3.5G(HSDPA)等技术,如图1所示。标准的快速演进超出了原有通信领域的发展速度,而这种高速的演进让运营商增加了很多部署成本。其中,无线基站的升级以及换代成为运营商最为头疼的问题,由于基站升级和维护需要支出大量的资金和人力,使得运营商在部署新标准技术时面临决策的难题。
在国家大力提倡建设创新和节约型社会的前提下,如何降低基站部署的成本,提高覆盖质量;如何合理利用现有资源,提高网络效率;如何有效创新,提高网络性能成为政府部门和运营商、制造商等关心的问题。

Ⅳ 请问大家什么是 异构网络呢

异构网络

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异构网络(Heterogeneous Network)是一种类型的网络,其是由不同制造商生产的计算机,网络设备和系统组成的,大部分情况下运行在不同的协议上支持不同的功能或应用。

关于异构网络的研究最早追溯到1995的美国加州大学伯克利分校发起的BARWAN(Bay Area Research Wireless Access Network)项目,该项目负责人R.H. Katz在文献中首次将相互重叠的不同类型网络融合起来以构成异构网络,从而满足未来终端的业务多样性需求。为了可以同时接入到多个网络,移动终端应当具备可以接入多个网络的接口,这种移动终端被称为多模终端。由于多模终端可以接入到多个网络中,因此肯定会涉及到不同网络之间的切换,与同构网络(Homogeneous Wireless Networks)中的水平切换(Horizontal Handoff, HHO)不同,这里称不同通信系统之间的切换为垂直切换(Vertical Handoff,VHO)。在此后的十几年中,异构网络在无线通信领域引起了普遍的关注,也成为下一代无线网络的发展方向。很多组织和研究机构都对异构网络进行了深入广泛的研究,如3GPP、MIH、ETSI、Lucent实验室、Ericsson研究所、美国的Georgia理工大学和芬兰的Oulu大学等。

下一代无线网络将是无线个域网(如Bluetooth)、无线局域网(如Wi-Fi)、无线城域网(如WiMAX)、公众移动通信网(如2G、3G)以及Ad Hoc网络等多种接入网共存的异构无线网络。

中文名:异构网络
外文名:Heterogeneous Wireless Networks
简写:HWNs
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介绍

互联网可以由多个异构网络互联组成。用来连接异构网络的设备是路由器

所谓异构是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术,或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。利用现有的多种无线通信系统,通过系统间融合的方式,使多系统之间取长补短是满足未来移动通信业务需求一种有效手段,能够综合发挥各自的优势。由于现有的各种无线接入系统在很多区域内都是重叠覆盖的,所以可以将这些相互重叠的不同类型的无线接入系统智能地结合在一起,利用多模终端智能化的接入手段,使多种不同类型的网络共同为用户提供随时随地的无线接入,从而构成了如图1所示的异构无线网络。

Ⅵ 异构网络的异构网络的背景介绍

图1.1中给出了移动通信技术的发展过程,可以看出随着技术的改进,数据传输速率有着显着的提高,为用户提供大数据量的多媒体通信业务提供了坚实基础。到目前为止,移动通信系统已经发展到第四代,下面将简单介绍这四代移动通信的发展历程。
第一代模拟蜂窝系统(1G)开始于上个世纪80年代被用于大规模民用,主要用于提供模拟语音业务,采用的是模拟语音调制技术和频分多址技术(Frequency Division Multiple Access,FDMA),数据传输速率约为2.4kbps。其中代表性的系统有北美的高级移动电话业务(Advanced Mobile Phone Service,AMPS)、英国的全入网通信系统技术(Total Access Communications System,TACS)和北欧的移动电话(Nordic Mobile Telephone,NMT)等等。由于受到传输带宽的限制,不能进行长途漫游,仅是一种区域性的移动通信系统。另外第一代的通信系统的缺点还包括制式太多而且互不兼容、容量有限、保密性差和通信质量不高等。因此促使了第二代数字移动通信系统(2G)的发展。
第二代数字移动通信系统完成了从模拟到数字的转变,从而为用户提供数字语音业务。第二代移动通信技术可以分成两种,第一种是基于时分多址接入(Time Division Multiple Access,TDMA)的全球数字移动通信系统(Global System for Mobile,GSM)和基于码分多址接入(Code Division Multiple Access,CDMA)的IS-95系统(例如CDMA one)。
第三代移动通信系统(3G)是由日益成熟的第二代移动通信系统发展而来,其目的是提供高速数据蜂窝移动通信技术。主要的3G技术标准有四个:欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standard Institute,ETSI)提出的WCDMA(Wideband CDMA)、北美提出的从CDMA one演进而来的CDMA2000、具有中国知识产权的时分同步的码分多址技术(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,TD-SCDMA),和在2007年国际电信联盟(International Telecommunication Union,ITU)会议上通过的全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX)。第三代移动通信的最高数据传输速率可以达到2Mbps,因此可以提供相当高速的数据传输业务,例如多媒体、视频和数据等。
长期演进(Long Term Evolution,LTE)项目是3G的演进,采用的主要技术是正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put),能够在20MHz的带宽下提供上行50Mbps和下行100Mbps的峰值速率。LTE又被成为3.9G移动通信技术。LTE-Advanced是LTE的升级版,它被称为4G的标准,它有两种制式,一种是TDD,TD-SCDMA可以演化成TDD制式,并且HSPA+(High Speed Packet Access)直接进入LTE,另一种是FDD制式,WCDMA可以演进成FDD制式。
第四代移动通信系统(4G)除了要提供更高的带宽外,还要保证任何人在任何时间、任何地点以任何方式与任何人进行通信,用户无需考虑网络传输的实现细节。从GSM到第四代,所有的技术不可能一夜间都实现,这些技术将会同时存在为用户提供服务。为了实现第四代移动通信的目标,就需要将这些不同的无线通信系统融合在一起,形成一个异构无线网络(Heterogeneous Wireless Networks,HWNs)通信系统,从而为用户提供无缝切换和服务质量(Quality of Service,QoS)保证。因此下一代移动通信网络将是异构网络,异构网络的融合是下一代网络研究的热点,也是本文研究的主要内容。
宽带无线接入技术(Broadband Wireless Access,BWA)是继1990年便携式无线电话和2000年Wi-Fi(Wireless Fidelity)出现之后的第三次无线革命,宽带无线接入技术是在广域上提供高速无线互联网接入或者计算机网络接入的技术。宽带无线接入技术的数据速率大致相当于一些有线网络,如非对称数字用户环路(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)或者电缆调制解调器,因此它通常是有线接入网络的重要补充。几种重要的宽带无线接入技术包括WLAN(Wireless Local Area Network)、WiMAX技术和WiBro(Wireless Broadband)等。WLAN通过扩频或者OFDM等技术,来连接两个或多个终端设备,并通过接入点来连接到宽带互联网上,大部分的WLAN技术是基于IEEE802.11标准。WLAN的优势包括其费用很低和传输速度快。由于WLAN工作在非授权频段,因此WLAN的发射功率很小,它覆盖范围也只有百米左右,能提供用户在小范围内移动时可以连接到网络上。而WiMAX可以在大范围内提供高速数据业务,传输速率达到30至40兆比特每秒,2011年提高到了1Gbit/s,覆盖的半径最大可以达到50km。另外WiMAX可以支持一些低速移动的用户,而且能够提供多种多样的服务,其资费也较WLAN高。由于BWA具有建网快、运营成本低、维护方便等优势,因此它的发展速度非常迅速,为推动无处不在的互联网接入和加强公共服务奠定重要的基础。 表1.1给出了三种宽带无线接入技术的主要参数,即WLAN、WiMAX和WiBro ;表1.2给出了三种3G技术的主要参数,即UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)、EV-DO(Evolution dataOnly)以及HSDPA(High Speed Dlink Packet Access) 。比较这两张表可以看出BWA与3G技术差别很大,例如BWA支持的数据传输速率几十兆比特每秒,而3G只有几兆比特每秒;从覆盖范围可以看出,3G网络的覆盖范围要大于BWA网络;从移动性还可以看出3G网络支持高速移动的用户。因此可以看出每个网络都有它的优点和缺陷。
表1.1宽带无线接入技术的主要参数 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 带宽 20MHz 5-6GHz 9MHz 多址方式 CSMA/CA OFDM/OFDMA OFDMA 双工方式 TDD TDD TDD 移动性 低 低 低 覆盖区域 小 中等 大 协议标准 IEEE802.11x 802.16 TTA&802.16e 目标市场 家庭/企业 家庭/企业 家庭/企业 表1.2 3G技术的主要参数 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 带宽 5MHz 1.25GHz 5MHz 多址方式 CDMA CDMA CDMA 双工方式 FDD FDD FDD 移动性 高 高 高 覆盖区域 大 大 大 协议标准 3GPP 3GPP 3GPP 目标市场 公共 公共 公共 下一代无线网络是异构无线网络融合的重要原因是:基于异构网络融合,可以根据用户的特点(例如车载用户)、业务特点(例如实时性要求高)和网络的特点,来为用户选择合适的网络,提供更好的QoS。一般来说,广域网覆盖范围大,但是数据传输速率低,而局域网正好相反。因此在实际应用中,多模终端可以根据自身的业务特点和移动性,来选择合适的网络接入。与以往的同构网络不同,在异构网络环境下,用户可以选择服务代价小,同时又能满足自身需求的网络进行接入。这是由于这些异构网络之间具有互补的特点,才使异构网路的融合显得非常重要。因此一些组织提出了不同的网络融合标准,这些组织有3GPP(The 3rd Generation Partnership Project)、MIH(The IEEE 802.21 Media Independent Handover working group)和ETSI(The European Telecommunications Standards Institute)。
无线资源管理(Radio Resource Management,RRM)是异构网络中的一个重要研究课题,RRM的目标是高效利用受限的无线频谱、传输功率以及无线网络的基础设施。RRM技术包括呼叫接入控制(Call Admission Control,CAC)、水平或者垂直切换、负载均衡、信道分配和功率控制等。3GPP提出一种协同无线资源管理技术(Common Radio Resource Management,CRRM),它是通过利用CRRM服务器对不同接入网络信息进行监测,合理的调度异构网络中的无线资源。除了协同无线资源管理算法外,还有联合无线资源管理算法(Joint Radio Resource Management,JRRM)。这些技术实际上都是为异构网络提供统一的管理平台,以达到合理利用无线资源的目的。
网络选择算法是无线资源管理中一个研究热点,网络选择算法通常可以分为呼叫接入网络选择算法和垂直网络切换选择算法。同构网络的接入和切换主要考虑接收信号的强度,而在异构网络中需要考虑不同接入网络之间的差异,因此需要考虑的因素很多,接收信号的强度只是其中的一个影响因素,其他因素如数据传输速率、价格、覆盖范围、实时性和用户的移动性等。这些都是从用户角度考虑的,如果从网络端考虑,就会涉及到提高系统的吞吐量,降低阻塞率以及均衡负载。因此网络选择对于异构网络的融合起到了至关重要的影响。本文接下来部分将主要讨论异构网络系统模型、无线资源管理、网络性能优化以及网络选择算法。

Ⅶ 5G无线通信与4G的典型区别有哪些用了哪些新技术

5G 是 4G 的延伸,是第五代移动通信标准,也称第五代移动通信技术。5G具有高速率、低时延、大容量等特征。
在高速率方面,5G 的网络速度是4G 的10倍以上。在5G网络环境比较好的情况下,1G的电影1-3秒就能下完,基本上不会超过10秒。
在低时延方面,人类眨眼的时间为 100 毫秒,而 5G 的时延已达到毫秒级别,仅为4G的十分之一,您在网络购票、抢红包时都能比普通4G客户更快一步,视频通话时也会有更好的交互体验。
在大容量方面,5G 网络连接容量更大,即使50个客户在一个地方同时上网,也能有100Mbps以上的速率体验。

Ⅷ 无线网络技术及特点

无线网络技术及特点

无线网络因其灵活性强、可扩展、可移动等优势,被广泛应用于社会生活的诸多领域,可以说现阶段人们的日常生活已经无法离开无线网络系统。下面我为大家搜索整理了关于无线网络技术及特点,欢迎参考阅读,希望对您有所帮助!

无线网络技术及特点 篇1

一、无线网络的分类

1.无线个域网

无线个人区域网(或无线个域网)。就是在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来,整个网络的范围大约为10米。

2.无线局域网

无线局域网络是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

3.无线城域网

无线城域网络是指用户在一定的城区多个场所之间建立无线连接,不必花费很高的费用铺设光缆、电缆和对外租用线路。此外,在有线网络宽带的租赁线路不能完好使用时,WMAN可以充当备用网络使用。WMAN 的使用是通过无线电波、红外线光波传送数据。尽管目前我们正在使用的各种不同技术,如多路多点分布式服务 (MMDS) 和本地多点分布式服务 (LMDS),但负责制定网络宽带无线访问标准的 IEEE 802.16 技术人员仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。

4.无线广域网络

无线广域网络是指用户通过远程公用网络或者专用用户网络建立的无线网络技术。其主要是通过使用由无线服务供应商负责维护的若干天线基站或者卫星系统,可以覆盖广大的地理区域。目前的无线网络技术被称为第二代系统(我们俗称为2G)。第二代系统(2G)包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD) 和码分多址 (CDMA)。目前正努力从 第二代(2G )网络向第三代 (3G) 技术过渡。

二、无线网络的特点分析

1.更具灵活性

无线网络可以更方便地照顾到有线网络不能顾及的地方,而且架设很方便。对经常需要变动网络布线结构和用户需要更大范围移动计算机的地方,使用无线局域网可以克服线缆限制引起的不便性,对于时间紧、需要迅速建立通讯而使用有线网架设不便、成本高或耗时长的情况也可使用无线局域网。

2.速度只有百兆,但使用更方便

千兆有线网虽然在骨干网络中早已跨入应用主流,但在实际家庭或小型办公应用中,百兆有线网络仍是绝对主流。所以从实际应用来看,目前的无线网络已能提供接近与有线网络的速度。虽然这种速度的保障对距离的要求更为苛刻,但便利性和性能间的矛盾对目前的整个网络技术来说,都是需要突破的。

3.安全性已能保障普通应用

现在的无线产品已能提供多重安全防护。支持64/128/152位WEP数据加密,同时支持WPA、IEEE 802.1X、TKIP、AES等加密与安全机制。支持SSID广播控制,支持基于MAC地址的访问控制,再配合强大的防火墙特性,可有效防止入侵,为无线通信提供强大的安全保护。

4.价格虽高于有线,但已可接受

对于普通的家庭用户和小型办公用户来说,无线的主要比较对象就是百兆有线家庭网络。同样以组建一个4台电脑的小型家庭无线网络为例,其投入可分为两类。组建Ad-Hoc对等网络,不需要投入无线AP,只需要购买无线网卡。以已有笔记本电脑集成有两块无线网卡为例,还需要为其它电脑购买两块网卡。虽然一些11M的产品60-80元就能拿下,但54M产品仍需要100元以上。

如果组建Infrastructure中心式无线网络,那么无线AP就是必需。由于市场中单纯性SOHO级无线AP已被淘汰,所于集无线AP和宽带路由器与一身的无线路由器成为必选。

三、无线网络主流技术及特点分析

1.无线宽带

Wi-Fi俗称为无线宽带,就是IEEE 802.11b的别称,它是一种短程的无线传输技术,能够在几百米的地理范围内支持互联网接入的一种无线电信号。随着网络技术的发展,以及IEEE 802.11a 和IEEE 802.11g等标准的出现, IEEE 802.11 这个标准已被统称作无线宽带(即Wi-Fi)。从实际应用上来说,要使用无线宽带(Wi-Fi),用户先要有 与Wi-Fi 相互兼容的用户端装置。

无线网络技术及特点 篇2

1.前言

通信网络随着INTERNET的飞速发展,从传统的布线网络发展到了无线网络,作为无线网络之一的无线局域网WLAN(WirelessLocalArea Network),满足了人们实现移动办公的梦想,为我们创造了一个丰富多彩的自由天空。

2.WLAN的概念

WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(LocalAreaNetwork)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

3.WLAN的特点

WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展,WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为“公共无线局域网”,成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。

4.WLAN的标准

由于WLAN是基于计算机网络与无线通信技术,在计算机网络结构中,逻辑链路控制(LLC)层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的,也可以是不同的,因此,WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC),涉及到所使用的无线频率范围、空中接口通信协议等技术规范与技术标准。

4.1IEEE802.11X

(1)IEEE802.11

1990年IEEE802标准化委员会成立IEEE802.11WLAN标准工作组。IEEE802.11(别名:Wi-Fi(WirelessFidelity) 无线保真)是在1997年6月由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准,该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。物理层定义了数据传输的信号特征和调制,定义了两个RF传输方法和一个红外线传输方法,RF传输标准是跳频扩频和直接序列扩频,工作在2.4000~2.4835GHz频段。

IEEE802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据访问,速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,所以IEEE802.11标准被IEEE802.11b所取代了。

(2)IEEE802.11b

1999年9月IEEE802.11b被正式批准,该标准规定WLAN工作频段在2.4-2.4835GHz,数据传输速率达到11Mbps,传输距离控制在50-150英尺。该标准是对IEEE 802.11的一个补充,采用补偿编码键控调制方式,采用点对点模式和基本模式两运作模式,在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率间自动切换,它改变 了WLAN设计状况,扩大了WLAN的应用领域。

IEEE802.11b已成为当前主流的WLAN标准,被多数厂商所采用,所推出的产品广泛应用于办公室、家庭、宾馆、车站、机场等众多场合,但是由于许多WLAN的新标准的出现,IEEE802.11a和IEEE802.11g更是倍受业界关注。

(3)IEEE802.11a

1999年,IEEE802.11a标准制定完成,该标准规定WLAN工作频段在5.15-8.825GHz,数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo),传输距离控制在10-100米。该标准也是IEEE 802.11的一个补充,扩充了标准的物理层,采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术,采用QFSK调制方式,可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口,支持多种业务如话音、数据和图像等,一个扇区可以接入多个用户,每个用户可带多个用户终端。

IEEE802.11a标准是IEEE802.11b的后续标准,其设计初衷是取代802.11b标准,然而,工作于2.4GHz频带是不需要执照的,该频段属于工业、教育、医疗等专用频段,是公开的,工作于5.15-8.825GHz频带需要执照的。一些公司仍没有表示对802.11a标准的`支持,一些公司更加看好最新混合标准――802.11g。

(4)IEEE802.11g

目前,IEEE推出最新版本IEEE802.11g认证标准,该标准提出拥有IEEE802.11a的传输速率,安全性较IEEE802.11b好,采用2种调制方式,含802.11a中采用的OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK,做到与802.11a和802.11b兼容。

虽然802.11a较适用于企业,但WLAN运营商为了兼顾现有802.11b设备投资,选用802.11g的可能性极大。

(5)IEEE802.11i

IEEE802.11i标准是结合IEEE802.1x中的用户端口身份验证和设备验证,对WLANMAC层进行修改与整合,定义了严格的加密格式和鉴权机制,以改善WLAN的安全性。IEEE802.11i新修订标准主要包括两项内容:“Wi-Fi保护访问”(Wi-Fi Protected Access:WPA)技术和“强健安全网络”(RSN)。Wi-Fi联盟计划采用 802.11i标准作为WPA的第二个版本,并于2004年初开始实行。

IEEE802.11i标准在WLAN网络建设中的是相当重要的,数据的安全性是WLAN设备制造商和WLAN网络运营商应该首先考虑的头等工作。

(6)IEEE802.11e/f/h

IEEE802.11e标准对WLANMAC层协议提出改进,以支持多媒体传输,以支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证QOS机制。

IEEE802.11f,定义访问节点之间的通讯,支持IEEE802.11的接入点互操作协议(IAPP)。

IEEE802.11h用于802.11a的频谱管理技术。

4.2HIPERLAN

欧洲电信标准化协会(ETSI)的宽带无线电接入网络(BRAN)小组着手制定Hiper(HighPerformanceRadio)接入泛欧标准,已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出时,数据速率较低,没有被人们重视,在2000年,HIPERLAN2标准制定完成,HIPERLAN2标准的最高数据速率能达到54Mbit/s,HIPERLAN2标准详细定义了WLAN的检测功能和转换信令,用以支持许多无线网络,支持动态频率选择、无线信元转换、链路自适应、多束天线和功率控制等。该标准在WLAN性能、安全性、服务质量QOS等方面也给出了一些定义。

HiperLAN1对应1EEE802.11b,HiperLAN2与1EEE082.11a具有相同的物理层,他们可以采用相同的部件,并且,HiperLAN2强调与3G整合。HIPERLAN2标准也是目前较完善的WLAN协议。

4.3HomeRF

HomeRF工作组是由美国家用射频委员会领导于1997年成立的,其主要工作任务是为家庭用户建立具有互操作性的话音和数据通信网,2001年8月推出HomeRF2.0版,集成了语音和数据传送技术,工作频段在10GHz,数据传输速率达到10Mbps,在WLAN的安全性方面主要考虑访问控制和加密技术。

HomeRF是针对现有无线通信标准的综合和改进:当进行数据通信时,采用IEEE802.11规范中的TCP/IP传输协议;进行语音通信时,则采用数字增强型无绳通信标准。

除了IEEE802.11委员会、欧洲电信标准化协会和美国家用射频委员会之外,无线局域网联盟WLANA(WirelessLAN Association)在WLAN的技术支持和实施方面也做了大量工作。WLANA是由无线局域网厂商建立的非营利性组织,由3Com、Aironet、Cisco、Intersil、Lucent、Nokia、Symbol和中兴通讯等厂商组成,其主要工作验证不同厂商的同类产品的兼容性,并对WLAN产品的用户进行培训等。 4.4 中国WLAN规范

中华人民共和国国家信息产业部正在制订WLAN的行业配套标准,包括:《公众无线局域网总体技术要求》和《公众无线局域网设备测试规范》。该标准涉及的技术体制包括IEEE802.11X系列(IEEE802.11、802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、 IEEE802.11h、 IEEE802.11i)和HIPERLAN2。信息产业部通信计量中心承担了相关标准的制订工作,并联合设备制造商和国内运营商进行了大量的试验工作,同时,信息产业部通信计量中心和中兴通讯股份有限公司等联合建成了WLAN的试验平台,对WLAN系统设备的各项性能指标、兼容性和安全可靠性等方面进行全方位的测评。

此外,由信息产业部科技公司批准成立的“中国宽带无线IP标准工作组(www.chinabwips.org)”在移动无线IP接入、IP的移动性、移动IP的安全性、移动IP业务等方面进行标准化工作。2003年5月,国家首批颁布了由“中国宽带无线IP标准工作组”负责起草的WLAN两项国家标准:《信息技术系统间远程通信和信息交换局域网和城域网特定要求第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范》、《信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求 第11部分:无线局域网媒体访问(MAC)和物理(PHY)层规范:2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》。这两项国家标准所采用的依据是ISO/IEC8802.11和ISO/IEC8802.11b,两项国家标准的发布,将规范WLAN产品在我国的应用。

5.WLAN网络结构

一般地,WLAN有两种网络类型:对等网络和基础结构网络。

对等网络:由一组有无线接口卡的计算机组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连接,在WLAN的覆盖范围的之内,进行点对点与点对多点之间的通信通信。

基础结构网络:在基础结构网络中,具有无线接口卡的无线终端以无线接入点AP为中心,通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入服务器AS等将无线局域网与有线网网络连接起来,可以组建多种复杂的无线局域网接入网络,实现无线移动办公的接入。

6.WLAN应用

作为有线网络无线延伸,WLAN可以广泛应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域实现旅游休闲上网;可以应用在政府办公大楼、校园、企事业等单位实现移动办公,方便开会及上课等;可以应用在医疗、金融证券等方面,实现医生在路途中对病人在网上诊断,实现金融证券室外网上交易。

对于难于布线的环境,如老式建筑、沙漠区域等,对于频繁变化的环境,如各种展览大楼;对于临时需要的宽带接入,流动工作站等,建立WLAN是理想的选择。

6.1销售行业应用

对于大型超市来讲,商品的流通量非常大,接货的日常工作包括定单处理、送货单、入库等需要在不同地点的现场将数据录入数据库中。仓库的入库和出库管理,物品的搬动较多,数据在变化,目前,很多的做法是手工做好记录,然后再将数据录入数据库中,这样费时而且易错,采用WLAN,即可轻松解决上面两个问题,在超市的各个角落,在接货区、在发货区、货架、中仓库中利用WLAN,可以现场处理各种单据。

6.2物流行业应用

随着我国WTO的加入,各个港口、储存区对物流业务的数字化提出了较高的要求。一个物流公司一般都有一个网络处理中心,还有些办公地点分布在比较偏僻的地方,对于那些运输车辆、装卸装箱机组等的工作状况,物品统计等等,需要及时将数据录入并传输到中心机房。部署WLAN是物流业的一项现代化必不可少的基础设施。

6.3电力行业应用

如何对遥远的变电站进行遥测、遥控、遥调,这是摆在电力系统的一个老问题。WLAN能监测并记录变电站的运行情况,给中心监控机房提供实时的监测数据,也能够将中心机房的调控命令传入到各个变电站。这是WLAN在电力系统遍布到千家万户,但又无法完全用有线网络来检测与控制的一个潜在应用。

6.4服务行业应用

由于PC机的移动终端化、小型化,一个旅客在进入一个酒店的大厅要及时处理邮件,这时酒店大堂的InternetWLAN接入是必不可少的;客房Internet无线上网服务也是需要的,尤其是星级比较高的酒店,客人可能在床上躺着上网,客人希望无线上网无处不在,由于WLAN的移动性、便捷性等特点,更是受到了一些大中型酒店的青睐。

在机场和车站是旅客候机候车的一段等待时光,这时打开笔记本电脑来上上网,何尝不是高兴的事儿,目前,在北美和欧洲的大部分机场和车站,都部署了WLAN,在我国,也在逐步实施和建设中。

6.5教育行业应用

WLAN可以让教师和学生对教与学的时时互动。学生可以在教师、宿舍、图书馆利用移动终端机向老师问问题、提交作业;老师可以时时给学生上辅导课。学生可以利用WLAN在校园的任何一个角落访问校园网。WLAN可以成为一种多媒体教学的辅助手段。

6.6证券行业应用

有了WLAN,股市有了菜市场般的普及和活跃。原来,很多炒股者利用股票机看行情,现在不用了,WLAN能够让您实现实时看行情,时时交易。股市大户室也可以不去了,不用再为大户室交纳任何费用。

6.7展厅应用

一些大型展览的展厅内,一般都布有WLAN,服务商、参展商、客户走入大厅内可以随时接入Internet。WLAN的可移动性、可重组性、灵活性为会议厅和展会中心等具有临时租用性质的服务行业提供了盈利的无限空间。

6.8中小型办公室/家庭办公应用

WLAN可以让人们在中小型办公室或者在家里任意的地方上网办公,收发邮件,随时随地可以连接上Internet,上网资费与有线网络一样,有了WLAN,我们的自由空间增大了。

6.9企业办公楼之间办公应用

对于一些中大型企业,有一个主办公楼,还有其他附属的办公楼,楼与楼之间、部门与部门之间需要通信,如果搭健有限网络,需要支付昂贵的月租费和维护费,而WLAN不需要,也不需要综合布线,一样能够实现有限网络的功能。

7.WLAN安全

WLAN应用中,对于家庭用户、公共场景安全性要求不高的用户,使用VLAN(VirtualLocalAreaNetworks)隔离、MAC地址过滤、服务区域认证ID(ESSID)、密码访问控制和无线静态加密协议WEP(Wired Equivalent Privacy)可以满足其安全性需求。但对于公共场景中安全性要求较高的用户,仍然存在着安全隐患,需要将有线网络中的一些安全机制引进到WLAN中,在无线接入点AP(Access Point)实现复杂的加密解密算法,通过无线接入控制器AC,利用PPPoE或者DHCP+WEB认证方式对用户进行第二次合法认证,对用户的业务流实行实时监控。这方面的WLAN安全策略有待于实践与进一步探讨并完善。

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Ⅸ 异构网络的异构网络中无线资源管理技术

传统意义的无线资源管理包括接入控制、切换、负载均衡、功率控制、信道分配等,而在未来异构网络中,无线资源管理的目标还包括为用户提供无处不在的服务和进行无缝切换,并提高无线资源的利用率。异构网络中无线资源管理是传统无线资源管理的一种扩充。
异构网络中无线资源管理的研究引起了广泛的关注,比较典型的几个无线资源管理模型包括协同无线资源管理、Multi-access无线资源管理(Multi-access RRM,MRRM)和联合无线资源管理。下面分别对这三种无线资源管理方法进行具体的介绍。 3GPP在规范中提出了CRRM的概念,通过CRRM对WCDMA、WLAN和GSM/EDGE等多种RAT进行统一的管理。CRRM中两个主要技术是新发起呼叫的网络选择和漫游呼叫垂直切换的网络选择。在这里每个RAT需要执行呼叫允许接入控制、调度(Scheling)、HHO和局部功率控制(Power Control)。CRRM结构框架如图2.3所示。

每个RRM实体负责监测相应RAT的网络参数和状态信息,并将这些信息周期性发送到CRRM服务器,再由CRRM服务器处理每个网络汇报的数据,并进行分析和处理,最后将决策的结果反馈给每个RRM实体,由这些RRM实体来具体执行对应的决策。
CRRM主要的优点是可以利用负载均衡(Load Balancing,LB)来降低阻塞率和提高无线资源的利用率;根据终端的业务类型为用户选择合适的网络,从而来改善网络的QoS管理功能。 Multi-access无线资源管理是基于三个主要的结构功能模块:集中式的MRRM、分布式的MRRM和终端MRRM,如图2.4所示。

集中式的MRRM一般适用于紧耦合的融合异构网络结构。图2.5给出了集中式的MRRM架构,所谓集中式指的就是每个RAT都归一个集中的RRM控制实体来管理,这个集中的控制实体能够获得所管理区域内的所有RAT的流量、负荷以及阻塞状态等,能够起到对这些网络进行统一的管理。这种结构有一些缺点,例如两个相邻的RAT之间会产生边缘效应,还有不便于扩展,当集中式RRM管理的RATs太多时,难以管理,且效率不是很高。因此出现了分布式的MRRM架构。

如图2.6所示给出了分布式的MRRM架构,分布式的MRRM没有一个不依赖于某一个特定的MRRM实体,相应的功能分散给地位对等的RRM实体。分布式管理可以将系统的目标分配给每个分布式的RRM实体,由它们分担管理和计算的功能,这样可以降低每个节点的计算复杂度。并且系统的可靠性增加了,不会像集中式的MRRM,一旦集中RRM控制实体发生故障,整个系统就发生瘫痪了。这种框架已经在3GPP规范中得到了应用,并应用到了WCDMA和GSM/EDGE构成的异构网络系统。

基于终端的MRRM将MRRM功能和决策交由终端负责,但是这种方式还是需要网络端进行协助,例如每个网络实体需要将自身状态信息提供给每个移动终端,以便进行MRRM决策。 文献 提出了联合无线资源管理方案。该方案的核心概念是业务分离和多重连接。JRRM将业务分成基本部分和增强部分,前者由大覆盖范围的RAT来传送,例如UMTS。JRRM的目标是通过利用中心控制器来管理所有子网的容量,为不同RAT之间提供智能互联。JRRM框架与CRRM结构非常类似,但是JRRM并不仅仅局限于UMTS和GSM。此外,JRRM通过一些改变和附加特点弥补了CRRM方案。一种超紧耦合方式允许联合、管理网络与终端之间的业务流,因此联合无线资源规划和允许接入控制需要最优化频谱效率、处理不同的业务类型和QoS约束以及自适应的规划业务等。特别的是通过多重接入来利用业务分割来获得最优QoS,多重接入指的是一个终端可以同时接入到多个无线网络,从而可以将业务流分割成多个子业务流,分别通过不同的RAT来异步传送。
如图2.7中所示,JRRM结构是基于不同RATs同时覆盖的假设,每个RAT需要保证用户流量接口(User Traffic Interface,IU)、监测功能、业务调度(Traffic Schele,TRSCH)、负荷控制(Load Control,LODCL)、接入允许控制(Session Admission Control,SAC)等功能相互高效工作。业务估计模块(Traffic Estimation mole,TREST)通知每个允许接入的会话或呼叫进行接入控制,去更新每个连接的优先级信息和接入允许决策。