发布时间:2023-10-11 17:27:58
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇移动通信的基本概念,期待它们能激发您的灵感。
由于高职高专生基础比本科生要差些,按照以上的实验设备与内容来开设现代移动通信实验课,及高职高专的“现代移动通信”的教材开设这一门课程,教学效果不佳。体现在以下几方面:
(1)高职高专教材考虑到学生基础和理解能力较差的特点来编写,所以教材一般只是阐述现代移动通信的基本概念、基本原理、基本技术,包括:①主要概述了移动通信的概念、发展历程、特点、组成、分类、工作方式、多址方式以及编码与调制技术。②移动信道中的电波传播及干扰,主要讲述天线的基本知识、电波传播特性以及传播的路径损耗预测、移动信道的特征、分集接收技术以及噪声与干扰、组网技术。③GSM数字移动通信系统,主要讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、传输信道的种类和帧结构、系统的接续和移动性、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。④CDMA移动通信系统,主要讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、系统的特点、网络结构和提供的服务、IS-95CDMA信道结构、移动性管理、呼叫处理和功率控制。⑤三代移动通信系统,主要介绍系统的特点、结构、网络。实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。没有详细的技术原理内容的介绍,这与实验的理论出现了脱节。
(2)实验课主要内容是学生在实验老师的指导下动手做实验。在学生动手做实验之前,老师必须先讲解实验原理与及内容,并做一次演示。老师讲解清楚实验原理所须时间超出一半的课时,这样就体现不出以学生动手做实验为主了。学生也没有耐心讲解繁琐的原理,做完实验不会写实验报告,不知道做实验的意义。
(3)使学生产生应付心理,实验课变得多余,打击学生学习的积极性——是教师所不愿意接受的结果。
针对以上问题,做出以下的教学改革方案:
(1)本课程理论课教案的编写改革,按本院校本专业的学生的基础和理解能力,主要介绍:①概述移动通信的概念、特点、组成、分类、工作方式工作原理、多址方式工作原理、组网技术。②GSM数字移动通信系统,讲述GSM系统的组成、特点、编号计划、GSM系统的接续和移动性管理、安全性管理、支持的业务以及GPRS系统。③CDMA移动通信系统,讲述码分多址在CDMA网络中的实现过程、CDMA移动通信系统的特点、网络结构和提供的服务。④三代移动通信系统,介绍第三代移动通信系统的特点、系统组成结构、网络演进策略、实现3G的关键技术、三种技术标准(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)。⑤介绍LTE技术及我国的通信产业。
(2)实验内容与教学方式的改革:按照理论课知识另编实验题目个数及内容,实验项目数适当的减少,内容发生变化不再按照实验箱的实验教材教学,实行实地考察的方式或者联系日常生活所常见的通信知识开展实验教学。
移动通信的发展迅猛,从1978年第一代模拟蜂窝移动通信系统诞生至今,新技术不断涌现,更新换代飞快。昨天还是3G时代,今天就已经是4G时代了,而GSM已经是过时的技术。经过实践,从学生对通信行业的渴望求知的心理出发准备教学内容是提高学生学习兴趣和质量的一种非常有效的途径。学生最关心的是什么是通信专业,移动通信到底是什么,做什么,学了基础理论有什么用,自己能做什么,就业方向,令学生明白学习《现代移动通信》这门课程的意义。这样《现代移动通信技术》课程不再是枯燥乏味的移动通信的基本概念、基本原理和基本技术,移动通信系统。
【关键词】 移动通信技术 物联网 应用研究
引言
在我国举行的第十二个五年规划的会议中,物联网的开发得到了我国政府的高度重视。近几年,物联网的高速发展有目共睹。事实上,早在2010年初,我国总理就在报告中明确指出要把物联网纳入我国重点发展的产业中,换言之,物联网的发展前景是被大家所认可的,它已经成为我国信息产业发展中必不可少的一部分。显然,我们的生活也因为物联网的出现而发生了翻天覆地的变化。互联网技术已经进入了成熟的阶段,它在物联网的推广和发展中扮演着不可或缺的角色。
一、物联网的基本概念
物联并不是一个新兴的概念,早在20世纪末期,微软总裁便提出了物-物的概念。随后,这一想法得到了世界知名学府麻省理工的认可,并且正式对物联网的概念进行了详细的叙述。
几年后,这一概念再度被国际电信进行补充,由此可见,物联网的发展已经得到了世界多个国家的认可。从本质上来说,物联网就是建立一个实现物体与物体之间的信息交换的网络,这一网络的建设需要借助多种电子信息技术完成物体信息的采集工作,并且对其进行转换,最终达到物体信息传输的目的。物联网的信息传输突破了距离的限制,并且能够进行自动化的系统管理,实现人对物品的信息管理,位置感知和实时监控等。
二、物联网的基本结构
作为信息产业的新兴产物,物联网的结构并不简单,主要分为三个层面,分别是应用、感知和网络。
1、应用。在物联网的架构中,应用位于最高位置,它的作用是实现人对物体的管理和实时操控。
2、感知。和应用层相反,感知是物联网架构的基本,它与所有位于物联网的物体都有接触。
3、网络。网络是实现物联的根本,没有网络就无法实现物体之间相互通信。因此,它贯穿于应用层和感知层之间,它的作用是传递经过感知层采集到的物体信息。
三、物联网的特点
物联网跟互联网之间是有很大不同的,物联网具有延长性强,能够与国民经济息息相关的特点。物联网与人们的生活各方面都有联系,可以说是无所不在。
首先,物联网是需要部署多种传感设备,在感知技术中运用十分广泛。它的每一个传感器都有自己的信息源,感知的事物来自各个方面。
其次,物联网涉及的范围非常广,它具有很强的包容性。在信息产业整个行业中,物联网都能涉及到,通信、传感、网络各个领域都有它的身影。所以提供的服务也是多样化的,服务形态以及应用能够实现多种组合。
再次,物联网可以对物体进行智能控制,具有较强的处理能力。物联网能够让传感器进行智能处理,获取到相应信息后发出指令,让传感器进行智能化处理。
四、移动通信技术在物联网中的应用
物联网的信息节点具有广泛性与移动性的特点,它的网络融合技术非常强。所以它的通信主要是以无线为主的,移动通信技术是当前物联网技术的主要手段之一。
五、移动通信系统在物联网中的应用方式
移动通信系统的组成较为复杂、在传输、管理、维护上都有专门的系统负责。所以移动通信在互联网中的应用方式是包括多方面的:
1、移动通信系统中的移动终端能够随时随地进行网络节点移动,能够与互联网感知终端互通,它是互联网信息当中的通信节点,也是通信过程中的传输介质。
2、移动通信技术非常成熟,覆盖区域非常广,在物联网中可以作为传输网络来使用。
3、移动网络维护平台的管理维护功能都非常传输,能够确保使用过程的安全性。物联网使用移动通信功能来进行管理维护是绝对没问题的。
六、移动通信在物联网中应用的现状与展望
近些年,移动通信技术与物联网技术发展非常迅速,移动通信在物联网中的使用已经渐渐开始。但是,使用的范围还是有行业限制的,并没有完全的运用到生活方方面面中,如果要使该技术与人们生活息息相关,就应当继续努力,抓紧实现物联网与移动技术相通的规范制度。还需要不断创新,把物联网运用到日常生活中,加快移动技术在物联网中的运用脚步,让大家都能够意识到物联网的重要性,并且把物联网运用到生活中。
参 考 文 献
目前,《通信技术》这门课讲解内容有:(1)均匀传输线理论与天线的基本概念,主要介绍均匀传输线方程及其解,传输线的阻抗与状态参数、无耗传输线的状态分析,评价天线性能的几个主要指标,基本振子辐射和天线常用的各种电参数;(2)微波中继通信系统,主要介绍数字微波中继通信的概念,工作原理,设备组成,微波中继站的转接方式;(3)卫星通信系统,主要介绍通信卫星和地球站,卫星通信的分类、工作频率及其特点;(4)光纤通信系统,主要介绍光纤的结构与分类,光纤的导光原理和传输特性,光纤通信的主要特点,数字光纤通信系统的组成和工作原理;(5)移动通信系统,主要介绍移动通信的特点和工作方式,移动通信中无线电波的传播特性,移动通信组网技术,数字调制技术,蜂窝移动通信系统.
参照国内外重点大学此类相关课程教材,结合自身的特点,需适当调整《通信技术》这门课程的结构体系和教学内容,尤应增加当今最前沿的通信技术及其发展趋势,拓宽学生的知识面,如3G通信技术在现实中的应用及其市场发展前景,认知无线电技术基本概念及其主要研究成果,激光通信技术,可见光通信技术等.《通信技术》课程大部分相关教材内容很少揭示通信问题所对应的数学模型,很少用数学的理论去解释一些通信中的结论,而数学类专业学生的数学理论基础扎实,教学中可以补充相应内容引导学生应用数学理论、方法研究通信中的问题.比如,讲解均匀传输线理论时,可以与学生一起建立均匀传输线系统数学模型,得到传输线上任意一点z处电压和电流的基本方程式中:U、I分别为电压、电流,Z=R+jwL为单位长度的串联阻抗,Y=G+jwC为单位长度的并联导纳.
数学类专业学生求解上式方程的稳态解是件容易的事,因此可以安排学生自己求出方程的解,最后再将方程解中各个参量的物理意义解释清楚.这样,学生不仅可以体会到学习数学的用途和运用数学理论、方法解决问题的快乐,而且对通信知识的理解更加深刻.再比如,卫星通信系统按轨道分类有低轨道和中高轨道,可以引导学生推导轨道高低与通信卫星电波覆盖地球表面的关系,使学生了解需要多少颗卫星才能实现全球通,进一步考虑通信卫星使用寿命、发射成本、维护难易、干扰的抑制以及保密性能等因素,建立一个多目标评估系统,根据多目标优化理论,建立数学模型,通过数学方法分析模型,结合软件进行数值仿真验证,最终提出实际可行的参考报告.《通信技术》课程每个章节都有这方面的内容,在教学过程中应注意挖掘这样的教学素材.
二、教学观念、手段的更新
以往教师讲授《通信技术》这门课主要是单向说教,老师唱独角戏,形式单调,调动学生主观能动性、培养学生创新能力的方法欠缺.教学应从单纯的知识传授转变为研究式的教学,用研究式的教学作为提高教学质量和教学水平的重要手段.
研究式教学要求充分发挥师生双方的主动性和创造性,这对于习惯了“模仿+记忆”的教学模式的学生来说必然会碰到更大的困难.在讲授天线、卫星通信、光纤通信以及移动通信等内容时,老师可以先布置课外查询任务,查阅这些技术的起源、发展、现状及未来趋势,然后让学生在课堂上交流对这些内容的认识、理解.老师根据学生交流情况汇总那些理解不清的概念、技术等内容,然后详细讲明白“是什么”和“为什么”.现在网上有大量的新技术科普片,观看科普片同样可以获得新知识,也是丰富课堂教学方式的途径之一.因此可以收集天线、卫星通信、移动通信、激光通信等新技术的科教宣传片,在授课过程中穿插科教宣传片,使学生能更加直观理解通信相关技术.
三、课外专题的研讨
【关键词】 3G移动通信技术 通信系统 研究与应用
一、前言
随着移动通信技术的发展,3G移动通信技术作为一种重要的技术体系,以其优越的普适特点得到了重要应用,引领移动通信技术进入新的发展阶段。随着网络技术的快速发展以及用户的即时网络应用需要,能够实现语音视频及流媒体播放的移动通信技术成为了未来发展方向。
二、3G移动通信技术特点及分类
2.1 基本概念及特点
3G(3rd-generation)被称之为“第三代移动通信技术”,指的是支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术,它能够在全球范围内更好地实现无线漫游,处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式,提供包括网页浏览、电话会议、电子商务、视频交互等多种信息服务,同时兼容已有的第二代系统[1]。具备良好的兼容功能,能够在兼容2G环境下所有的系统,节约大量成本;具备较强的技术优势,能够满足当前用户的基本需求;具备较强的拓展性,为进一步发展,留下了较大的创新空间。
2.2 基本分类
通用的3G标准,可以分为欧版的WCDMA、美版的CDMA2000和中国的TD―SCDMA。2000年5月,ITU(国际电信联盟)将以上3种标准与WIMAX定义为主流无线标准,并纳入指导性技术文件。一是WCDMA。从GSM网发展并规范的技术,意指宽频分码多重存取,它提出了GSM(2G)-GPRS-EDGE-WCDMA(3G)的发展策略,市场优势明显;二是CDMA2000。是由窄带技术发展而来,利用窄频CDMAOne的数字标准衍生,可直接升级至3G,发源于美国,很多大型应用商都参与其生产和使用。如三星、Lucent等。具有成本低廉,兼容性好等特点;三是TD-SCDMA。这是由中国独立制定的标准,是中国移动的核心技术。1999年6月,由大唐电信向ITU提出申请并获取资质。具有辐射低、支持灵活和成本低廉等特点。该标准提出跨过过渡阶段,直接向3G升级,特别适合GSM系统的升级改造。
三、3G移动通信技术的具体应用
随着3G技术体系的不断发展与完善,它不仅兼容了2G的通信功能,还在带宽和传输速度上做出了技术性突破,依托高速发展的计算机技术,可以建设多维度、多层次的承载平台,目前其适用范围已经扩大到所有工业及民生应用领域
3.1 流媒体的应用
3G技术具备大流量数据传输的功能,因此该技术在流媒体传输中发挥了重要作用,可以为用户提供随时随地的视频和音乐上传、下载服务。随着数字电视的网络化和大量的3G终端出现,人们可以离开电脑的束缚,依托海量的网络资源,实现即时点播。
3.2 宽带数据传输应用
3G移动通信技术作为无线网络技术的一种,为宽带数据传输提供了新选择,在保证数据传输质量的基础上,实现了数据传输流量的增加。联通公司的HSPA+技术,上行速率11.02Mbps,能够支持最大42 Mbps的上行,是中国联通“终端+应用”模式的具体体现[2]。
3.3 高质语音同步传播应用
由于3G移动通信技术的音频信号分辨率更高,在语音传输中的传输质量也相应提高,因此,在大量的高质量语音传输中得到了较大的应用。主要原因在于其覆盖15Km半径的基站建设和DSP的运算速度,能够为用户提供不超过240km/h的移动速度,确保系统的兼容性和频谱利用率[3]。
四、结论
从本文的分析来看,3G移动通信技术作为2G通信技术的升级,在原有通信技术的基础上实现了功能的增加和带宽的扩展,有效满足了移动通信网络的发展。随着信息技术日新月异的发展与进步,移动通信技术必须同步发展,才能够在激烈的竞争当中获得足够强大的生命力。可以预见,国内在普及3G应用的基础上,为了适应用户更高的需求,具备更多应用功能、更快传播速度、更好传输质量和更大的带宽应用的4G移动通信技术会随之而来,推动移动通信行业不断向前发展。
参 考 文 献
[1] 黎碧霞. 浅谈3G移动通信网络安全技术[J]. 沿海企业与科技,2010(05)
【关键词】4G 概述 技术特点 趋势
当3G技术刚刚走入人们的视线尚未完全完全普及之时,对下一代通信技术的展望早已悄悄地拉开了帷幕。尽管3G技术与2G相比有着巨大的优势,但并未在技术层有重大的改变,只是在视频应用上迈出了重要的一步。3G技术的发展主要有以下几个方面的局限:
第一,较高的通信速率。3G虽然标称能达到2Mbit/s的速率,但平均速率只能达到384 kbit/s尽管目前3G增强型技术不断发展,但其传输速率还有差距。
第二,不能提供动态范围多速率业务。由于3G空中接口主流的三种体制WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA所支持的核心网不具有统一的标准,难以提供具有多种QoS及性能的多速率业务。
第三,不能真正实现不同频段不同业务环境间的无缝漫游。由于采用不同频段的不同业务环境需要移动终端配置有相应不同的软、硬件模块,而3G移动终端目前尚不能实现多业务环境的不同配置。
3G系统以上的局限性使其发展受到限制,很多公司已经开始着手4G概念通信系统的研究。本文主要介绍4G概念通信的技术特点以及可能采用的关键技术。
1 概述 4G 移动通信技术
4G 移动通信技术在上世纪末就已被提出,国际电信联盟还将“IMT-2000”及其以后的系统作为计划工作中的一项,同时在规划中提出要在 2010 年完成 4G 的初步商用。进入新世纪以来,随着网络通信技术飞速发展和计算机技术的进步,IMT-2000 系统成为了研究的重点,在国际电信联盟的支持下,于 2000 年在加拿大成立了专门研究小组,为的是将全球范围内的研究工作组统一化。我国对 4G 技术越来越关注,相应的研究工作也已经正式列入国家 863 项目。可从以下几点来理解第四代移动通信系统:(1)是一种新的无线通信系统,其系统是建立在新的频段上的;(2)以分组数据信息为基础,实现其高速率的传输;(3)真正的“全球一统”;(4)基于全新网络体质的系统,或者说其无线部分将是对新网络的无线接入;(5)将不是单纯的通信系统,而是融合了数字通信、数字音/视频接受和网络计入的崭新系统。第四代移动通信有其创新之处,和前几代的系统有很大不同,其系统网络架构以路由技术为主,在以往的系统中,核心网络只有一个,即移动网络的作用。而在第四代通信系统中,它更像是一个统一的固定网络,具有移动管理的功能,而且可以和有线、无线相连接使用。当与无线相接时,接入点具有多种选择,如无线局域网、蜂窝系统基站等,这些接入方式虽然略有差异,但信令结构是相同的,关于信息格式,通常有IP 分组和 ATM 信元两种。此外,无线接入点也有很多变化,用户可随时接入,而且在通信过程中还能完成接入点之间的转换。须注意的是,核心网络意义重大,需要实时掌握用户的具置,对用户的身份进行鉴别。
2 4G 移动通信技术要点
目前,第三代移动通信已经开始规模化商用,但是其自身所具有的技术局限性已经引起人们的注意,因此世界通信业界的专家们已经将目光投向了后 3G 技术即 4G 技术。在 3G向 4G 技术演进过程中产生并发展了一系列的移动通信新技术,主要包括 OFDM 技术、智能天线、MUD 技术等。
2.1 OFDM 技术
作为一种特殊技术,OFDM 是利用多载波来实现信号的传输和接收工作的,该技术的原理在于,在一定的频域内,系统会将已设置好的信道进行划分,形成多个正交子通道,传输工作或窄带调制就在子通道上完成,通常信道宽度会比信号的快带要略宽一些。通过窄带调制,可降低高速串行的数据速度,使其成为低速的子数据流,借助子载波对这些转换后的子数据流进行调制,使它们相互正交,最终实现并行传输。OFMD 技术由于能够抗干扰,频谱利用率而受到广泛关注,成为未来移动通信系统的关键技术之一。
2.2 智能天线技术
智能天线通过天线阵元信号的加权幅度和相位来改变阵列的方向图形状,具有侧向和调零功能,能够把天线阵列方向图主瓣对准用户信号到达方向,并自适应实时跟踪信号,同时将旁瓣或零陷对准干扰信号的到达方向,从而抑制干扰信号,提高信号的信噪比,改善整个通信系统的性能,并能识别不同入射方向的直射波和反射波。
2.3 MUD 技术
该技术是多用户检测技术,当使用用户较多时,必然会占据某个信道,而各自的信号幅度等因素不尽相同,MUD 技术结合某些用户的时间、相位及信号强弱等信息因素进行考虑,在此基础上,对单个用户的信号状况进行检测,以实现用户之间的最佳联合检测。
2.4 无线ATM技术
WATM 的基本概念是采用标准 ATM 信元用于网络级功能,同时在无线链路中增加无线首标/尾标用于无线信道专用协议子层(媒体接入控制、数据链路控制及无线网络控制)。
2.5 IPv6 技术
IPv6 将地址长度增加了 4 倍,从 IPv4 的 32 位增加到了128 位。IPv6 不仅解决了 IP 地址不够用的问题,而且提高了网络的安全性和服务质量。其主要有这些特性:扩展了 IP 的地址空间;增强了认证与私密性;简化报头格式,加强了对扩展报头和选项部分的支持;对数据流进行标识;改进移动网络和实时通信方面的性能。
3 对4G移动通信技术发展趋势的展望
目前,全球已经拥有了一个数量及其庞大的手机使用团体,更多的人在体验了手机 3G上网以后对手机上网速度有了新的认识,使用手机上网的用户不断增多,相比较 3G 通信技术,4G 通信技术在技术方面具有更大的优势,因此,未来 4G移动通信技术必然会进入一个飞速发展的时期。
参考文献
[1]张茹芳.浅析4G移动通信技术的概念和要点以及发展趋势分析[J].信息通信,2013,1(11):9-10.
[2]张玉龙,李志峰,赵勋.对 4G 移动通信技术应用与发展的展望[J].信息通信,2013,10(31):95-96.
[3]李婷婷,方丽华,邹品.浅谈 4G 移动通信系统的关键技术与发展[J].信息科技,2012,4(12):46-47.