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曲簫揚(yáng) 長江職業(yè)學(xué)院 430074
【文章摘要】
隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及智能手機(jī)的逐漸普及,社會大眾越來越關(guān)注4G 移動通信的相關(guān)技術(shù)。在本文中,簡單闡述了4G 移動通信技術(shù)的基本概念,并介紹了相應(yīng)的通信系統(tǒng)和比較核心的技術(shù),此外,還具體剖析了4G 移動通信技術(shù)存在的安全方面的一些問題,并提出了一些相應(yīng)的有效解決策略。
【關(guān)鍵詞】
4G ;移動;通信技術(shù);概念;安全;系統(tǒng);策略
全球上第一代的移動通信系統(tǒng)是在上個世紀(jì)的美國研制成功的,進(jìn)而拉開了移動通信時代的序幕,同時在逐漸進(jìn)步的科技當(dāng)中得到了快速的發(fā)展。一直到現(xiàn)在,4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)在移動通信這個領(lǐng)域開始嶄露頭角,與3G 移動通信技術(shù)相同,都廣泛應(yīng)用在世界的范圍之內(nèi)。相比于2G 移動通信,3G 通信系統(tǒng)有著許多方面的優(yōu)勢,但是在電路交換、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、業(yè)務(wù)管理、接入速率、網(wǎng)絡(luò)安全以及視頻應(yīng)用等各個方面都出現(xiàn)了不足,所以,人們將大部分的希望寄托于4G 的移動通信。
1 簡述4G 移動通信技術(shù)的基本概念
一般來講,4G 移動通信技術(shù)能夠被定義成分布網(wǎng)絡(luò)以及廣帶接入,它的非對稱的那種數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?yīng)該保持在2Mb/s 以上,能夠?qū)?G 移動通信的相關(guān)用戶提供大概150Mb/s 的清晰視頻的相關(guān)服務(wù),還能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸三維圖像。同時, 4G 移動通信能夠?qū)崿F(xiàn)兩個不同的頻帶網(wǎng)絡(luò)或者無線平臺之間的無線傳輸,并能夠不分地點(diǎn)時間,可以對互聯(lián)網(wǎng)寬帶進(jìn)行隨時介入,除了網(wǎng)絡(luò)的基本信息之外,還能夠?yàn)橛脩粲行峁?shù)據(jù)整理、地點(diǎn)定位以及遠(yuǎn)程遙控等各種功能。除此之外,4G 的移動通信系統(tǒng)也屬于是一種更加高級的移動寬帶的通信系統(tǒng),具體的特點(diǎn)是多功能進(jìn)行一定的集成,屬于寬帶接入的一種IP 系統(tǒng)。
2 4G 移動通信的相關(guān)系統(tǒng)
2.1 接入系統(tǒng)
一般情況下,4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng)主要包括:1)無線系統(tǒng)(比如DECT 等);2)無線的蜂窩移動通信系統(tǒng)( 如2G 等) ;3)短距離的連接系統(tǒng)( 例如藍(lán)牙等) ;4)固定無線接入以及無線環(huán)路系統(tǒng);5)無線的局域網(wǎng)系統(tǒng);6)相應(yīng)的衛(wèi)星系統(tǒng);7)有線系統(tǒng);8)廣播電視的接入系統(tǒng)( 如DVB - T、DAB 等) ;9)STS 平流層的相關(guān)通信系統(tǒng)。同時,4G 移動通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)接入系統(tǒng)存在的比較顯著的特點(diǎn)為:智能化的模式終端在一定程度上基于公共的一種平臺,利用各種相應(yīng)的接入技術(shù),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺間的協(xié)作以及無縫連接,運(yùn)用最優(yōu)化的工作方式有限滿足用戶的各種需求。
2.2 核心網(wǎng)絡(luò)
通常來講,4G 移動通信系統(tǒng)當(dāng)中的核心網(wǎng)是基于全I(xiàn)P 的一個網(wǎng)絡(luò),也就是基于IP 的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理、基于IP 的承載機(jī)制、基于IP 的應(yīng)用服務(wù)以及基于IP 的網(wǎng)絡(luò)資源控制。相比于3G 移動網(wǎng)絡(luò),4G 移動系統(tǒng)有著很多根本性的優(yōu)點(diǎn),具體表現(xiàn)為:能夠?qū)崿F(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的無縫連接。其中,核心網(wǎng)相對獨(dú)立于無線接入的具體方案,可以有效提供端、端之間的IP 業(yè)務(wù), 可以兼容已經(jīng)存在的核心網(wǎng)。核心網(wǎng)有著相對比較開放的一種結(jié)構(gòu),基本允許空中接口可以接入到核心網(wǎng);此外,核心網(wǎng)可以將傳輸、控制以及業(yè)務(wù)等分開。
2.3 移動終端
我們知道,4G 移動通信系統(tǒng)的特征在一定程度上決定了4G 移動通信系統(tǒng)的移動終端和3G 系統(tǒng)的不同。而4G 移動終端應(yīng)該可以有效支持廣帶寬以及高速率的相應(yīng)要求,與此同時,4G 移動通信終端還應(yīng)該能夠保證可以適應(yīng)不同的QoS 指標(biāo)要求、不同的空中接口要求以及終端用戶在移動性能方面的一些要求來對用戶的相關(guān)需求進(jìn)行一定的滿足。為了能夠?qū)Σ煌目罩薪涌谶M(jìn)行兼容,那么移動終端應(yīng)該具備更新軟件方面的能力,并能夠利用軟件的下載來實(shí)現(xiàn)更新。除此之外,在4G 系統(tǒng)當(dāng)中,存在著多樣化的終端形式, 化妝盒、手表或者眼鏡都有一定的可能會成為4G 系統(tǒng)的終端。在未來,4G 移動終端會具有下面的一些具體特征:1)更高的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通性( 無線設(shè)備能夠利用Adhoc 方式來進(jìn)行組網(wǎng)) ;2)更強(qiáng)的交互性能( 更加方便的網(wǎng)絡(luò)和個人接口) ;3)更加豐富的個性化服務(wù)( 更加支持GPS 定位、蜂窩電話以及尋呼等業(yè)務(wù)) ;4)更強(qiáng)的安全保障功能( 比如嵌入式的那種指紋的認(rèn)證) ; 5)更強(qiáng)的動態(tài)自重構(gòu)的能力( 能夠?qū)I(yè)務(wù)要求和網(wǎng)絡(luò)條件進(jìn)行自我適應(yīng)) ;6)更強(qiáng)的識別語音的功能。
3 4G 移動通信的相關(guān)技術(shù)
通常來講,4G 通信技術(shù)主要包括MIMO、OFMD 以及智能天線等一些技術(shù), 有著信息量比較大、可容性比較強(qiáng)以及傳輸速度非??斓雀鞣N優(yōu)勢。4G 移動通信相比于3G 來講,有著相對比較高質(zhì)量的視頻通信,有著清晰化的視頻圖像以及高速率的傳播,能夠?yàn)橐曨l通話以及直播論壇等有效提供更加穩(wěn)定的一種信號支持, 與此同時,使用沒有固定地點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來有效提供定時、通訊定位、遠(yuǎn)程控制以及信息收集等服務(wù)。
3.1 MIMO 技術(shù)
該技術(shù)的效能主要在于改善通信質(zhì)量以及提升通信效率,設(shè)置多副發(fā)射天線并將其接入到天線當(dāng)中來有效實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的相應(yīng)功能,本質(zhì)上來講是以空間分集以及空間復(fù)用的增益作為信息系統(tǒng)來有效提供支持,這就能夠使用空間分集的可靠性以及空間復(fù)用技術(shù)的容量性,實(shí)現(xiàn)支持信道。因?yàn)樵摷夹g(shù)的主要功能在于將比較傳統(tǒng)惡通信系統(tǒng)當(dāng)中的衰落因素轉(zhuǎn)化通訊性能方面的增加,能夠?qū)崿F(xiàn)提升傳輸業(yè)務(wù)的速率,從而可以有效實(shí)現(xiàn)提升無限通信的性能。
3.2 OFMD 技術(shù)
這種技術(shù)一般指的就是正交頻分復(fù)用的一種技術(shù),屬于4G 技術(shù)的一種核心, 能夠把信道大體分成多個正交的子信道, 轉(zhuǎn)換高速數(shù)據(jù)信號為低速的數(shù)據(jù)流,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)調(diào)整每個子道方面的信息傳輸,這就會對頻譜效率進(jìn)行有效提升,實(shí)現(xiàn)抗碼以及高速傳輸之間的干擾。
3.3 智能天線技術(shù)
智天線技術(shù)主要由天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及波未形成算法三個部分組成, 基本功能為信號干擾防御,為了有效實(shí)現(xiàn)該功能,應(yīng)該有效借助于各陣元信號的調(diào)整相位以及加權(quán)幅度,天線陣列方向的圖形進(jìn)行改變的情況下將其抗干擾的功能有效實(shí)現(xiàn),在該功能的相應(yīng)刺激之下,該技術(shù)應(yīng)該被應(yīng)用到緩解資源、提升信息容量、提升通訊質(zhì)量以及提升傳速當(dāng)中。
4 4G 通信技術(shù)在安全方面存在的威脅
目前,存在著非常多的對4G 通信技術(shù)安全造成威脅的因素,最為主要的是一些無意識的人為的錯誤、故意的人為的破壞以及攻擊、泄露密碼以及系統(tǒng)的漏洞等一些因素,進(jìn)行了如下的總結(jié):
4.1 軟件安全以及應(yīng)用系統(tǒng)方面的漏洞
網(wǎng)絡(luò)的瀏覽器以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器出現(xiàn)問題是一種極其正常的現(xiàn)象,很難做到不出問題,由于它剛剛進(jìn)行研制,目前還處在進(jìn)行試驗(yàn)的階段,還不是非常的成熟, 同時還因?yàn)榇嬖诤芏嗳瞬荒艹浞职盐赵摷夹g(shù)等,很容易會出現(xiàn)很多問題尤其是系統(tǒng)方面的問題,死機(jī)屬于極其正常的現(xiàn)象,因此主要的問題是系統(tǒng)以及軟件的不成熟,應(yīng)該對系統(tǒng)以及軟件進(jìn)行大力研發(fā)。
4.2 黑客一般來講,黑客是編輯程序的人員, 他們可以進(jìn)行程序的編輯以及系統(tǒng)的操作,同時具有非常高級的知識,并通過安全漏洞非法進(jìn)入到他人的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之內(nèi),有著非常大的危害。 4.3 病毒
通常情況下,很多網(wǎng)絡(luò)方面的東西基本都比較怕病毒,所以4G 通信技術(shù)也存在這樣的問題,非常多的病毒會對傳輸路徑進(jìn)行一定的破壞,進(jìn)而在傳播的過程當(dāng)中出現(xiàn)問題,會出現(xiàn)亂碼或者會接不到信號,根本不能預(yù)防病毒,只有對自己的系統(tǒng)進(jìn)行更新,在一定程度上限制病毒,有效防止病毒入侵。
5 解決安全問題的有效策略
只存在檢查以及防范的通信系統(tǒng)對于保證可靠以及安全是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,該系統(tǒng)還應(yīng)該具有自動恢復(fù)以及抗病毒侵襲方面的能力。由于系統(tǒng)根本就做不到所謂的萬無一失,一旦發(fā)生檢漏以及防漏等事情,那么一定會產(chǎn)生災(zāi)難性的結(jié)果。同時, 也不可避免天災(zāi)人禍,這也會造成毀滅性的通信技術(shù)系統(tǒng)方面的破壞。系統(tǒng)容災(zāi)技術(shù),就算有系統(tǒng)災(zāi)難發(fā)生,也會對系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)進(jìn)行快速的恢復(fù),能夠有效完整地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)方面的安全。
目前,主要是為了進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份以及基于系統(tǒng)容錯的一種系統(tǒng)容災(zāi)方面的技術(shù)。在系統(tǒng)當(dāng)中,最后的屏障是數(shù)據(jù)備份,不容許出現(xiàn)任何一點(diǎn)閃失。但是,離線的介質(zhì)根本就不能有效保證不會出現(xiàn)差錯,數(shù)據(jù)容災(zāi)進(jìn)行數(shù)據(jù)安全的保證主要利用的技術(shù)是IP 容災(zāi)技術(shù),在使用數(shù)據(jù)容災(zāi)時應(yīng)該存在兩個存儲器,在兩個存儲器間建立復(fù)制方面的關(guān)系,同時,兩個存儲器不可以放在相同的地方,應(yīng)該是分別放在本地和異地。放在本地的那個存儲器應(yīng)該服務(wù)本地,供本地進(jìn)行使用,而放在異地的存儲器應(yīng)該進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時的復(fù)制以及備份。兩者之間通過IP 進(jìn)行相互連接,會構(gòu)成相對比較完整的數(shù)據(jù)方面的容災(zāi)系統(tǒng),同時也可以提供數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的容災(zāi)功能。
6 結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,在對待通信的新技術(shù)時,我們應(yīng)該有意識的保持更加的冷靜以及理智,一定不會有一帆風(fēng)順的4G 演進(jìn)的道路,未來我們會面臨著機(jī)遇以及挑戰(zhàn)。所以,我們應(yīng)該抓緊進(jìn)行先進(jìn)軟件以及系統(tǒng)的研發(fā),有效滿足現(xiàn)代時代的一些實(shí)際要求。
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】通信技術(shù);課程教學(xué);教學(xué)方法;教學(xué)模式
1.引言
《通信技術(shù)基礎(chǔ)》課程屬于高職類電子、通信專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)知識課程,它是前導(dǎo)課程《模擬電子線路》、《數(shù)字電路》等課程知識的鞏固與延伸,也是后續(xù)《移動通信》、《通信新技術(shù)》等課程的基礎(chǔ),所以本課程在整個專業(yè)課程體系中的作用十分重要。本課程知識的特點(diǎn)是理論性強(qiáng),知識更新速度快,實(shí)際應(yīng)用十分廣泛,故教學(xué)過程設(shè)計(jì)要依據(jù)通信產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展的需要、兼顧企業(yè)崗位就業(yè)群需要,力求反映與專業(yè)相關(guān)的最新主流技術(shù),使學(xué)生在了解專業(yè)知識與技術(shù)發(fā)展的同時,融會貫通所學(xué)的專業(yè)知識,進(jìn)一步提高專業(yè)綜合素質(zhì)。
2.課程教學(xué)目標(biāo)
學(xué)生學(xué)習(xí)本門課程,學(xué)習(xí)目標(biāo)是掌握通信技術(shù)的基本概念和基本原理;建立完整的通信系統(tǒng)的概念;理解無線電發(fā)送與接收設(shè)備的基本組成及其工作原理,能畫出基本通信設(shè)備的組成框圖并能敘述各組成部分的作用,了解常見通信網(wǎng)絡(luò)的組成方案及工作特點(diǎn),了解數(shù)字與模擬信號的一般處理方法,了解衛(wèi)星通信系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)及交換系統(tǒng)的工作原理;能進(jìn)行通信設(shè)備主要性能指標(biāo)的檢測、以及使用仿真軟件的能力。為進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握電子、通信技術(shù)的專業(yè)知識和職業(yè)技能打下基礎(chǔ)。
3.課程內(nèi)容的選取
通過對相關(guān)就業(yè)崗位職業(yè)能力要求的調(diào)研、對通信技術(shù)發(fā)展的追蹤以及對學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的探索,我們在教學(xué)內(nèi)容的選取方面整合了通信學(xué)科中通信設(shè)備、通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)、電波傳播等多門課程,適度地介紹信號處理、信息理論、編碼技術(shù)、信號傳輸與交換技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù),為學(xué)生提供囿于工作領(lǐng)域的系統(tǒng)而淺顯的知識和職業(yè)訓(xùn)練。
4.課程的整體設(shè)計(jì)
4.1 教學(xué)方法與手段選取
授課學(xué)生現(xiàn)狀——一般都有一定的模電、數(shù)電理論概念基礎(chǔ),通信終端的利用率很高,比如手機(jī),電腦等,對理論性強(qiáng)的知識不喜歡聽,喜歡動手做,對不斷更新的通信設(shè)備通信新技術(shù)特別感興趣;通信專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)特點(diǎn)——理論性強(qiáng),技術(shù)更新速度快,實(shí)際應(yīng)用廣泛,與我們的生活已經(jīng)密不可分。根據(jù)以上特點(diǎn),本課程可采用多元化教學(xué)模式,將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相互補(bǔ)充,依托計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)、系統(tǒng)仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等教學(xué)資源,對教學(xué)過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì);通過校園網(wǎng)、多媒體設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)教室,教學(xué)基地等硬件設(shè)施的配套使用,將授課內(nèi)容、理論知識的動態(tài)解釋、電路、系統(tǒng)的仿真過程及相關(guān)知識的視頻資料或圖片資料的介紹等各種教學(xué)信息在教學(xué)過程中進(jìn)行適度的表現(xiàn),充分調(diào)動教與學(xué)的潛能,進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。
4.2 工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式的實(shí)施
在多元化教學(xué)模式中,我們重點(diǎn)突出工學(xué)結(jié)合教學(xué)模式的運(yùn)用,工學(xué)結(jié)合是將學(xué)習(xí)與工作相結(jié)合的教育模式,通過靈活的教學(xué)形式和組織安排,讓學(xué)生一部分時間在學(xué)校內(nèi)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識和進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練,一部分時間在企業(yè)參加崗位實(shí)踐,同時邀請企業(yè)管理骨干參與授課,由學(xué)校與企業(yè)共同承擔(dān)起對學(xué)生的培養(yǎng)任務(wù)。通過工學(xué)結(jié)合模式,可以加強(qiáng)學(xué)校與企業(yè)的聯(lián)系,提高企業(yè)對我們培養(yǎng)的學(xué)生的認(rèn)可度。比如在移動通信系統(tǒng)章節(jié)內(nèi)容授課時,首先讓學(xué)生進(jìn)入移動通信服務(wù)運(yùn)營公司進(jìn)行實(shí)踐調(diào)研,對市場上不同公司生產(chǎn)的移動通信設(shè)備性能進(jìn)行優(yōu)劣對比,搜集課程涉及的移動通信系統(tǒng)各性能模塊技術(shù)資料,對比各自的技術(shù)特點(diǎn),服務(wù)領(lǐng)域。帶著一些實(shí)際問題進(jìn)行理論課的授課,結(jié)合實(shí)踐講解什么是移動通信;移動通信的特點(diǎn);移動通信系統(tǒng)中有哪些關(guān)鍵技術(shù);深入對比各種常見移動通信設(shè)備性能,各自的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過先實(shí)踐,再理論講解,最后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法授課,學(xué)生知識點(diǎn)鞏固的深,動手能力也得到了加強(qiáng),綜合素質(zhì)得到了提高。
4.3 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺推廣應(yīng)用
為進(jìn)一步調(diào)高教學(xué)效果,本課程配套建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上向?qū)W生提供教學(xué)大綱、授課計(jì)劃、電子教案、電子教材、通信詞匯、系統(tǒng)仿真、在線測試、通信綜合課題競賽等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源;在校園網(wǎng)上完成考試、成績查詢、統(tǒng)計(jì)等教學(xué)管理工作;同時,師生之間建立網(wǎng)絡(luò)交互平臺,對課程問題可以進(jìn)行實(shí)時、專題討論、網(wǎng)絡(luò)答疑和意見反饋等教學(xué)信息的交流。通過網(wǎng)絡(luò)的先進(jìn)性、開放性和實(shí)時性,更大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)師資力量的整合,滿足優(yōu)化課程設(shè)計(jì)的要求。
4.4 考核方法
本課程可采用過程考核和期末考核相結(jié)合的考核方式。過程考核參考學(xué)生的實(shí)踐動手能力,平時表現(xiàn),分析問題,解決問題的能力;期末考核考察學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握情況;最終總評成績由兩項(xiàng)成績按一定比重相加得到。
5.結(jié)束語
本課程授課過程設(shè)計(jì)主要圍繞電子、通信類專業(yè)學(xué)生的工作領(lǐng)域,系統(tǒng)、全面而淺顯,體現(xiàn)了高等職業(yè)教育的實(shí)用性要求、適合高職學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和認(rèn)知規(guī)律,有利于培養(yǎng)學(xué)生在這一領(lǐng)域的興趣;具體表現(xiàn)為:激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,解決實(shí)際問題的能力都有了很大程度的提高。學(xué)生進(jìn)入就業(yè)崗位適應(yīng)能力強(qiáng),崗位遷移快;學(xué)生進(jìn)一步深造,可拓展性高。
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【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代通信技術(shù);多維立體教學(xué);工程化
【中圖分類號】TN915 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089 (2012)01-0009-01
通信技術(shù)正以前所未有的速度得以發(fā)展和應(yīng)用,它與計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合和滲透形成現(xiàn)代通信技術(shù),如衛(wèi)星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等都屬于現(xiàn)代通信技術(shù),它與我們息息相關(guān),給我們的工作和生活帶來了日新月異的變化。因此,《現(xiàn)代通信技術(shù)》課程不僅要在通信工程專業(yè)開設(shè),同時還有必要在非通信工程專業(yè)開設(shè)。
1 現(xiàn)代通信技術(shù)課程的目標(biāo)與內(nèi)容
《現(xiàn)代通信技術(shù)》作為一門為非通信工程專業(yè)本科學(xué)生開設(shè)的課程,是通過知識的加工和優(yōu)化,在原《現(xiàn)代通信系統(tǒng)》與《通信原理》等課程基礎(chǔ)上整合而成,并向應(yīng)用性方向拓展[1]。由于非通信工程專業(yè)的學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過《現(xiàn)代通信系統(tǒng)》和《通信原理》課程,所以課程目標(biāo)是“輕理論,重應(yīng)用”,使學(xué)生初步了解關(guān)于通信系統(tǒng)的基本概念、數(shù)字通信系統(tǒng)的組成;了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的電信交換、衛(wèi)星通信、微波通信、移動通信、光纖通信等通信系統(tǒng)的基本原理、組成框架和最新應(yīng)用內(nèi)容。
現(xiàn)代通信技術(shù)課程由通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、電信交換、無線通信、移動通信和光傳輸網(wǎng)五大主要組成部分[2],詳見圖1。
圖1 現(xiàn)代通信技術(shù)課程主要內(nèi)容
通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)包括模擬通信和數(shù)字通信(強(qiáng)調(diào)數(shù)字通信系統(tǒng))、數(shù)字通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)如信源編碼技術(shù)、信道復(fù)用技術(shù)等、數(shù)字信號的基帶傳輸、調(diào)制技術(shù)和差錯控制技術(shù)等;電信交換包括常用的交換方式如電路交換和分組交換、數(shù)字程控交換、ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))和智能網(wǎng);無線通信包括無線傳播的基本特性、無線通信的關(guān)鍵技術(shù)、典型的無線通信微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成和應(yīng)用;移動通信包括移動通信的關(guān)鍵技術(shù)、典型的移動通信系統(tǒng)GSM、CDMA和3G系統(tǒng)的原理、技術(shù)體制及應(yīng)用發(fā)展;光傳輸網(wǎng)包括管傳輸系統(tǒng)的組成和原理、SDH光傳輸網(wǎng)技術(shù)、光波分復(fù)用技術(shù)等。
2 傳統(tǒng)的現(xiàn)代通信技術(shù)教學(xué)方式的特點(diǎn)
傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以知識學(xué)科體系為中心,先講述理論,在進(jìn)行一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)?!冬F(xiàn)代通信技術(shù)》課程的教學(xué)方式一致沿襲本科教育中學(xué)科體系的教學(xué)模式,從通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)到無線通信、移動通信等,都過于側(cè)重理論,偏重知識的積累,內(nèi)容豐富,公式與性質(zhì)多,抽象難懂,這種教學(xué)方式的主要特點(diǎn)和弊端如下:
2.1 學(xué)生對學(xué)習(xí)感到枯燥,無法進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)。對于現(xiàn)代通信技術(shù)課程來說,知識抽象、枯燥,特別是講到通信原理等摸不著看不見的知識時,學(xué)生更是不知所云。很多學(xué)生僅僅是被動地在學(xué)習(xí),沒有主動參與的熱情,體會不到學(xué)習(xí)的樂趣,更談不上創(chuàng)新能力了。
2.2 教學(xué)過程中以原理知識為核心,而忽略了學(xué)生的數(shù)學(xué)功底和理論推導(dǎo)能力,使其缺乏學(xué)習(xí)的積極性;教學(xué)方法也是以傳授知識為主,忽視了學(xué)生的能力培養(yǎng)和工程設(shè)計(jì)鍛煉,導(dǎo)致知識與能力不協(xié)調(diào)。
2.3 理論和實(shí)際沒有很好地聯(lián)系起來,對知識的實(shí)際應(yīng)用只作點(diǎn)綴,學(xué)生動手環(huán)節(jié)較少,更缺乏現(xiàn)場操作的經(jīng)驗(yàn),無法滿足崗位需求。
3 現(xiàn)代通信技術(shù)課程的教學(xué)思路和教學(xué)模式
考慮到非通信工程專業(yè)的學(xué)生基本上沒有學(xué)習(xí)過包括通信原理、信號與系統(tǒng)、隨機(jī)過程等課程,在教學(xué)中必須從實(shí)際出發(fā),因材施教,遵循深入淺出、易于理解的原則,力求簡潔明了,突出科普性,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣[3]。采取“多挖坑少鉆井”的方法,對現(xiàn)代通信技術(shù)課程中較深的知識進(jìn)行必要的刪減,比如通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)中的調(diào)制技術(shù)、語音編碼,電信交換中的數(shù)字交換單元的工作原理、信令系統(tǒng),無線信道特性分析、擴(kuò)頻技術(shù)等知識點(diǎn),只能進(jìn)行簡單的講解,使學(xué)生明白這些知識的基本概念。
3.1 教學(xué)內(nèi)容模塊化。
本課程對理論知識不要求過度深入,避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo),建立模塊化的教學(xué)模式,參考圖1的課程內(nèi)容,將現(xiàn)代通信技術(shù)作為一個整體任務(wù),并按主要內(nèi)容將這一任務(wù)分解成任務(wù)模塊:通信網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)模塊、電信交換模塊、無線通信模塊、移動通信模塊和光傳輸模塊,每個模塊又分解為幾個子模塊。每個教學(xué)模塊都以具體的項(xiàng)目案例引出教學(xué)內(nèi)容,將枯燥的理論教學(xué)完全融入到一個個具體的任務(wù)中,抽象的知識就得到了具體的體現(xiàn)。這種教學(xué)方案不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還可以培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3.2 教學(xué)方法多樣化。
課堂教學(xué)質(zhì)量的好壞直接影響到教學(xué)效果?!皾M堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)在以“學(xué)生為主體”的課堂,而采用類比引證等深入淺出的方法進(jìn)行多維立體教學(xué),則可事半功倍,大大提高教學(xué)質(zhì)量。
3.2.1 多維立體教學(xué)。
隨著多媒體技術(shù)的應(yīng)用,課堂上老師大都使用PPT進(jìn)行教學(xué),不停地播放幻燈片,授課信息量大,內(nèi)容多,但這種教學(xué)方法很容易忽視學(xué)生對內(nèi)容的理解和接受程度。多維立體教學(xué),就是靈活使用現(xiàn)代教學(xué)手段,使用“多媒體+網(wǎng)絡(luò)+板書”的教學(xué)模式,采用多種方法展現(xiàn)抽象的知識點(diǎn),在圖、文、聲、像等方面為學(xué)生提供直觀感受,讓他們在短時間內(nèi)理解和接受大量的最新信息[4]。課堂上,可以充分利用多媒體放映PPT、圖片、動畫和視頻等,課后學(xué)生可以登錄教學(xué)網(wǎng)站下載學(xué)習(xí)資料,通過網(wǎng)絡(luò)、論壇與老師進(jìn)行互動交流。例如,在學(xué)習(xí)衛(wèi)星通信時,可以插入衛(wèi)星通信系統(tǒng)的圖片,播放最新衛(wèi)星通信的相關(guān)視頻等,讓學(xué)生直觀地理解相關(guān)內(nèi)容。
3.2.2 善于類比。
本課程設(shè)計(jì)很多的原理、概念,若只是將這些抽象的知識敘述出來則顯得枯燥無味,學(xué)生不易理解,而將這些知識與現(xiàn)實(shí)生活中我們常接觸的事物做類比則可以很好地理解[6]。例如,在講解無線通信中電磁波按照傳播方向的分類時可以將其與臺球的運(yùn)動做類比,如圖2所示,這樣將抽象的看不見摸不著的電磁波也可以很容易的知道它包括直射波、反射波、繞射波和散射波等。
圖2 臺球的運(yùn)動
再如,在講解移動通信中的切換技術(shù)時,切換包括軟切換和硬切換,什么是切換?什么是軟切換?什么是硬切換呢?同樣也可以采取類比的方法。假設(shè)你在一個工作崗位呆久了,由于這樣或那樣的原因,想調(diào)整一下,但你不能終端工作,直接變成空閑狀態(tài),因?yàn)槟愫茉诤豕ぷ魉鶐淼氖找?,你不希望這個收益中斷(切換的目的就是為了提供無中斷的數(shù)據(jù)傳輸)。根據(jù)崗位變動時,交接工作地開展方式不同可以把崗位變動分為溫柔換崗(類似于軟切換)和強(qiáng)行換崗(類似于硬切換)。溫柔換崗就是在和新的工作崗位進(jìn)行聯(lián)系時,舊崗位的工作也不已下載中斷,而是進(jìn)行相應(yīng)的交接工作;強(qiáng)行換崗就是和舊崗位徹底中斷,然后建立和新崗位的聯(lián)系。根據(jù)類比引出軟切換和硬切換的概念,學(xué)生就很容易理解了。
這種類比的方法不僅可以調(diào)節(jié)課堂氣氛,還可以深入淺出地將抽象難懂的知識讓學(xué)生在輕松地氣氛中理解并掌握。
3.3 教學(xué)模式工程化。
近年來,以美國麻省理工學(xué)院為首的世界幾十所大學(xué)展開了CDIO工程教育模式的改革。CDIO是Conceived(構(gòu)思)、Design(設(shè)計(jì))、Implement(實(shí)現(xiàn))、Operate(運(yùn)作),是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)[5]。該教學(xué)模式下,學(xué)生是學(xué)習(xí)主體,教師是教學(xué)主導(dǎo)。對于現(xiàn)代通信技術(shù)課程,教師首先要明確講授課程在專業(yè)知識結(jié)構(gòu)中的地位和作用,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。其次,教師要根據(jù)學(xué)生應(yīng)掌握的知識和能力,在教學(xué)中適當(dāng)穿插綜合性實(shí)驗(yàn),促使學(xué)生自己動手,帶領(lǐng)學(xué)生對衛(wèi)星地面接收站、通信站等機(jī)房進(jìn)行觀摩,使理論知識和實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。在工程化的教學(xué)模式理念的指導(dǎo)下,我們可以改變以往重理論輕實(shí)踐、重視專業(yè)知識而忽視創(chuàng)新能力的教學(xué)方式,取得良好的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵字:5G;移動通信;互聯(lián)網(wǎng)
1前言
隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,移動互聯(lián)網(wǎng)的更高速、更便捷、更便宜成為人們追求的目標(biāo)。因此全球?qū)τ诘谖宕苿油ㄐ偶夹g(shù)(5G)的研發(fā)正逐步升溫。4G最高可以達(dá)到100Mbps的上網(wǎng)速率,而5G可達(dá)到1Gbps。與4G相比,5G網(wǎng)絡(luò)更能滿足人們對高傳輸速率的要求。同時,第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)在傳輸過程中還體現(xiàn)出短時延、低功耗、高可靠等特點(diǎn)。目前全球很多國家都已經(jīng)開展了5G研發(fā),在前不久結(jié)束的世界移動通信大會上中國以及其他國家共19家通信運(yùn)營商和多家通信設(shè)備廠也都加入研[1]究5G網(wǎng)絡(luò)的隊(duì)伍,全球5G市場正逐漸開啟。
2第五代移動通信進(jìn)展概述
對于第五代移動通信技術(shù),目前業(yè)界尚無清晰而明確的定義。2015年2月11日,IMT-2020(5G)推進(jìn)組在北京召開的5G概念白皮書會中,宣布迫切需要盡快制定全球統(tǒng)一的5G標(biāo)準(zhǔn)以及確定統(tǒng)一的5G概念。根據(jù)5G關(guān)鍵能力與核心技術(shù),第五代移動通信技術(shù)的概念由標(biāo)志性能指標(biāo)和一組核心關(guān)鍵技術(shù)來共同定義。其中Gbps用戶體驗(yàn)速率為標(biāo)志性能指標(biāo),一組關(guān)鍵技術(shù)包括大規(guī)模天線陣列、超[2]密集組網(wǎng)、新型多址、全頻譜接入和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
2.1主要性能指標(biāo)
可以用以下幾個主要的性能指標(biāo)來描述5G。(1)數(shù)據(jù)速率將不少于1Gbps最是基本要求目前4G/LTE的傳輸速率達(dá)到100Mbps,而5G的速率將會達(dá)到每秒1Gbps。如果用4G網(wǎng)絡(luò)下載一個視頻耗時1分鐘,則5G下載一部高清畫質(zhì)視頻只需1秒鐘。如果利用手機(jī)或平板上在線觀看4k視頻或?qū)淼?k視頻,5G下行速度為其提供了保障。(2)特大的通信容量在每平方公里的地理范圍內(nèi),無線移動寬帶系統(tǒng)的容量比目前4G/LTE增長1000倍,平均每平方公里地理范圍內(nèi)的連接數(shù)將不小于一百萬個。(3)無線延遲時間要求小于一毫秒兩部手機(jī)連接的時間在3G網(wǎng)絡(luò)下為500ms,而4G網(wǎng)絡(luò)則需要50ms。然而多數(shù)瞬時無線應(yīng)用的時間延遲不能多于一毫秒,比如5G的應(yīng)用于無人駕駛、汽車行駛中時,當(dāng)向無人駕駛發(fā)送緊急指令時,延遲時間如果多一毫秒,可能就會有危險(xiǎn)。因此未來的網(wǎng)路延遲時間應(yīng)小[3]于一毫秒。(4)可支持的最大移動速度為500km/h4G支持的最大移動速率為350km/h,當(dāng)以每小時500公里速度移動時,5G服務(wù)可保證信號切換不中斷。
2.25G發(fā)展現(xiàn)狀
從通信業(yè)的發(fā)展軌跡看,網(wǎng)絡(luò)換代的時間越來越短。1G、2G、3G、4G的更換間隔時間分別為為12年、10年、8年,而從4G到5G,預(yù)計(jì)只有6年。目前世界上許多發(fā)達(dá)國家已開展5G的研究工作并制定了相應(yīng)的研究和發(fā)展推進(jìn)計(jì)劃,中國、韓國、日本、美國、歐盟都在投入大量資源研發(fā)第五代移動通信網(wǎng)絡(luò),同時在這兩年內(nèi)世界各國也就5G進(jìn)行廣泛的研討。5G研發(fā)進(jìn)展飛快,且多個國家對5G的研究都初見成效。歐盟于2014年1月正式推出“5GPPP”(5GPublic-PrivatePartnership)計(jì)劃,預(yù)投入數(shù)十億歐元開發(fā)5G技術(shù),并在2022年正式投入運(yùn)營。三星電子有限公司在2013年已成功開發(fā)5G核心技術(shù),并宣布預(yù)計(jì)將于2020年開始推廣商用。韓國科學(xué)和未來規(guī)劃部在2014年1月宣布建立“未來通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”,預(yù)算1.6萬萬億韓元用于5G的研究,希望在2018年平昌奧運(yùn)會上首次試演5G應(yīng)用。日本于2013年10月創(chuàng)建了5G研究組,該研究組已經(jīng)對5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了初步探討。2014年5月8日,日本多個運(yùn)營商共同合作,開始測試高速5G網(wǎng)絡(luò),并預(yù)計(jì)在2020年開始運(yùn)作。美國Verizon無線公司在2015年9月7日宣布,將從明年開始試用第五代移動通信網(wǎng)絡(luò),兩年后在美國部分城市進(jìn)[4]行商用。2015年9月28日,第五次中歐經(jīng)貿(mào)高層對話會上,我國與歐盟在第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議。會議再次強(qiáng)調(diào)于2020年實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)商用的目標(biāo),再次推動了5G技術(shù)的發(fā)展。中國的5G研究的時間推進(jìn)表中表示,在明年啟動第五代移動通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)研究,預(yù)計(jì)在三年內(nèi)完成第一個版本的標(biāo)準(zhǔn),把商業(yè)應(yīng)用的起步時間確定為2020年。中國移動、華為、大唐電信、中興通訊等企業(yè)現(xiàn)正投入大量的精力研發(fā)5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
35G網(wǎng)路前景分析
3.15G在我國前景
雖然目前5G還處在實(shí)驗(yàn)階段,真正商用還要經(jīng)過幾年的時間,但是5G已經(jīng)成為ICT領(lǐng)域的熱點(diǎn)名詞。我國在通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域經(jīng)歷了第一代空白、第二代跟隨、第三代突破、第四代同步、第五代力爭取得主導(dǎo)地位的加速發(fā)展。3G、4G時代呈現(xiàn)出標(biāo)準(zhǔn)之爭的局面在5G情況下是不會出現(xiàn)的,5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)現(xiàn)全球統(tǒng)一。我國移動通信技術(shù)已經(jīng)取得一定成績,在5G國際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作中也起到重要作用,需要我國企業(yè)在5G網(wǎng)絡(luò)方面進(jìn)一步發(fā)力,爭取中國5G標(biāo)準(zhǔn)能成為世界5G標(biāo)準(zhǔn)。
3.25G三大空口技術(shù)
第三代移動通信的空口技術(shù)是CDMA,第四代移動通信的空口技術(shù)是OFDM,而當(dāng)進(jìn)入第五代移動通信時代時,應(yīng)用更加繁榮,對空口技術(shù)要求也更加靈活,因此空口技術(shù)的復(fù)雜多樣性和應(yīng)變能力變得尤為重要。一個空口必須滿足超高清視頻要求的每秒1G的帶寬、無人駕駛要求的小于1毫秒時延、每平方公里物聯(lián)網(wǎng)傳感器幾十萬的連接數(shù)等業(yè)務(wù)。而濾波正交波形頻分復(fù)用(FilteredOFDM,F(xiàn)-OFDM)與稀疏碼多址技術(shù)(SparseCodeMultipleAccess,SCMA)可作為第五代無線通信技術(shù)動態(tài)空口的基礎(chǔ)。(1)F-OFDM無線通信的基礎(chǔ)波形技術(shù)F-OFDM是基于子帶濾波的OFDM,能夠滿足5G需求的波形技術(shù)。其能滿足5G原理是首先先將系統(tǒng)帶寬劃分若干子帶,通過優(yōu)化濾波器,把不同帶寬的子波之間的保護(hù)頻帶做到一個子波帶寬,每種子帶根據(jù)業(yè)務(wù)需求配置不同的波形參數(shù)。支持空口參數(shù)配置自動適應(yīng)5G不同業(yè)務(wù)。(2)SCMA無線通信的稀疏碼多址接入技術(shù)通過F-OFDM已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在頻域和時域的資源復(fù)用,為了進(jìn)一步提高頻譜效率,還可以通過空域和碼域的復(fù)用來改進(jìn)。SCMA有兩個關(guān)鍵技術(shù):第一個是低密度擴(kuò)頻,即把單個子載波擴(kuò)頻成4個子載波,然后這4個子載波由6個用戶共享,用戶數(shù)據(jù)只占用了其中2個子載波,剩余2個空子載波。這就是SCMA中Sparse(稀疏)的含義。第二個關(guān)鍵技術(shù)是高維調(diào)制,傳統(tǒng)的波形調(diào)制只有幅度和相位兩維,同樣,高維調(diào)制技術(shù)調(diào)制的也是相位和幅度,但是最終使多用戶的星座點(diǎn)之間歐氏距離拉得更遠(yuǎn),大大提高了用戶的解調(diào)和抗干擾性能。每個用戶使用高維調(diào)制的數(shù)據(jù)稀疏碼本,而每個用戶的碼本系統(tǒng)有記錄,這樣在不正交的情況下,就可以把不同用戶最終解調(diào)出來。SCMA通過引入碼域的多址,調(diào)整了稀疏度,并提高了頻譜效率,最終頻譜效率可以提升多倍。(3)PolarCode高性能糾錯碼技術(shù)信道編碼技術(shù)的主要目的是能夠可靠的傳遞數(shù)字信號。信道編碼技術(shù)是在發(fā)送信息序列的同時增加額外的校驗(yàn)比特,并在收端采用一定的譯碼技術(shù),使傳輸過程中產(chǎn)生的差錯以較高的概率進(jìn)行糾正,從而正確接收發(fā)送的信息。過去所采用的多種糾錯碼技術(shù)如RS碼、卷積碼、Turbo碼等都未能達(dá)到香農(nóng)極限。在2008首次提出的極化碼是第一種能夠被嚴(yán)格證明可達(dá)到信道容量的信道編碼方法。Polar碼具有簡單明確的編碼及譯碼算法,所能達(dá)到的[5]糾錯性已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Turbo碼、LDPC碼。
3.35G未來應(yīng)用
5G的應(yīng)用不僅僅是上網(wǎng)、打電話,還可以實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)、各行各業(yè)的信息相互結(jié)合。如智慧城市、智能交通、工業(yè)自動化等等,這意味著5G標(biāo)準(zhǔn)不僅僅只與移動通信行業(yè)有關(guān)。人們通過高科技可以達(dá)到“所想即所得”的水平。農(nóng)民不需要到田里,只需打開手機(jī)通過田間攝像頭就可以隨時查看農(nóng)作物病害和蟲害信息以及田間水量和養(yǎng)分等情況。如果農(nóng)民種植過程中遇到問題,可以把田間的情況通過發(fā)送視頻給遠(yuǎn)方專家,直接等待回復(fù)。當(dāng)在用手機(jī)看足球比賽的直播時,賽場周圍安裝了大量高清攝像頭,視頻信號通過5G網(wǎng)絡(luò)從遙遠(yuǎn)的球場瞬間傳到手機(jī)或平板上,只需用手指隨意劃動屏幕,畫面就會隨著手指的移動而發(fā)生變化,就可以享受觀看全方位的比賽。
3.45G面臨問題
5G雖然在未來幾年就會被商用,但仍有許多問題有待解決。(1)5G網(wǎng)絡(luò)的主要問題依然是技術(shù)問題目前的4G網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)仍存在著許多問題,如果問題不解決勢必影響5G的普及。比如信號受障礙物影響較大,在偏遠(yuǎn)的山區(qū)網(wǎng)絡(luò)還未普及,在地鐵站、地下室、圖書館以及火車車廂等人群密集的場所,存在覆蓋不到或信號差等問題。(2)手機(jī)存儲讀寫速度問題人們很容易忽視掉現(xiàn)有的手機(jī)存儲芯片的寫入速度根本無法達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)需要的速度,即使5G網(wǎng)絡(luò)被商用,也會因?yàn)槭謾C(jī)讀寫速度受到限制,人們體驗(yàn)不到其在速度上的優(yōu)勢。在移動互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的時代,5G將支持更打范圍的信息服務(wù)互聯(lián)和應(yīng)用,除個人消費(fèi)業(yè)務(wù)外,還可以滿足更多的企業(yè)和社會需求??梢灶A(yù)測,5G虛擬現(xiàn)實(shí)、5G智能車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程遙控、緊急救援等領(lǐng)域,將可借助5G技術(shù)得到推廣。
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[關(guān)鍵詞]寬帶無線移動通信 生產(chǎn)業(yè)
1 引言
隨著全球數(shù)字化經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,寬帶無線移動通信作為體現(xiàn)國家科技、經(jīng)濟(jì)、人才等綜合實(shí)力的重要領(lǐng)域,已成為許多國家爭取主導(dǎo)權(quán)、話語權(quán)和制高點(diǎn)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。為提升我國無線移動通信的綜合競爭實(shí)力和創(chuàng)新能力,推動移動通信技術(shù)和產(chǎn)業(yè)向世界先進(jìn)水平跨越,《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》中確立了新一代寬帶無線移動通信重大專項(xiàng),大力發(fā)展低運(yùn)營成本、扁平化、全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的蜂窩移動通信系統(tǒng)的后續(xù)演進(jìn)和寬帶無線接入。
代表了信息通信技術(shù)主要發(fā)展方向的新一代寬帶無線移動通信的迅速發(fā)展將會極大地提高其速率和可應(yīng)用的帶寬以此滿足人們對數(shù)字、圖像、音頻、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的需求。然而,在當(dāng)前國際市場需求急劇下降、全球信息產(chǎn)業(yè)深度調(diào)整的形勢下。如何確保國家重點(diǎn)投入發(fā)展的通信網(wǎng)絡(luò)拉動內(nèi)需,擴(kuò)大海外市場,促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的長期可持續(xù)發(fā)展將是一個嚴(yán)峻的問題。
2 當(dāng)前移動通信的業(yè)務(wù)狀況
目前,移動通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合已經(jīng)成為一種趨勢,它在終端,網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)容上都在逐步融合,融合之后的新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以提供更多新穎的行業(yè)應(yīng)用解決方案,這為依托于信息技術(shù)和現(xiàn)代管理理念發(fā)展起來的新興服務(wù)產(chǎn)業(yè)提供了前所未有的機(jī)遇,但同時也帶來了帶寬、網(wǎng)絡(luò)融合、行業(yè)推廣、有效監(jiān)管等各方面的挑戰(zhàn)。
2.1服務(wù)單一化向服務(wù)多樣化的轉(zhuǎn)變
以我國目前移動通信發(fā)展現(xiàn)狀來看:我國現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)存在業(yè)務(wù)單一的問題,通信網(wǎng)絡(luò)主要服務(wù)于傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),2006年1~5月中國電信產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)構(gòu)成中,移動通信、固定本地和長途通信占業(yè)務(wù)收入的92.2%,數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)只占了7.63%;2007年數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)占電信業(yè)務(wù)收入的比例為8.4%。2008年上半年,數(shù)據(jù)通信收入占電信業(yè)務(wù)收入的比例僅達(dá)到9.4%,我國90%的通信行業(yè)的收入來源于占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬資源10%的語音業(yè)務(wù)。占用90%帶寬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不足10%。而發(fā)達(dá)國家通信業(yè)務(wù)發(fā)展的數(shù)據(jù)顯示,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的收益是通信業(yè)收益的主要來源。移動通信業(yè)務(wù)本身正在發(fā)生從單一的傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)向多樣化的多媒體業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變,語音業(yè)務(wù)低值化趨勢已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。
2.2帶寬日益增加,速率日益提高
隨著移動通信業(yè)務(wù)由單一語音業(yè)務(wù)向移動多媒體和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展。帶寬的需求越來越大,3G在速率、QoS、無縫移動等方面的局限性也日益顯露出來,這就需要構(gòu)建容量更大、速率更快、功能更強(qiáng)的新一代寬帶移動通信系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)更高品質(zhì)的多媒體業(yè)務(wù)和全球性的、“無所不在”的通信服務(wù)。LTE可提供的上下行數(shù)據(jù)峰值速率可達(dá)到50Mb/s和100Mb/s,此時高速互聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)游戲、可視電話、手機(jī)電視、視頻點(diǎn)播等業(yè)務(wù)將成為現(xiàn)實(shí)。LTE/4G網(wǎng)絡(luò)的商用,將為移動行業(yè)應(yīng)用開辟更加巨大的空間。
2.3應(yīng)用和業(yè)務(wù)領(lǐng)域的拓展
移動通信技術(shù)的發(fā)展,使可利用的帶寬快速增加,網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率顯著提高。在全面服務(wù)大眾用戶的同時,致力于轉(zhuǎn)型的移動運(yùn)營企業(yè)將移動行業(yè)應(yīng)用拓展到了政務(wù)、公安、交通、金融、電力、工商、農(nóng)業(yè)、教育等領(lǐng)域,使移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從短信、彩信、手機(jī)游戲等大眾化業(yè)務(wù)向“警務(wù)通”、“家校通”、“農(nóng)信通”、“移動工商”、“移動稅務(wù)”、手機(jī)銀行、移動支付等移動行業(yè)應(yīng)用發(fā)展,有力地推動了行業(yè)信息化進(jìn)程。
目前。以發(fā)達(dá)國家的寬帶應(yīng)用來看,家庭醫(yī)療和遠(yuǎn)程診斷,基于移動多媒體設(shè)施或移動終端的遠(yuǎn)程教學(xué),工業(yè)傳感器信息收集等寬帶應(yīng)用將會是企業(yè)中很有前景的寬帶業(yè)務(wù),帶寬和速率問題一旦解決,這些寬帶業(yè)務(wù)就可以更好的得以應(yīng)用。支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的先進(jìn)的通信網(wǎng)絡(luò)可以更好地促進(jìn)各行業(yè)的發(fā)展,全面提升行業(yè)管理效率和企業(yè)效益。
3 生產(chǎn)業(yè)的崛起
1997年黨的“十五大”報(bào)告中指出了重視現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展。此后在國家“中長期科技規(guī)劃綱要”又一次強(qiáng)調(diào)了我國發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè),特別是生產(chǎn)業(yè)的重要性。2006年國家啟動了現(xiàn)代服務(wù)業(yè)科技支撐計(jì)劃(信產(chǎn)部和科技部聯(lián)合幾十個部委推動這一計(jì)劃實(shí)施),并在全國啟動了“現(xiàn)代服務(wù)業(yè)共技術(shù)支撐體系與運(yùn)用示范工程”重大項(xiàng)目?,F(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展,將從全局實(shí)現(xiàn)我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,而生產(chǎn)業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)各部門緊密相關(guān),ICT本身不僅是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要組成部分,更重要的它又是對工業(yè)、農(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)走向現(xiàn)代化的主要推動力,以上四者的融合,將會使我國國民經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性轉(zhuǎn)型。
那么說,什么是生產(chǎn)業(yè)呢?簡單來看,生產(chǎn)業(yè)是一種高智力、高集聚、高成長、高輻射、高就業(yè)的現(xiàn)代服務(wù)產(chǎn)業(yè)。金融服務(wù)、信息服務(wù)、研發(fā)及科技服務(wù)、專業(yè)服務(wù)等生產(chǎn)業(yè),迅速崛起并成為全球服務(wù)業(yè)的支柱。這些行業(yè)領(lǐng)域具有知識密集、技術(shù)密集、信息密集、人才密集的特點(diǎn),是知識經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè),代表著服務(wù)業(yè)乃至世界經(jīng)濟(jì)的未來發(fā)展方向。
目前,部分發(fā)達(dá)國家的服務(wù)業(yè)產(chǎn)值已占到國內(nèi)生產(chǎn)總值的55%左右,個別國家甚至達(dá)到了78%以上。生產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)融合和服務(wù)外包的趨勢,與金融、物流、制造業(yè)的關(guān)系日趨緊密,服務(wù)方式呈現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。生產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈,貫穿于生產(chǎn)、流通、分配、消費(fèi)等社會再生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中。因此它對ICT業(yè)特別是寬帶無線移動的需求是巨大的,它在帶寬速率覆蓋等諸方面的需求量遠(yuǎn)比目前2G、3G的各項(xiàng)應(yīng)用和服務(wù)總和還要大的多,這為新一代寬帶移動通信業(yè)的發(fā)展帶來了機(jī)遇。
4 結(jié)論