移动通信网络发展及其网络规划设计应对

2016-03-17杨竞飞

移动信息 2016年4期

杨竞飞

移动通信网络发展及其网络规划设计应对

杨竞飞

广东南方电信规划咨询设计院有限公司，广东广州 510000

通信网络的发展为人们带来诸多便利,但其中隐含的安全问题也同样不容忽视。在进行通信网络规划设计时,应该将安全问题作为重中之重。移动通信未来的发展趋势对通信网络规划设计进行分析,介绍通信网络的安全需求及其保障方式,提出了面向未来网络规划设计的一些思考。

4G通信工程；规划设计

近几年中国的移动通信网络快速发展与上述预测趋势是大体吻合的。特别是在2013 年底中国政府发放4G TD-LTE 牌照后，在过去的一年中4G网络发展迅速，令人叹为观止。这其中中国移动的推动力度最大。中国移动只用了1 年时间便建成了全球最大移动通信技术。移动通信技术经历了三个主要发展阶段。第一代起源于20世纪，采用的是模拟技术；第二代起源于90年代初期，主要采用时多分址TDMA技术；第三代移动通信系统3G的优势是可以提供更宽的频带，既可以传输话音，还可以传输高速数据。但是，第三代移动通信系统是建立在地面标准不一致的区域性通信系统上，传输速度非常快，但是无法满足多媒体通信的要求。

1 4G通信技术的概念

4G通信技术没有一个明确的定义，因为其技术参数、国际标准和网络结构都有所不同。4G通信技术把3G和WLAN结合在一起，可以传递高质量的视频图像，图像传输质量非常好，清晰度很高。4G系统的下载速度是100Mb每秒，相较于目前的拨号上网速度要快2000倍。[1]4G通信可以覆盖所有的有通信信号的地方，满足用户对于无线服务的要求。在价格方面，4G的价格比较便宜，和固定宽带的价格一样，在计费方面也比较灵活。通信用户可以根据自身的需求确定所需的服务。和有线电视解调器相比，4G技术的优势就是可以覆盖所有的地方并进行部署。所以，4G技术是目前为止最优越的技术。

和3G技术相比，4G技术有着以下优势：

（1）在终端设备的类型、网络拓扑的结构方面，4G技术的终端设备比较多，不仅有手机，还有头戴式话机、膝上机和游戏机，还配备了电视机和游戏机。4G终端设备包括了所有能够识别IP地址的无线电收发电信机。

（2）4G技术和3G手机相比，功能更加强大，应用范围也更加广泛。4G手机的智能化程度很高，除了通话功能，还有更多的多媒体应用功能。

2 4G通信技术的主要优势

2.1 通信速度很快

最初始的通信设备是传统电话和其他移动装置无线访问系统，4G通信大大超越了这一系统，它的无线通信速度更快，移动通信系统数据传输速度更快。第一代的移动通信系统只能提供语音服务的功能，第二代移动通信系统数据传输速度提高到了9kb每秒。到了第三代移动通信系统速度就达到了2MB每秒。第四代的移动通信速度估计将来可以达到10MB每秒。这些都说明了4G移动通信系统的通信速度很快。

2.2 通信方式灵活

4G手机的功能，不只是电话机的范畴，它不仅具有语音传输的功能，现在的4G手机相当于一台小型的电脑。不管是从外形还是从功能上看，都有着很大的突破。现在的4G终端可以设置成多种不同样式的，比如眼镜、手表或者是旅游鞋，都可能成为4G的终端。在未来的通信生活中，用户和用户之间不仅可以实现自由的沟通和交流，还可以双向下载资料、图画和视频。通过4G网络可以轻易实现和陌生人的交流，扩大人们的交流范围，突破时间和空间的限制。虽然4G网络的开放性也存在着安全隐患，但是与它所提供的便利性相比，这些安全问题比较小。

2.3 通信智能化程度很高

第四代通信技术的智能性体现在终端设备的设计和操作方面，例如，可以减少菜单和滚动操作的应用。另外，4G手机还可以实现许多很多难以实现的操作，如4G手机的备忘录功能可以提醒手机主人在设定的时间做什么事，进行日程的安排。4G手机还可以下载许多APP和软件，4G手机利用这些软件可以在网上购电影票，查看电影资讯。同时还可以选座、选择电影院。手机可以全面显示电影院目前的售票情况和座位情况。[2]用户就可以根据这些资料在线购买电影票。所以在某种程度上4G手机是集闹钟、手提电视、录音机于一体的综合设备，还可以用来看现场赛事和现场直播。

2.4 通信质量很高

在第三代移动通信时代虽然也可以实现各种多媒体通信，但是现代的4G通信技术可以满足3G通信技术满足不了的条件。4G通信的通信质量、通信速度和通信范围都优于传统的通信技术。它的通信价格也比较便宜，可以实现高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。4G移动通信系统不仅可以提供多种形式的无线多媒体通信服务，还可以通过较强的信道把语言信息、数据信息和影响信息传送出去，传播速度很快，传播内容也很丰富。所以第四代移动通信系统也称为“多媒体移动通信”。这种通信系统的最大优势是可以大幅度增加应对用户的数量，也可以很好地满足多媒体的传输要求，通信品质也可以得到相应的保证。自从使用了4G通信技术，通信质量良好，数据传输速度更快。

2.5 通信费用更加便宜

因为4G通信可以解决传统通信解决不了的问题，不仅可以解决3G通信兼容性的问题，还可以促进3G通信升级到4G通信。4G通信包含着更高端的科学技术。手机用户的流量更多，网速更快。这些高端的技术保证了4G通信灵活的系统操作方式。在众多通信技术中，4G通信技术部署是最简单和迅速的。通信运行商在建设4G通信网络系统时，是直接建立在传统的通信网络之上的，在建设过程中采用循序渐渐的方法，可以简化建设的程序，节约运营商和用户的通信费用。根据相关研究，4G通信技术的无线连接比3G通信的费用要便宜很多。

3 移动通信网络规划设计应对思考

面对移动通信技术发展和需求变化，作为从事移动通信规划设计优化工作的人员而言，也必须与时俱进，深入思考，加强研究，以起到引领通信网络发展和应用的作用。

3.1 高频段无线电波传播特性及超高密度通信技术

由于适合通信服务且掌握传播特性的频段已经没有太多可用的频谱，频率重用和简单扩展到邻近频段进行扩容的可能性将越来越小，目前可行的就是向上扩展，使用360GHz 的高频段。而使用这些新频段需要首先对无线电波在这些频率上的传播特性进行基本研究，掌握并充分应用于未来移动网络规划设计中。[3]同时，针对高数据流量开展超高密度覆盖技术、大容量通信技术的研究，通过精细化、室内外联合、多网协同的迭代仿真分析，以规划设计复杂度提升换取网络覆盖和容量的提升。

3.2 绿色节能技术

移动通信网络的无线接入部分是主要的能量杀手。图1 是沃达丰关于移动通信网络的能耗统计。而且，随着后续数据流量增加，数据中心能耗也将急剧增加。[4]因此，绿色节能技术的研究和应用在今后的移动通信网络中则显得越来越重要。在过去几年中，绿色节能技术在器件能耗性能提升，例如更有效的功放、馈线损耗的降低等方面，以及自然冷却技术、绿色空调改造等方面都做了大量的研究和应用，但是在针对基站、数据中心等部署有效性、频谱应用的有效性、资源利用的有效性等方面做得不够，需要更加体系地研究，进而通过更为有效的网络规划设计形成绿色节能型网络，降低单位信息传递的能耗。

图1 典型的移动通信网络的功耗

3.3 智能软件开发技术

随着整个网络的不断“软”化，软件开发技术将成为规划设计人员乃至咨询设计行业必须了解、掌握并能熟练加以应用的基础，尽管目前软件行业的商业模式与移动通信设计咨询行业还未有效衔接，但是未来对网络的了解并不是仅仅通过掌握设备性能和参数，而是还需要深入了解设备软件运作模式和实现细节，进而通过网络规划设计咨询中进行各种方案的组合，甚至将设计咨询中的智能固化到软件中，实现设计咨询的智能拓展，解决实际网络需求和可能面临的问题。