浅谈移动通信技术的现状与发展实践

2018-02-04朱俊

智能城市 2018年23期

朱俊

中国通信建设第四工程局有限公司，河南郑州 450052

移动通信技术的推广有效缩短了人与人之间的距离，为各方面的联系与发展提供了诸多便利。而随着科技的发展，现代网络技术与移动通信技术的结合也越来越密切。文章将简要论述移动通信技术的现状，并浅谈该技术的发展实践方案。

1 移动通信技术的发展历程

迄今为止，移动通信技术已经经过了以下4代：移动通信技术即为1G，是经历的第一代，是以模拟通信为主的，“大哥大”是第一代移动终端的统称。移动通信技术的第二代即为2G，它成功地实现了从模拟通信向数字通信的过渡。诺基亚手机是这个时代非常重要的GSM手机。移动通信技术的第三代即为3G，它是可以把窄带网络通信进行实现的一种通信技术。进而有了支持3G网络的平板电脑，但是它的传输速率是非常低的。移动通信技术的第四代即为4G，它是将通信从可以把窄带推向宽带的一种通信技术。它集成了3G和WLAN，并且下载速度可以达到100MbPs，上传速度也比3G时候的快了将近10倍。在2012年1月18日，国际电信联盟（ITU）在无线通信会议上，正式考虑采用4G的移动通信技术标准，并开始大规模应用4G。

2 移动通信技术现状

从20世纪开始，移动电话系统已得到了非常广泛的应用，各个国家都在开发系统并且将其限制在本国。在移动电话的使用和发展的历程中，此项新技术的出现，使得陈旧的技术慢慢地被替换。现代计算机技术牵涉到2个方面，一是网络，二是通信，传统的有线网络进行通信是需要借助网络线路来完成通信的，因此，在某些情况下再进行接触工作也会有相应的困难出现，不能得到非常有效发挥。科学技术在不断地发展，通信领域也在不断地扩大，移动通信模式也在不间断地发生着改变。信息传输介质的媒介是需要通过无线网络来完成的，已经无形中慢慢地取代了传统的有线网络。

在GPRS的产生情况下，GSM允许定量的用户可以通过向用户分配时隙来实现共享无线信道，GSM的频率范围在900～1800HMz之间，然而某些区域是除外的。最开始，提供一些短消息的唯一途径就是GSM，在数据传送的进程中，以kB为单位是每秒传输数据量的计算方式。传输速率的限制最后都会致使电路交换数据和一般额无线分组相差无二。现在无线数字标准不断进步，覆盖范围也在继续扩展，数据的传输品质、效率有着非常明显的提高，GPRS有着更全面覆盖范围和全方位的移动服务，为将来多媒体业务的发展提供了广泛的平台。GPRS是为了可以应用这些方面而设计的，因为考虑到了实际的在线性，为了在任何时期内实现，可以进行传输和接收数据，大幅度地提高了无线资源可利用的效率，并且实现了多个使用者能够共享一个无线信道。可将下行信道和上行信道分开来分配任务，从而能够同时进行数据传输和语音呼叫功能。逻辑上，系统分组交换的任务是SGSN和GGSN，主要提供从SGSN区域分组到SGSN区域分组的路由，这样就能实现2个网络与外部的IP接口同时连接。信息转换、加密、压缩和移动性的完成都是通过IP骨干网来实现的，然后IP骨干网连接外部网络，再将数据从相互的关联的路由传输到最终地点。

此外，目前4G网络已经进入4.5G网络的运营时代，5G技术即将上市。根据GSA的统计，自2017年1月，全球201个国家已经集中精力部署LTE网络系统，平均每个国家有500个以上的商人。再次，5G技术系统的开发设计目标是使峰值数据速率达到平均每秒20Gbit/s，从而使用户体验数据的平均速度达到100Mbit的要求。此外，系统的频谱效率应该比原4G系统的频谱效率高1倍，从而使移动速度达到平均500km/h的标准要求。同时，5G技术系统应保证1ms内能达到10万终端/km2精确连接密度的标准要求，并努力使网络的能量效率达到原4G技术系统的100倍。确保流量密度满足10Mbit/s/㎡的要求。

3 移动通信技术的发展实践方案

3.1 促进移动通信技术与4G网络的融合

目前，基于4G通信技术的无线网络与2G、3G相比，具有更先进、技术结构更复杂，并且还可以实现智能终端的目的，具备移动传输速度快、覆盖范围广泛、无缝切换等优势。它使网络的应用操作起来更加简单和方便，不仅提供了非常多样化的网络通信优质服务，而且还很大程度地满足了广大信息用户的所需。为了促进移动通信技术的发展，必须促进基于4G的无线网络通信技术与移动通信技术的紧密结合，优化网络结构，提高移动通信技术的含量。

3.2 促进无线网与GPRS的有机融合

此前，虽然全球卫星定位系统的应用程序和部署的使用范围非常普遍，但是无线局域网还是只能在某一地区范围内使用。从技术的投资与发展的角度来看，如果用户终端可以接入无线局域网服务，那么无线局域网肯定是用户的首要选择。如果无线局域网服务不能使用，切换到低速率的广域网用户也可以自由调换，这样用户就可以正常使用所有服务，和其他GPRS用户没有什么不同。通过将WLAN与GPRS相结合，一些网络系统动态地访问IP地址和宽带无线移动网络，公共区域的终端是完全能够实现使用。因此，多接口、多连接的概念和移动IP协议的广泛应用也引起了当前无线移动网络体系结构的广泛的关注。从WLAN和WCDMA的综合角度来看，WCDMA的技术指标主要表现在2种模式：支持高速数据传输和变速传输。系统结构是由UTRAN、CN和用户设备3部分组成。用户设备是通过空中接口与网络设备从而来实现连接通信，最终才能为使用者提供数据域和电路域的多种应用。ME可以提供服务和应用程序。MSIM负责识别用户，就像GIS中的SIM卡。无线网络子系统是UTRAN核心的组成部分。RNS通过连接口再连接到CN。1个或者多个B节点和无线网络控制器是RNS的非常重要组成部分。逻辑上，CN可分为2个部分：分组域和电路域。移动交换中心、网关MSC、服务器支持节点、接入点位置、归属位置寄存器、设备标识寄存器、认证中心等都是物理实体的组成部分。

3.3 正确接入公共无线

从热点区集中数据需求的角度来分析观察，WCDMA即使在升级后仍旧需要公共无线的接入。WCDMA与GPRS系统相似度比较高。核心网的分组交换包括2种GPRS支持节点。为了保证正常通信，GPRS的连接操作必须先注册核心网。HA连接表中，WCDMMAG和GPRS MAC对应于相同的IP地址，归属地址是由GGSN动态的分配给MN，全部的HA连接表仅缓存MN和COA归属地址。除此之外，4G网络系统还应得到保护，安全网络系统应激活混合接入、远程验证和隔离控制功能，使系统的功能最大化发挥。

4 移动通信技术的发展前景

伴随着4G技术的成熟和大范围的使用，人们开始展望未来的移动通信——5G。5G就是意义上的第五代移动通信技术。如果说2G网络用于语音，3G用于语音和数据，4G用于宽带互联网体验，那么在5G时代，计算机功能和通信的集成应该是无处不在的。5G不仅实现人们之间随时随地连接外，还实现了人和物、物和物之间的快速连接。5G的总体愿景是“信息随心至，万物触手及”。低延迟、高可靠性、低功耗是5G的特点。车物互联网带来的巨大的终端接入、数据流需求和各种应用体验的推广需求，促进了5G的研究。每10年更新1次是无线通信技术通常的更新频率。3G开始成熟和商业化是在2000年，4G开始成熟和商业化是在2010年。目前对于5G的研究，业内普遍认为，在2020年它的成熟度应该可以符合预期的规律。