移动通信的意义范文

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中图分类号TN92 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）34-0169-02

移动通信技术的广泛应用，极大地便利了人们的生活。从技术角度而言，能够为更多的客户提供更为稳定的移动通信服务，借以提升服务价值，对于通信运营商而言至关重要。POOL技术在这个时代应运而生，这是一个能够更好解决话务潮汐的切入点，这个技术的出现，无疑对于通信设备的有效利用以及通话服务质量的提升有着重要意义。

1 POOL技术的特点分析

在POOL众多技术核心点中，与话务潮汐直接应对的是POOL Area技术。POOL一词本意为池塘，在通信领域中，是将多个网元放置在同一个“池域”之中，借以互相冲抵其话务潮汐效应的技术。

在POOL Area得以应用之后，在同一个POOL Area中的漫游终端，不再需要因为位置的改变而改变服务的CN节点。同时，一个POOL Area也可以由多个CN节点同时提供服务。一个典型的POOL Area配置如图1标示。

从图1中可以看出，POOL Area的配置具有十分灵活的特点。同样的一个RAN节点，可以同时处于多个POOL Area“池域”之中，甚至是可以同时处于不同类型的“池域”之中。

综上所述，我们不难发现POOL Area的配置特点：

首先，POOL Area允许网络中同时存在非POOL Area类型区域，也就是说，POOL Area是与传统网络区域完全兼容的。无论网络中的节点状态如何，是否处于某个POOL Area或者传统网络之中，都可以将其划归到一个新的POOL Area中。其次，POOL Area之间是完全可以重叠的，而且无论是否重叠，都不影响彼此的工作效率和服务质量。

POOL Area的这些技术特点，保证了它在实际应用中的灵活性。这些技术特点可以允许通信网络内部的节点属于不同的POOL Area之中，甚至是属于不同类型的POOL Area之中。这种灵活性一方面保证了节点之间的服务稳定，另一方面则可以缓解话务潮汐的问题。

2 POOL Area的主要应用领域

POOL Area作为移动通信环境中的重要技术力量，有着本身的技术特点，同时也有着属于其自身的特定应用环境。

通常而言，POOL Area移动通信领域的应用主要包括以下两个方面：

1）话务潮汐相对固定明显的区域

从终端的日常生活角度看，人们通常在白天聚集在商务区域进行工作和通信，而在夜间回到生活区。因此白天商务或者工作区域的话务相对繁忙，而夜晚生活区的话务则出现服务高峰。这时，如果将对应的生活区和商务工作区域划归到同一个POOL Area之中，就能够在POOL Area内部保持话务的总体稳定。而处于相应的POOL Area之中的设备负载也会相对更为均衡，有助于提高通信网络资源的利用率，并可以有效控制设备负荷。

2）对于时事服务要求较高的区域

POOL Area内部本身就相对较为注重负荷在时间上的均衡，从这个层面上看，本身就是对于服务质量提升的一种保证。同时由于POOL Area可以互相叠加服务，因此使用POOL技术进行组网，能够使得通信节点同时得到多个网络服务，并且能够方便实现无缝式实时切换。这种特性有助于在节假日或者大型会场，如人才交流会等场所提升通信网络的可靠性，保证服务质量。

3 POOL技术在话务潮汐方面的作用

综上所述，POOL技术的出现，能够有效帮助均衡话务潮汐对于通信网络的冲击。在引入了POOL Area以后，“池域”内的众多终端，都会从原来的局间位置更新以及切换而改变成为局内位置更新以及切换，这可以有效减少MSC以及HLR的信令支出，提高设备对于通话请求的处理能力。

POOL技术对于话务潮汐的处理，主要需要注意以下两个方面：

其一，潮汐的分布。POOL技术需要将两个甚至多个在时间上有所差异的话务潮汐放在同一个POOL Area中，才能够帮助缓解潮汐问题，提高设备利用率。对此，应当对潮汐的分布予以调查。话务潮汐在时间上不能重合，否则不利于服务质量的提高。对此可以根据统计数据设定相关的潮汐系数，用数理统计的方法帮助分析潮汐的相关程度。

其二，潮汐的稳定性。POOL技术所面对的潮汐需要相对稳定，对于不够稳定的话务潮汐，例如重大集会、节日等原因出现的潮汐，应当给予特别的对待。而对于生活以及工作所产生的区域以及时间上都相对稳定的话务潮汐，作为通信工作者有必要掌握其数据特质，在明确每个潮汐话务量、时间以及地理位置特征的基础上，提供稳定的POOL Area组建。

通常而言，没有使用POOL技术以前，网内负荷一般落差较大。话务繁忙的潮汐时段有时候甚至会超过设备负载，而在其他时段，设备的利用率有时候竟然会低于35%。在正确划分话务潮汐特性的基础上设定POOL Area之后，整个POOL Area网络内部的话务呈现出较为平稳的态势，潮汐问题得到缓解。通常在应用了POOL技术之后，整个POOL Area网络内部的设备利用率在65%~75%，相对较为稳定，能够满足网内呼叫需求，同时也有效降低了设备资源浪费的现象。

参考文献

[1]马欢.MSC Pool技术与华为被叫恢复方案[J].重庆科技学院学报：自然科学版，2010，12(4).

[2]黄嘉.MSC POOL组网规划研究及技术分析[J].电信技术，2007(12).

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协作通信技术是利用通信系统节点之间的相互配合完成。是在协作节点的作用下，完成源节点信息向目的节点的传输，信息在节点传输过程中要进行加密处理，以防止信息丢失，因此该信息传输过程通常分为传输和转译两个阶段。协作通信系统既是一个完整的系统，也是一种全新的通信技术，卫星移动通信系统的信道特性较好，因此协作通信一般为链路协作传输方式，少数为节点协作传输方式。以一星两用户协作传输系统为例，系统的传输通常为不对称传输，并表现为下行链路的压力大，要区分对待。首先对上行链路传输而言，要将协作节点作为基本的接收源节点，并对信号进行解码后发送到卫星，由卫星完成源节点和协作节点的信号合并，之后发送。而对下行链路而言，由于信号处于加密状态，因此首先要对卫星信号进行相应的处理，包括译码、编码等，并利用目的节点将接收到的源节点、协作节点的信号相互合并，最后完成信号的检测。总之，协作通信技术是一种高效的协作性传输技术，对于我国移动通信发展来说具有推进作用。

二、协作通信在卫星移动通信系统中的运用

1、卫星多节点协作传输。多节点协作传输多发生于卫星的下行链路，是由节点与节点之间相互协作完成。卫星多节点协作传输的应用范围较广，在整个过程中，所有节点均参与协作传输过程，将源节点发出的信号经过多个协作节点转发至目的节点。卫星下行链路的节点具有分散性特征，因此不同节点之间虽相互协作，但信号则可以视为独立信号，需要借助协作传输的信号合并功能，将节点信号合并后再进行传输，有助于增强接收效果。整个过程包括信息的放大、编译、处理和传输四个阶段。信息传输过程是反复的和连续的，目的节点采用最大比合并，最终得到接收信号。由于卫星多节点传输选择的是正交传输方案，协作传输的节点数增加，系统的频谱效率将会随之降低，提示设计和研究人员正确选择协作节点。

2、卫星协作节点选择。参与卫星传输的节点越多，系统频谱效率就越低。因此，卫星协作节点选择是整个通信过程中最重要的问题。应选择信道条件好的节点来改善这一问题，以提高资源的可利用率。每个节点在移动通信系统中对应着不同的信道，也就是说，节点的选择将影响系统的传输性能。当卫星协作节点信息传输由两个时隙完成时，第1个时隙的数据传输参照多节点传输方式，而第2个时隙只有目的节点所选的协作节点参与信息的转发与处理，其他节点均不参与工作，再一次证明了在卫星通信过程中，要正确选择卫星协作节点。另外，节点的选择还应将总功率作为参考对象，这是由于信号在传输过程中会受到周边环境、传输距离以及节点移动性的影响，也就是说，协作节点的信道衰落存在差异，需要采用不等值的功率分配，确保系统的性能并且降低能耗，确保移动通信设备的运行，为人们的工作和生活提供方便。

3、卫星混合协作传输。协作通信具有多种不同的方式，节点协作是其中较为重要的一种。除此之外，还包括链路协作。同时，节点协作还可以分为AF或DF两种不同的模式，现实中常将二者结合。AF和DF处理方式各具优缺点，其中AF运行原理简单，但容易产生噪音。DF协作方式具有较高的性能，但对译码等前期工作具有较高的要求，一旦出现错误译码，将影响整个传输过程，而将二者结合使用可以有效的弥补相互之间的问题，从而确保节点协作传输的高效性。混合协作传输通常是卫星移动通信系统中最常用的协作方式，其原理与单一的节点协作方式相似，是由源节点完成信息的提供、协作节点完成信息的编码和处理、目的节点完成信息的接收和解码.两种情况下均需计算目的节点的接收信噪比，明确协作通信的效果。

三、总结

协作通信技术在移动通信系统中的应用有效的防止了系统的信道衰落，确保了信号的高效传输。卫星通信系统作为特殊的移动通信设备之一，具有代表性。目前我国卫星通信系统发展迅速，研究协作通信技术在卫星通信系统中的作用具有积极意义。文章将侧重点放在卫星移动通信系统上，以点带面，分析了协作通信以及其在移动通信系统中的运用。

作者:谢石咏 单位:广东海格怡创科技有限公司

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5G移动通信技术是在对传统的4G、3G与2G等通信技术特点和优势进行不断总结和改进基础上实现一种新型技术，它也是未来通信工程领域中最为核心的一项技术。现代化生产中，通过将现代生产需求与5G通信的技术功能进行深度融合，从而推动我国各行业生产逐渐向着无人化与少人化方向发展，实现现代化生产与技术研究的全面提升，也是未来人们研究和关注的重要目标领域和发展方向。其中，我国的通信工程建设与发展中，受现代化发展的信息技术等时代背景影响，在各项通信技术研究与工程建设不断提升，从而实现对人们日常生活以及生产的通信建设需求有效满足同时，也提出了更高的要求。为此，下文将围绕5G移动通信技术在通信工程中的应用进行研究，以供参考。

15G移动通信技术及其应用优势分析

1.15G移动通信技术

5G移动通信技术，即第五代移动通信技术，它是在4G与3G等技术基础上兴起与发展的一种新型技术。对5G移动通信技术的应用特点，有关研究显示，与4G技术相比，5G通信网络的数据传输速度能够达到4G的100倍左右。由此可见，5G移动通信技术的通信传输速度不仅存在大幅的提升，而且其通信质量也具有显著改善，在通信工程领域所受的关注和重视程度更高。此外，根据5G移动通信技术的标准技术参数分析，可知由于其通信传输的标准频谱在中高频段表现较为集中，使其与传统的通信技术相比，虽然具有传输速度更快的特征和优势，但也会导致其覆盖成本增加，同时由于5G通信传输中采用毫米波频率的设置较宽，但存在绕射和衍射不足情况，需要通过对MIMO引入应用来促进其天线增益提升，最终实现网络覆盖的范围拓展。如下图1所示，即为5G组网的基本结构形式。

1.25G移动通信技术的应用优势

对5G移动通信技术的应用优势，与传统的4G技术相比，可以从以下几个方面进行分析。多天线传输优势。5G移动通信技术作为一种新型技术，也是当前通信领域中具有较高安全性与覆盖性、传输灵敏性特征的最新技术手段，它在通信传输中通过多天线传输方式，能够实现更加精准的信号传输效果，从而与传统通信技术相比，不仅在传输速度上大幅提升，而且能够实现对新兴资源的有效运用，技术优势更加显著。MIMO技术的引入应用。5G移动通信技术进行传输中进行支持的天线数量明显高出4G技术约十几倍，使其传输基站的信号接收与容纳量显著提升，在一定层面和MIMO技术的多输出与多输入特征基本相似，因此，在不同用户之间实现信息资源共享的情况下，能够通过5G移动通信技术对MIMO的导入应用，从而对各个不同用户的信息传输需求进行有效满足，使其技术应用的作用和优势更加显著。小基站传播优势。5G移动通信技术在通信应用中，其多天线传输形式会造成传输尺寸的不断减少，同时对传统通信技术的大基站传输弊端进行有效避免，通过小基站部署与传输应用，促进其信号传输与覆盖的范围进一步扩大，并在通信网络布置中根据实际情况进行灵活选择与设置，从而形成更加密集与强大的通信网络，为信号传输的质量和效率提升提供支持。需要注意的是，由于小基站建站与通信应用的功耗与大基站相比更高，因此，在5G移动通信技术应用中进行小基站部署与应用的成本也相对较高。波束成形优势。波束成形技术在通信领域中应用，是通过对有限能量的有效聚集，从而在特定方向实现传输，以对其能量传输过程中的损耗进行降低和控制，同时通过形成很窄的波束，来降低其他信号的干扰影响，并促进传输距离增加。此外，5G移动通信中波束成形技术的应用实现，还能够促进频谱利用率提升，即通过计算对信号传输的最佳路径进行确定后，使其按照设定的传输路线进行传输，以避免信号受到阻碍或干扰时的远距离传输引起的衰减风险发生。

25G移动通信技术在通信工程中的应用

结合上述对5G移动通信技术的特征和优势分析，在对5G移动通信技术在通信工程的应用进行研究中，根据实际情况，需要从通信工程建设中对5G移动通信技术的应用和智能通信工程领域的5G移动通信技术应用、物联网通信中的技术应用等方面进行分析。

2.15G移动通信的关键技术

（1）全双工通信技术。全双工通信技术在5G移动通信技术系统中的应用实现，能够促进其通信系统的灵敏性显著提升，同时实现移动通信过程中的频谱运用水平显著提升，且其提升水平能够达到一倍甚至更高，从而对同一地区与同一频谱之间的数据传输进行支持，并降低数据传输中对无功功率的消耗，具有更为显著的通信应用优势。（2）多载波技术。与传统的4G通信技术相比，5G通信移动通信的数据传输速度更快，最大可达到1GHz的标准。而5G移动通信技术的这一特征优势，与当前我国移动通信网络中应用的多载波技术有着密切的关系，它在移动通信领域的应用中，对传统通信系统数据传输的频谱效率以及抗多径衰落等不足有了明显的改善。其中，多载波技术在移动通信中的应用，能够通过对发送端数据功能和作用和应用，进行滤波器组有效调制，从而在滤波器组的作用和优势支持下，为多载波运行的更加高效与合理性提供支持。（3）云计算技术。大数据时代，数据在人们的日常生活以及通信领域具有非常重要的作用和影响。但是，对大数据的有效应用，离不开对数据的存储与计算、加工等处理，同时也需要相应的数据平台进行支持。其中，云计算就是实现大数据应用的支持平台。5G移动通信技术在人们生产与生活领域的应用，也离不开云计算技术的支持和平台应用，与一般的数据处理和应用平台不同，云计算技术支持下的大数据处理，能够有效省略掉对数据的下载和存储等过程，是通过直接在云端进行数据处理与分析，从而使数据应用更加方便。

2.25G移动通信技术在通信工程中的应用

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中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00

1 4G移动通信网安全缺陷及攻击方式分析

与传统的移动通信网络相比，4G移动通信网络改变了传统的网络结构。不同的网络形式带来不同的网络安全问题，同样也会导致不同的网络攻击方式的产生。

1.1安全缺陷分析

1.1.1动态拓扑

由于移动协作通信网络中节点的位置是难以固定的，随时处于移动状态下，导致网络拓扑结构时刻处于变化中。正确的路由可能会因通信目标节点当前处于通信范围外而导致通信数据无法到达，也有可能会因当前路由的部分节点移动至网络范围外而导致数据传输中断。因而，想要判断当前路由故障是因节点移动还是路由虚假信息造成的，显得非常困难。

通常情况下，受路由节点的持续移动因素影响，已被当前网络所识别的恶意节点可能在移动到新的网络节点或者通过某种技术改变当前网络标识后，再次加入到当前网络范围内而难以及时识别。此外，网络拓扑结构处于动态变化状态下，因而网络没有边界，难以有效地部署防火墙策略。

1.1.2网络功能

因为移动协作通信网的核心作用在于完成不同用户之间的协作通信，所以，通信发起用户的数据以及信息必然需要经过其他用户进行中继与传递。在这个过程中，可能会发生部分恶意用户借助于伪装成中继节点的渠道，进而对通信发起者的信息与数据进行侦探、修改等攻击行为而不为发现。

1.1.3路由协议

路由协议的实现是当前4G移动通信网络的另一个安全问题。通常情况下，路由算法均是在当前移动网络中所有网络节点紧密合作的假设前提下，共同完成网络数据信息的交互。假如部分网络节点故意去恶意地传播虚假路由信息，或者大量没有价值的网络信息，则可能会造成移动网络的瘫痪。此外，如果部分移动网络节点出于提升网络资源利用率的目的而不愿意为其他网络阶段传输网络信息，必然也会影响移动网络的运行性能。

1.2网络攻击方式分析

基于当前4G移动通信网络的鲜明特性，当前4G移动通信网络可能面临以下几种典型的网络攻击行为：

（1）侦听。所有的移动网络通信系统均会遭受侦听攻击问题。4G移动通信网络系统应用无线信号作为数据传输的介质在空中进行传输网络信号，网络攻击者仅仅需要在空中获取网络信息并进行信号还原操作，就能够快速地侦听到网络信息发起者所传输的信息。

（2）伪造。在当前4G移动通信系统中，网络攻击者同样也伪造并传输所有的网络信号，比如路由信息、虚假通信内容等等。解决虚假通信内容的方法与解决假冒网络攻击类似，通常情况下是在不同网络节点之间应用网络身份认证体系。但是在实际移动网络管理过程中难于有效地识别出虚假路由信息，这是由于只有随时获取4G移动通信系统整体的网络连通状态，才可识别特定网络节点所发送网络信号的真假情况。

（3）假冒。假如在当前4G移动通信系统内，路由协议中网络信号发起者的网络身份并未经过相应的认证，必然会造成网络信号攻击者存在节点合法性声明的良机，导致攻击者可能会以网络合法节点的身份加入到移动网络通信系统中并发送信号，或者屏蔽其他网络合法节点所发送的信息。解决此网络攻击行为的有效方法在于在不同节点间进行有效的网络身份认证。

2 4G移动通信系统安全策略建议

在4G移动通信系统的发展中，只有直面当前所存在的安全缺陷，采用积极有效的安全机制，才能够更好地保障用户的切身利益。

（1）网管网络规划。4G移动通信系统技术负责机构，可基于对网管网络的分层次规划，科学地规划网管网的IP信息，并借助于核心交换机在信息交互、路由交互等方面的作用，摆脱过去单独终端设备仅可访问单独网管系统的问题，从而实现一个终端维护设备管理多个系统的目标。

对网管网络的功能区域进行分层划分，可改善过去不同网管网络相互交叉的问题，保证网络管理功能更为明确，并更为合理地实现不同的、独立的网络设备的集中式管理，也为后续的网络安全运行提供更为理想的管理环境。

（2）容灾机制。可以在4G移动通信系统中实施数据备份容灾机制，以确保网络通信系统在遭遇突发事件时能够及时、准确地恢复所需的系统信息，更好地保护现有的4G移动通信系统。数据备份作为较为核心的工作内容，严禁出现任何失误，否则将给4G移动通信系统安全带来风险。建议使用两个及以上的存储服务器，确保二者之间的数据完全一致，并且处于相互独立的运行机制中。

（3）密码体制。4G移动通信系统本质上作为特定的异构网络，存在丰富多样的业务情况，不同的业务类型对移动网络安全的需求以及对移动网络终端的处理能力要求存在较大的差异。而3G网络所应用的安全机制并不适合于4G移动通信系统使用。在4G系统中，应针对各种安全服务需求，采用混合密钥，即私钥密码结合公钥密码的体制。同时建设无线公钥基础设施（WPKI），和以CA（认证中心）为核心的安全认证体系。

另外，为了增强加密算法和认证算法的抗攻击能力，利用移动终端不断提高的处理能力，可在移动通信系统中尝试采用生物识别技术、椭圆曲线密码技术、量子密码技术等新的密码技术。

参考文献

[1] 王盛，崔维嘉，郑娜娥.UMTS 系统空中接口接入协议的安全缺陷分析[J].计算机工程与应用，2011，47（21）：1-94.

[2] 白曙光.基于4G 移动通信技术的安全缺陷研究[J].中国新通信，2014（15）.

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一、空间信息与移动通信集成应用的意义

空间信息简单的来说就是指在一定空间范围内的所有信息，例如一栋建筑物或者是一个街区，在这个位置上面的信息都是这个范围内的空间信息。而移动通信就是获取这些空间信息的一个方式，移动通信可以将空间信息传递给用户，用户便可以从中去选择满足自身需求的信息。而通过将移动通信与空间信息集成应用的方式可以让用户有更加丰富的体验形式，例如：基于定位系统的服务软件可以直接用该软件查询到附近区域内所有自己需要的信息（住宿、饭店、娱乐场所等等）。

由于目前4G技术的不断发展，再加上各种各样的操作系统也在进步，移动通信不再仅仅局限于人与人之间的交流了，而更多的作用于各项业务的进行、各种信息的搜索、更多的娱乐方式等等。移动通信以及空间信息的集成正处于一个高速发展的状态下，如此一来人们的生活将会变的更加简单、便捷。

二、空间信息与移动通信集成应用的分析

2.1集成结构的分析

目前的空间信息-移动通信集成系统一般都包括三个部分：服务器、数据库、客户端。并且这三个部分会分别作用在三个层次中，以下将对各个层次进行简要分析。

2.1.1表现层

表现层是让集成系统客户端运作的层次，其最主要的运作形式就是利用4G技术来进行移动通信，4G通信网络中的LTE技术可以非常有效的强化之前存在的3G网络空中接入技术，如此一来便可以让集成系统兼容各种不同类型的移动通信技术，并且还能够分隔开移动通信以及移动网络，另外它也能够让移动设备成为集成系统的客户端。如此一来，系统的应用范围就会变的十分广泛。

2.1.2数据层

数据层的主要内容通常就是空间中各种类型的数据与信息，其中常见的有DB2、Sybase、Oracle等。数据层的空间数据是一种沟通数据层与中间层必须要使用到的方式，同样这些空间数据也有效的使数据层与中间层之间信息数据交换更加顺畅。

2.1.3中间层

中间层主要包括了网关、Map Server、Web Server等部分，它能够对许多种类数据进行分析，并且对其进行相应的处理办法。如此一来，系统数据负载的状况就会有所减轻。

2.2集成系统的技术分析

2.2.1无线网络接入技术

无线网络接入技术顾名思义就是在没有数据线连接的情况下将用户的终端与网络节点进行连接，从而实现用户能够与互联网之间产生信息传递的过程。无线网络接入技术在无线通信中是一个非常重要的技术，它能够有效避免各种电线、电缆存在的影响。因此，用户可以在范围内的所有地方收到无线网络通信服务。

2.2.2移动网络接入技术

移动网络接入技术就是通过网络通信来将信息传递给用户的移动终端，或者是用户通过移动终端收到各种服务技术。当下最常用的移动网络接入技术就是4G通信技术以及i-Mode技术，4G通信技术在目前被广泛使用，人们依靠4G通信技术可以更快、更加高效率的获取需要的信息，以及进行与他人之间的通信。

三、空g信息与移动通信集成应用的实际状况

空间信息与移动通信的集成应用在许多行业都已经非常常见了，许多行业都可以利用到这种集成技术。空间信息与移动通信集成技术对于社会人士来说可以提供各种快速、方便的渠道来进行一系列日常生活行为，例如购物、查询机票火车票信息、订酒店等等，也可以通过这种技术来在互联网中搜索自己需要的信息。小到物流公司可以用来管理整个物流运送过程以及优化配送路线，大到公安系统可以利用该技术定位从而在第一时间赶到案发现场，最大程度降低事故造成的危害。如此可见，空间信息与移动通信的集成技术在现实生活中意义非常重大。

四、结语

总体而言，空间信息与移动通信的集成技术在很多行业中都有所应用，另外也可以用在人们的生活方面，集成技术是将非常多的技术支持通过先进的科学方法而集成在一个小芯片中，表面上不起眼，但事实其中含有很多非常大的技术工程。因此，需要增加对系统维护的力度，不断的研究与完善现有的科学技术，从而实现更加优质与可靠的服务。

参 考 文 献

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一、引言

通信行业是一个关系国家命脉的基础性行业，进入21世纪，通信行业的一个显著特征就是移动业务对固话业务的替代性日益显现，移动通信在整个通信领域的主导地位越来越明显，因此分析和研究我国移动通信市场的竞争状况就显得尤为重要。

当前，由于世界范围内，移动通信技术已从2G跨入3G时代，同时通信行业又面临着严重的竞争失衡的状况，因此，分析和研究一点通信行业的市场竞争状况及未来发展方向就具有了重要现实意义。

二、分析和建立模型

基于以上分析，我们假设，规模成为起主导作用的因素，而其他因素的作用处于次要地位。我们可以利用系统动力学的相关理论和方法建立竞争模型，并通过计算机进行模拟仿真分析。

设系统中系统成员的个数为n，系统中的状态变量即用规模来表示，在这里进一步用具有实际意义的系统成员所占有的客户数量来表示，用xi(i =1,2,3,……n；i≥2）来表示，系统成员客户规模对于时间的导数dxi/dt即表示客户规模的扩张速度。假设系统中总的客户规模为M，表示所有潜在和已被争取到的客户数量的最大值。同时假设系统成员客户规模的扩张程度同系统成员已拥有的客户数量成正比关系；对于还未被任何系统成员所争取到的客户来说，他们也是系统成员的潜在客户，潜在客户数量越多，系统成员扩展程度也越大，因此假设潜在客户数量也同客户规模的扩张程度成正比关系；而系统成员客户规模受其他系统成员的客户规模的反向吸引作用的影响，因而假设系统成员客户规模的扩张程度同其他系统成员的客户规模之和成反比关系。据此，可以得出规模竞争的演化模型如下：

式中ki表示表示了系统成员客户数量一定时，其自身的扩张能力，即是除客户数量因素本身外，其他因素对客户数量增加所产生的促进作用(ki>0)，假设其他因素的促进作用在一段时间内保持稳定，即ki为一个常数。基于我国目前移动通信市场的竞争现状，主要考虑包含两个系统成员的竞争过程，即n＝2，则模型变为：

由此可以得到系统的平衡状态是由当X1+X2=M时达到。当达到平衡状态时，X1和X2的数值是极为重要的，因为他们揭示了当系统内部竞争过程达到稳定状态时，系统成员的规模。

三、系统的模拟仿真运行分析

为了对竞争系统的运行作更加直观的分析，根据式（2），利用Vensim PLE 系统模拟软件建立两个主体的竞争模型，其SD结构如图所示。

基于以上数据令X1＝3.76383，X2＝1.639，K1＝0.23,K2＝0.0954，M＝8，系统的平衡点为（6.207，1.792）。

结果说明X1/X2在平衡点的值大于初始比值，竞争失衡的状况加剧。

四、结语

本文以含有两个系统成员的系统为研究对象，对规模因素作用下的我国移动通信市场竞争状况做了一些分析，分析了规模因素和其它因素效用的不同影响。目前，我国移动通信领域已到了开始跨入3G时代的阶段，而竞争失衡的加剧对于政府要实现均衡发展和防止一家独大性垄断局面出现的目标是一个严峻的挑战。因此，用科学的方法研究移动通信市场竞争的发展规律，并用此进行移动通信行业的重新布局具有重要价值。

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一、前言

信息共享的意思就是不同部门不同层次可以互相交流和共享信息产品以及信息量，也就是可以共享互联网的信息资源，这样就可以加强不同部门之间的合作，从而科学合理的配置不同部门之间的资源，最终达到节约成本的目的。信息技术通常会直接影响到信息共享效率，信息共享是一种映射关系，它不会影响到信息源。信息的交换结构是信息共享的基础，它的数量是没有最大值的，这样就可以有效的实现新宿段与信源端之间的信息交流。移动通信中的信息共享结构有着非常显著的个性化特点，并且还具有双向传输的特征，这个特征是针对用户来讲的。

二、信息共享互补结构

依据上文的叙述我们可以了解到，个人通信是信息交换结构的基础，并且依据个人通信可以将信源端间的信息交流提供给用户。通过研究发现，这种信息交换结构的个性化特征十分的显著，并且双向传输也是它非常重要的一项特征，具体指的是信息编辑者的广播结构只能够将信息进行单向，但是信息交换结构却可以将个性化的服务提供给用户。广播结构则只能够将高热度的信息服务提供给用户。

因此，我们可以发现要想解决数字多媒体的传输问题，非常有效的解决办法就是信息共享，这样就可以有效的实现宽带节约的目的，并且对于克服信道拥堵也有着十分重要的意义。移动通信网络不仅可以将广播信道传输的高热度共享信息单向提供给用户，并且还可以将个性化服务通过双向交互信道提供给用户，通常情况下，我们用信息共享互补结构来定义这种信息共享结构。信息共享互补结构是一种模块化的混合结构，它的基础是两大信息通道。移动通信的互补信息结构如下图所示：

双向交互通道可以将个性化服务提供给用户，也就是用户可以依据自身的具体需求来对服务选项进行自由选择，其中双向交互通道的一个典型例子就是语音等窄带信号；单向广播通道只可以将共性的需求提供给用户，其中单向广播通道的典型例子则是一些宽带信号，比如STV、VOD等等。

三、基于信息共享度的分级制广播

移动通信中信息共享互补结构往往利用广播信道实现向用户提供主动服务，利用交互通信实现向用户提供个性化服务。要想实现上面的两种传输模式，就需要依据用户需求和信息热度，来开展信息共享结构的相关工作。因此，我们可以发现，首先需要解决的就是如何实现信息热度的定义、分类管理以及协调工作。统计信息的热度要求信息分类明确信息的兴趣概率和信息类别。通常情况下，信息的被关注度可以有效的将信息共享度和热度给表示出来。信息空间在划分的时候，一般依据的是语义的不同，这样就可以划分成几个子空间，这些子空间彼此之间有着特别强的关联性，并且层次结构性也是非常突出的特点。

通常情况下，用用户的兴趣度来衡量信息的共享度；每一个用户都是随机并且独立的进行访问行为，但是，相邻的两次访问行为却有着某种关联存在；如果从时间角度上来讲，个人在信息需求度方面，长度相关性质是非常重要的一项特质。目前，一般将信息共享度用统计值来定义，也就是分类排列那些有着较高关注度的主题，然后划分共享信息广播的优先级，划分的依据是设定阀值，其中，主题有着较高的共享度，那么在广播中，就有着较高的优先级。如果从分级礼让的角度上来讲，那么也可以将共享信息分为若干类，比如紧急广播、立即广播、尽快广播等等，其中有着最高优先等级的广播就是紧急广播，立即广播次于紧急广播；尽快广播需要对广播宽度进行动态分配，但是需要保证能够正常播放立即广播；有着最低的优先等级就是争取广播，它往往无法全部播出争取广播，这是因为时间的限制，或者广播带宽额的限制，但是，针对信道带宽限制的情况，提前播放则可以有效的适应。

四、移动通信中信息共享结构的发展趋势

虽然移动通信技术已经日趋成熟，但是依然存在着诸多的问题，那么就需要深入的研究信息共享结构。通过实践研究表明，采用现代信息共享结构，可以对网络信息拥堵情况进行有效的解决，并且频谱资源匮乏问题也得到了有效的解决，同时，还可以从技术层面上来支持现代社会的通信需求，也就是说信息共享得以实现，但是社会的不断发展，会让人们的通讯需求变得更加的频繁和丰富。如果在社会飞速发展的今天，移动通信技术不能跟上时代的发展，那么通讯产业就会受到很大程度的制约作用。针对这种情况下，信息共享结构就需要充分的依据现代社会的通讯需求，跟上时展的脚步，对移动通信技术进行深入的研究。基于此，信息共享结构需要不断的进行完善和优化升级，这些工作都需要将现代社会的信息需求以及市场环境的变化充分的纳入考虑范围，从而跟上时展的脚步。

五、结语

我们已经进入了信息时代，这点是毋庸置疑的。在这种情况下，信息共享结构的优越性也逐渐的被凸显出来。本文简要介绍了移动通信中信息共享结构的构建，希望可以提供一些有价值的参考意见。

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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.

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商务应用和娱乐功能为一体的移动即时通信产品。不过，飞信业务可不是简单的IM（即时通信）工具，它以无线通信应用为主，互联网用户为辅，能让客户实现真正的自由沟通。

首先，飞信支持多种终端接入以保证信息可以在不同终端之间互通，无论是传统的PC接入方式，还是更为自由的手机，足以让用户随时随地都能登入即时通信系统，更能随时随地与好友进行在线沟通；第二，飞信不仅支持传统及时通信系统的好友添加管理、多人语聊等功能，还充分整合了图铃下载等更丰富的娱乐功能，可以实现沟通娱乐两不误；第三，飞信具有不可比拟的安全性，在防盗号功能和信息安全方面，飞信具有自身的独特优势，是值得信赖的安全的移动通信服务。

飞信在试商用期间，就已经有了两千多万用户。试商用期间，根据用户反馈，中国移动不断完善飞信的界面、功能和服务，先后推出了Fetion20061.0、Fetion20062.0等版本，尽可能地让操作简单化，功能却尽可能地强大，满足不同客户的沟通需求。就以中国移动上海公司为例，去年12月，我国台湾省发生了7.2级地震，导致经过台湾的海底光缆线路发生严重故障。在此影响下，上海的MSN用户也无法实现登录上网。MSN出现阻断后，许多用户开始使用中国移动“飞信”业务，发现可以非常顺畅地沟通。所以，在今年1月，上海公司的飞信用户就已经超过70万。

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中图分类号：TN91　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)09-040-02

1、引言

随着信息网络不断快速发展的今天，通信行业已经发生了翻天覆地的变化，用于通信的网络已经演变成为一个具有固定电话、移动通信网络、有限电视网Internet网等多个独立网络的局面。这些网络的各自目前拥有着自己的网络资源和技术，承载着自己特定的业务，这种独立的格局使得资源和技术的共享性能降低，并且由于多种协议的网络共存，增大了网络的管理和维护成本。因此，在现有的网络体系中开发新型的分层等技术，使网络朝着技术融合、业务融合、网络融合的方向发展有着划时代的意义。

2、移动通信核心网络概述

基于目前电信网络的现状和特点，移动通信核心网络要克服现有的缺点，提高网络自身的运行效率，采用分层技术是最有效的途径之一。通过分层技术进行移动通信核心网络的组建，使得移动通信的多项业务能够通过多种带宽和具有Qos的传送技术，达到业务功能和底层传送技术分离的效果。该移动通信网络技术可以满足不同的用户自由的接入移动通信的各种业务，并且保证网络的一致性和统一性。基于分层技术的移动通信核心网络的具体结构图如下图1所示。

从图l中可以看出，该网络大体上分为四层：(1)接入层：该层拥有客户各种接入移动通信网的方式和手段，并且负责保证传输经过转换的用户消息。(2)传输层：传输层是网络信令和媒体流的一个承载通道，其承载的具体方式通常有基于IP承载方式和基于ATM方式两种。(3)控制层：控制层的主要功能有呼叫控制、连接管理功能和开放的业务接口等功能，该层负责了核心网的主要功能。(4)应用层：该层负责和用户操作的具体衔接，在呼叫建立基础上为用户提供服务。这些层次之间彼此都独立存在，负责各自的功能，他们间的通信都是经过标准的接口进行，从而实现网络多业务的高效融合。

3、移动通信核心网分层技术原理

移动通信核心网络实现分层技术的关键点是软交换技术，软交换技术的实质就是一个通过分布式软件达到数据传输和控制的平台。由于具有统一的标准化协议和编程接口技术，软交换使得网络的呼叫控制、媒体传输和业务逻辑等功能在功能的具体实现上完全的分离开来的同时，也保持着互相良好统一的连接和通信。

3.1　移动软交换技术原理及功能

移动软交换系统的体系结构一般分为四个功能平面：业务平面、控制平面、交换平面和接入平面，其具体结构如图2所示。系统经过分层技术后将移动通信的业务控制与呼叫控制功能分离，并且系统的媒体传送和接入功能也进行分离。

在系统的机构中，各个平面都对应有相应的功能，并且平面对应功能都是由相应的部件设备来完成。业务平面负责将系统底层的资源提供给用户以满足用户的各种业务要求和系统操作需要，该层功能实现的部件是应用服务器、业务控制点、网管服务器等等：控制平面是移动通信软交换系统的关键层，它将控制整个网络的呼叫连接建立和释放，并且负责媒体网关的接入，该层的功能实现部件为软交换设备：交换平面实际上就是负责将各种数据信号通过正确合适的通道传送到其目的地址去，实现该层的设备是标准IP路由器：接入平面是最外层，它负责将用户的各种终端软件等与核心网络相连，用户的数据信息经接入平面传入到核心网，最后到达目的地。

从移动软交换系统的整体结构可以看出，在系统中的分层技术关键点在控制平面，因此，本文重点探讨负责实现该层设各(移动交换服务器)的原理和功能。移动交换服务器是实现控制平面具体功能的设备，它在提供系统综合业务的呼叫及连接控制的同时也负责部分业务功能实现。移动交换服务器的主要设计思想是将业务，控制与传送／接入分离，与移动软交换系统中的其它实体之间通过标准的协议进行连接和通信，常用的移动交换服务器为MSC-SERVER，其主要功能包括：(1)号码分析／地址解析功能。可以完成E，164号码至移动交换服务器DPC或ATM／IP地址的转换功能。(2)移动性管理功能。该功能实现了系统的自动化管理，负责系统自动开关机、呼叫转移和定位等管理功能。(3)安全保密功能。MSC-SERVER服务器实行用户认证算法，对用户身份和信息进行密码认证。(4)呼叫控制和处理功能。该功能自动的控制着建立网络呼叫、维持和释放一系列的(5)协议处理功能。移动交换服务器处理的软交换系统是一个开放的、多协议的系统，多协议之间的通信标准由移动交换服务器统一控制。移动交换服务器的具体功能如图3所示。

3.2　信令网的组网技术分析

随着移动通信的信息客户规模和业务种类的不断扩大，用户和移动通信网络的数据交互的力度也随之加大，系统的接入平面的负荷越来越高，随之而来的网络问题日益突出，因此，提高接入平面技术及相应设备迫在眉睫。其中，在接入平面中，用户使用率最高的是信令网。传统的信令网采用TDM链路，当移动通信的业务量过大时，传送的信令消息便会出现瓶颈现象，加上该链路升级带宽面临巨大压力，因此，信令网的改进采用IP信令网技术。IP信令网通过IP协议来进行承载传送消息信令，包括传送到核心网中控制平面的呼叫控制和相关业务功能的消息。在本文中，以No.7信令网为例来探讨IP信令承载技术。为了承载No.7信令，IP网络采用了SIG-TRAN协议栈。SIGTRAN协议的具体结构如图4所示。它是由三个部分的协议组成：No.7信令适配层协议、通用的信令传送协议和标准的IP传送协议。No.7信令适配层协议兼容原有的No.7信令协议，并且负责保证在不改变原No.7信令高层应用不受改变的同时，支持其原语相关管理功能；通用的信令传送协议负责保证可靠的传送各种信令；标准的IP传送协议的功能是将lP地址和相关路由规则成封装IP数据报然后以信令消息方式的传送。

4、移动核心网分层组网的设计

4.1　分层组网的总体原则

移动通信核心分层组网的前提是以市场出发，以服务、效益为目标，遵循具体的原则主要有：(1)构建合理网络结构，提升网络安全能力。(2)充分根据MSC、VLR等网元的实际负荷，利用历史发展数据和相关资料合理预测市场话务需求，准确分析网络性能需求，解决现网急迫问题。(3)对于新建端局，采用软交换设备。(4)对于新建软交换设备，须支持2G／3G互操作。(5)MSC Server的设置原则上集中设置在省会城市，对于业务量较大的中心城市，也可考虑设置，全网MSC Server的

设置要统一规划。

4.2　组网的具体方案设计

基于对组网总体原则的探讨和分层技术原理的研究，本文提出了一种在原有网络的交换端进行建设的方案，该方案从3G网络的发展方向出发，对网络新增的交换局均采用新建软交换方式建设，新建软交换局必须保证与原有交换局频繁切换的网络质量。由于移动通信核心网的分层技术关键部分是控制平面，所以本文着重讨论移动软交换服务器MSCServer的建设方案和信令网的设计。

在MSC Server建设方案方面。由于MSC Server服务器的设置和MGW的MSC Server相对应的关系，其直接关系到通信网络的城市的二干传输线路，因此，MSC Server服务器的位置应该尽可能的布置在二干传输节点上，从而方便组织网络的同时，覆盖多个MGW。同时由于IP承载网规划设计时应该保证IP骨干节点的设置与MSCServer的设置一致性，也就是说，在一定程度上MSC Server的局址选择也直接影响到IP承载网的布置结构。因此MSC Server局址选择在大中型城市的二干传输节点上能够保证组织传输路由，满足网络的安全性，网路组织的便利性、维护管理水平、局房条件。用户规模及今后软交换网络发展等。同时，为了安全，MSC Server大容量设置时必须制定备份策略。

在信令网的设计方面。本文讨论的信令网是三级结构的No.7网。由于本次设计在原有网络的交换端引入了软交换设备。因此，为了降低对原有的网络影响，在短时期内取得较好的信令传输效果，本信令网的设计保留原有TDM承载方式，保留原有的各传统局信令组网方式。对于新增加的软交换架构，其MGW之间的采用IP方式传输信令。通过相应的网络设备可以实现IP的连接。软交换设备与现有移动网络信令点设备的互通方式采用MGW内置SG通过TDM接口与现有信令网连接。

5、结束语

随着移动通信业务和技术的发展，采用分层技术取得的网络质量突破的研究日趋成熟，而软交换作为分层技术的重要手段，其效果已经得到了业界的认同，为了取得更高的效益，推动即将到来的3G时代，移动的运营商开始在2G核心网中引入该技术，该技术的引进在解决目前的2G交换网存在的信息传送瓶颈问题的同时也给移动通信2G核心网络向3G网络的平滑过渡积累了宝贵的经验。

参考文献：

[l]赵慧玲，叶华，以软交换为核心的下一代网络技术[M]，北京：人民邮电出版社，2002

[2]陆立，张鹏生，张华，傅娟，NGN协议原理与应用[M]，北京：机械工业出版社。2004

[3]强磊，基于软交换的下一代网络组网技术[M]，北京：人民邮电出版社，2005

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中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0046-02

1 引言

随着无线通信的迅速发展，如何利用有限的频谱资源提供高速率、高质量的移动通信服务已成为关注的重点。常规的单天线收发通信系统已经无法解决新一代无线通信系统的大容量、高可靠性的需求问题，面临着严峻挑战。结合空时处理技术的多输入多输出（MIMO）技术，能成倍的提升系统容量和可靠性无需增加系统带宽[1]。

2 MIMO技术概念

MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，目前针对MIMO信道所进行的研究也主要围绕这两个方面。

2.1 MIMO技术的发展

MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。

MIMO的早期概念在70年代就被提出了；1985年，贝尔实验室的Jack Salz和Jack Winters发表了波束成型（beamforming）论文；1993年，Thomas Kailath和Arogyaswami Paulraj提出了利用MIMO的空分复用（Spatial multiplexing）概念；1996年， Gerard J. Foschini提出了贝尔实验室分层空时 （BLAST ： Bell laboratories layered space-time）技术；1998年，贝尔实验室演示了第一台空分复用实验室原型机；2001年后，多家公司开发出了基于MIMO技术的WiFi或WiMAX商用系统；至今，所有第四代移动通信（4G）候选标准（例如LTE-A，WiMAX等）都将采用MIMO技术。

虽然MIMO技术已取得了一定程度的发展与进步，但是MIMO技术的理论结合实践应用还是存在一定的差距，因此对 MIMO 技术的深层次研究，对 MIMO 技术的发展有着重要意义[2]。就目前看，MIMO技术还需要在下面几个问题上深入研究与发展：（1）信道建模和信道容量的问题。（2）信号设计及处理问题。（3）MIMO 技术在4G网络中的应用和发展。（4）有效解决MIMO技术中多径效应的方法与措施。

2.2 MIMO系统原理

多输入多输出（MIMO）系统是指在通信链路的两端均使用多个天线的无线传输系统[1]。的MIMO系统框图如下图1所示。

发送端有根发送天线，接收端有根接收天线。其中表示来自第根发送天线的信号，表示从第根发送天线到第根接收天线的信道衰落系数，表示第根接收天线的信号。

假设MIMO系统信道模型为分组衰落模型，信道矩阵元素服从独立同分布的复高斯型瑞利衰落。此时MIMO系统模型可表示为：

其中是×1维接收信号向量，表示向量信道矩阵转置，H是×信道矩阵，是×1维发射信号向量，是×1维噪声向量。

2.3 MIMO关键技术

MIMO技术的关键技术通常是指空分复用、空间分集、波束赋形、预编码[2]。

（1）空分复用（Spatial Multiplexing）：

是利用多天线通过多个独立的空间信道同时发送多个独立的数据流。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。Foschini等人提出的“贝尔实验室分层空时”（BLAST：Bell laboratories layered space-time）技术是最早提出的空分复用方法。空分复用基本框图如图2所示。

（2）空间分集（Spatial Diversity）：

是将信号在多个独立的空间信道中传输，并在接收端对多份接收信号进行处理，从而减轻深衰落的影响，有效降低错误概率，提高系统可靠性。空间分集可分为接收分集和发射分集。LTE的多天线发送分集技术选用SFBC（Space Frequency Block Code）作为基本发送技术，图3为SFBC发送分集基本框图。

（3）波束赋形（Beam-forming）：

是一种基于天线阵列的信号处理技术，由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在传输的方向上，以控制发送（或接收）信号的方向。原理：对多天线输出信号的相关性进行相位加权，是信号在某个方向形成同相叠加，在其他方向形成相位抵消，从而实现信号增益。

（4）预编码（precoding）：

主要是通过改造信道的特性来实现性能的提升，是支持多层发送的广义波束成型技术。预编码对多个数据流采用各自不同且联合计算的预处理矢量，以使总链路吞吐量达到最大。在多用户系统中，基于最大均方差（MMSE）或迫零（Zero-forcing）的预编码是最常见的线性方法，可以以有限的复杂度达到较好的性能。

以上 MIMO 相关技术并非相斥，而是可以相互配合应用的，如一个 MIMO 系统即可以包含空分复用和分集的技术。

2.4 MIMO的信道容量

传统SISO系统在加性高斯白噪声信道中的信道容量[4]（香农定理）：

bps/Hz，是接收端平均信噪比

MIMO系统在平坦衰落信道中的信道容量上限：

bps/Hz，M是接收天线数，N是发射天线数，是每根接收天线的平均信噪比，H是M×N阶的信道参数矩阵。

MIMO信道可以看成由个并行的信道或者本征模组成，因此整个MIMO信道的容量就是所有子信道容量之和。从理论上看，由于每个子信道都可以具有香农容量极限，所以，当发送/接受天线阵都具有良好的非相干性时，整个MIMO信道的容量可以显著提高。

3 MIMO的应用与标准化进展

MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一[5]。在无线宽带移动通信系统方面，3GPP已经在标准中加入了MIMO技术相关的内容，B3G和4G的系统中也应用了MIMO技术[3]。在无线宽带接入系统方面， 802.16e、802.11n和802.20等标准也采用了MIMO技术。在其他无线通信系统研究方面，如超宽带（UWB）系统、感知无线电系统（CR），也在考虑了MIMO技术。

随着MIMO技术日趋成熟，并向实用化迈进，国际上很多研究机构已不断推动MIMO技术的标准化进程，包括：MIMO无线传播信道模型的标准化和MIMO技术的标准化。

第三代合作伙伴计划（3GPP）将MIMO技术纳入了 HSPA+标准（R7版本），HSPA+中的MIMO采用的是2×2的天线模式。3GPP 组织在基于LTE R8和LTER9上一步研究和开发LTE R10。增强的下行MIMO是LTE-Advanced的关键技术之一，与LTE R8相比，不仅扩展了天线还引入了很多优化的机制。

4 结语

MIMO技术是无线通信领域近十年来重大的技术突破。目前MIMO与OFDM技术的结合，MIMO与新的自适应技术的结合，MIMO关键技术之间的结合和切换等都成为现在研究的热点，另外在LTE/LTE-A中不同场景下采用不同的技术可以得到不同的性能[6]，这势必会推动MIMO技术的进一步发展与应用。日后我们应对 MIMO 技术进行更深一步的研究和探讨，以促进 MIMO 技术的不断完善。

参考文献

[1]吴秋莹.MIMO技术在LTE系统中的应用及发展[J].信息技术，2012.

[2]董冰.论MIMO技术在LTE系统的应用与展望[J].信息通信，2012.

[3]卢敏.MIMO技术在LTE-A系统中的应用[J].科技信息，2012.

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论文摘要：移动 IP 为移动主机在移动过程中保持原来通信不间断提供了实现方法，隧道技术 是移动 IP 的关键技术之一。本文在深入学习移动 IP 的基础知识之后，给出了移动节点的一个具体的实现，具有一定实践意义。

1 移动通信中移动 IP原理分析

移动 IP 中的隧道技术有三种封装方式：IP 的 IP 封装（IP in IP Encapsulation），最小封装（Minimal Encapsulation）和通用路由封装（Generic Routing Encapsulation）。

在移动 IP 中，隧道的入口为移动节点的家乡，隧道的出口为移动节点的外地。家乡需要实现封装功能，封装后的数据包能到达外地，外地接到数据包后，进行解封装，然后将数据包路由给移动节点。数据包离开隧道入口后，在没有到达隧道出口前，可能出现路由环使它又回到了隧道入口处的情况，这样每次隧道都为它加封一个 IP 报头，而每个新的报头都有自己的生存时间域（TTL）值，这样就会出现数据包一直增大下去。为了防止这种递归封装，可采用如下机制：预封装的数据包的源地址就是隧道入口地址，此时假设递归封装出现；预封装的数据包的源地址与隧道入口处路由表指示的隧道出口地址相同，此时也假设递归封装出现。

同时，如果家乡要将移动节点家乡链路上的广播包送给移动节点，必须采用多重封装，这时，里面一层隧道是从家乡到移动节点的家乡地址，外面一层隧道是从家乡到移动节点的转交地址。因为，如果不采用多重封装的话，外地解封装后收到的是广播地址，它就不知道怎么办了。因此，这种现象应该作为防递归封装中的一种特殊情况处理。

在解封装中，主要是将新 IP 报头去掉，使原来 IP 数据报恢复出来，因此相对较为简单。移动 IP 中，移动节点的外地已经保存了移动节点的注册信息，它能够将解封装后得到的数据报路由给移动节点。这样，就完成了从一个节点向移动节点发送一次数据的全过程。

2 移动IP节点在移动过程中通信的实现

通常情况下，按照[RFC 2002]的标准，根据 IPv4 的移动 IP 方案规定，移动节点在外地链路上应该有一个外地位于隧道的出口，将从隧道发送过来的数据包转发给已经移动到该链路上的移动节点，但是随着 IPv6 即将成为事实上的下一代互联网的标准协议，地址空间问题已经彻底的解决，移动 IPv6 协议中取消了外地。在本文，为了简化问题的实现，我们规定，移动节点在外地链路上的转交地址全部都是配置转交地址，即不需要外地的转发，移动节点直接位于隧道的出口，接收数据包。

2.1 移动节点的工作方式

移动节点基本工作方式有 5 个方面：

搜索：搜索是移动节点能维持正常通信的前期工作，通过搜索移动节点首先确定自己的位置。

注册:移动节点确定自己在外地链路的时候，循环给家乡带理发送一个 UDP 包，通知它自己当前的 IP 地址，即外地链路取得的转交地址，直到收到服务器的应答消息。

注销：移动节点重新回到家乡链路的时候，循环给家乡带理发送一个 UDP 包，直到收到家乡的应答消息。

接收数据包：移动节点在家乡链路接收数据包和固定节点的工作机制完全一样。

发送数据包：如果移动节点确定自己在家乡链路上，它象固定节点一样，使用 TCP/IP 协议，不需要对数据包进行额外处理，直接发送；否则，移动节点会发现要发送的数据包的源地址是当前链路的转交地址，因此，它先将发送包源地址修改为家乡地址，然后再发送。

2.2 搜索

移动节点利用搜索过程主要完成三个功能，即判定自身当前是连在家乡链路上还是外地链路上；检测自身是否已经切换了链路；如果已经处于外地链路，则取得外地链路上的转交地址。 转贴于 　搜索由两条简单的消息构成。

第一条消息是广播消息，家乡利用这个消息向移动节点宣布它们的功能。当一个节点在一条链路上被配置成家乡服务器的时候，它就在这条链路上广播或组播广播消息，这使得连到这条链路上的移动节点可以判定该链路上是否有存在。如果有，可以从广播消息中取得服务器的IP地址，并且判定的功能是什么。

第二条消息是请求消息，当移动节点没有耐心等待下一个周期发送的广播消息时，它可以发送请求消息。这个消息的唯一目的就是让链路上的所有立即发送一个广播消息。有些时候，移动节点快速地切换链路，而发送广播消息的频率相比而言就太慢了，这时请求消息就非常有用了。由于密钥管理上的困难，移动IP不要求对这两种消息进行确认。

2.3 注册、注销机制

移动IP的注册过程在搜索之后。此时，移动节点已经可以判断出自己的位置，是处于家乡链路还是处于外地链路。当移动节点发现它的网络接入点从一条链路切换到另一条链路上时，它就要进行注册。另外，由于这些注册也有一定的生存时间，所以有些时候，移动节点的位置并没有移动，它也要在现有注册过期时进行重新注册。

移动IP的注册过程是：通知家乡它在外地链路取得的转交地址;使一个要过期的注册重新生效;在回到家乡链路上时要进行注销操作。

2.4 传递数据包的选路

根据移动节点的当前位置进行数据包选路的技术，这是移动IP的最主要技术之一。我们必须考虑两种情况：移动节点连接在家乡链路上时和移动节点连接在外地链路上时。后一种情况还有两种情形：移动节点采用的是转交地址还是配置转交地址。由于IPv6已经成为下一代互联网事实上的标准协议，并且IPv6不存在地址空间问题，因此，在IPv6下，移动IP将没有外地。

当注册工作完成之后，移动节点无论漫游到Internet的任何地方，都会通过注册机制通知它的家乡它目前所取得的IP地址，使得家乡能够转发那些试图与它通信的网络节点给它发送的数据包，这里，我们不关心移动节点在外地链路是如何取得配置转交地址的，我们假定移动节点已经通过某种办法得到了一个外地链路上的配置转交地址，然后将这个地址通知给它的家乡。我们这里不考虑家乡如何将送往移动节点的数据包通过隧道路由给移动节点，这部分工作是另一位同学的毕业论文所涉及的内容，我们仅仅考虑移动节点需要做的处理。由于数据的通信是双向的，因此，处于外地链路上的移动节点涉及的工作就分为接收数据包和发送数据包两大部分。

3 总结

移动 IP 为移动主机在移动过程中保持原来通信不间断提供了实现方法，隧道技术是移动 IP 的关键技术之一。当通信节点向移动节点发送数据报时，必须使用到隧道技术。本文介绍了移动 IP 中隧道技术的基本原理，以及给出了一种在 Linux 系统下实现它的方法。对于实现途径，主要是在 Linux 内核中加入程序模块，用以完成隧道技术的功能。随着当今电子商务的蓬勃发展，人们对于新的通信业务的要求越来越高，这是互联网及 TCP/IP 协议成功发展的必然结果。从而诞生出下一代的互联网协议 IPv6，因此，随着移动用户和设备的飞速发展，基于 IPv6 的移动 IP 协议必然会迎来更广泛的发展前景。

参考文献

[1]裘晓峰.等译《移动 IP》机械工业出版社

篇13

 

1 移动通信中移动 ip原理分析 

移动 ip 中的隧道技术有三种封装方式：ip 的 ip 封装（ip in ip encapsulation），最小封装（minimal encapsulation）和通用路由封装（generic routing encapsulation）。 

在移动 ip 中，隧道的入口为移动节点的家乡，隧道的出口为移动节点的外地。家乡需要实现封装功能，封装后的数据包能到达外地，外地接到数据包后，进行解封装，然后将数据包路由给移动节点。数据包离开隧道入口后，在没有到达隧道出口前，可能出现路由环使它又回到了隧道入口处的情况，这样每次隧道都为它加封一个 ip 报头，而每个新的报头都有自己的生存时间域（ttl）值，这样就会出现数据包一直增大下去。为了防止这种递归封装，可采用如下机制：预封装的数据包的源地址就是隧道入口地址，此时假设递归封装出现；预封装的数据包的源地址与隧道入口处路由表指示的隧道出口地址相同，此时也假设递归封装出现。 

同时，如果家乡要将移动节点家乡链路上的广播包送给移动节点，必须采用多重封装，这时，里面一层隧道是从家乡到移动节点的家乡地址，外面一层隧道是从家乡到移动节点的转交地址。因为，如果不采用多重封装的话，外地解封装后收到的是广播地址，它就不知道怎么办了。因此，这种现象应该作为防递归封装中的一种特殊情况处理。 

在解封装中，主要是将新 ip 报头去掉，使原来 ip 数据报恢复出来,因此相对较为简单。移动 ip 中，移动节点的外地已经保存了移动节点的注册信息，它能够将解封装后得到的数据报路由给移动节点。这样，就完成了从一个节点向移动节点发送一次数据的全过程。 

2 移动ip节点在移动过程中通信的实现 

通常情况下，按照[rfc 2002]的标准，根据 ipv4 的移动 ip 方案规定，移动节点在外地链路上应该有一个外地位于隧道的出口，将从隧道发送过来的数据包转发给已经移动到该链路上的移动节点，但是随着 ipv6 即将成为事实上的下一代互联网的标准协议，地址空间问题已经彻底的解决，移动 ipv6 协议中取消了外地。在本文，为了简化问题的实现，我们规定，移动节点在外地链路上的转交地址全部都是配置转交地址，即不需要外地的转发，移动节点直接位于隧道的出口，接收数据包。 

2.1 移动节点的工作方式 

移动节点基本工作方式有 5 个方面： 

搜索：搜索是移动节点能维持正常通信的前期工作，通过搜索移动节点首先确定自己的位置。 

注册:移动节点确定自己在外地链路的时候，循环给家乡带理发送一个 udp 包，通知它自己当前的 ip 地址，即外地链路取得的转交地址，直到收到服务器的应答消息。 

注销：移动节点重新回到家乡链路的时候，循环给家乡带理发送一个 udp 包，直到收到家乡的应答消息。 

接收数据包：移动节点在家乡链路接收数据包和固定节点的工作机制完全一样。 

发送数据包：如果移动节点确定自己在家乡链路上，它象固定节点一样，使用 tcp/ip 协议，不需要对数据包进行额外处理，直接发送；否则，移动节点会发现要发送的数据包的源地址是当前链路的转交地址，因此，它先将发送包源地址修改为家乡地址，然后再发送。 

2.2 搜索 

移动节点利用搜索过程主要完成三个功能，即判定自身当前是连在家乡链路上还是外地链路上；检测自身是否已经切换了链路；如果已经处于外地链路，则取得外地链路上的转交地址。 

  　搜索由两条简单的消息构成。 

第一条消息是广播消息，家乡利用这个消息向移动节点宣布它们的功能。当一个节点在一条链路上被配置成家乡服务器的时候，它就在这条链路上广播或组播广播消息，这使得连到这条链路上的移动节点可以判定该链路上是否有存在。如果有，可以从广播消息中取得服务器的ip地址，并且判定的功能是什么。 

第二条消息是请求消息，当移动节点没有耐心等待下一个周期发送的广播消息时，它可以发送请求消息。这个消息的唯一目的就是让链路上的所有立即发送一个广播消息。有些时候，移动节点快速地切换链路，而发送广播消息的频率相比而言就太慢了，这时请求消息就非常有用了。由于密钥管理上的困难，移动ip不要求对这两种消息进行确认。 

2.3 注册、注销机制 

移动ip的注册过程在搜索之后。此时，移动节点已经可以判断出自己的位置，是处于家乡链路还是处于外地链路。当移动节点发现它的网络接入点从一条链路切换到另一条链路上时，它就要进行注册。另外，由于这些注册也有一定的生存时间，所以有些时候，移动节点的位置并没有移动，它也要在现有注册过期时进行重新注册。 

移动ip的注册过程是：通知家乡它在外地链路取得的转交地址;使一个要过期的注册重新生效;在回到家乡链路上时要进行注销操作。 

2.4 传递数据包的选路 

根据移动节点的当前位置进行数据包选路的技术，这是移动ip的最主要技术之一。我们必须考虑两种情况：移动节点连接在家乡链路上时和移动节点连接在外地链路上时。后一种情况还有两种情形：移动节点采用的是转交地址还是配置转交地址。由于ipv6已经成为下一代互联网事实上的标准协议，并且ipv6不存在地址空间问题，因此，在ipv6下，移动ip将没有外地。 

当注册工作完成之后，移动节点无论漫游到internet的任何地方，都会通过注册机制通知它的家乡它目前所取得的ip地址，使得家乡能够转发那些试图与它通信的网络节点给它发送的数据包，这里，我们不关心移动节点在外地链路是如何取得配置转交地址的，我们假定移动节点已经通过某种办法得到了一个外地链路上的配置转交地址，然后将这个地址通知给它的家乡。我们这里不考虑家乡如何将送往移动节点的数据包通过隧道路由给移动节点，这部分工作是另一位同学的毕业论文所涉及的内容，我们仅仅考虑移动节点需要做的处理。由于数据的通信是双向的，因此，处于外地链路上的移动节点涉及的工作就分为接收数据包和发送数据包两大部分。 

3 总结 

移动 ip 为移动主机在移动过程中保持原来通信不间断提供了实现方法，隧道技术是移动 ip 的关键技术之一。当通信节点向移动节点发送数据报时，必须使用到隧道技术。本文介绍了移动 ip 中隧道技术的基本原理，以及给出了一种在 linux 系统下实现它的方法。对于实现途径，主要是在 linux 内核中加入程序模块，用以完成隧道技术的功能。随着当今电子商务的蓬勃发展，人们对于新的通信业务的要求越来越高，这是互联网及 tcp/ip 协议成功发展的必然结果。从而诞生出下一代的互联网协议 ipv6，因此，随着移动用户和设备的飞速发展，基于 ipv6 的移动 ip 协议必然会迎来更广泛的发展前景。 

参考文献 

[1]裘晓峰.等译《移动 ip》机械工业出版社