第一篇:关于移动Agent技术介绍的论文
摘 要:近年来,迅速发展的Internet技术极大地改变了人们处理信息的方式。过去主要用于科研领域和收发电子邮件的Internet,成了电子商务的重要平台,从而推动了移动Agent技术的进一步研究和应用。本文介绍了Agent的优点和应用范围。
关键词:移动;Agent技术
1.移动Agent
随着网络技术的发展,可以让Agent在网络中移动并执行,完成某些功能,这就是移动Agent(Mobile Agent)的思想。移动Agent是一个能在异构网络中自主地从一台主机迁移到另一台主机,并可与其他Agent或资源交互的程序,实际上它是Agent技术与分布式计算技术的混血儿。
移动Agent具有很多优点,移动Agent技术通过将服务请求Agent动态地移到服务器端执行,使得此Agent较少依赖网络传输这一中间环节而直接面对要访问地服务器资源,从而避免了大量数据地网络传送,降低了系统对网络带宽的依赖。移动Agent不需要统一的调度,由用户创建的Agent可以异步地在不同结点上运行,待任务完成后再将结果传送给用户。为了完成某项任务,用户可以创建多个Agent,同时在一个或若干个结点上运行,形成并行求解的能力。此外它还具有自治性和智能路由等特性。
2.移动Agent的分布式计算模式
移动Agent模式的关键特性就是网络中的任一主机都拥有处理资源、处理器和方法的任意组合的灵活性[2]。方法(在移动Agent)的形式下)没有锁定在一台主机上,而是在整个网络内可共享。
3.移动Agent的主要优点
降低网络负载:这一特征概括了基于移动Agent的分布式计算的特点,即将计算移往数据,而并非把数据移往计算。这样做所带来的好处是可以减少网上原始数据的流量。
克服网络延迟:在一些系统应用中,对环境做出实时反应是极为重要的,对此移动Agent技术提供了一个很好的解决方法,可以由中央处理器将移动Agent派遣到系统局部,直接执行控制器的指令,从而消除网络延迟带来的隐患。
包装不同协议:,移动Agent可以移动到远程主机上,通过专用协议建立私有数据交换通道。
异步和主动执行功能:移动设备通常依赖昂贵而脆弱的网络连接进行工作。移动Agent便可以独立创建它的进程,异步、自主地完成所肩负的任务;移动设备则可以在这之后再连接上网络,收回Agent,取得服务结果。
动态适应环境:移动Agent具有感知运行环境和对其变化做出自主反应的能力。由于移动Agent往往独立于特定的主机和传输层协议,而仅仅依赖于它的执行环境(已屏蔽各平台的差异),因而为进行无缝的系统集成提供了极为有利的条件。
健壮性和容错性:由于移动Agent具有对不利的情况和事件动态做出反应的能力,因而减小了建立健壮和容错的分布式系统的难度。在一台主机被关闭以前,可以给正在运行的移动Agent发出警告,它们可在很短的时间内移动到网络上其他主机上,且继续运行。
4.移动Agent的应用范围
由于移动Agent所具有的优越性,使它在以下应用中具有很大的潜力。
电子商务:移动Agent非常适合电子商务。交易常常要求实时访问远程信息,如股票报价,甚至是进行实时谈判。不同的Agent拥有不同的目标,并将采取不同的策略以实现各自的目标。可以预想Agent能体现其创建者的意,并能代表他们的各自利益进行谈判。由此可见,移动Agent技术在电子商务领域有着广阔的应用前景。
分布式信息检索:正如在前面分析移动Agent技术优越性时指出的那样,移动Agent派往数据所存放的地方将大大减轻网络负载和消除网络延迟[3]。同时,由于Internet这样的浩如烟海的信息环境中进行分布式信息检索往往需要花费大量的时间,这时如果仍保持网络连接,则需要花费许多费用[1];但是通过使用移动Agent技术,使得创建移动Agent的主机可以与网络断开连接,从而节省大量的连接费用和主机机时。
信息发布:移动Agent可以帮助实现Internet的信息PUSH模型[4]。例如,移动Agent可以将新的软件版本以及安装程序直接带到客户主机,进行自动升级和维护。
个人助手:由于具有在远程主机上运行的能力,使移动Agent具备代表其创建者在网络中完成特定任务的能力。由于不受网络连接的限制,其创建者甚至可以关掉他们的计算机。
安全中介:在合作者之间并不能彼此完全信任的情况下,各方可以将移动Agent派往一台彼此都认为安全的主机(它提供了移动Agent的执行环境)上进行协作,从而不必冒险接受对方的直接访问。
电信网络业务:对先进电信业务的支持和管理,关键在于能够对网络进行动态配置和定制用户业务。庞大的物理网络规模和用户的严格要求,使得只有依靠移动Agent技术才能有效地保证系统的灵活和高效。
工作流应用:工作流应用的特点之一是支持合作者之间的信息流动。对此,移动Agent技术能够提供很好的支持,可以将信息相关的操作封装在移动Agent中,再利用后者的移动性和自主性,让信息在机构内部有效地流动。
并行处理:在并行计算中,可以利用Agent技术把各个需要并发执行的子任务派遣到不同的主机上,以实现并发计算。
总之,Agent特别适合用于解决传统方法中要么代价过于昂贵,要么解决不了的问题,如数据、控制、专家知识和资源分布问题,使大量的数据处理可在数据源进行(因为Agent可以移动),只需交换少量的高层信息,减少了大量原始数据传送到远地的操作,提高了网络的利用率;如果需要人性化的进程,Agent具有观察能力、主动适应能力,而不是通过一些预先严格确定的接口函数与外界进行交互作用,能根据目标主动规范化自己的行为,使用用户界面达到“人性化”;如需要集成旧系统,可通过给旧系统上包装一层Agent外壳,其他系统可以调用旧系统的功能。
参考文献:
[1] 胡于进,凌玲.决策支持系统的开发与应用[M].北京:机械工业出版社,2006-09:124-169.[2] 庞伟正,金瑞琪,王成武一种规则引擎的实现方法[J].哈尔滨:哈尔滨工程大学学报,2005(6):385-389.[3]韦鲁玉,丁华福基于Agent的个性化智能信息检索系统[J).信息技术,2007(1);109-111
[4]刘崇学.基于智能搜索引擎的数字书馆个性化服务研究[J].现代情报.2006(11):16-18
第二篇:警察院校论文:警察院校 多Agent技术 网络教学
警察院校论文:基于多Agent技术的江西警察学院教学平台的设计与实现
【中文摘要】随着Internet的发展,网络教学得到了越来越广泛的应用。学生可以不受时间和空间的限制,进行网上学习。网络教学相比传统教学模式,更能培养学生信息获取、加工、分析、创新、利用、交流的能力。因此,越来越多的院校将网络教学作为自身教学的一种延续,而警察院校作为培养末来警察的基地,其教学对象和内容都具有一定的特殊性,其网络教学平台应突出警察职业能力的培养,应具有更高的安全性,这对网络教学系统提出了更高的要求。本文结合江西警察学院的教学特点,引入人工智能中的多Agent系统,建立基于多Agent技术的网上教学系统。所做的工作主要有以下几项:(1)公安院校教学模式的改革研究。为了构建教、学、练、战一体化的教学模式,在教学过程中要突出公安职业化教育,突出实战教学,提高学生的职业素质水平,全面调整教育观念、教育体制和教学内容,努力培养具有扎实的专业技能和过硬实战本领的公安专业型人才。(2)多Agent技术的研究。Agent技术已经成为公安教学研究的一个热点,设计系统的总体框架和系统的工作流程,为系统的每一个参与者设计了一个Agent功能模块,同时也为系统设计了一些具有管理功能的Agent模块来管理系统的协同运行,以...【英文摘要】Along with the development of the Internet, network teaching has been applied more and more widely.Students can conduct online learning without being limited by time and space.Compared with the traditional teaching mode, network teaching can more effectively train students’ ability of information acquisition, processing, analysis, innovation, utilization, communication.Therefore, more and more colleges have adopted network teaching as a continuation of teaching in class.However, police colleges, as the...【关键词】警察院校 多Agent技术 网络教学
【英文关键词】Police Colleges Multi-agent Technology Network Teaching 【索购全文】联系Q1:138113721 Q2:139938848 【目录】基于多Agent技术的江西警察学院教学平台的设计与实现摘要6-7
Abstract7-8
第1章 引言1.1.1 研究背景11-1811-1212-131.1 现状分析11-131.1.2 国内外公安院校教学模式特色分析1.2 公安警察院校信息化建设分析13-18
1.2.1 公安警察院校信息化建设的特点14-15院校网络化教学系统的不足15-16系统可采取的措施16-1818-28
1.2.2 传统公安警察1.2.3 优化公安网络教学
第2章 多Agent技术概述
2.1.1 Agent的定义
2.1.3
2.3 2.1 Agent技术概述18-21与特征18-192.1.2 Agent的基本结构19-20
2.2 多Agent系统21-23Agent的运行原理20-21
基于多Agent技术的网络教学系统 23-28Agent网络教学系统结构23-25的功能25-28设计28-3728-30
2.3.1 基于多
2.3.2 基于多Agent教学系统
第3章 基于多Agent公安院校网络教学系统的3.1 公安院校教学系统模型分析与设计3.1.1 系统模型的需求分析28-303.1.2 系统模型的总体设计3030-34
3.2 公安院校教学系统模块的详细设计
第44.1 系3.3 公安院校教学系统的工作流程34-37章 基于多Agent公安院校网络教学系统的实现37-67统硬件环境和软件环境的介绍37-38现38-67
4.2 系统主要模块的实
4.2.2 公安教4.2.1 安全访问的实现38-46学资源Agent模块的实现46-5151-57
4.2.3 学生Agent模块的实现
4.2.5 管4.2.4 教师Agent模块的实现57-63
第5章 总结与展望理员Agent模块的实现63-6767-70675.1 总结67-685.1.2 系统特点67-68
致谢73
5.1.1 主要研究内容5.2 展望68-70
参考文献70-73
第三篇:移动通信技术专业介绍
移动通信技术专业
专业名称:移动通信技术专业
专业特色:移动通信技术是当今最热点的发展技术之一,我院于2006年开设移动通信技术专业方向,2007年正式招生。本专业以教育思想、教育观念的更新为先导,以最先进的移动通信技术为依据,以“校企合作、工学结合”为基础,采用国际先进的课程开发理念和教、学、做一体化教学模式,实现移动通信技术专业的人才培养目标。同时根据企业需要,采用“订单式”人才培养方式组织教学,充分发挥行业和企业对专业建设的带动和引领作用,为学生培养搭建多种平台。通过几年的建设,本专业师资力量基础好,有省级精品课程1门,校内外实验实训条件优越,具有现网运行环境的实验实训平台13个,紧密合作的校外实训基地8个。
主干课程:数字通信技术与应用、数据通信技术与应用、交换设备配置与维护、光传输网组建与维护、通信电源安装与维护、通信工程制图、通信工程概预算、移动基站勘察设计、三网融合技术及应用、3G移动通信接入网运行维护、移动网络规划与优化。
培养目标:培养具备移动通信技术基础理论知识和专业技术技能,具备网络基站设备安装、维护与管理,终端设备生产、检测、维护维修和销售,网络勘察、设计、规划和优化等专业实践能力,具备良好方法能力、社会能力、职业道德、职业规范和敬业精神等能够适应移动通信事业高速发展要求的高素质技能型专门人才。
实训条件:SDH光传输网实训平台、J10程控交换实训平台、C&C08
程控交换实训平台、NGN实训平台、宽带接入实训平台、数据通信实训平台、电信工程施工综合实训平台、通信原理实验室、通信工程制图实训平台、通信工程概预算实训平台、移动通信实训平台、通信终端维修实训平台、思科网院培训中心。
就业方向:在通信设备制造企业从事移动通信设备的生产、组装、测试、检验等工作,在通信工程施工企业从事移动通信工程的施工与现场调试等工作,在通信网络运维企业从事移动通信工程的维护与管理工作,在通信产品制造企业从事移动通信产品生产、组装、调试、检验等工作,在通信产品销售、服务企业从事移动通信产品的销售及售后服务等工作,在通信网络服务企业从事移动通信工程客服等工作。
第四篇:移动通信技术论文
浅谈5G移动通信技术
摘要
2013年12月,我国工信部正式向三大运营商发放4G牌照,4G在中国正式走向商用。在4G技术刚刚走向商用,全球4G建设部署方兴未艾之时,5G的研发工作已经如火如荼,2013年2月,欧盟宣布,将拨款5000万欧元,加快5G移动技术的发展,计划到2020年推出成熟的标准。三星表示,其5G网络已成功在28千兆赫(GHz)波段下达到了1Gbps,相比之下,当前的第四代长期演进(4GLTE)服务的传输速率仅为75Mbps。2013年4月8日博鳌亚洲论坛,中国移动战略决策咨询委员会主任王建宙表示,从全球情况来看,4G快速发展已成为现实,5G的研究也在快速展开和成熟。
关键词 5G、性能特点、发展动力、演进、无线传输、无线网络
A Brief Introduction of the Fifth Generation Mobile Communication
Abstract:In December 2013, our industry and issuing 4G licenses in China, 4G officially into the commercial formally to the three operators Ministry of Information.4G technology is only in business, construction rising global deployment of 4G, 5G research work has been in full swing, in February 2013, the EU announced 50 million euros in funding to accelerate the development of 5G mobile technology, plans to launch a mature standard 2020.Samsung said it has successfully issued 5G network to 1Gbps 28000 MHz band(GHz), compared to the current fourth-generation Long Term Evolution(4GLTE)transfer rate of service is only just 75Mbps.Boao Forum for Asia, April 8, 2013 were, director Wang China Mobile said the strategic decision of the Advisory Committee, from a global perspective, the rapid development of 4G has become a reality, 5G research is still in the rapid expansion and maturation.Key Words: 5G, performance characteristics, the development of dynamic evolution, wireless transmission, wireless network
1、简要介绍
二十一世纪以来,智能终端的普及以及移动业务应用的蓬勃发展,促使移动互联网呈现出爆炸式发展趋势,统计数据表明,无线业务流量以每年接近100%的速度增长,这意味着未来十年,无线数据流量将增长1000倍。数据表明,2020年后,现阶段正在部署的4G技术已经无法满足日益增长的移动互联网和物联网业务的发展需求。这正是5G发展的主要驱动力,未来的5G将服务于人们日常学习工作生活的方方面面,如:无线支付、移动办公、智能家居、位置服务、远程医疗等等。同时,也将与电网、交通、医疗、家居等传统行业深度融合,衍生出大量以物为主体的终端。这些都对未来的5G的性能指标提出了更多,更高的要求,与4G相比,除了速率、时延等传统的空口性能指标需要进一步提升外,还需要考虑用户体验速率、连接数密度、频谱效率、能效以及成本等进一步体现5G系统的先进性的指标。1.1 频带利用率高
在 5G 移动通信技术中,高频段的频谱资源将被应用的更为广泛,但是在目前科技水平条件下,由于会受到高频段无线电波的穿透能力影响,高频段频谱资源的利用效率还是会受到某种程度的限制,但这不会影响光载无线组网、有线与无线宽带技术的融合等技术的普遍应用。1.2.通信系统性能有很大提高
传统的通信系统理念,是将信息编译码、点点之间的物理层面传输等技术作为核心目标,而 5G 移动通信技术的不同之处在于,它将更加广泛的多点、多天线、多用户、多小区的相互协作、相互组网作为重点的研究突破点,以大幅度提高通信系统的性能。1.3.设计理念先进
在通信业务中,占据主导地位的是室内通信业务的应用,5G 移动通信系统的优先设计目标定位在室内无线网络的覆盖性能及其业务支撑能力上,这将改变传统移动通信系统的设计理念。1.4.能耗和运营成本降低
5G 无线网络的“软”配置设计,将是未来该技术的重要研究、探索方向,网络资源可以由运营商根据动态的业务流量变化而实时调整,这样,可以有效降低能耗和网络资源运营成本。1.5 主要的考量指标
5G 通信网络技术的研究,将更为注重用户体验,交互式游戏、3D、虚拟实现、传输延时、网络的平均吞吐速度和效率等指标将成为考量 5G 网络系统性能的关键指标。1.6 5G 移动通信技术的优点
5G 移动通信技术,作为最新一代的移动通信技术,其应用必将大大提高频谱利用效率及其能效,在资源利用和传输速度效率方面较 4G 移动通信技术能提高至少一个等级,在系统安全、传输时延、用户体验、无线覆盖的性能等各个方面也将得到显著的提升。5G 移动通信技术结合其他无线通信技术后,将构成新一代高效、完美的移动信息网络,可以满足未来十年的移动信息网络的发展需求。不久的将来,5G 移动通信系统一定程度上还将具备较大的灵活性,实现自我调整、网络自感知等智能化功能,可以有充分的准备应对未来移动网络信息社会的不可预测的飞速发展。
2、主要推动力
2.1互联网的快速发展
移动互联网的快速发展是推动5G移动通信技术发展的主要动力,移动互联网技术是各种新兴业务的基础平台,目前现有的固定互联网络的各种服务业务将通过无线网络的方式提供给用户,后台服务及云计算的广泛应用势必会对5G移动通信技术系统提出较高的要求,尤其是在系统容量要求与传输质量要求上。5G移动通信技术的发展目标主要定位在要密切衔接其他各种无线移动通信技术上,为快速发展的网络通信技术提供全方位和基础性的业务服务。
就世界各国的初步估计,包括5G移动通信技术在内的无线移动网络,其在网络业务能力上的提升势必会在三个维度上同步进行:第一,引进先进的无线传输技术之后,网络资源的利用率将在4G移动通信技术的基础上提高至少10倍以上;第二,新的体系结构(如高密集型的小区结构等)的引入,智能化能力在深度上的扩展,有望推进整个无线网络系统的吞吐率提升大概25倍左右;第三,深入挖掘更为先进的频率资源,频谱资源是推动移动通信与信息产业发展的核心资源,4G时代频谱资源已经很紧缺,未来的5G不得不考虑这个严峻的问题,故需要深入挖掘更为先进的频率资源,比如可见光、毫米波、高频段等,使得未来的无线移动通信资源较4G时代扩展4倍左右。
为了提升5G移动通信技术的业务支撑能力,其在网络技术方面和无线传输技术方面势必会有新的突破。在网络技术方面,将采用更智能、更灵活的组网结构和网络架构,比如采用控制与转发相互分离的软件来定义网络架构、异构超密集的部署等。在无线传输技术方面,将会着重于提升频谱资源利用效率和挖掘频谱资源使用潜能,比如多天线技术、编码调制技术、多址接入技术等等。2.2商业发展
技术与商业发展是相辅相成的关系有时候是技术推动商业发展,有时候是商业竞争推动技术进步。在韩国,引入5G的一个主要原因就是助推经济发展,通过5G,韩国政府希望能够加大韩国运营商与制造商的投资和合作,实现国家基础设施设备业的发展。而在国内,运营企业和知名设备制造商对此也是摩拳擦掌,以期取得市场先机。据了解,华为早在2009年就启动了5G研究,并表示将在2013年~2018年间至少投资6亿美元进行5G研发。3、5G的演进路线
目前,4G已经进入规模商用阶段,5G是继4G后新一代的移动通信技术,从移动通信发展现状以及技术、标准与产业的演进趋势来看,未来5G移动通信技术的演进存在三条重要的演进路线,分别为以LTE/LTE-Advanced为代表的蜂窝演进路线、WLAN演进路线和革命性演进路线。3.1 LTE/LTE-Advanced LTE/LTE-Advanced已经是事实上的全球统一的4G标准,由于LTE的大规模技术革新已经大量使用了近20年来学术界积累的先进信号处理技术,如OFDM,MIMO,自适应技术等,在继续完善技术应用的同时,LTE-Advanced的技术发展将更多地集中在RRM(无线资源管理)技术和网络层的优化方面。并将会在5G阶段继续演进。在产业化方面,LTE在全球范围内的商用化进程在不断加快。标准化方面,虽然由于LTE与现有3Gpp版本存在版本兼容性差,导致4G商用在LTE方面需要投入较大的部署成本和较长的普及时间,但是3GPP R12版本的标准化工作正在对小小区增强技术、新型多天线技术、终端直通技术、机器间通信等新技术开展研究和标准化工作,新技术的投入带来的是更快,更好的LTE版本完善。随着更多的先进技术融入到LTE/LTE-Advanced技术标准中,给蜂窝移动通信带来了强大的生命力和发展潜力。3.2 WLAN 无线局域网(WLAN)是当今全球应用最为普及的宽带无线接入技术之一,拥有良好的产业和用户基础,巨大的市场需求推动了WLAN技术的发展,大量的非授权频段也给WLAN技术提供了巨大的发展空间。在强大的市场需求推动下,WLAN与移动通信系统逐渐走向全方位的融合,在终端方面,WLAN已成为智能手机的必备功能,智能手机支持手机流量和WLAN之间的自动切换。在网络方面,越来越多地厂商开始提供完整地“蜂窝+WLAN”解决方案,实现了WLAN和蜂窝资源共享,不仅方便网络部署、运营、管理和维护、也可节约大量开支。由此可见,在移动数据业务快速增长的有力推动下,WLAN与移动通信走向广泛深入地融合已是未来的趋势,也许会在5G发展中出现根本性的变化。
目前,IEEE已经启动了下一代WLAN标准“High-efficiency WLAN”的研究,将进一步提升运营商业务能力,推动WLAN技术与蜂窝网络的融合。3.3革命性技术
此外,我们还应当特别关注可能出现的革命性5G技术。从蜂窝移动通信的演进路线来看,每一代演进都有革命性技术出现,从2G的GSM到3G的CDMA,再到4G的OFDM,那么,5G是否会出现新一代的革命性技术,而这种革命性技术是否需要与LTE演进采用不同的技术路线,进而产生新一代的空中接口技术,将成为我们重点关注的内容。4、5G关键性技术
为提升其业务支撑能力, 5G 在无线传输技术和网络技术方面将有新突破。在无线传输技术方面, 将引入能进一步挖掘频谱效率提升潜力的技术,如先进的多址接入技术、多天线技术、编码调制技术、新的波形设计技术等;在无线网络方面, 将采用更灵活、更智能的网络架构和组网技术, 如采用控制与转发分离的软件定义无线网络的架构、统一的自组织网络(SON)、异构超密集部署等。5G移动通信标志性的关键技术主要体现在超高效能的无线传输技术和高密度无线网络(high den-sity wireless network)技术。其中基于大规模 MIMO 的无线传输技术将有可能使频谱效率和功率效率在4G的基础上再提升一个量级, 该项技术走向实用化的主要瓶颈问题是高维度信道建模与估计以及复杂度控制。全双工(full duplex)技术将可能开辟新一代移动通信频谱利用的新格局。超密集网络(ultra dense network, UDN)已引起业界的广泛关注, 网络协同与干扰管理将是提升高密度无线网络容量的核心关键问题。
体系结构变革将是新一代无线移动通信系统发展的主要方向.现有的扁平化 SAE/LTE(systemarchitecture evolution/long term evolution)体系结构促进了移动通信系统与互联网的高度融合, 高密度、智能化、可编程则代表了未来移动通信演进的进一步发展趋势, 而内容分发网络(CDN)向核心网络的边缘部署, 可有效减少网络访问路由的负荷, 并显著改善移动互联网用户的业务体验。
1)超密集组网: 未来网络将进一步使现有的小区结构微型化、分布化, 并通过小区间的相互协作,化干扰信号为有用信号, 从而解决小区微型化和分布化所带来的干扰问题, 并最大程度地提高整个网络的系统容量。
2)智能化: 未来网络将在已有 SON 技术的基础上, 具备更为广泛的感知能力和更为强大的自优化能力, 通过感知网络环境及用户业务需求, 在异构环境下为用户提供最佳的服务体验.3)可编程: 未来网络将具备软件可定义(SDN)能力, 数据平面与控制平面将进一步分离, 集中控制、分布控制或两者的相互结合, 将是网络演进发展中需要解决的技术路线问题。基站与路由交换等基础设施具备可编程与灵活扩展能力, 以统一融合的平台适应各种复杂的及不同规模的应用场景。
4)内容分发边缘化部署: 移动终端访问的内容虽然呈海量化趋势, 但大部分集中在一些热点内容和大型门户网站, 在未来的 5G 网络中采用 CDN 技术将是提高网络资源利用率的重要潜在手段。4.1无线传输技术(1)大规模MOMI技术
多天线技术作为提高系统频谱效率和传输可靠性的有效手段, 已经应用于多种无线通信系统, 如3G系统、LTE、LTE-A、WLAN 等。根据信息论, 天线数量越多, 频谱效率和可靠性提升越明显。尤其是, 当发射天线和接收天线数量很大时, MIMO 信道容量将随收发天线数中的最小值近似线性增长。因此, 采用大数量的天线, 为大幅度提高系统的容量提供了一个有效的途径。由于多天线所占空间、实现复杂度等技术条件的限制, 目前的无线通信系统中, 收发端配置的天线数量都不多, 比如在 LTE 系统中最多采用了 4 根天线, LTE-A 系统中最多采用了 8 根天线但由于其巨大的容量和可靠性增益, 针对大天线数的 MIMO 系统相关技术的研究吸引了研究人员的关注, 如单个小区情况下, 基站配有大大超过移动台天线数量的天线的多用户 MIMO 系统的研究等进而, 2010 年, 贝尔实验室的Marzetta研究了多小区、TDD(time division duplexing)情况下, 各基站配置无限数量天线的极端情况的多用户 MIMO 技术, 提出了大规模 MIMO(large scale MIMO, 或者称 Massive MIMO)的概念发现了一些与单小区、有限数量天线时的不同特征。之后, 众多的研究人员在此基础上研究了基站配置有限天线数量的情况.在大规模 MIMO 中, 基站配置数量非常大(通常几十到几百根, 是现有系统天线数量的 1∼2 个数量级以上)的天线, 在同一个时频资源上同时服务若干个用户。在天线的配置方式上, 这些天线可以是集中地配置在一个基站上, 形成集中式的大规模 MIMO, 也可以是分布式地配置在多个节点上, 形成分布式的大规模 MIMO。值得一提的是, 我国学者在分布式 MIMO 的研究一直走在国际的前列。
大规模 MIMO 带来的好处主要体现在以下几个方面: 第一, 大规模 MIMO 的空间分辨率与现有MIMO相比显著增强, 能深度挖掘空间维度资源, 使得网络中的多个用户可以在同一时频资源上利用大规模 MIMO 提供的空间自由度与基站同时进行通信, 从而在不需要增加基站密度和带宽的条件下大幅度提高频谱效率。第二, 大规模 MIMO 可将波束集中在很窄的范围内, 从而大幅度降低干扰。第三, 可大幅降低发射功率,从而提高功率效率.第四, 当天线数量足够大时, 最简单的线性预编码和线性检测器趋于最优, 并且噪声和不相关干扰都可忽略不计。
(2)基于滤波器组的多载波技术
由于在频谱效率、对抗多径衰落、低实现复杂度等方面的优势, OFDM(orthogonal frequency di-vision multiplexing)技术被广泛应用于各类无线通信系统,如 WiMaX、LTE和LTE-A系统的下行链路,但 OFDM 技术也存在很多不足之处。比如, 需要插入循环前缀以对抗多径衰落,从而导致无线资源的浪费;对载波频偏的敏感性高, 具有较高的峰均比;另外, 各子载波必须具有相同的带宽, 各子载波之间必须保持同步, 各子载波之间必须保持正交等, 限制了频谱使用的灵活性。此外,由于OFDM技术采用了方波作为基带波形,载波旁瓣较大,从而在各载波同步不能严格保证的情况下使得相邻载波之间的干扰比较严重。在 5G 系统中, 由于支撑高数据速率的需要, 将可能需要高达 1 GHz 的带宽。但在某些较低的频段, 难以获得连续的宽带频谱资源, 而在这些频段, 某些无线传输系统, 如电视系统中, 存在一些未被使用的频谱资源(空白频谱).但是, 这些空白频谱的位置可能是不连续的, 并且可用的带宽也不一定相同, 采用 OFDM 技术难以实现对这些可用频谱的使用。灵活有效地利用这些空白的频谱, 是 5G 系统设计的一个重要问题。
为了解决这些问题, 寻求其他多载波实现方案引起了研究人员的关注其中, 基于滤波器组的多载波(FBMC, filter-bank based multicarrier)实现方案是被认为是解决以上问题的有效手段, 被我国学者最早应用于国家 863 计划后 3G 试验系统中。滤波器组技术起源于 20 世纪 70 年代, 并在20世纪 80 年代开始受到关注, 现已广泛应用于图像处理、雷达信号处理、通信信号处理等诸多领域。在基于滤波器组的多载波技术中, 发送端通过合成滤波器组来实现多载波调制, 接收端通过分析滤波器组来实现多载波解调.合成滤波器组和分析滤波器组由一组并行的成员滤波器构成, 其中各个成员滤波器都是由原型滤波器经载波调制而得到的调制滤波器与 OFDM 技术不同, FBMC 中, 由于原型滤波器的冲击响应和频率响应可以根据需要进行设计, 各载波之间不再必须是正交的, 不需要插入循环前缀;能实现各子载波带宽设置、各子载波之间的交叠程度的灵活控制, 从而可灵活控制相邻子载波之间的干扰, 并且便于使用一些零散的频谱资源;各子载波之间不需要同步, 同步、信道估计、检测等可在各资载波上单独进行处理, 因此尤其适合于难以实现各用户之间严格同步的上行链路。但另一方面, 由于各载波之间相互不正交, 子载波之间存在干扰;采用非矩形波形, 导致符号之间存在时域干扰, 需要通过采用一些技术来进行干扰的消除。(3)全双工技术
全双工通信技术指同时、同频进行双向通信的技术.由于在无线通信系统中, 网络侧和终端侧存在固有的发射信号对接收信号的自干扰, 现有的无线通信系统中, 由于技术条件的限制, 不能实现同时同频的双向通信, 双向链路都是通过时间或频率进行区分的, 对应于 TDD 和 FDD 方式.由于不能进行同时、同频双向通信, 理论上浪费了一半的无线资源(频率和时间)。
由于全双工技术理论上可提高频谱利用率一倍的巨大潜力, 可实现更加灵活的频谱使用, 同时由于器件技术和信号处理技术的发展, 同频同时的全双工技术逐渐成为研究热点, 是 5G 系统充分挖掘无线频谱资源的一个重要方向但全双工技术同时也面临一些具有挑战性的难题.由于接收和发送信号之间的功率差异非常大, 导致严重的自干扰(典型值为 70 dB), 因此实现全双工技术应用的首要问题是自干扰的抵消近年来, 研究人员发展了各类干扰抵消技术, 包括模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消及它们的混合方式、利用附加的放置在特定位置的天线进行干扰抵消的技术等以及后来的一些改进技术通过这些技术的联合应用, 在特定的场景下, 能消除大部分的自干扰。研究人员也开发了实验系统, 通过实验来验证全双工技术的可行性。在部分条件下达到了全双工系统理论容量的 90%左右。虽然这些实验证明了全双工技术是可行的, 但这些实验系统都基本是单基站、小终端数量的, 没有对大量基站和大量终端的情况进行实验验证, 并且现有结果显示, 全双工技术并不能在所有条件下都获得理想的性能增益。比如, 天线抵消技术中需要多个发射天线, 对大带宽情况下的消除效果还不理想, 并且大都只能支持单数据流工作, 不能充分发挥 MIMO、的能力, 因此, 还不能适用于 MIMO 系统;MIMO 条件下的全双工技术与半双工技术的性能分析还大多是一些简单的、面向小天线数的仿真结果的比较, 特别是对大规模 MIMO 条件下的性能差异还缺乏深入的理论分析需要在建立更合理的干扰模型的基础上对之进行深入系统的分析;目前,对全双工系统的容量分析大多是面向单小区、用户数比较少, 并且是发射功率和传输距离比较小的情况,缺乏对多小区、大用户数等条件下的研究结果, 因此在多小区大动态范围下的全双工技术中的干扰消除技术、资源分配技术、组网技术、容量分析、与 MIMO 技术的结合, 以及大规模组网条件下的实验验证, 是需要深入研究的重要问题。4.2无线网络技术
(1)超密集异构网络技术
由于5G系统既包括新的无线传输技术,也包括现有的各种无线接入技术的后续演进, 5G网络必然是多种无线接入技术, 如 5G, 4G, LTE, UMTS(universal mobile telecommunications system)和 WiFi(wireless fidelity)等共存, 既有负责基础覆盖的宏站, 也有承担热点覆盖的低功率小站, 如Micro, Pico,Relay和Femto 等多层覆盖的多无线接入技术多层覆盖异构网络在这些数量巨大的低功率节点中, 一些是运营商部署, 经过规划的宏节点低功率节点;更多的可能是用户部署, 没有经过规划的低功率节点, 并且这些用户部署的低功率节点可能是 OSG(open subscriber group)类型的,也可能是CSG(closed subscriber group)类型的, 从而使得网络拓扑和特性变得极为复杂。
在超密集异构网络中, 网络的密集化使得网络节点离终端更近, 带来了功率效率、频谱效率的提升, 大幅度提高了系统容量, 以及业务在各种接入技术和各覆盖层次间分担的灵活性。虽然超密集异构网络展示了美好的前景, 由于节点之间距离的减少, 将导致一些与现有系统不同的问题。在 5G 网络中, 可能存在同一种无线接入技术之间同频部署的干扰、不同无线接入技术之间由于共享频谱的干扰、不同覆盖层次之间的干扰, 如何解决这些干扰带来的性能损伤, 实现多种无线接入技术、多覆盖层次之间的共存, 是一个需要深入研究的重要问题由于近邻节点传输损耗差别不大, 可能存在多个强度接近的干扰源, 导致更严重的干扰, 使现有的面向单个干扰源的干扰协调算法不能直接适用于 5G 系统;由于不同业务和用户的 QoS(quality of service)要求的不同, 不同业务在网络中的分担、各类节点之间的协同策略、网络选择、基于用户需求的系统能效最低的小区激活、节能配置策略是保证系统性能的关键问题。为了实现大规模的节点协作, 需要准确、有效地发现大量的相邻节点。由于小区边界更多、更不规则, 导致更频繁、更为复杂的切换, 难以保证移动性性能, 因此, 需要针对超密集网络场景发展新的切换算法。由于用户部署的大量节点的突然、随机的开启和关闭, 使得网络拓扑和干扰图样随机、大动态范围地动态变化, 各小站中的服务用户数量往往比较少,使得业务的空间和时间分布出现剧烈的动态变化, 因此, 需要研究适应这些动态变化的网络动态部署技术;站点的密集部署将需要庞大、复杂的回传网络, 如果采用有线回传网络, 会导致网络部署的困难和运营商成本的大幅度增加.为了提高节点部署的灵活性, 降低部署成本, 利用和接入链路相同的频谱和技术进行无线回传传输, 是解决这个问题的一个重要方向.无线回传方式中, 无线资源不仅为终端服务, 而且为节点提供中继服务, 使无线回传组网技术非常复杂, 因此, 无线回传组网关键技术, 包括组网方式、无线资源管理等是重要的研究内容。(2)自组织网络技术
在传统的移动通信网络中, 网络部署、运维等基本依靠人工的方式, 需要投入大量的人力, 给运营商带来巨大的运行成本。根据分析各大运营商的运营成本基本上占各自收入的 70%左右。并且,随着移动通信网络的发展, 依靠人工的方式难以实现网络的优化.因此, 为了解决网络部署、优化的复杂性问题, 降低运维成本相对总收入的比例, 使运营商能高效运营、维护网络, 在满足客户需求的同时,自身也能够持续发展, 由 NGMN(next generation mobile network)联盟中的运营商主导, 联合主要的设备制造商提出了自组织网络(SON)的概念自组织网络的思路是在网络中引入自组织能力(网络智能化), 包括自配置、自优化、自愈合等实现网络规划、部署、维护、优化和排障等各个环节的自动进行, 最大限度地减少人工干预。目前, 自组织网络成为新铺设网络的必备特性, 逐渐进入商用, 并展现出显著的优势。
5G将是融合、协同的多制式共存的异构网络。从技术上看, 将存在多层、多无线接入技术的共存,导致网络结构非常复杂, 各种无线接入技术内部和各种覆盖能力的网络节点之间的关系错综复杂, 网络的部署、运营、维护将成为一个极具挑战性的工作。为了降低网络部署、运营维护复杂度和成本, 提高网络运维质量, 未来 5G 网络应该能支持更智能的、统一的 SON 功能, 能统一实现多种无线接入技术、覆盖层次的联合自配置、自优化、自愈合。目前, 针对 LTE、LTE-A 以及 UMTS、WiFi 的 SON 技术发展已经比较完善, 逐渐开始在新部署的网络中应用。但现有的 SON 技术都是面向各自网络, 从各自网络的角度出发进行独立的自部署和自配置、自优化和自愈合, 不能支持多网络之间的协同.因此, 需要研究支持协同异构网络的 SON 技术, 如支持在异构网络中的基于无线回传的节点自配置技术, 异系统环境下的自优化技术, 如协同无线传输参数优化、协同移动性优化技术, 协同能效优化技术, 协同接纳控制优化技术等, 以及异系统下的协同网络故障检测和定位, 从而实现自愈合功能。
5、结束语
当代科学技术的飞速发展,尤其是网络通信技术的迅猛发展,将有力推动 5G 移动通信技术的发展进程,依据移动通信技术的发展规律,在 2020 年后,5G 移动通信技术将有望实现商用,能够满足未来移动互联网业务的发展需求,并带给移动互联网用户一种前所未有的全新体验。目前,5G移动通信技术的科研尚处于起步阶段,并即将迈入发展的关键时期,其关键指标和技术需求都会在未来几年内陆续出台,届时将引领我国移动通信行业的新一轮变革。
参考文献-------------------1.5G SIG white paper 2.尤肖虎,潘志文,高西奇等.5G移动通信发展趋势与若干关键技术.中国科学: 信息科学.2014年 第44卷 第5期
3.张筵,彭景乐.浅析5G移动通信技术及未来发展趋势
4.潘志文等.5G 移动通信发展趋势与若干关键技术 [J].中国科学信息技术.2014,11,(6):155-156 5.Hua Y B, Liang P, Ma Y M, et al.A method for broadband full-duplex MIMO radio.IEEE Signal Process Lett, 2012,19: 793–796
6.METIS.Mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society.In: EU 7th Framework Programme Project, https://www.xiexiebang.com
第五篇:移动通信3G技术论文
移动通信3G技术分析浅谈
2008080304133 谭绍维
3G第三代移动通信技术(3rd-generation,3G),是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。代表特征是提供高速数据业务。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G),第三代手机(3G)一般地讲,是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合,WAP与web的结合是一种趋势,目前3G存在四种标准:CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。3G third generation mobile communication technology(3rd-generation, 3G), is the third generation of mobile communication technology is the support for high-speed data transmission in cellular mobile communication technology.The 3G service can simultaneously transmit voice and data information, rate of hundreds of more than kbps.A representative feature is to provide high-speed data business.Relative to the first generation analog mobile phone(1G)andthe second generation of GSM, CDMA and other digital mobile phone(2G), the third generation mobile phone(3G)generally speaking, refers to the wireless communication and Internet and other multimedia communications with a new generation of mobile communication system, the future 3G will and community website, WAP and web combination is a kind of trend, at present there are four kinds of standard 3G: CDMA2000, WCDMA, TD-SCDMA, WiMAX.W-CDMA也称为WCDMA,全称为Wideband CDMA,也称为CDMA Direct Spread,意为宽频分码多重存取,这是基于GSM网发展出来的3G技术规范,是欧洲提出的宽带CDMA技术,它与日本提出的宽带CDMA技术基本相同,目前正在进一步融合。
CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术,也称为CDMA Multi-Carrier,它是由美国高通北美公司为主导提出,摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与,韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的,可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G,建设成本低廉。
TD-SCDMA全称为Time Division-Synchronous CDMA(时分同步CDMA),该标准是由中国大陆独自制定的3G标准,1999年6月29日,中国原邮电部电信科学技术研究院(大唐电信)向ITU提出,但技术发明始祖于西门子公司,TD-SCDMA具有辐射低的特点,被誉为绿色3G。该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中,在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外,由于中国内地庞大的市场,该标准受到各大主要电信设备厂商的重视,全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD—SCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节,直接向3G过渡,非常适用于GSM系统向3G升级。军用通信网也是TD-SCDMA的核心任务。
WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access),又称为802•16无线城域网,是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后,由于成本较低,将扩大宽带无线市场,改善企业与服务供应商的认知度。
随着3G技术的快速发展,越来越多的传统互联网用户开始使用移动互联网服务,甚至于一些不用互联网的用户也开始享用移动互联网服务。因为移动互联网的出现正在极大的改变人们在信息时代的社会生活。移动音乐、手机游戏、视频应用、手机支付、GPS定位等丰富多彩的移动互联网应用正在飞速的发展。3G网络发展体现了宽带化和融合的趋势。3G终端发展则体现了应用平台的开放性、低功耗高能量、双多/模终端、智能终端等趋势。3G业务发展则体现了与2G/2.5G业务的继承性,及向其他无线网络、固网及广播电视网业务领域的扩张性特点,必将领跑移动通信技术的新革命。