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我国的移动通信行业跟国际先进水平相比,是国内目前少数几个实力相差不是很悬殊的行业之一。因此中国的移动通信运营商开创蓝海空间,一方面对企业来说,是推动本身从优秀走向卓越的需要;另一方面对国家来说,也是振兴移动通信产业,兴业强国的需要。
2007年3月4日,56年来罕见的暴风雪突袭辽沈大地,交通瘫痪,郊区停电数日,惟有通信讯号一如既往的稳定畅通。正是它让受困风雪中的行人或司机不再孤单;正是它让远在他乡的亲朋好友放下一颗高悬的心;正是它让许多生意人免受“飞来横祸”。
移动通信自上世纪90年代飞入寻常百姓家以来,已经在百姓的日常生活中扮演着越来越不可或缺的角色。截至06年底,国内移动通信网的用户已达4.5亿人,相较于固定电话的3亿用户,体现了移动对固话的替代趋势。移动通信在通信市场的主体地位都在不断加强。手机也从几万一部的“大哥大”到如今低至几百元的“1110”,功能也由当初单一的通话过渡到今天的短信、拍照、存储面面俱全。各式各样的移动应用你方唱罢我登场,老百姓目不暇接的同时,也切切实实的感受着因此而来的种种便利。
移动让生活更精彩
如今的移动通信早已不再是单一的语音业务,各种各样的数据业务有的已经为百姓熟知,有的虽然方才崭露头角,但已经开始改变百姓的生活。根据信息产业部的2006年全国通信业发展统计报告,移动数据业务用户新增6728.8万户,总数达到1.38亿户。六年之前,人们开始用短信拜年;四年之前,人们开始习惯打电话时顺带欣赏朋友的彩铃;二年之前,人们开始随时随地的WAP上网,移动互联网的旗帜开始飘扬。
根据无线互联网第三方数据调研机构对15万个独立WAP网站流量数据的监测,以及来自中国移动、中国联通的数据分析,截至06年底通过WAP方式上网的用户已经超过1亿。
去年德国世界杯的足球盛宴,让WAP也着实火了一把。因为各种客观原因无法守候在电视机旁的球迷们,不再为错过球赛而扼腕。因为通过手机登陆相关的WAP网站,可以实时查看比赛现场的文字直播,世界杯战报随时掌握。赛前赛后的视频、音频、图片等报道在各大WAP网站上也应有尽有。球迷们算是初步体验了一把移动上网的好处。
如今3G牌照发放在即,电信网通也将加入移动通信的阵营,若各个技术瓶颈能够一一攻破,3G各项杀手级的应用势必更上一层楼。
移动博客是近年来颇有人缘的一项移动应用。去年中国移动推出的移动博客大赛也是赚了不少眼球。若是等待公交、地铁的时候,不再苦于无事可做,随时随地掏出手机,写个移动“小博”,一大早出行一定好心情。
移动不仅让人们感受生活的精彩,还在逐步改变人们的生活习惯。再过两年,生活或许只需揣上个手机就可应付自如。“手机钱包”、“移动支付”、“电子钥匙”、“手机电视”一个个新概念,表征了一种种全新的生活方式。当不必在银行柜台前排长队,当不必在出差时忧心家里的水电费的交纳,当你在公交、地铁、火车上浏览手机报、手机电视,你就知道,是移动通信让我们的生活如此精彩。
移动让工作更轻松
移动通信不仅将改变人们的生活习惯,生活方式,而在工作中,移动通信的介入,给警务、医务、校务等各方面的工作人员带来了极大的便利。
公安民警的工作繁重众所周知,但是从03年起广泛应用的“移动警务”系统已经让这一现象大有改观。移动警务系统采用短消息、GPRS无线网络、CMNET网络、STK智能卡等先进的接入方式,民警可以通过手机、台式机或笔记本电脑等工具进行移动办公。这样民警不但可以随时随地查询到公安业务信息,同时也可以录入数据办理业务,做到了真正意义上的移动办公。同时也做到了对于信息查询、车辆管理、位置查询、追查罪犯等方面的快速反应。移动警务方便了干警工作,犯罪率降低了,违章车辆减少了,最终受益的自然是老百姓。
医院恐怕是老百姓最怵的地方。因为那里挂号难,咨询难,查验难,总之就是“看病难”。而浙江移动推行的“数字医院”正是对症下药。所谓“数字医院”是基于短信、WAP等移动通信技术,针对医疗部门特点开发的行业应用解决方案。手机用户如果想看病,只要通过手机登录“掌上医院”,向医生发送自己的疾病症状及有关问题,就能够与医生进行互动信息交流。发几条短信,就能进行挂号、专家咨询、化验单查询等功能。患者对此纷纷表示了欢迎“假如人不舒服、症状又不严重,不问医生不放心,发短信又方便又便宜,何乐不为?如有疑难症状,也可通过短信咨询,做到心中有数。”更有外地患者认为,有了短信,他们就不必为了一些杂症特地赶到杭州来,为他们节省的将不仅仅是金钱上的东西。
“家校通”自03年试水广东以来,已经在全国展现如火如荼之势。作为沟通学校、家长、学生三方的桥梁,家校通通过短信平台或是语音平台恰到好处的满足了老师、家长的交流愿望。
移动让社会更和谐
移动通信在为城市用户带来诸多便利的同时,也没有忘记8亿农村用户。当前城乡差距日益扩大,是构建和谐社会面临的最大难题。而要缩小城乡差距,缩小城乡经济上的不公平必须以缩小信息享有上的不公平为前提,因此首先要消除数字鸿沟。
截至去年11月底,“村村通电话工程”共为12186个无电话行政村新开通电话,全国行政村通电话比重达到98.8%。目前全国已经有24个省、自治区、直辖市实现所有行政村通电话。国内的两大移动运营商不仅超额完成村村通的任务,还创造性的开发了有效促进农业信息化发展的应用模式。中国移动的“农技信息查询系统”、“农信通”,中国联通的“天府农业信息网”、“农业新时空”,成功为农民兄弟解决了农业信息的采集、筛选、及使用等环节的问题。
河南移动通过与当地农、林、渔等政府部门的合作,整合农业信息,通过“农信通”及时通知农民朋友。去年一条关于芹菜、胡萝卜等蔬菜价格要涨的手机短信息,帮助一个定制“农信通”的蔬菜户增收达10000元。这极大地激发了村里使用信息的积极性,很多农户也纷纷配备上了便宜的手机,定制2元包月的“农信通”短信服务。
1.1系统多址通信技术目前我国在卫星通信车中采用的是两种较为基本的多址通信技术。一种是频分多址(FDMA),另一种是码分多址(CDMA)的卫星移动通信技术。而在防汛工作中较多采用的是码分多址(CDMA)的卫星移动通信技术,原因就在于这项技术保密性非常好,且系统的容量比较大,可以有效的实现软切换。
1.2系统终端信号处理技术在卫星移动通信车的技术应用中,也会使用到系统终端信号处理技术,这项技术的主要特征是利用数字调制解调技术以及用户天线技术等等来进行卫星通信的,运用这种技术可以有效的保证卫星通信的畅通性,同时也能减轻卫星移动通信车对通信卫星的压力。
1.3系统同步技术在卫星移动通信车的技术应用中,系统同步技术是非常关键的,它可以分为比特同步、帧同步、网同步等等,其中比特同步可以有效的保证卫星通信的每个时隙的话音质量和数据不会丢失。而帧同步则是能防止为卫星通信中群码的错误,保证通信过程中,上下帧的准确性和稳定性。整个系统运作就能保证卫星通信工作的可靠性,不会出现干扰和重叠。除了以上这些关键技术之外,还需利用到水利部卫星网管系统,在信息网络与视频会议的支持下,就会构成信息交互平台,有利于防汛工作的顺利进行。
2卫星移动通信车在防汛通信应急指挥系统中发挥的重要作用
截止2013年12月,全国因强降雨、融雪、台风等自然现象引发洪涝灾害不计其数,直接导致我国多地共26个省(区、市)2719万人遭受灾害的影响,死亡人数达157人,失踪人数达16人,农作物受灾情况更是严重,达到了1864千公顷,倒塌房屋6万间,直接经济损失一共约280亿元。在发生洪水灾害时,单方面靠有线通信是无法保障信息的有效传递的,对灾情也不能做到及时上下传达,使救灾工作无法顺利进行。而卫星移动通信车在防汛通信应急指挥系统中则发挥的重要作用,可以在第一时间建立通信专用通道,发挥“千里眼”“顺风耳”的多重功能。
2.1建立防汛抢险的专用通信通道卫星移动通信车的辐射面非常广,且具有较大的容量会议空间及信息处理平台,能对信息及逆行那个最大程度的采集。而当出现洪灾时,往往都会因为地理环境而出现传输上的困难,而采用卫星移动通信车就可以有效避免这些不足,因为它本身的数字通信非常发达,能在第一时间进行信息的传输,对灾情进行全天候的畅通反映。而指挥机关通过反映的信息就能为防汛工作迅速作出决策,从而有效地降低国民财产的损失。
2.2处理救灾的相关业务。通过卫星移动车的信息传递,可以对救灾现场的全部工作进行动态实时监控,也能对反映的信息进行及时处理、传递和存储,对于救灾工作有直接的帮助。
2.3有利于异地会议的商议在进行救灾的过程中,各地各级的领导或者专家都需要对灾情进行讨论商议,而通过有线通信是无法实现的,只有通过卫星移动通信技术才可以满足领导专家异地商议的需求,而领导和专家通过传输的信息和图像,就可以对各部门的功能运作进行针对性的指导和协调。
我国移动通信目前仍以极高的速度在发展,这是有目共睹的。到2001年9月,我国电话用户从2000年9月的2亿户到目前已突破3亿户,即在1年之内增加用户1亿户。发展速度世界罕见。其中移动电话用户中国移动全球通用户为9580.2万用户,联通移动用户为3490万户,共计超过1.3亿户,普及率为10%,居世界第一位。据预测,到十五末期,我国电话用户将超过5亿户,普及率将达到40%。其中固定电话为2.4~2.8亿户,占世界总数的1/5,居世界第一位。移动电话为2.6~2.9亿户,占世界电话用户1/4,居世界第一。移动通信用户数将超过固定用户数。届时,固定电话的用户普及率为18%,而移动通信的用户普及率为21%。中国将是名副其实的通信大国。
从中国移动通信终端市场的发展来看,据有关专家分析,今后3~5年将继续保持两位数的增长,到2005年,移动终端的销售额可达到1200亿元,这是一个巨大的市场。2000年全球10%的手机是在中国制造的。移动市场对中国GDP所贡献的产值,到2005年将达到6000亿元,在全国GDP中占6%~8%。中国移动通信市场包括三部分,即运营服务收入,手机终端销售的产值及运营商网络建设的投资。
国家决定,我国CDMA移动通信网络由联通负责建设和经营。它将达到5000亿元的整体市场规模。在十五期间联通投入CDMA项目的资金达1000亿元。国家计委决定,19家企业获得了生产CDMA手机的资格,它们是:波导、科健、中兴、首信、TCL、海尔、东方通信、康佳、南方高科、中电通信、大唐、贵州振华、浪潮、海信、大连大显、南京普天、天津电话设备厂、厦华以及摩托罗拉中国公司。按照联通的规划,5年后CDMA手机用户将达4000万左右。
以上简单的统计数字表明,我国移动通信的发展远远超出了人们的预料,但应该看到,世界先进国家的移动用户数占人口总数的20%~65%之间,而对于我们13亿人口的大国来说,现在只占10%。因此,无庸置疑,在今后10年内,随着国民经济的发展和人们生活水平的提高,我国移动通信仍将高速发展,形势大好。
2我国移动通信的发展面临的机遇与挑战
在这样的大好形势下,我国移动通信的发展面临巨大的机遇和严峻的挑战。我国加入WTO后,电信市场的进一步开放,国外运营商的进入和产品低关税的涌入,将在我国移动通信市场形成更加激烈的竞争局面。当然,同时也会有大量国外资金、技术和人才的流入,对我国移动通信产业也会带来促进作用。审时度势,我们只能采取正确的措施和策略迎接进入WTO的机遇与挑战。总地看来,我们应在以下三个方面认真对待。
第一,对于在我国目前也广为应用的2G和正在兴起的2.5G的发展,应统筹兼顾,合理布局,大力促进其推广应用,进一步扩大和占领现有的移动通信市场。
第二,WTO和3G同时到来,我们只能顺应时代的潮流,兴利除弊,以积极的态度迎接WTO和3G的到来。
第三,建立我国移动通信产业(即制造业),仍然是发展我国移动通信带有根本性和战略的任务。及时开展关于未来新一代移动通信(或4G)的研究是我们面临的新的机遇,切不可轻易放过。
下面,对上述三方面的问题再作进一步的讨论。
3统筹兼顾,合理布局,大力促进移动通信的推广应用
我国目前正处在2G的发展阶段,已有1.3亿用户,占世界第一位。但对于13亿人口的大国,仍有巨大的发展空间。中国移动主要发展GSM系统,现在已有9000万用户,很快将超过1亿用户。继续发展GSM无疑是满足市场需求的有利方针。对于中国联通,正在快马加鞭建设和发展CDMA网络,2001年将达到1550万用户容量。可以预期,今后10年它将以更高的速度发展。对于我们这样一个发展中的大国,建设CDMA网有利于解决频率资源紧张、基本建设投资巨大和用户承受能力相对较弱等实际问题。我们2G发展的一个可能的格局是GSM与CDMAIS-95平分秋色,同步发展,这对于各方面来说,都是有利的。
2.5G的发展正方兴未艾。中国移动GPRS网络的建设目前已覆盖16个省、直辖市、自治区,在25个城市投入试商用,容量达到40万户。面临3G能为人们提供高达2Mbit/s的数据率和传送多媒体信息的挑战,人们致力于使2G采用一些改进技术以达到提高数据速率的目的。从而产生HSCSD、GPRS和EDGE等一系列GSM的演进技术,采用信包(分组)通信技术,可提供E-mail、ftp、电子商务等服务。目前运营商推出2.5G也是出于可以尽快满足市场对移动数据服务的需求。同时也为向3G过渡做了技术上的准备。目前已有爱立信、西门子等国外产品在中国市场推出数款GPRS手机。厦新公司也推出一款GPRS手机--A8698。另外,诺基亚、摩托罗拉等也纷纷出台自己的GPRS产品。但不必讳言,一个窄带系统用来传送宽带业务,即传送高速数据和多媒体业务,是力不从心的,是要付出一定代价的。在已推出GPRS手机的地区已出现了上网速度慢和影响电话通话的情况就是证明。因此,虽然2.5G有一定发展空间和时间,但终究是一种过渡技术,当人们需要在移动中大量传送高速数据和多媒体信息时,他们将很可能会选择具有宽带特性的3G系统。
总之,对国家来讲,无论是继续扩大2G的应用和发展2.5G,都需统筹兼顾,合理布局,以避免顾此失彼,才能真正促进我国移动通信的推广应用。
4兴利除弊,迎接进入WTO及3G的到来
我国加入WTO,这对于我国进一步开放、发展经济将起到积极的推动作用。对于电信业,特别是移动通信的运营业和制造业无疑是机遇与挑战并存,有利有弊,利大于弊。所谓机遇与挑战并存,指的是我国面临国内外更为激烈的竞争。如果采取正确的措施和策略,我们将在竞争中取胜,求得更大的发展。所谓有利有弊,是指如果在竞争中有所失误,则将严重影响我国运营业和制造业的发展。所谓利大于弊,指的是无论如何,国外资金、技术、产品、人才和管理经验的大量流入,为我国移动通信进一步的发展提供了一些有利的条件,总体上说,我们将赢得这场竞争。
同样3G从CCIR提出到今天已15年了。经过人们长期的研究开发和技术标准之争,应该是初见分晓的时候了。世界上各国对3G发展的必要性的共识也是不容质疑的。现在的问题是3G付诸实际商用是否能达到人们预期的性能上、技术上和经济上的目的和要求。我国对3G的发展应该说起步并不太晚,但决心不大,投资强度不大,动作力度也不大。在国家863计划和九五计划中均有所安排,也有了喜人的成果并提出了TD-SCDMA标准,但与国际上各大国相比,差距较大也是不能否认的。因而,大力发展3G,仍然是我国发展移动通信极为重要的战略决策,其出发点主要是:
(1)大力发展3G是建立我国移动通信产业和占领未来国内移动通信市场一次难得的机遇。
(2)应把发展3G与发展2G结合起来一同加以考虑,使二者既能满足当前国内市场的需求又能适应未来的发展。
(3)容量和频谱利用率的问题是发展移动通信的根本性问题。应尽量采用先进的频谱利用率的系统。3G的基本技术是宽带CDMA技术,因而是有很大优势的。
(4)我国未来2G的发展可能是GSM与CDMAIS-95平分秋色,因而对于3G的三种主流技术:WCDMA、cdma2000及TD-SCDMA均应发展。
(5)我国发展3G应与建立生产制造业结合起来,并尽可能地注入自己的知识产权。同时,国家要加大投入,使移动通信真正成为国家的经济增长点和支柱产业。
5发展未来新一代移动通信(4G),建立我国移动通信产业
3G尚未商用,为什么人们已开始关注发展4G呢?应该说,这种关注不是没有道理的。一代技术的发展,要经历提出、研究、实验、形成标准、批量生产直至最后到客户手里,大概需要10年左右的时间。1G、2G、3G的发展都是如此。估计4G的发展没有10年时间是不行的。中国3G的应用估计可能要到2005年左右。到了2010年左右4G可能登上世界历史舞台。一般认为,新一代的产品无论在技术上和应用上都应比老一代的产品有革命性的变革。因而4G要比3G有明显的进展。目前对4G虽然尚无明确的定义和规范,但应具备以下一些基本特点:
(1)4G应比3G数据传输速率高一个数量级,达到20Mbit/s~150Gbit/s。
(2)主要采用更宽的频带,即以广带(Broadband)为基础的技术。
(3)应具有自适应系统分配和适应变化的业务流和信道条件,有很强的自组织性和灵活性。
(4)能综合多种网络结构,如固定、移动、广播网络,并能加以控制。
(5)能满足不同用户不同业务和码率的要求。
【关键词】5G移动通信 5G的关键技术 5G的应用等
1 引言
从仅能实现语音通话的AMPS(1G);保密性强、频谱利用率较高、提供多种业务、针对语音通话设计的GSM(2G);通过引入分组无线服务实现更多业务的服务的GPRS(2.5G);语音业务为主的多媒体数据通信从而实现全球无线大面积覆盖的WCDMA、cdma2000、TD-SDMA(3G);高速高分辨率并且服务资费更低IMT-Advanced(4G);到应用范围更广,安全性极高,速度极快的5G移动通信的过程是一个不断演变的过程,它们同时存在。移动通信的数据传输速率更是发生了从2G的20-200Kb/s到5G的150M/s的惊天变化。
2 5G移动技术概述
5G是第五代移动通信技术的简称,与以往的四代移动通信技术不同的是5G并不是独立存在的,也不是全新的无线接入技术,而是在前4代的基础上增加一些无线接入技术而形成的,并实现与2G、3G、4G网络的共存。简而言之,5G是一个真正的融合网络。
据预测,在2020年的数据流量需求将比2010年的增长至少一千倍。所以更需要一个与其相适应的移动通信技术,5G通信技术便应运而生。2015.2国际电信联盟正式启动研究5G标准的工作,预计会在2020年左右完成标准的制定。全球有望公用一个5G标准,这会是一个跨时代的壮举。
3 5G的优势在哪?
虽然4G网络在数据信息处理和传输速度上基本上达到了理想状态,但是还是有一定的差距的,5G在这方面体现出更大的优势。
(1)容量:5G通信技术将比4G通信技术实现在单位面积内移动数据流量增长1000倍。 (2)传输速率:5G通信的峰值传输速率将到达10Gbps,4G为100Mbps左右,也就意味着大部分用户的数据速率提升10到100倍,端到端的时延也将缩短5倍。(3)可接入性:低功率、低功耗MMC的电池持续时间延长10倍,更有利于低能环保。(4)技术融合:高频谱资源会更多的应用于5G移动通信技术,高频段的无线电波受到穿透能力的限制,无线与有线技术的融合、光载无线组网等技术会被更多的应用于5G通信。(5)统一标准:5G有望使全球共用一个标准,4G虽然开启了移动通信标准的融合,但是在TD-LTE和FDD-LTE之间竞争。
4 5G移动通信的关键技术
4.1高频段传输
以往四代移动通信的传统工作频段主要集中在3GHz以下,这就造成这段频谱十分的拥挤,而高频段尚未得到开发,高频段(如毫米波频段)的可用频谱资源十分的丰富,如果高频段的频谱得到开发那么就会有效的缓解低频段频谱拥挤的问题,可以更快速的短距离通信,可以支持5G通信技术在容量和传输速率上的巨大需求。
高频段的开发是未来的发展趋势,大量的可用带宽、小型的天线和机器设备、较高的天线增益是发展高频段移动通信的优点。但是高频段传输也有缺点,列如传输的距离短、绕射和穿透的能力差、天气影响较大,这些问题都有待进一步的解决。
4.2 新型多天线传输技术
多天线技术经历从无源到有源,从2D(二维)到3D(三维),从MIMO到大规模的阵列发展,可以使频谱效率大大提高。
有源天线阵列的引入使协作基站的天线数量达到128根。此外,2维的天线阵列将发展成三维天线阵列,支持多用户智能腻型,减少用户之间的干扰,结合高频段通信技术进一步改善无线信号对用户覆盖性能。
4.3 同时同频全双工技术
由于技术条件的限制,在现有的无线通信系统中还不可以实现同时同频的全双工通信,双向链路包括TDD和FDD俩种,二者并不兼容,因此在理论上浪费了一半的资源。
最近几年同时同频全双工技术得到了重视,利用这项技术可以实现在同一频谱上收发双方同时接收和发射信号,可以提高频谱的利用率。
全双工技术仍存在许多问题,比如自干扰严重等问题,这些问题仍然需要进一步的解决,从而使全双工技术得到更好的应用。
4.4 D2D技术
D2D技术是允许终端和终端之间通过复用小区资源来进行直接通信的新型技术,D2D技术能够实现较高的数据传输速率、较低的时延和低功耗、增加蜂窝通信的频谱效率、降低发射功率、高质量的通信还能改善频谱资源短缺的问题。
4.5 新型网络架构
5G可能采用C-RAN接入网架构,C-RAN是基于实时云计算、集中化处理和协作式无线电的无线接入网架构。C-RAN架构能搞削减干扰、降低功耗、提升频谱利用率,同时集中处理有利于维护从而减少运营成本。
4.6 密集和超密集组网技术
5G朝着宽带化、综合化、智能化、多元化的方向发展。随着各种智能终端的大量普及,数据流量的需求便会与日俱增。未来的数据服务业务会主要集中在室内,这就要求有密集和超密集的组网技术才能与之相匹配。密集和超密集组网技术能够大幅度的提升系统容量,改善覆盖问题,对数据业务进行粉瘤,提高频谱的复用率。
5 5G的发展现状
5.1 国外的发展状况
(1)韩国三星:韩国三星公司宣布称其在5G通信技术上取得了突破性的进展,可在一秒钟之内下载一部影片。(2)欧盟:欧盟成立METIS并投资2700万欧元进行5G通信技术的研究。(3)英国:英国萨里大学的5G研究中心打破韩国三星7.5GB每秒的无线传输速率的记录,一秒钟可下载30部高清影片。
5.2 我国5G通信技术的发展现状
在过去的十几年里我国都积极的推进3G和4G通信技术的研究,当然在5G研究上不会扯后腿。在13年初在政府部门的大力支持下,我国成立了5G研究小组,争取在2020年可以使用,扩大我国在通信技术领域的国际影响力。
6 结语
根据移动通信技术的发展规律,5G通信技术将会在2020年使用,5G的主要目的是为了适应飞快发展的互联网还有巨大的数据业务需求。如果5G研制成功,全球有望共用一个标准,与前四代移动通信技术兼容,是一个真正融合网络,5G将是一个跨时代的壮举。
参考文献:
WAP是迈向移动互联网的第一步,作为一个无线协议规范,WAP已经被世界上75%的手机厂商接受,成为数字移动电话和其他无线终端上的无线信息和电话服务的实际世界标准。WAP是移动终端与网络基础设施间的桥梁,不仅仅是一种无线技术,更是移动互联网的催化剂。 WAP是个大市场
有调查显示,到今年年底,所有的手机都将具有WAP浏览功能;到了2002年,全球将有超过1亿部手机具有上网功能;到2003年全球将有超过10亿部上网手机。在中国,移动通信运营业自1987年以来一直以80%-150%的速度高速递增。现在,我国已建成全球覆盖面最广的GSM网络,移动通信用户超过6000万户,移动通信业务量在整个电信业务总量中的比重接近一半。我国已经成为移动通信用户的第二大国。在如此诱人的市场前景的激励下,各国在发展WAP应用方面都投入了很大力量。
据了解,日本现在大约有400个网站可以支持手机上网,西欧地区有300多个这样的网站,而且都在快速地增长之中。专家预测,到了2000年底,全世界可以支持手机上网的网站数量将达数万个。在我国,三大电信运营商——中国移动、中国联通和中国电信争先恐后地进入了这个市场。
今年3月25日,中国移动在北京、天津、上海、杭州、深圳、广州六大城市推出WAP业务;3月底,联通宣布在上海市开通WAP业务;5月16日,中国电信宣布,其WAP无线上网的“随身169”业务在全国开通;5月17日,中国移动宣布已将WAP服务覆盖到全国;也是5月17日,联通也宣布在全国二十几个大城市开通WAP服务。除电信运营商外,美通、网易、网通天(WAPHead)等国内各大信息提供商纷纷宣布推出新闻、个人服务、股票、天气、航班查询等WAP内容服务。
爱立信想称雄
来自爱立信的分析表明近50%的移动用户到2001年底均将使用WAP。来自爱立信的声音说,爱立信作为WAP的创立者之一,一直领导着WAP的发展。全球第一款商用WAP终端是由爱立信推出的。现在,爱立信的R320和R380等WAP移动电话均已上市。据称,2000年,大多数爱立信电话均具有WAP功能。
在系统方面,运营商早已开始投资于爱立信WAP网关,使其目前的移动系统可以提供WAP业务。爱立信称自己是世界上最全面的WAP供应商,包括消费终端、应用开发、系统和咨询,除爱立信以外,还没有其它生产商能提供如此广泛的WAP方案。此外,爱立信业务咨询公司还成立了一个全球性的WAP咨询机构。该机构的400名高素质的专业人员已为对开发WAP服务感兴趣的公司提供了出色的咨询服务。
在推动中国WAP发展方面,爱立信除了不断推出新款WAP移动电话、提供完整的端到端的解决方案之外,还积极地与国内电信运营商以及信息提供商一道努力,以尽快培养并建立起一个成熟的WAP市场。
在7月23日至24日召开的首届全国移动互联网高级研讨会上,爱立信(中国)有限公司副总裁张垦就“电信运营商应如何吸引WAP用户”这一问题提出了五点建议:电信运营商首先要充当好ISP的角色;其次,要设立自己WAP/WEB入门站点;第三,在提供具体业务方面,不可能全部都由电信运营商开发,电信运营商应该把重点放在自身最擅长的通信业务上;第四,更多的增值业务则要与信息提供商合作提供;最后,追踪技术进步,实施引入GPRS。张垦先生还表示,由于WAP设备具有与传统上网设备不同的特性,使得只有那些与电信运营商及电信设备提供商密切合作的信息提供商才能提供具有移动终端设备特性的服务。
诺基亚要引领新潮流
面对WAP大潮,诺基亚自然不会等闲视之。
7月31日,诺基亚从这天开始在亚太地区启动新一轮精采纷呈的无线应用协议(WAP)路演活动。这一活动将从印度开始,跨越中国、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、新加坡、台湾和泰国8个市场。这次活动将促进亚太区与终端用户相关的WAP应用及服务的发展。
诺基亚举行这一系列活动的重点是展示为企业及网络运营商开发的WAP解决方案、与服务和应用研发相关的核心话题、以及业界合作伙伴的案例研究。活动的参加者主要包括企业、内容提供商、软件开发商、系统集成商、服务提供商和网络运营商。
自从WAP论坛成立以来,诺基亚作为论坛的发起人之一始终是论坛的积极参与者。诺基亚以其尖端的技术优势及与区域内伙伴的合作来推动为各个市场的终端用户研发本地化内容及创新应用。诺基亚移动电话亚太区高级副总裁Nigel Litchfield说“通过本次路演,诺基亚将推动更多新业务及新合作伙伴的产生。我们已经有了很多战略伙伴,但我们仍在全球及亚太范围内扩大这个团体,以满足不同市场的独特需求。”他补充道:“诺基亚的WAP解决方案还使公司能为终端用户提供广泛的实时移动服务,这些终端用户既可以是他们的顾客、业务伙伴也可以是他们的雇员。”借助诺基亚的公司用WAP服务器、运营商完全WAP解决方案以及最新的WAP开发工具箱这一独有组合,人们就能开发出各种服务,推动整个市场的迅速扩张。诺基亚论坛forum.nokia.com是众多诺基亚开发者的活动中心,它包括诺基亚WAP研发论坛及研发技术支持。
同时,诺基亚近期在亚太区举行的WAP热屋比赛获得了热烈的反应,该活动的目的是促进新的相关内容及服务的开发。
1.1系统模型
根据矿井通信实际需要,可得出基于Turbo码的矿井通信系统框图(图2)。在图2中,将信源产生的信息序列送入Turbo码编码器进行相应的编码,编码后的序列通过调制器的调制,经矿井衰落信道送入解调器,将得到的解调信号通过Turbo码译码器进行译码处理,再由接收端进行接收,最后通过计算得到误码率。本文采用Matlab7.0中Simulink模块搭建了矿井通信系统Turbo码仿真模型(图3)。系统模块主要由伯努利二进制随机发生器(BernoulliBinaryGenerator)、Turbo码编码器(TurboEncoder)、DQPSK调制器、矿井衰落信道(MineFa-dingChannel)、Turbo码译码器(TurboDecoder)、DQPSK解调器和译码误比特率计算模块(MultipleIterationErrorRateCalculation)组成。其中,调制/解调均采用正交相移键控π/4-DQPSK方式,该方式是利用DQPSK模块将相位旋转π/4得到,得到的信号再由误比特率计算模块进行计算,通过模块Dis-play显示结果,并将结果用表示所需储存数据量的模块s13写入到工作空间。Turbo码编码器模块是系统模型中的一个重要部分,根据Turbo码的编码原理,采用Simulink构建Turbo码编码器的内部框图(图4)。由图4可以看出,仿真模型的结构是根据Turbo码的编码结构图设计的。其中由InsertZero模块和Sum模块构成复接器,由Puncture模块构成删余阵,通过InsertZero模块来控制插入的码元0数目,Puncture模块来实现删除码元的数目和位置,这样就得到不用码率的Turbo码。系统模型中最重要的部分是Turbo码译码器模块,根据Turbo码译码原理构建Turbo码译码器内部框图(图5)。由解调器解调后的信息由Inl模块输入,分量译码器由APPDecoder模块实现,其中L(c)对应系统信息,L(u)对应的是先验信息。其解交织通过随机解交织模块(RandomDeinterleaver)实现,经过多次迭代,将得到的似然比进行相应的判决,从而得到最佳估值序列,再通过Out1模块输出。在系统中,利用InsertZero模块实现归零操作;利用Puncture模块对序列进行删余;利用Zero-OrderHold模块对迭代次数进行控制;利用随机交织模块(RandomInterleaver)完成交织过程;选用DiscretePulseGenerator模块、IntegerDelay模块和Product模块实现将系统信息初始化为0;利用HardDecision模块来完成对L(u)的硬判决。其中用s9-s12分别表示所需储存数据量并写入工作空间。
1.2仿真结果及分析
本文主要以误比特率(BER)评价一个通信系统设计的好坏,进而考查Turbo码的纠错性能。仿真参数:采用SISO译码器,译码算法是LOG-MAP算法,帧长为4000bit,采用改进的S随机交织器,π/4-DQPSK调制方式,移动速度为40km/h,载频为2GHz,Nakagami衰落信道,采用频率为10MHz,分别对系统在未编码状态和编码状态下的性能进行仿真,其中编码状态又分为采用卷积码状态以及采用不用码率的Turbo码状态,仿真结果如图6所示。由仿真结果可以看出,对于构建的矿井移动通信系统,在编码状态的系统性能要优于未编码状态,验证了该仿真系统与理论结果的吻合性;而又因采用不同种类的编码其性能也不尽相同,又可直观地说明在矿井移动通信中使用Turbo码编码方案的优势所在[1-4]。
2矿井移动通信系统中Turbo码性能分析
2.1编码长度对Turbo码性能的影响
首先给出不同编码长度对Turbo码性能的影响。仿真参数:信道采用已经构建好的Nakagami多径衰落信道,调制采用π/4-DQPSK方式,解码采用LOG-MAP算法,迭代次数为8次,所用子编码器为(1,7/5)的递归系统卷积码,码率为1/2,帧长为512bit,采用的编码约束度K分别为3、4、5、6。其仿真结果如图7所示。从图7的仿真结果可以看出,增加编码约束度K可以改善Turbo码的误比特性能。当BER>10-3时,K的改变不会引起BER的曲线有明显的变化;然而当BER<10-3时,增加K会降低Turbo码的误比特率,其性能会得到提高。当交织器长度和码率一定情况下,K越大,则Turbo码的性能越好[5-7]。
2.2迭代次数对Turbo码性能的影响
以下针对不同迭代次数对Turbo码性能的影响进行仿真。仿真参数:信道采用Nakagami多径衰落信道,调制采用π/4-DQPSK方式,解码采用LOG-MAP算法,所用的子编码器为(1,7/5)的递归系统卷积码,码率为1/2,编码约束度K=3,帧长FS=256,迭代次数Iter分别为1,5,8。其仿真结果如图8所示。由图8仿真结果可知,在衰落信道条件下,增加迭代次数也会改善Turbo码的误比特性能。当Eb/No=2时,LOG-MAP算法迭代1次,BER=1.1899×10-1;迭代5次,BER=8.6895×10-2;迭代8次,BER=5.3112×10-2。因此,进行足够次数的迭代,可以获得较好的纠错性能。但当经过一定数值的迭代后译码性能趋于稳定,再增加新的迭代,不但不能提高Turbo码的译码性能,反而会带来一定的编码增益。因此,在对Turbo码进行设计时,要根据实际译码情况及时停止迭代,这样可以在不影响误比特率性能或对误比特率性能影响很小的情况下,有效降低迭代译码过程中的计算量。
2.3码率对Turbo码性能的影响
在对Turbo码进行编码时,为了得到高的传输速率,通常会在编码器之后进行删除操作。以下为仿真不同速率对Turbo码性能的影响。仿真参数:仿真信道为Nakagami多径衰落信道,调制方式采用π/4-DQPSK,解码采用LOG-MAP算法,迭代次数为5次,所用的子编码器为(1,7/5)的递归系统卷积码,编码约束度K=3,帧长FS=256,码率R分别为1/2,1/3。仿真结果如图9所示。从图9可以看出,码率R=1/2的Turbo码性能在Turbo码编码长度相同情况下时,与码率R=1/3的Turbo码性能相比要差。例如对于(1,7/5)的卷积码,约束度K=4,当信道的信噪比Eb/No=4、码率R=1/2时,BER为2.155×10-2,而码率R=1/3时,BER降低到1.3481×10-3。因此,在衰落信道条件下,降低码率可以提高Turbo码的性能,降低误比特率,但同时也使得码元的传输效率降低。综上所述,在对码率进行选择时,要综合考虑传输效率和传输质量2个方面。
2.4帧长对Turbo码性能的影响
对不同帧长对Turbo码性能的影响进行仿真。仿真参数:仿真信道为Nakagami多径衰落信道,调制方式采用π/4-DQPSK,解码采用LOG-MAP算法,迭代次数为5次,所用的子编码器为(1,7/5)的递归系统卷积码,码率为1/2,编码约束度K=3,帧长FS分别为64,256,1024bit。仿真结果如图10所示。从图10中的仿真结果看出,在衰落信道条件下,增加交织器的长度即帧长FS,可以提高Turbo码的性能。例如在Eb/No=3时,帧长256bit的Turbo码在Nakagami多径衰落信道中传输的误比特率BER=1.5350×10-2,而当帧长为1024bit时,误比特率BER可以达到6.3480×10-3的水平。
2.5移动台速度对Turbo码性能的影响
针对不同速度下Turbo性能进行仿真。仿真参数:仿真信道为Nakagami多径衰落信道,调制方式采用的是π/4-DQPSK,解码采用的是LOG-MAP算法,迭代次数为5次,所用的子编码器为(1,7/5)的递归系统卷积码,码率为1/2,编码约束度K=3,帧长FS=1024bit,载频为2GHz。在矿井中由于移动台不同,所以速度不等,但速度都不高。本节主要针对6,8,30,40km/h情况下的Turbo码性能进行仿真,仿真结果如图11所示。从图11仿真结果看出,除了采用纠错编码技术外,没有采取任何抗衰落技术的情况下,随着移动台速度的提高,Turbo码的误比特率曲线明显升高,从而导致性能的降低。由此可见,在衰落信道中必须要采取相应的抗衰落技术才能确保通信的质量,因此在后续的研究中,还需要考虑对衰落信道采用抗衰落技术。
3结语
今年年底,我国境内的模拟移动电话网就要关闭了。也不过十年前,扛着“大哥大”招摇过市者的形象还历历在目,而今在街头巷尾,乃至在公共交通工具上,不难看到许多衣着入时的青年或行色匆匆的打工者,捂着手机轻声细语。一、二千元就可买到一个“掌中宝”,便携的手机使电话的概念发生革命性变化,首先和首要的是用户不再呼叫一个“地方”而呼叫一个“人”,它使用户把自己从拴在一个地理位置上的电话绳索中解放出来,可以在任何时间接通到任何地方的任何人。当我们欣赏移动电话还没有够时,又出现了移动数据通信业务、移动多媒体业务,媒体常用“迅猛的”“惊人的”等字眼来形容移动通信的发展。
考证过去
移动通信的历史可以追溯到20世纪二十年代,如1921年开通的美国底特律警察移动通信系统和1926年开通的德国列车移动电话系统等,到了五十年代,使用频分多址FDMA的模拟移动电话就已经商用了。这种工作在150MHz或450MHz的大区制无线电话系统是为少数人服务的,但是,它是现代移动通信的基础。美国贝尔实验室在20世纪七十年明蜂窝小区和频率复用的概念后,以贝尔系统为主开展的“高级移动电话(AMPS)经过了将近十年的研制,于1979年成功地在芝加哥市和涅瓦市进行试验测试。日本和欧洲各国也开始研制和AMPS差不多的第一代移动通信系统(firstgeneration1G)是模拟系统,工作于450MHz或8/900MHz频率。当1980年首先引入蜂窝通信概念时,它们主要用于汽车,受限于体积重量与功耗。但当移动电话经不断改进后变得小了,轻了,价格也低了的时候,它们受到人们的注意,开始离开汽车,进入人们的公文箱、手提包,也有被“扛”着的。那时的移动通信技术落后,规模小,费用高,完全不是广大群众所能使用的,很多人认为移动通信在通信网中不可能有主要地位。但也就是这时期,各发达国家开始了下一代移动通信数字技术的竞争。八十年代后期国际电联(ITU)希望能制订第二代移动通信系统(Secondgeneration2G)的统一标准,便于实行全球漫游。各发达国家分别在欧、美、日各自地盘研发出三种时分多址(TDMA)标准的系统,市场份额最大的是欧洲GSM(GlobalSystemforMobilCommunication)标准。就在2G进入市场的时候,美国高通公司(Qualcomon)异军突起,发明和开发了码分多址(CDMA)技术,1993年在美国完成了IS-95的美国标准,进入了2G市场的竞争。2G在1995年以后在全球进入高速发展的时期,其用户总数已超过1G用户的数十倍,带来了上千亿美元的产品市场,到今天,通信产品市场中移动通信产品已占大部分,而且此比例还在不停地增加。未来第三代移动通信(thirdgeneration3G)的市场容量又将数倍于2G。
在这样的背景下,3G从标准制订起就必然要开始一场激烈的国际竞争。为了实现通信的个人化、全球漫游、无缝覆盖的理想,ITU从一开始就希望全球有一个统一的标准,但欧美之间分歧很大,欧洲和日本要用WCDMA(宽带CDMA)制式以便与目前GSM有继承性而美国主流要用CDMA-2000(有时写作cdma2000)以兼容目前的窄带CDMA制式。ITU在2000年5月全球无线电大会上批准无线接入网可以用5种技术标准。我国自主提出的TD-SCDMA的包括其中,也即TD-SCDMA成为全球3G建设选择方案之一。3G的核心形式最终将取决于固定网的升级,可能是全IP网,或是ATM网。在3G发展初期不可能抛弃已有相当规模的2G核心网而重新建立一个新网络,必然通过演进东平滑过渡的方式进行发展。所以在3G发展初期可以使用的核心网主要是基于GSMMAP的核心网和基于IS-41的核心网。
国人渐已醒
我国移动通信无论是模拟制式或是数字制式的引入与世界大多数国家相比在时间上不是太晚,在规模上也不小,种类也不很多。
从1987年中国电信在广州建立第一个模拟移动电话网到现在,我国已经有了5种移动通信网,即A、B、C、D和G网。这5种网各有不同的通信范围和业务功能。A网和B网采用频分复用多址方式FDMA、TACS体制;C网采用CDMA码分复用多址方式D、G网采用TDMA时分复用多址方式、GSM体制。A网和B是模拟网属于1G,C、D、G网是数字网属于2G。其实我国曾经还有两个网,一个是模拟网,另一个是数字网,前者采用AMPS体制,后者采用CDMA体制(即C网),它们是属于部队使用,所以可以称之为军网。不过现在这两个网都交给地方(联通)管理了。
在我国发展模拟制式红火之时的80年代末、90年代初,相继推出GSM、D-AMPS、PDC等采用TDMA技术和以IS-95为代表的CDMA技术的新的数字制式的移动通信系统。这种数字移动通信技术采取先进的信源编码(如话音压缩)和信道编码(如前向纠错)及先进的多址技术使得在数字化的基础上,多种信息得以融合(如话音、短消息等),各种增值业务得以展开(如手机银行、手机上网)等;通过先进的数字信号处理技术,使得信息在传输过程中的抗干扰、抗衰落能力大为增强,传输质量和安全保密性同时得以提高;而先进的多址处理技术使得整个系统的容量大为提高,用同样的频谱带宽,数字移动通信系统可以容纳数倍于模拟移动通信系统的用户数。正因为如此,世界各国政府和企业无不倾力推动这一移动通信的数字化革命,广大用户也积极响应,从而数字化浪潮在90年代席卷全球,仅仅几年的时间我国(不含港、澳、台)模拟移动通信从1987年推出数字制移动通信的1994年,共有用户600多万户。而1994年到2000年,数字用户急速扩到8000多万户。移动通信用户数还在上升,经营移动通信的公司只有努力扩容,容量饱和了,就新开频段来满足客户的需要。
我国在90年代初开始引入GSM系统,从现在的运行状态来看与大洋彼岸的高通公司的CDMA系统相比有一些诸如频率资源紧张、频谱利用率不足和数据等新业务的引入等方面的差距,同时从编织2.5G与3G的角度出发联通公司将建立一个全新的IS-95CDMA新网。
今年5月15日,备受产业界关注的中国联通CDMA一期工程系统设备招标工作结束,5月22日中国电子报用“十厂商分食联通CDMA巨标”为题消息。中国产业经营报7月12日用“CDMA,电信市场的黑马”为题的报道说,5月15日正式与中外厂商的签约,使联通CDMA正式上路。这个整体规模达到5000亿元的大市场似乎终于从海市蜃楼走入现实,成为最有“注意力”的商机。合同的最终签署让包括联通、投标企业,提供芯片、技术专利的高通,以及华尔街在内的投资人等多方人士都长长松了一口气。联通的CDMA项目牵涉到太多的利益,包括经济上的,更包括政治上的。
中国联通人士介绍,CDMA的一期工程的网络容量将达到1515万用户,预计在2001年底或2002年初完工,投资121亿元。而据确切消息说,在未来5年中,由联通引发的市场,包括网络建设、终端手机和服务市场加起来将大约有5000亿元人民币。
6月初在香港举办的2001年3G大会暨第六届CDMA年会上,联通与世界13大运营商签署了CDMA网间漫游谅解备忘录。这无疑是给本已热得发烫的CDMA火上浇油,包括美国、韩国等多个国家的13大运营商基本涵盖了全球所有的CDMA运营商。全球CDMA阵营从此获得与GSM阵营抗衡的可能。
冲刺3G
3G异于2G,主要是数据传输能力大为增强,ITU规定如下:
*高速移动(对FDD:500Km/h;对TDD:120Km/h):144Kb/s
*室外静止或步行时手持机环境(速度30Km/h):384Kb/s
*室内环境(速度3Km/h):2Mb/s
3G与2G比较主要是传输带宽变宽了,其典型带宽为5MHz(2G的带宽仅为其三分之一,即1.6MHz)这样就从无线接入网、用户终端和核心网都要不同于2G。如何建设3G的道路不外有两条:一条是创新式的,把无线接入网、终端和核心网重新进行研发,100%是新的;演进式的,即要用现有的网络系统向3G演进。两种办法比较而言,运营商多愿意后者办法,因为避免了对已有的投资造成损失。
现在仍在高速发展的GSM和IS-95CDMA都有过渡到2.5G甚至3G的演进方案,甚至有产品,GSM向GPRS(通用分组无线业务)和EDGE(增强数据速率改进)技术发展,IS-95向IS-95B(利用的码聚集技术)和IX(多载波)发展。
1980年前后,即贝尔蜂窝概念刚提出来时,我们看不到它的未来,1G的机会在我们眼前白白流失;当2G席卷全球时,我们也只抓住了一个尾巴,在移动通信的市场上,我国生产的基站、网络设备和手机的份额只占2%-5%;现在3G标准开始制定,机会再次来临,我国无线通信标准研究院(CWTS)是第三代伙伴关系计划3GPP、3GPP2这两个标准化组织成员,我国专家,教授刻苦研究提出了适合中国实情的3G方案,试制了3G系统里的配套产品,甚至提出第四代通信系统(fourthgeneration4G)方案。
*我国提出时分双工-同步码分多址TD-SCDMA无线接入系统使用了智能天线(SmartAntena)、同步CDMA(SynchronousCDMA)和软件无线电(SoftwareRadio)通信技术,三种技术的英文名字都是“S”开头因而称为SCDMA,以有别于其他CDMA系统。
SCDMA无线接入系统是目前国际上唯一使用了“智能天线”和TDD双工方式的同步CDMA系统。其占用频带少,发射功率之低是任何系统都难以达到的。总的来说,使用SCDMA无线接入技术将带来如下优势:相对最高的无线频谱利用率;在低反射功率下,有较远的通信距离;设备构成简单,依靠软件无线电,硬件成本较低,因而产品有较高的性能价格比;其灵活性高,便于系统性能的改进,完善和提高(特别是增加新业务)都不需要改变硬件而可以用软件加载来实现。
SCDMA使用时分双工(TDD):上下行链路工作于同一频率,不需要成对的频率,适用于传输上/下行非对称业务的数据,尤其是基于IP的因特网业务,但是终端的移动速度只达到120Km/h,仅适用于较高速的接入环境。此外TDD系统要考虑上/下行时隙保护时间,小区半径限制在10Km左右。
TD-SCDMA最大的优点是它可在现有的GSM平台上平滑过渡到3G。
TD-SCDMA技术规范是我国提出的,是被ITD全套采纳的无线通信标准。
*1998年初,华为公司开始从事WCDMA基站系统的研发工作目前正在进行WCDMA产品的开发研制工作,具体部分分为无线接入网络RAN,RAN包括基站NodeB和无线网络控制器RNC。
*2000年,中国连宇公司向3GPP2提出LAS-CDMA(大区域间同步码分多址)方案,该方案在扩频码的构造上实现了突破,通过“无干扰”时间窗内的同步作用使干扰大大减少,具有频谱效率高、传输数据率高和适合高速移动环境等优点,可在1.25MHz带宽上提供5.53Mb/s的数据传输率,能适应分组交换及移动网向全IP发展的要求,为实现未来(4G)大容量、高数据速率的移动通信系统提供了一个较为可行的方案。我们(绝非业内人士),在杂志上看到上面三段消息后,希望业内的大公司、大工厂不要一味紧跟那些跨国大公司后面“摇旗呐喊”;而应更多的响应(移动通信)业内一些专家教授和社会的呼吁,多支持国内的研究、研发和试制部门的工作,争取在5-10年内从根本上改变我国移动通信发展依赖外国的局面,建立起我国移动通信真正的民族工业,我们不愿看到3G重蹈3G繁荣的移动通信市场、成功的运营业和不发达的移动通信制造业之复辙。
曾经的心痛
有两个一新一旧的失败范例
中国经营报7月17日题为“美国电信老大,宽带受挫”一文中提到,经过1984年一分为七之后保留原公司名称AT&T(美国电话电报公司)只能经营长途电话业务,面对国内还有几家公司的竞争,AT&T处境很难。AT&T公司首席执行官高价与别人争购第一媒体公司和电视通讯公司,接着利用它们的电视线路改造成双向、交互式的电缆,从而抛开地方电话公司的关卡,实现一线三用(即宽带上网、打电话及看交互电视)的强大宽带功能。但是这项工程耗资巨大,且吸引人们利用宽带上网的人数增长并没有预想的多,尤其它持的很大股份的宽带上网服务公司亏损更是进一步扩大,到目前为止,AT&T仅吸引了70万宽带用户,同时背负650亿美元的债务,使AT&T深陷宽带危机而不能自拔。7月9日美国通讯广播公司(COMCAST)向AT&T的宽带业务部发出愿意以450亿美元的予以收购的信息。
关键词: 基站,维护,巡检,故障处理,防雷
中图分类号: E965文献标识码:A 文章编号:
随着通信行业的不断发展,基站设备从原来简单的模拟设备升级到现在复杂的数字化设备,但是无论是原来简单的模拟设备还是现在复杂的数字化设备都不是免维护的,都有一定的故障率,如果不对其进行及时的处理将会严重的影响网络指标。为了能保证设备的正常运转,提升网络指标,这就需要我们对这些基站进行定期或不定期的维护。
基站维护流程总结起来包括以下几方面:第一、巡检工作,要求:按时,按计划实施;第二、故障处理,要求:及时,快速,有效;第三、安全管理,要求:以预防为主;第四、资料管理,要求:细致,保密;第五、工程随工,要求:负责,细心;第六、投诉处理,要求:耐心。下面对以上六方面进行逐一的介绍并对移动基站的防雷进行探讨。
一、巡检工作
每一个月的基站巡检工作能够及时的了解设备的运行情况,对存在安全隐患的设备能够及时的进行处理,具体的检查范围包括:基站主设备、基站交直流配电设备、基站蓄电池、基站空调、基站动力环境监控设备、基站传输设备、基站天馈线系统、基站机房安全设施。检查项目包括:工作电压、工作电流、有无告警、运转情况、设备连线情况、环境卫生,以及基站所存在的各种安全隐患。具体包括:
1、基站主设备,检查各模块的指示灯是否正常,对有告警的用OMT软件查出并及时的处理,各模块之间的连线机柜顶部馈线传输线接地线是否连接紧固,测量机柜系统电压是否在正常范围值内,更换防尘网,对设备进行清理。
2、基站交直流配电设备,基站交直流配电系统为整个基站提供电能,如果交直流系统出现故障将导致整个基站退服。日常巡检时主要测量动力引入三相交流电压、开关电源三相相线电流、中性线电流、直流输出电压、直流输出电流等;导线、熔断有无过热现象、关开电源有无告警、一次下电二次下电电压、蓄电池组参数是否正确等;零线地线连接是否正确,接地线可靠,地阻小于5欧姆,交流配电箱空气开关及电缆连接良好,不存在安全隐患。交流配电箱内防雷器无损坏,防雷空开合上,浮充电压和负载电流正常,交流配电屏指示灯、告警信号正常。交流电压供电回路的接点、空气开关、熔丝、闸刀等有无温度过高现象。变压器是否有漏油现象,跌落式开关是否良好。
3、基站蓄电池,基站蓄电池主要是在市电中断的情况下在短时期的为基站主设备提供电能。如果蓄电池性能减退时不能为主设备提供足够的电能,在发电不及时的情况下直接导致退服,所以在日常巡检时主要测量蓄电池组的单体电压、馈电母线电流、软连线压降、连接体处有无松动腐蚀现象、电池壳体无渗漏和变形极柱、安全阀周围无酸雾酸液逸出、定期紧固电池连接条、清理灰尘,并做电池容量测试,掌握蓄电池的健康情况。
4、基站空调,基站主设备和蓄电池对环境温度要求都很高,温度过高或过低都直接导致基站退服,而且高温对蓄电池的使用寿命也有致命的影响。根据维护经验,基站因空调故障而导退服占退服总数的25%,所以应对基站空调的维护给予重视。日常巡检时主要测量工作电压、工作电流、制冷剂有无泄露、清理防尘网、检查冷凝器、定时清洗冷凝器、排水管通畅、无漏水现象以及自起动是否正常等。
5、基站动力环境监控设备,监控设备负责采集基站设备的电流、电压、温度、烟感、水浸等信息量,及时的反馈给监控,做到早发现早处理。日常巡检时重点检查,各传感器是否正常,可以人为产生告警,检查告警能否正常上传,并和机房校对数据。
6、基站传输设备,传输设备也是重点检查项目之一,日常巡检检查设备有无告警,如果有告警要各机房进行确认,并及时的进行处理。清理设备防尘网、光缆、传输线、光纤、接地线走线整齐、捆绑有序、标签完好、有效、防静电手环可用等。
7、基站天馈线系统,检测天线馈线是否无松动、接地是否良好、标签有无脱落、分集接收和驻波比是否在正常数值范围内,对超出范围值的天馈系统要进行及时的处理。
8、基站机房安全设施,基站周围无杂草、易燃物、楼面/墙体无开裂、门窗无破损、钥匙可用、防盗设施完整可用、基站地面无渗漏、塌陷、地漏或空调排水顺畅、洞孔封堵严密,照明、灭火设备可用。对地网设施被损、线缆布线凌乱、接头松动,电源线过载发热、标志标签不全或脱落的进行整改。
以上的各项测量数据要认真的做好相应的记录,并编辑成数据库,可定期的进行分析,及时侦测故障,做到防范于未然。
二、故障处理
一般的故障可分为以下几类:基站硬件故障、基站软件故障、交流引入故障(短路、断路、更换开关、熔丝、更改室内外走线、停电后恢复供电等)、直流故障(更换开关、熔丝,更换整流模块,更换监控模块,修改开关电源参数等)、蓄电池故障、空调故障、基站传输排障、基站动力环境监控设备故障。
当基站出现故障退服时:首先考虑电源、传输及温度问题,通过监控查看基站交流、直流电压(退服前最后上传数据),电源部分问题主要有以下几方面:1、交流电压无:首先,与当地电业部门、电工确认是否停电,若未停,判断电表是否欠费(磁卡或电子计费类电表);其次,可能是自用变压器或市电引入部分及交流配电部分有问题,携带发电机进行发电,并联系电工配合处理;若是打雷导致交流空开跳闸或防雷模块损坏,到基站闭合开关,更换模块,并测试基站地阻值,正常单站地阻值应小于5欧姆。2、交流电压正常,直流电压低:一般为开关电源整流模块部分问题,携带相应型号备件到基站进行更换。
传输断:导致传输断的主要原因有三方面:供电、光路、电路。检查传输障碍时,要做到谨慎、细致、保持清醒的头脑、仔细观察、不要轻易动手。传输问题并不仅仅影响一个基站。看好并确认标签,不要动与本次障碍无关的设备和线路;轻拿轻放,光纤非常脆弱,不要弯折,开关综合柜门时,不要用力撞击,防止振动导致其它线路连接松动,将障碍扩大。现在用的传输不论是光路还是电路都使用一收、一发两条传输线。日常最简便的就是用发光二极管来判断电路的“收”、“发”。二极管发光的就是“发”。在排除供电原因后,根据传输拓扑结构,看是单个基站传输断还是相关联的基站传输都断,若是单个站断,检查本站及上端站传输设备的工作状态;相关联的多个基站传输断,一般为光缆问题或两端节点站问题。请传输值班人员配合在传输网管上查看光端机是否有光R-LOSS告警,有告警并且当地或上端站未停电,一般为光缆故障。排除光路问题后,检查电路即我们平时说的2M。首先在DDF架对交换侧进行环回,即用终端塞对光端机出来的2M信号分别进行环、断,询问机房传输状态,若正常,说明故障点在基站侧;若原来的状态未改变,说明故障点不在本基站侧,可能是传输机房跳线或电路状态被改变所导致。基站内问题可以逐段排查。
温度导致掉站:环境温度超出安全范围(0-55C),RBS2202机柜在ECU下方有一个温度传感器,当局部温度超出安全范围,设备自动保护,TRU退服。冬季的应急措施是先用电吹风对传感器加热,对ECU复位,恢复基站运行,再采取升温和保温措施,出入时关严门,避免冷风直接吹到机柜。夏季开门通风降温,解决空调问题。
基站告警:与BSC联系确定告警类别及告警代码。根据告警代码分析障碍原因。出发前需要根据告警来准备相应的备件和工具,避免由于没有备件而导致障碍处理超时。经常遇到的告警主要有:分集接收或驻波比告警;RU硬件故障;IDB数据库问题;温度超出安全范围(0-55C)[正常范围5-45C]。
分集接收或驻波比告警:对分集接收和驻波比告警的处理方法基本一样,唯一不同的是分集接收是接收路径上发生的问题,驻波比是发射路径上发生的问题。
分集接收丢失告警可能是TRU、CDU、CDU至TRU的射频连线或天馈线故障引起的。现网运行的基站天馈线接错的可能性不大,用OMT读取告警,使用Site Master进行测量,可以检查CDU前1/2馈线至天线段是否有问题,当驻波比值大于1.4,通过故障定位查出故障点,根据距离判断故障点,一般小于6米时是室内接头问题,主要检查柜顶接头和室内尾纤与7/8馈线接头、CDU至TRU的 射频连线主要检查接口是否松动、连接是否正确。对TRU或DXU复位后,分集接收告警会消失,这并不表示故障解决了,半小时或一两天后还会出现。分集接收告警是当告警计数器达到门限值后才提示,所以必须要找到原因并彻底解决。
TRU故障:一般的TRU出现故障很容易处理,因为我们可很方便地利用BSC或OMT终端来查看TRU的告警代码,从而判断故障原因。例如一载频出现TX NOT ENABLE故障,我们可以根据告警代码来查 看是TRU问题还是天线问题。但有时候TRU出现的故障基站软件本身检测不出来,例如曾遇到过一个TRU的TX不能工作,但没有告警代码,检查基站硬件和BSC参数无误,更换TRU后故障排除。
另外,有很多故障并非基站硬件故障,而是因为BSC的参数设置不对。如果参数设置错误,发射机也将无法工作,所以,基站维护人员一定要掌握必要的BSC知识,这样对故障的判断才能迅速、准确。
基站内出现的告警可能会各种各样,掌握了基础知识,处理起来就避免了盲目性。障碍处理的能力是随着经验的积累而逐渐增长的,处理障碍时注意对现场现象的观察,如各部件指示灯的状态,同时对OMT读出的告警LOG进行保存。不仅便于日后的分析,遇到困难还可以让技术支持得到更详细的数据。
处理障碍时必须注意障碍历时,带齐工具和备件,在最短的时间内到达基站,用最短的时间、在最小的影响范围内来解决故障。保持稳定的情绪、冷静思考。如遇到自己不能解决的及时寻求支援,电话中把问题、现象、处理过程描述清楚,注意条理,把最急于解决的事情说清,才能得到有效的帮助。
如果出现与本专业无关的现象,应该立即向有关部门及监控中心、BSC汇报,以保证在短时间让其它专业人员到达现场。故障排除后将处理结果反馈到监控中心,并及时做好记录。
三、安全管理
以预防为主,对现存的危险和能预知的危险要及时处理,例如(及时的铲除基站周围的杂草,防止火灾。检查交流市电引入,馈线引入部分防水,避免,雨水入户造成设备短路。定期测量基站地阻,检查防雷接地系统避免雷击事故的发生。)规避危险。
四、资料管理
当安装工程或扩容工程结束时须及时的对基站设备进行登记,登记包括:基站主设备、基站电源设备、基站传输设备、天馈系统、基站环境监控设备等,将所记录的数据编辑成基站数据库,为日后故障处理和扩容做准备。
五、工程随工
基站工程人员经有关部门批准后方可进入基站,对工程中所要设计的部分过行重点的检查并做好相关主记录,对施工中不涉及的部分杜绝施工人员乱动,当工程需要停站时要向监控中心提出申请,当工程结束时督促施工人员清理现场,保持卫生并保证基站运行良好。施工完毕后对设备进行登记,人员撤离后锁好门窗,并通知机房,填写随工记录单。
六、投诉处理
到达现场后,检查设备进行情况,如设备运转正常,配合网优人员进行网络优化,用测试手机进行信号测试,直至客户撤销投诉。
七、基站的防雷
防雷是一项综合工程,它包括防直击雷、放感应雷以及接地系统的设计。根据信息产业部批准的中国通信行业标准“移动通信基站防雷与接地设计规范”以及产品的特点和工程设计的经验,提出以下解决方案:
接地系统
防雷工程设计中无论是防直击雷还是感应雷,接地系统是最重要的部分
对接地地阻的要求:
从理论上讲接地电阻愈小愈好。据我们的经验,地阻决不能大于5欧姆,
力争小于1欧姆。
应采用联合接地:
接地的“流派”很多,近年来联合接地的观点占了上风。因为,现代化的城市不可能以足够的距离作几个地网来满足使用要求。采用联合接地时只要保证各种接地作到共地网而不共线的原则,机房设备作到用汇流排或均压环实现设备的等电位联接即可。
直击雷的防护:
移动通信基站天线通常放在铁塔上,防直击雷避雷针应架在铁塔顶部,其高度按滚球法计算,以保护天线和机房顶部不受直击雷击,避雷针应设有专门的引下线直接接入地网。铁塔接地分两种情况:若铁塔在楼顶上,则铁塔地应接入楼顶的钢筋网或用三根以上的镀锌扁钢焊接在避雷带上。若铁塔在机房侧面,则建议单独作铁塔地网,地网距机房地网应大于十米。否则两地网之间应加隔离避雷器。
感应雷的防护:
感应雷是指由于闪电过程中产生的电磁场与各种电子设备的信号线、电源线以及天馈线之间的耦合而产生的脉冲电流。也指带电雷云对地面物体产生的静电感应电流。若能将电子设备上电源线、信号线或天馈线上感应的雷电流通过相应的防感应雷避雷器引导入地,则达到了防感应雷的目的。
3.1 天馈线系统的防雷与接地:
基站至天线的同轴电缆不采用金属外护层上、中、下部接在铁塔上的方案。我们建议天线同轴电缆从铁塔中心引下,这样可以减少由于避雷针接闪后的雷电流沿铁塔泄放时对同轴电缆的感应电流。因为铁塔四支柱同时泄放雷电流入地时铁塔中心的感应场最弱。若天线塔高度超过30米,天馈线电缆在塔的下部电缆外护层可接地一次(可直接接铁塔或直接接地皆可)。
电缆进入机房走线架接在六个天馈避雷器(组件)上。天馈避雷器组件由紫铜构成,紫铜构件的接地应采用截面积大于25平方毫米的多股铜线接在机房外的汇流排上。
对于室外基站,天馈避雷器和机柜接地都应分别接入接地排
3.2 供电系统的防雷与接地
移动通信基站外供电源可能是架空线进入,也可能是穿金属管埋地进入基站。无论是什么情况,都应在出入基站的电源线出口处加装大流通量的电源避雷器,因为电源线架线长,走线也比较复杂,易感应较强的雷电流。
对室外基站由于供电线路很长。应设计具有三级防雷功能的大雷电通流量的串联型电源避雷器。电源避雷器接地线也接在机柜的接地排上。
基站三相电源供电应采用三相五线制。外线进入基站的第一级电源避雷器接地线可以就近接电源保护地(PE)。第二级电源避雷器接地可接供电设备的保护地。第三级电源避雷器接机房汇流排。
3.3 信号线路的防雷与接地
由基站外进出的信号线都应穿金属管埋地,避免感应过大的雷电流。信号线的进站都应加相应接口和相应信号电平的信号避雷器。信号线超过5M长度的,在其两端设备的端口,加装相应的信号避雷器。
2月9日,崭新高阶域名.tel的注册营运商Telnic公司的共同创始人、公司副主席Fabien Chalandon在北京接受记者采访时表示,.tel域名继2008年12月3日开始供商标持有者注册后,从2月3日起进入抢注期,开始接受公众申请。
“由全球的一些顶级域名专家、计算机专家共同研发出.tel产品可以写入吉尼斯世界纪录。” Fabien Chalandon说,.tel这一产品花了9年用于研发,期间,Telnic公司一直没有收入和现金流,仅依靠筹集到的3600万美元和ICANN(互联网名称与数字地址分配机构)的支持维持运转。
据Fabien Chalandon介绍,在只供注册商标持有者申请.tel域名的短短几十天时间内,全球已有超过1万家企业申请,其中包括亚洲品牌本田、电讯盈科、三星及新力。Telnic及注册商预计在抢注期内,.tel将在亚洲获得更佳成绩。目前只要域名尚未被注册,企业及个人用户便可申请.tel。
记者也了解到,.省略、.省略、.cn指向IP网页,而.tel则被誉为“没有网页的网络”(Webless Web),它为企业及个人用户开创了全新的沟通方式,把联络资料集中存在一个地方,并完全由用户自己掌管。具有以下特性:
第一,.tel域名不需要建立或寄存网站,用户的联络资料一经,便可立即通过广泛的移动设备浏览,包括台式机、笔记本电脑、上网本、手机、PDA等等一切设备。 .tel旨在令所有人都拥有在互联网信息的权利,不论他们预算支出有多少,是否拥有技术性知识。
第二,只需几分钟,用户便可把所有联络资料输入到.tel域名,并实时更新。企业及个人用户只要更新资料,便可立即供全球浏览。