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移動通信研究方向范文1
隨著信息技術的不斷發展,移動通信也為人們的生活提供了重要的便利。而綠色無線移動通信技術的出現,有效地降低了發射功率的系統,而這種新設計對于未來無線通信的發展方向具有重要的意義,促進其朝著傳輸更穩定的方向轉變。因此文章旨在對綠色無線移動通信的內涵進行分析,并針對性地研究其未來的發展方向。
關鍵詞:
綠色;無線移動通信技術;研究和思考
0引言
移動通信的深入應用,也注定了無線通信在未來的資源節約和環境保護成為未來主要的發展方向和研究對象。為了能夠促進綠色無線移動通信技術的使用,不斷有專家學者在這一方面作出了研究,研究內容也從理論、方式、技術、使用等多個方面進行概括,這也是本文主要的研究方向。
1綠色無線移動通信的現狀
我國的互聯網和無線移動通信的發展速度在近年來有了顯著的提升,但是從實際的現狀上來看,與一些經濟發達的地區相比還存在著一定的差距。目前,我國的無線移動通信技術無論是業務能力還是群眾基礎上都處于一個相對落后的水平。無線也是基于寬帶的一種延伸,要實現穩定和成熟的使用還需要一段時間,因此這一發展過程也是非常關鍵的。而從現階段的綠色無線網絡的發展過程中來看,從傳統的單一化發展,到現階段的多元化發展,都離不開體系的建立和網絡系統平臺的支持,以此來滿足用戶日益提升的需求[1]。但是在發展過程中仍然有一個注意的地方,那就是無線移動通信技術可能會在一定程度上對寬帶通信的發展造成影響,對于電力、能源的消耗問題也是需要考慮到的問題。因而未來的研究方向也應該側重于技術上的革新,來應對網絡系統帶來的變化,從而優化網絡結構,解決現階段存在的問題,發揮綠色無線移動通信技術的優勢。
2綠色無線移動通信技術探討
2.1節能系統
綠色無線通信涉及到了很多學科的知識,而其分布式天線系統相比于傳統的蜂窩移動通信,可以體現出更加明顯的優勢。傳統的蜂窩移動通信系統的最大問題在于小區邊緣問題,無論是功率效率還是頻譜效率都非常低,原因在于終端接收的功率下降。而電波的衰減本身與頻率有著密切的聯系,功率效率越低,小區邊緣問題就體現得越明顯。而綠色無線移動通信技術具有優秀的節能系統,即通過分布式天線系統來實現節能的目的?;揪哂卸鄠€分布式的收發點和基站處理器,基站通過光纖將收發點的遠程信息集中到基站處理單元進行信號處理,然后可以讓分散的電波對小區均勻覆蓋,提升了功率效率,在一定程度上起到了節能減耗的作用[2]。雖然分布式天線系統模型比較復雜,但是隨著研究工作的不斷深入,也發現分布式天線的物理位置分散的特點對于多用戶干擾的問題有著重要的作用,影響程度明顯減少,所以分布式系統將基站發射的功率非常均勻地供給了小區,提升了小區的平均容量。所以終端也能一直找到最近分布的遠端天線,效率得到充分保障。該技術也是未來應該重點發展的技術,是綠色網絡化的重要體現。
2.2能量效率提升
綠色無線移動通信的發展需要遵循兩個方面的原則,那就是能耗和污染物的降低。所以無線移動通信也可以實現“節能減排”。首先是無線傳輸技術的提升,即如何提升點到點比特傳輸的有效性。為了保障其效率和能量的實際需求,可以利用低階調制技術和低復雜度設計。組網技術也是一種有效的網絡結構。如下圖1所示,就是傳統小區和分布小區能量效率的對比。另外,在服務模式上的調整也是技術革新的有效方式。在現階段用戶的大量數據當中,非實時業務所占的比例是非常大的,而現階段的優化過程中,以內容傳輸為主要方向的研究還比較少,因為利用內容感知的軟實時信息傳輸的優化效果會更加顯著,所以智能終端和智能搜索的結合可以成為綠色設計的出發點,利用軟實時傳輸的優勢在于提升了能量和頻譜效率,并提供給用戶更加優質的業務體系[3]。
2.3綠色無線通信的體現
無線移動通信網絡在其的發展過程過于單一化,雖然經過多年來的發展已經成為了適應性強、速率快的穩定無線移動通信體系。但是在未來,能源的開銷和環保問題將成為研究的主要方向。所以在這種形勢下,提出無線通信綠色化的理念是非常合適的,這也是未來社會發展的必然趨勢。綠色是一個戰略性問題,除了包含數據傳輸的速度以外,還包含了資源的節約。在無線移動通信當中,頻譜資源的價值是最重要的,而目前的“節能減排”工作的重點也主要在于根據無線通信的目標和用戶的具體需求,對頻譜資源進行最合理有效的運用,防止電磁污染和信息污染。從現階段的發展現狀來看,也能看出當前無線移動通信綠色化發展的關鍵問題時如何實現數據傳輸的效率提升。在過去的發展中,研究方向也一直是放在效率方面。效率是一個全面性的概念。頻譜的利用率不但涉及到傳輸問題,還與網絡及系統架構有著直接的聯系。
2.4無線小區的設計
無線移動通信是建立在小區結構的基礎上,并可以實現最大化的用戶接入能力和信息傳輸的效率,且不會受到小區半徑和距離的限制。換而言之,它是不影響到基站成本和功率的設計。隨著技術的不斷發展,無線移動通信的基站系統也需要考慮到發送功率的效率問題。環保體系下的小區設計與小區基站的能源消耗有著直接的聯系,所以為了實現在通信質量不受到影響的前提下,穩定基站總體的能源消耗,最好的方式就是在用戶業務和服務面積不變的基礎上計算基站總數的開銷。當然相關產品的開發也需要高度重視。由于移動通信系統當前已經涵蓋到了社會經濟的方方面面,在未經過實際檢驗之下貿然推廣綠色無線移動通信技術,必然導致社會秩序的混亂,從而給國民經濟發展帶來不良影響[4]。
3結語
通過研究,可以看出綠色無線移動通信是一項復雜的技術,不僅包含了簡答的工程處理,還涉及到多方面的研究和討論的一項重大課題。從其發展現狀和未來的趨勢來看,綠色無線移動通信的重要性是不言而喻的。同時,該技術也是未來社會和國民經濟發展中的必然要求,而其產品的穩定性和性價比也是今后的工作中需要重點考慮的問題,需要移動通訊行業高度重視,并采取針對性的解決方案。
參考文獻:
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[3]賀銓.綠色移動通信展望——代《綠色無線移動通信專輯》序[J].中國科學技術大學學報,2013,39(10):2-3.
移動通信研究方向范文2
關鍵詞5G移動通信;關鍵技術;發展趨勢
隨著各個方面的不斷演進與發展,數據業務的需求越來越巨大,很多智能業務不斷出現、更新,這些都是離不開移動通信技術的,只有高效的、智能的通信技術才能滿足各個方面的需求。5G移動通信是在4G技術的基礎上發展起來的,作為新一代的通信技術,如何更好的發展是當前急需思考的重要問題。
1我國5G移動通信的概念、優點及特征
1.15G的概念及優點
5G同前四代最大的差別在于其并不是單一的技術,而是目前所有通信技術的總和,其峰值速率能夠達到10Gb/s。作為最新一代的移動通信技術,安全性、覆蓋性、靈活性都有了極大的提高,解決了4G網絡所存在的問題,通過最先進的技術、頻譜效率滿足了當前移動業務流量的需求,構建了一個可靠性高的網絡社會。
1.25G的特征
5G的特征具體體現在以下幾個方面:其一,聯網設備急劇擴大,將是4G網絡的100倍;其二,網絡消耗能源較少,實現了節約能源的目標;其三,5G所需的頻率相對4G來講約高10倍左右,通過壓縮等技術有效的提高了頻率的利用率;其四,5G移動通信相比4G來講可靠性更高,時延也縮短了近10倍;其五,5G移動通信的用戶速率大大提高,尤其是對于有著特殊需要的業務;其六,5G移動通信的吞吐量能力較強。
2我國5G移動通信的關鍵技術
2.1智能化技術
云計算平臺是5G的中心網絡,它是由一個大型服務器組成,與基站連接的方式為數據減緩功能的路由器和交換機網絡,宏基站的特點包括具有云計算存儲功能、具有大數據存儲功能,能夠處理時效性強的數據,基站數量形態多,不同頻段開展不同業務,具有多樣化的天線和連接方式。
2.2多天線傳輸技術
多天線技術在經歷眾多發展階段后,大大提升了頻譜利用率,成為5G技術的主要研究方向之一。多天線技術通過有源天線列陣,形成3D-MIMO技術,配合毫米波技術優勢,大大提升了無線信號覆蓋性能。在當前,為進一步提升覆蓋能力,實現綠色節能的要求,研究人員正進行更深一步的研究。
2.3同時同頻全雙工技術
同時同頻全雙工技術的實質是在一個物理信道上,傳輸兩個方向信號,也就是說,通過消除通信雙工節點自身發射機信號的干擾,既發射信號機信號,又接受另一節點的同頻信號,以此來實現頻譜效率的提升。相比于傳統手段,該項技術的頻譜效率得到了成倍的提升,同時還具有靈活性強的優勢。
2.4新型網絡架構技術
結合未來的業務需要,5G網絡架構的特點應包括:扁平化、低時延、低成本、易維護等等。當前的研究集中在C-RAN和云架構。所謂的C-RAN是一種新型無線接入網架構,而云架構是基于云計算大規模協作的無線網絡架構。二者均為業界的主要研究方向。
2.5密集網絡技術
5G的數據流量將是4G的1000倍,具有多元化、寬帶化、綜合化、智能化等特點,其技術的實現主要包含兩個層面。首先,將大規模天線布署在宏基站,以此來獲得更高的室外空間;其次,為了滿足室內外的數據需求,需要布置更多的密集網絡。在室內和特別地區,將是5G網絡數據業務的主要分布區,同時密集網絡的信噪比增益要高于大規模天線的信噪比增益,密集網絡將是提高數據流量的關鍵技術。密集網絡具有諸多優勢,如改善網絡覆蓋,提升系統容量,更具靈活性和使用效益,更加密集的網絡方案將在未來被廣泛應用。
2.6設備間直接通信技術
以基站為中心的小區覆蓋是傳統的移動通信組網方式,這種方式的弊端在于網絡結構靈活性差。伴隨著大流量、大規模的5G網絡時代的到來,傳統的工作方式顯然難以滿足現有需求,而D2D直接通信技術則實現了通信設備間的直接通信,通信質量和速度都有巨大突破,且效率高,低消耗,靈活性高,可靠性強,拓展了網絡連接和接入方式,具有極高的應用價值。當前D2D正在繼續拓展中繼技術、多天線技術等等,對于通信質量和效率還將繼續有所突破,對于未來的5G網絡,D2D必將是關鍵技術之一。
2.7高頻段傳輸
以往的移動通信頻段通常都在3GHz以下,但隨著用戶的不斷增加,頻譜資源越來越稀缺,而高頻段傳輸則有效解決了這一問題,高頻段的帶寬能夠達到273.5GHz,不僅尺寸較小,而且在短距離通信方面具有非常強的優勢,能夠滿足容量、速率等多方面的需要。
3我國5G移動通信的關鍵技術發展趨勢
現如今5G移動通信是通信行業發展的重要方向,并且隨著科學技術的不斷發展,5G移動通信的技術也會更加完善、標準。在2013年,歐盟等國家開啟了有關5G的科研項目,我國的華為公司也積極參與了項目的開展工作,隨著項目的不斷深入,關于5G的各種通信技術也陸續誕生,5G通信技術被大范圍的運用在各個方面,并預期在2016年開啟5G行業標準進程。移動互聯網技術是非常強大的基礎性平臺,正是利用移動互聯網技術才實現了各種新興業務,同樣,5G移動通信技術也不能缺少移動互聯網的輔助作用?,F如今很多業務都是通過無線網絡提供給用戶的,這類服務和應用都對5G移動通信技術的要求很高,特別是容量、質量方面。目前5G移動通信技術的主要發展趨勢就是與其他無線移動通信的融合,為網絡通信技術創建一個高效、全方位的服務平臺??傮w來看,5G移動通信技術的發展方向包括以下三個方面:其一,積極引入新型的體系結構,以此來實現網絡系統吞吐率的提高,增強其智能化;其二,積極引入無線傳輸技術,以此來提高網絡資源的利用率,相比4G來講,預期提高約10倍;其三,加強對頻率資源的研究和探索,例如高頻段等,以此來實現通信資源的拓展。另外在傳輸技術方面,要加強對頻譜資源的研究和使用,例如多址接入等;在網絡技術方面,要引入更加智能的結構。
4結論
通過對上文的論述分析能夠看出,在當前數據業務需求越來越巨大的形式之下,推動5G移動通信技術的發展是當前迫在眉睫的重要工作。目前,5G移動通信技術還處于剛起步階段,各個方面相對來說還不夠成熟,但是相信在不久的將來,5G移動通信技術將引領移動通信行業新一輪的變革。
參考文獻
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移動通信研究方向范文3
關鍵詞:電子信息技術;無線通信;現狀;發展趨勢
中圖分類號:TN925 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9599 (2012) 09-0000-02
一、介紹
科學技術的不斷發展使得現代通信技術已經進入到了數字時代 。20世紀90年代信息化革命以及信息高速公路建設的完成,讓信息和知識呈現出爆炸式的增長,特別是由于因特網的商用化和家庭化,使得傳統的電信業受到前所未有的沖擊,無線通信技術也在快速發展中不斷革新 。
無線通信技術由無線終端、無線基站、應用管理服務器三部分組成。如果按照傳輸距離可以將其分為、基于IEEE 802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.1的無線城域網(WMAN)、基于IEEE802.20的無線廣域網 (WWAN)和基于IEEES02.15的無線個域網(WPAN)四種類型。無線通信技術按照不同的要求可以劃分為不同的類型。例如可以按照移動性將其劃分為固定接入式和移動接入式;按照帶寬可以分為寬帶和窄帶兩種無線接入;按照傳輸距離則又可以分為長距離無線接入和短距離無線接入等。
隨著經濟和社會的不斷發展,對信息化技術的要求越來越高無線通訊技術的創新不斷涌現,并在社會中得到廣泛應用。從而促進人們生活方式、工作方式、溝通方式、管理方式等發生重大改變,對人們生活質量的提高起到了很大的促進作用。在移動通信發展過程中通信技術從固定方式發展到移動方式,大致經歷
了以下五個重要階段:
第一階段:20世紀20年代初至50年代初,移動通信技術主要是在軍用裝備方面使用。這個階段的移動通信設備主要是采用電子管技術以及短波頻率,直到5 0年代初,才出現了MTS 即150 MHZ VHF單工汽車公用移動電話系統。
第二階段:20世紀50年代到60年代,這個時期的移動通信設備器件已開始向半導體過渡,頻段擴展至 UHF450 ~ t Z,并形成了移動環境中的專用系統。同時,也很好的解決了移動通信網絡與公用電話網的融合問題。
第三階段:20世紀70年代初至80年代初,這個階段提出了蜂窩移動通信系統,并在70年代末開始進行 AMPS試驗。頻段擴展至800 MHZ。
第四階段:20世紀80年代初至90年代中,也就是第二代數字移動通信大發展的時期,移動通信技術開始逐步朝著個人通信業務的方向進行轉變。
第五階段:20世紀90年代中至今,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第三代移動通信技術開始興起并得到應用,從而加速推進了全球移動通信技術標準化工作,使得樣機研制和現場試驗得到了蓬勃發展。由于第二代至第三代移動通信的平滑過渡,讓數據通信與多媒體業務需求不斷增加。
二、問題
現今,無線通信產業兩個重要特點是:1.大眾移動通信發展十分強勁,新技術麻用更新不斷加快。但在一些國家和地區,存在發展不均衡問題。2.無線寬帶通信技術的研究、應用不斷發展全球移動市場呈總體增長,不均衡增長的趨勢。北美、歐洲等發達國家的新增用戶日益減少,而在亞洲、非洲等地區的發展中國家,用戶數量卻得到了迅猛增長。從數據新業務市場的增長來看,韓國日本呈現爆發態勢,已成為全球移動通信發展的新熱點。移動通信仍是發展最為迅速的領域,移動通信用戶超過30億人,四大3 G標準 ( WEDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX ) 演進技術不斷出現,商用的進程加速,全球有10億人被 3 G網絡覆蓋。光通信已成為電信業務傳輸的主要手段,近年來得到了高速發展。在超長距離傳輸方面,也已達到了4000 km無中繼的技術水平。源于移動電話對固定電話的巨大沖擊,固網主導運營商開始尋求各種形式的FMC ( Fixed Mobility Convergence,固定移動融合) 整合服務。IMS (IP多媒體子系統)為網絡融合提供了一個統一的結構,極大地促進了網絡融合的進程,三網融合進程加速。
三、可解決的方法
(一)無線通信領域各種技術之間的互補作用日益凸顯
由于不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍以及不同的適用區域和不同的接入速度,因此多元網絡一體化可以實現對不同用戶群體的需求覆蓋,實現無線通信技術的均衡發展。例如3 G和WLAN之間進行互補:3 G可以滿足強漫游的移動性需求并解決廣域網無縫覆蓋,WLAN則可以實現近距離的超高速無線接入。
(二)寬帶化是現代無線通信技術重要方向
在信息化社會的環境下,隨著寬帶應用的不斷發展,寬帶化將是未來通信技術發展的重要方向之一。并且隨著通信技術的進步,寬帶的應用前景將會得到更加充分的發展和應用。在光纖傳輸技術和數據交換技術的進一步發展,在有線網絡寬帶化的今天,無線網絡的寬帶化,也正成為現代通信息技術的主要發展方向。在未來無線寬帶與有線網絡的無縫銜接和數據傳輸速度的不斷提高,也會使無線寬帶得到更廣泛的應用。
(三)無線通信網絡多樣化和綜合化
未來無線通信網絡的結構,將向核心網/接入網進行轉變。通信網絡的多樣化和綜合化將隨著網絡管制的逐步開放和市場競爭需要而進一步得到發展,從而推動傳統的通信網絡與新興通訊網絡的有機融合,提高無線通信網絡普及和應用負效率。
四、小結
綜上所述,未來無線通信的發展趨勢為多元網絡互補化、寬帶化、綜合化與多樣化、信息個人化。無線通信網絡將是一個綜合一體化的解決方案,各種無線技術都將最大地發揮著自己的作用。而我國作為迅速崛起的發展中國家,信息技術的發展對于科技的發展起著不可舉足輕重的作用,所以不斷促進無線通信技術進行創新,并使無線通信產業得到大力發展,對我國未來經濟發展和國民建設將會十分有益。
參考文獻
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移動通信研究方向范文4
1. 5G移動通信發展趨勢
移動互聯網的蓬勃發展是5G移動通信的主要驅動力.移動互聯網將是未來各種新興業務的基礎性業務平臺,現有固定互聯網的各種業務將越來越多地通過無線方式提供給用戶,云計算及后臺服務的廣泛應用將對5G移動通信系統提出更高的傳輸質量與系統容量要求.5G移動通信系統的主要發展目標將是與其他無線移動通信技術密切銜接,為移動互聯網的快速發展提供無所不在的基礎性業務能力.按照目前業界的初步估計,包括5G在內的未來無線移動網絡業務能力的提升將在3個維度上同時進行:
(1)通過引入新的無線傳輸技術將資源利用率在4G的基礎上提高10倍以上;
(2)通過引入新的體系結構(如超密集小區結構等)和更加深度的智能化能力將整個系統的吞吐率提高25倍左右;
(3)進一步挖掘新的頻率資源(如高頻段、毫米波與可見光等),使未來無線移動通信的頻率資源擴展4倍左右.
當前信息技術發展正處于新的變革時期,5G技術發展呈現出新的如下特點.
(1)5G研究在推進技術變革的同時將更加注重用戶體驗,網絡平均吞吐速率、傳輸時延以及對虛擬現實、3D、交互式游戲等新興移動業務的支撐能力等將成為衡量5G系統性能的關鍵指標.
(2)與傳統的移動通信系統理念不同,5G系統研究將不僅僅把點到點的物理層傳輸與信道編譯碼等經典技術作為核心目標,而是從更為廣泛的多點、多用戶、多天線、多小區協作組網作為突破的重點,力求在體系構架上尋求系統性能的大幅度提高.
(3)室內移動通信業務已占據應用的主導地位,5G室內無線覆蓋性能及業務支撐能力將作為系統優先設計目標,從而改變傳統移動通信系統“以大范圍覆蓋為主、兼顧室內”的設計理念.
(4)高頻段頻譜資源將更多地應用于5G移動通信系統,但由于受到高頻段無線電波穿透能力的限制,無線與有線的融合、光載無線組網等技術將被更為普遍地應用.
(5)可“軟”配置的5G無線網絡將成為未來的重要研究方向,運營商可根據業務流量的動態變化實時調整網絡資源,有效地降低網絡運營的成本和能源的消耗.
2我國5G移動通信推進及研發進程
5G移動通信發展是全球移動通信領域新一輪技術競爭的開始.及早布局、構造開放式研發環境,力爭在未來5G技術與商業競爭中的獲得領先優勢,已成為我國信息技術與產業未來發展最為重要的任務之一2013年初,在政府部門的大力支持下,成立了面向5G移動通信研究與發展的IMT-2020推進組,明確5G發展遠景、業務、頻譜與技術需求,研究5G主要技術發展方向及使能技術,形成5G移動通信技術框架,協同產學研用各方力量,積極融入國際5G發展進程,為2015年之后全面參與5G移動通信技術標準制定打下堅實的技術基礎.“新一代寬帶無線移動通信網”重大專項在推動LTE產業化的同時,開展了LTE的后續演進與無線新技術的研究,力爭在5G國際標準化的候選技術上產生更多的自主知識產權,為我國布局 5G關鍵技術的研究做了起步的工作.國家973計劃也部署了移動網絡體系創新的研究課題。
3. 5G移動通信若干關鍵技術
3.1無線傳輸技術
無線傳輸(Wireless transmission)是指利用無線技術進行數據傳輸的一種方式。無線傳輸和有線傳輸是對應的。隨著無線技術的日益發展,無線傳輸技術應用越來越被各行各業所接受。無線圖像傳輸作為一個特殊使用方式也逐漸被廣大用戶看好。其安裝方便、靈活性強、性價比高等特性使得更多行業的監控系統采用無線傳輸方式,建立被監控點和監控中心之間的連接。無線監控技術已經在現代化交通、運輸、水利、航運、鐵路、治安、消防、邊防檢查站、森林防火、公園、景區、廠區、小區、等領域得到了廣泛的應用。
3.2無線網絡技術
3.2.1超密集異構網絡技術
由于5G系統既包括新的無線傳輸技術,也包括現有的各種無線接入技術的后續演進,5G網絡必然是多種無線接入技術,如5G, 4G, LTE, UNITS (universal mobile telecommunications system)和WiFi(wireless fidelity)等共存,既有負責基礎覆蓋的宏站,也有承擔熱點覆蓋的低功率小站,
移動通信研究方向范文5
關鍵詞 物聯網 安全 標準體系
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A
物聯網被稱為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的又一次信息產業浪潮,將給IT和通信帶來廣闊的新市場。目前,各國都在投入巨資深入研究探索物聯網。我國也正高度關注、重視物聯網的研究。
1 標準化組織概述
物聯網應用所涉及的技術保羅萬象,整合了近年來各個計算機以及通信領域的前沿科技,例如標示技術、信息存儲、信息處理、無線通信、信息安全等。在每一項技術領域都有相應的標準化組織在推進發展著該領域的標準文件。如國際標準化組織最大的推動者ISO,國際物品編碼協會GSI,美國電氣與電子工程師協會IEEE等。物聯網的發展與大力推廣需要得到標準化組織的支持,標準制定與推廣直接關系到物聯網應用的范圍、領域以及普及程度。
2 國內外標準化組織的研究方向與路線
國際電報聯盟(International Telegraph Union,ITU)是聯合國的一個專門機構,它由電信標準化部門(ITU—T)、無線通信部門(ITU—R)和電信發展部門(ITU—D)組成。ITU開展的與物聯網相關的工作包括:標簽,網絡架構與需求以及傳感器網絡安全等。
ITU—T_SG17是專門研究泛在網安全問題的小組。針對泛在網總體框架方面進行系統研究的國際標準組織比較有代表性的就是國際電信聯盟ITU—T。歐洲電信標準化協會是由歐盟批準建立的,其標準化領域主要是電信業。在物聯網領域的研究方向是M2M的應用需求、架構,以及設備標識、尋址、安全隱私、計費等。
第三代合作伙伴計劃包含了歐洲的ETSI、日本的ARIB、日本的TTC、韓國的TTA、美國的TI和中國通信標準化協議六個組織。其物聯網領域的研究方向有移動終端、無線接入、業務架構和安全等。3GPP首先對以移動通信網絡為基礎發展M2M通信進行了可行性研究,然后重點研究支持MTC對移動通信網絡的增強要求,包括對GSM、UTRAN、EUTRAN的增強要求,以及對GPRS,EPC等核心網絡的增強要求。在安全方面,3GPP首先研究與物聯網安全相關的業務需求,并對M2M設備的遠程簽約信息的管理進行研究,包括遠程簽約的可信任模式、安全要求以及對應的解決方案等。在已有工作的基礎上,3GPP研究支持MTC對移動網絡的安全特征和要求。
Internet工程任務組是一個由為互聯網技術發展做出貢獻的專家自發參與和管理的國際民間機構。致力于互聯網技術與運行研究,對互聯網協議標準及用途進行解釋與建議。在物聯網領域,其正在推廣的應用于低功耗,短距離通信的輕量級IPV6協議棧得到業界學者的重視與認可。
中國通信標準化協會是國內企業、事業單位聯合組織的。CCSA主要致力于推動國內通信業的標準化進程,其在物聯網領域內的標準化工作主要包括網絡融合、機器類通信、感知延伸等方向的標準化制定。CCSA的物聯網技術路線是以規模化應用為目標,分階段實現移動通信網絡與傳感網絡的融合,最終實現物聯網的可運營、可管理和產業化。
3 標準化成果與進展
3.1 ITU—T
IUT—T近年來在物聯網安全方面主要成果表現在生物測定安全以及提供安全通信服務的內容上。生物測定安全即在通信業務中,利用用戶的生物特征作為認證工具是通信安全的一種有前景的技術手段。生物測定安全的過程分為:生物特征獲取過程—提取過程—匹配過程—存儲過程—判斷過程—應用過程。將生物測定系統擴展到公眾網絡一直是ITU—T_SG17小組努力的目標,由于生物特征數據相當敏感,當數據在公網中傳輸時,需要有相應的安全解決方案。
ITU—T_SG17規定安全通信服務研究領域包括:家庭網絡安全、移動安全、基于應用層安全協議以及網頁服務安全。如基于證書的家庭網絡安全研究,移動通信認證架構研究,移動通信增值服務安全研究以及反垃圾信息研究等。在基于證書的家庭網絡安全方面主要工作是為家庭網絡應用建立證書管理體系,通過適當簡化x.509證書屬性內容,應用在家庭網絡中。
3.2 ETSI
ETSI詳細說明了M2M系統相關的安全需求,在機密性、完整性、身份認證以及授權批準這些基本需求上進行詳述并且提供了系統需要防范的潛在威脅的特例。此外,ETSI還對M2M系統的功能架構進行了闡述,提出了高層的架構方案,并對架構中各部分涉及安全的模塊進行了分析。
3.3 3GPP
3GPP描述了智能交通、智能讀表、智能售貨機和財產/貨物跟蹤四個用例,提出了與物聯網安全相關的若干業務需求:Dos攻擊防范需求、終端安全需求和遠程簽約信息的配置和更改需求等。3GPP為了解決遠程簽約信息的配置和更改的問題,提出了三種解決方案,并對各種方案細節做了分析。
3.4 IETF
IETF總結了6Lowpan 網絡中存在的安全挑戰,主要包括要求是資源消耗最小化影協將安全性能最大化;6Lowpan的部署使得安全包含被動加密到主動干涉;網絡處理過程包含端到端信息傳輸網的中間節點等。同時,該組織提出了6Lowpan網絡的安全需求,包括:數據機密性、數據認證、完整性、新鮮指數、有效性、魯棒性、能量使用效率等。大多數6Lowpan中對用戶數據安全的攻擊或威脅,看似可信的,其實后果很糟糕,這主要是因為6Lowpan是通過無線方式接入英特網。對6Lowpan安全的研究從研究網絡各層中的各種各樣的威脅開始,分為:物理攻擊、DOS攻擊、網絡層攻擊、傳輸層攻擊。
3.5 CCSA
CCSA 泛在網工作組成立較晚,目前各項標準正在緊鑼密鼓的研究中,尚未取得明顯工作成果,且多數標準文稿暫時都是保密的。在物聯網安全方面,CCSA的無線通信技術委員會(TC5)制定的《M2M業務研究報告》中,針對M2M 應用,對涉及的安全問題進行了闡述。
4 分析與討論
物聯網安全研究是各大標準化組織的研究重點之一,ETSI在完成安全需求階段工作基礎上,第二階段網絡架構也已經獲得初步成果。3GPP的研究重點在于移動網絡優化技術對安全的影響和設備接入安全問題,目前已經有了階段性的研究成果;3GPP研究了多種行業應用需求,其中包括安全需求,成果向應用的移植過程比較平穩,同時這兩個標準化組織注意保持兩個研究體系間的協同和兼容。ITU主要研究了泛在網中的安全問題,涵蓋面比較廣泛,任何與安全有關的話題都可以進行討論。IETF主要在6Lowpan網絡上討論了安全威脅與應對措施,并未形成工作組正式草稿。國際各大組織對物聯網紛紛啟動標準研究工作,雖取得一定進展和成果,但物聯網關鍵技術和協議尚未統一。
國內的標準化組織雖然起步晚,但對物聯網標準化的形成工作仍緊鑼密鼓地進行,并取得了一定的進展。但從本文對國內外物聯網安全標準化體系的研究與分析可以看出,國內標準化進程還存在一定的問題。本文提出三點建議。首先,需要加快標準化研究,建立物聯網產業技術同盟,建立跨行業、跨領域的標準化協作機制,積極參與制訂我國物聯網安全的相關技術規范。其次,確定核心研究方向,盡快形成統一標準。最后,攻破核心物聯網安全技術,掌握標準制定主動權。
參考文獻
移動通信研究方向范文6
就2014年移動通信的發展態勢而言,以正交頻分復用(OFDM)和多輸入多輸出(MIMO)技術為基本特征的第4代移動通信已在世界范圍內大規模商用部署,并成為無線移動通信的基礎技術,被逐步擴展到物聯網、車聯網等更為廣泛的應用領域。第5代移動通信(5G)已經成為世界范圍內信息技術領域的研究熱點。
2013年以來,歐盟、中國、韓國等國家與地區相繼啟動了相關重大研究計劃,力求在這一未來新的戰略制高點形成先發競爭優勢。按照目前的研究狀況分析,2014年5G發展尚處于基本概念與技術的探索時期,2015年之后將轉入標準化先期研究階段,2017年之后進入標準化征集階段,至2020年5G將具備規模商用技術條件。
相對于已有的移動通信技術,5G移動通信更加注重用戶的需求,并力求為用戶帶來全新的體驗。2014年得到廣泛討論的5G關鍵技術指標包含了用戶體驗平均速率、端到端傳輸時延等與用戶體驗密切相關的核心指標;移動交互式游戲、3D、虛擬現實及全息圖像等新型移動業務應用也將被納入5G系統的技術需求;此外,業界還試圖將5G的應用范圍從目前的人與人通信拓展至人機物協同通信、超密集連接物聯網、車聯網以及新型工業信息化等更為廣泛的領域。可以預見,5G移動通信系統的未來業務應用將邁上新的臺階,從而更為深刻地改變人類社會的行為方式。
1 支撐技術面臨突破
5G系統基本概念和支撐技術目前尚處于探索性研究階段,預計今后1~2年將在世界范圍逐步達成共識。近期受到重點關注的5G熱點技術包括大規模天線(Massive MIMO)技術、超密集組網(UDN)技術、軟件定義網絡(SDN)和網絡功能虛擬化(NFV)技術等。另外,移動通信新型頻譜開發與利用,包括毫米波新型資源開發、已有頻譜資源的動態共享利用等,成為業界普遍重視的未來5G研究方向。在點到點無線傳輸與多址技術方面,更為高效的新型波形設計也成為業界技術研究的重點。但應當看到,移動通信的升級換代歷程無不伴隨著無線資源復用效率的有效提升;盡管各種新概念、新技術令人眼花繚亂,但未來5G移動通信技術性能的大幅度提升還主要依賴于空間資源的深度復用和網絡功能的深度智能化;從現有信息理論綜合來看,進一步挖掘移動通信空間資源復用效率,將系統性能在4G的基礎上進一步提升1至2個量級是可行的,也可能是唯一的技術途徑。而大規模天線技術與超密集組網技術正是邁向這一途徑的可能解決方案,從而有望在5G候選技術中脫穎而出。
2 網絡構架初現端倪
對于5G基本網絡構架的演進與發展,盡管其走向目前尚不明確,但其網絡構架進一步“互聯網化和IT化”的基本發展特征已初現端倪。傳統移動通信核心網的概念將進一步弱化,更多的網絡功能(包括媒體分發、控制信令等)將可能“下沉”至基站分系統,在簡化整個5G網絡系統設計的同時,進一步降低數據平面和控制平面的傳輸延時,并通過數據平臺與控制平面的分離,實現數據平面的靈活管控以及網絡資源的高效調配和綠色節能。另一方面,通用計算與存儲平臺的能力飛速發展,加之云計算技術日益普及,將整個5G網絡構建在通用服務器、快速以太交換和云計算平臺上,并通過計算資源的隔離、動態調配與遷移實現5G網絡的軟件定義化和虛擬化正越來越多地受到業界重視。
3 發展方式面臨抉擇
5G移動通信系統是以演進方式發展還是以革命性方式的發展,也是業界普遍重視的問題。鑒于4G/LTE技術已成為移動通信發展的主流技術,如何在4G/LTE技術基礎上發展后相兼容的5G移動通信系統,是業界關注的首要發展方式。另一方面,5G移動通信將出現大規模天線、超密集網絡等全新技術,其網絡組網方式(如SDN/NFV等)與頻譜利用方式也將產生潛在的革命性變化,因此不能排除5G移動通信系統采用革命性發展方式的可能性。此外,新一代Wi-Fi技術(如IEEE 802.11ax/aj)也在快速發展之中,其應用場景與目前的UDN移動通信組網技術正趨于高度一致;可以預計Wi-Fi技術發展將進一步與蜂窩移動通信系統趨于融合,除兩種系統的頻譜利用方式有根本性的差別外,其基本支撐技術也有可能趨于統一。
4 未來展望