城市4G无线通信论文

第四代移动通信

4G指的是第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快20倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。

一、移动通信发展的背景

移动通信是移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。随着电子技术的发展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。

1、第一代移动通信技术（1G）

主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术。由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途温游，只能是一种区域性的移动通信系统。

2、第二代移动通信技术（2G）

主要采用的是数字的时分多址（TDMA）技术和码分多址（CDMA）技术。主要业务是语音，其主特性是提供数字化的话音业务及低速数据业务。它克服了模拟移动通信系统的弱点，话音质量、保密性能得到大的提高，并可进行省内、省际自动漫游。

3、第三代移动通信技术（3G）

与从前以模拟技术为代表的第一代和目前正在使用的第二代移动通信技术相比，3G将有更宽的带宽，其传输速度最低为384K，最高为2M，带宽可达5MHz以上。不仅能传输话音，还能传输数据，从而提供快捷、方便的无线应用，如无线接入Internet。能够实现高速数据传输和宽带多媒体服务是第三代移动通信的另个主要特点。

二、4G移动通信简介

第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。第四代移动通信系统的提供便是希望能满足提供更大的频宽需求，满足第三代移动通信尚不能达到的在覆盖、质量、造价上支持的高速数据和高分辨率多媒体服务的需要。 三、4G系统网络结构及其关键技术

LTE无线通信论文

LTE无线通信论文预读: 摘要:一LTE无线通信技术与物联网技术的结合

1LTE无线通信技术 LTE是LongTermEvolution的简称,主要将其看作3G向4G演变的一种新型的通信系统,替

代了传统的2G/3G的通信系统.以OFDM以及MIMO等技术为核心的LTE无线通信技术,

具有较高的下载能力,同时还能够哎20MHz的频谱宽带上提供上下行分别为50Mbps、100Mbps的高峰值速率.除此之外,该技术还可以使边缘用户的性能得到提升、使系统的延迟

性得到降低.由此可见,LTE无线通信技术和传统的通信技术相比,其存在的诸多优势能够极大的满足现阶段物联网发展过程中的各项需求. 2LTE无线通信技术与物联网技术的结合

在物联网的主流业务模型中,有各种类型的业务、数据包频库、属性、终端密度等等,但是

物联网的数据模型和QQ一样,模型较小、频率较高,因此极易使网络资源出现浪费的现象,

从而导致网络效率较低,这一现象对物联网的发展产生了极大的阻碍.面对该种情况,LTE无线通信技术与物联网的结合就显得尤为重要.两项技术相互结合有着重要的意义.一方面,和

传统通信技术不同,LTE无线通信技术作为发展的新型技术,LTE的终端在LTE与物联网技术

相结合以及创新过程中发挥着非常重要的作用,而且物联网的各项应用要想得到快速发展,需

要借助LTE技术终端的普及和推广来实现.另一方面,随着信息技术的快速发展,物联网信息

的种类以及数量等都在不断增加,因此需要分析的数据量也在随之上升.与此同时,各种异构网络或者是两个以上系统之间的数据融合问题以及如何更加合理、有效的处理、整合数据信

息等问题都成为物联网现阶段面临的重要难题.但是在这个LTE无线通信技术发展的时代,

与物联网技术的相结合,可以更好的解决这一问题.对于物联网感知层面而言,LTE终端不仅

需要对LTE天线以及LTE射频分别与射频识别、定位系统等技术进行研究和分析,还需要对LTE基带与射频识别基带的多模集成技术进行研究.在这些方面,LTE无线通信技术发挥着重要的作用.对于物联网的网络层面而言,2G/3G、WIFI以及有限网络是现阶段应用最为广泛的

r=j■莫晏光苏佳佳／广东工程职Ⅻ激术学院(广州󰀀摘要：介绍了软件无线电技术的组成结构及其典型的平台设计方案．结合新一代的4G通信理念．强调了软件无线电技术在未来信息通信中的重要性及面临的挑战。关键词：4G；软件无线电：DSP中图分类号：TN929．5文献标识码：B文章编号：16731131(2008)03—057—03前言20世纪末出现的因特网，标志着人类社会进入到一个崭新的信息化时代．在这个新的科技时代人们对信息的需求急剧增加．信息量象原子裂变一样呈爆炸式增长，传统的通信技术已经很难满足不断增长的信道容量的要求。4G通信将提供以太网的接入速度(如10Mb／s)．把3G通信和wiMax技术结合在一起，充分提供集成无线局域网和广域网的服务”】。软件无线电技术广泛应用于无线电通信领域，由于其优良的特点，很快渗透到整个无线移动通信领域，特别是在即将走向商用前夕的第四代移动通信领域的应用。作为4G通信的关键技术．软件无线电技术再一次证明了它在通信领域中的的优越的灵活性、智能性、兼容性。一、软件无线电技术软件无线电(SDR)是20世纪90年代初提出的通信新概念和新技术。其中心思想是构建一个具有开放性、标准化、模块化的通用数字硬件平台．通过实时的软件控制，实现各种无线电系统的通信功能．并使宽带模数转换器(A／D)及数模转换器(D／A)等先进的模块尽可能地靠近射频天线的要求。一—萋戛无萌疆疆刁萌罚甬玩夏1．1软件无线电的关键技术软件无线电系统结构如图一所示㈤耋挈曼宽lc：d射频部分带天线r’—l高速k—DSP部分A．口A部r—1图1软件无线电系统结构图A．D接口部分其关键技术主要有：(1)多频段宽带天线天线部分应能够覆盖全部无线电的通信频段(0．3MHz3GHz)．要求每个频段的特性均匀．以满足各种业务的需求。主要包括组合式多频段天线及智能化天线技术。(2)射频部分射频部分要求工作频率高、带宽宽，应与A／D或D，A转换器匹配，在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务；接收时实现滤波、放大、下变频等功能，采用高频模拟器件实现．并用软件对其功能和参数进行设置。主要有模块化、通用化收发双工技术，多倍频程宽带低噪声放大器技术。(3)A／D、D／A部分在软件无线电的中心思想中，宽带高速A／D转换器必须尽可能地靠近射频天线，最大限度地进行数字化处理．这就要求A／D、D／A转换器有较高的采样速率、足够的带宽和较高的采样精度．并要满足奈奎斯特抽样定理。实际应用中一般采用低分辨率的A／D转换器．当A／D技术不能满足要求时．可以采用并行A／D转换的方法以保证较宽的动态范围。(4)数字信号处理器57维普资讯 穗　傺　数字信号处理器是软件无线电所必须的基本器件，对　数字信号的处理任务全由ＤＳＰ承担。主要包括数字上下变　频、中频数字滤波、基带数字滤波、调制／解调、信道均衡、　交织／去交织、定时、同步、信源编／解码、数据加／解密．　跳频／解跳、扩频／解扩等功能，要完成如此巨大的信号　处理运算．必须采用高速ＤＳＰ芯片。从当前芯片的制造水平　看　可采用数字信号处理技术ＤＳＰ、专用集成电路ＡＳ　、可　编程门阵￣ＩＪＦＰＧＡ以及这几种技术的结合来提高数据处理　能力。　（５）软件技术　软件是软件无线电的”灵魂”．要求对硬件平台具有独　立性　以便硬件模块的更换和软件升级．因此软件的开发　要采用模块化、结构化设计。软件技术中还包括软件下载问　题，给出的要求是快速、易于使用、安全可靠。目前考虑的　有静态下载方式、伪静态下载方式、动态下载方式．当然还　要考虑软件下载的论证、安全和协议等等。　２．２典型的软件无线电平台的设计　由于当前技术的限制．ＳＲ技术的实现除少数载波频率　较低的应用外．一般无法采用射频直接采样的方法　而是折　中为中频、基带或者是射频带通采样等实现方法。随着技术　的进步．最终能够实现对射频信号的直接数字化采样．即理　想的ｓＲ。当前的制约因素除了ＡＤＣ的转换速度之外．更为　关键之处在于后续数字处理平台的运算速度。随着采样速　率的不断提高和信号处理算法的日益复杂．后续需要的运　算量呈几何级数增加。因此．在数字处理平台的发展过程中　出现了许多不同结构”　。　（１）采用通用ＤＳＰ芯片　采用通用ＤｓＰ处理芯片是最传统的处理方法．同时由　于大量源代码的积累和软件开发语言的易于使用　ＤＳＰ成　为了开发周期最短的器件之一。但由于其结构的限制．ＤＳＰ　大多数指令只能串行进行处理．因此对于需要较大处理量　的运算．在单核的ＤＳＰ芯片上　只有通过提高时钟频率的方　法来进行，但这带来了更多的功率消耗。　（２）采用可重配置的ＦＰＧＡ芯片　目前ＦＰＧＡ芯片的设计成熟度还不如ＤＳＰ芯片．采用　ＦＰＧＡ芯片进行设计的优点在于ＦＰＧＡｎ…ｅ够快速完成需要　进行并行处理的运算，符合现代信号处理的发展趋势　并且　由于ＦＰＧＡ芯片具有可重配置的特性．所以开发的成本与工　作量比ＡＳＩＣ／Ｊ＼很多。为了达到通用可重配置性，在完成同　样的逻辑功能时，ＦＰＧＡ￣ＬＡＳＩＣ需要更多的晶体管．这就　给ＦＰＧＡ内部的布局、布线带来了压力。也正因为如此．在同　５　８薹融　样的运算速度下完成同样的功能时，ＦＰＧＡ的功率消耗比　ＡＳＩＣ要大得多。　（３）采用通用的运算芯片　采用通用ＣＰＵ－￣是处理大量数据的一种方法。由于市　场因素的推动．当今ＣＰＵ技术已经比较成熟。而且具有较快　的运算速度．并且由于计算机（ＰＣ或工作站）的操作系统相　对成熟，软件编制与调试比较容易．因此使用通用的工作站　或ＰＣ来对数据进行处理也是可行的办法由麻省理工学院　（ＭＩＴ）进行的Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒａｄｉｏ系统研究正是基于这种结构进　行的。　（４）采用参数可定制的ＡＳＩＣ芯片　实现对速度要求比较高的特定功能时．为了达到要求　的运算速度　且消耗较少的功率，可以选择使用ＡＳＩＣ来处　理。例如，要实现某个对运算速度要求较高的Ｆ１Ｒ滤波器　时．由于选用了参数可定制的ＡＳＩＣ．滤波器的阶数和滤波器　系数都可以通过软件编程来输入。这样对于不同的应用场　合　只需要进行软件程序上的更新就可以满足新的需求。　二、４Ｇ通信　随着近年来３ＧＰＰ各版本标准的逐一制定完成，特别是　Ｒ９９版本已相对成熟　３Ｇ网络的建设呈现出一触即发的势　头．而３Ｇ牌照的发放将极有可能成为我国３Ｇ建设的触发　点。然而，由于３Ｇ系统本身所具有的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将目光更远的放向了　“后３Ｇ技术”（ＩＭＴ－－２ＯＯＯＢｅｙｏｎｄ）．也可以称为４Ｇ甚至是　５Ｇ技术　在４Ｇ通信系统中．各种针对不同业务的接入系统　通过多媒体接入系统连接到基于ＩＰ的核心网中　形成一个　公共的、灵活的、可扩展的平台．网络的连接如图二所示。　

２０１６年１２月下　

基于４Ｇ通信技术的无线网络安全通信　

刘锫泽，李严，王安赢（沈阳理工大学，辽宁沈阳１１０１５９）　

【摘　要】近年来，无线通信技术与网络技术随着科技的进步得到了十分迅猛的发展，但其在使人们的日常生活变得更加便捷的同时，也带来　

了许多问题。４Ｇ通信技术的推广和普及使无线网络的便利性得到了越来越多的用户的关注与认可，但其安全问题始终未能得到彻底的解决。　

本文旨在对４Ｇ通信技术进行简要介绍，并对无线网络安全通信进行分析，希望能为使用者的通信安全问题提供帮助。　

【关键词】４Ｇ通信技术；无线网络安全　【中图分类号】ＴＮ９２９．５３　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１００６—４２２２（２０１６　１２４—００８３—０１　

４Ｇ通信技术是移动通信行业的新产品之一．就目前而　

言．其为人们的日常生活提供了许多便利，也使人们对无线通　

讯技术的依赖迹渐加深。从总体上来看，其最急需解决的问题　

无疑是４Ｇ技术中存在的安全隐患，只有尽可能解决这一问　

题．才能避免无线Ｎ络安全通信在日后的进一步发展受到影　

响　接下来．笔者将结合工作经验谈谈自己的认识与理解。　

１无线网络通信技术概述　

一般来说，无线网络可分为局域网、个域网、广域网、城域　

网等几类，其划分依据主要是覆盖范围，４Ｇ网络无疑应归入　

无线广域网之一。由于无线广域网具有着蜂窝覆盖、全球覆　

盖、高速移动、无缝切换等诸多特点，所以得到了许多用户的　

青睐和支持。无线个域网则有着更强的针对性，主要为特定用　

户提供服务．虽然辐射范围相对较小，但其有着更强的服务　

性．更能通过无缝无线连接技术给用户提供诸多便利。与无线　

个域网相比，无线局域网的复杂程度更高，其工作主要是借助　

无线终端来对　线节点进行访问．从而达到各个用户间的通　

信．在各类通信技术中较为常见。　

２　４Ｇ通信技术的无线网络安全问题与对策　

分析　

２．１　４Ｇ通信接入系统及其移动终端　

４Ｇ核心网实际上是全ＩＰ网络，即其承栽机制、网络资源