4G移動通信技術研究論文3篇

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第一篇：4g移動通信技術安全缺陷分析

在20世紀末期，第一代移動通信系統由美國ATQT公司研制成功，這在當時、在全世界引起了巨大的轟動，它標志著移動通信時代的開始。隨著社會科技的快速前進，移動通信技術也迅猛的發展，隨著移動通信系統第三代的出現，給人們在生活上和工作上都帶來了極大的方便。目前，人們的生活水平日益提高，第三代的移動通信系統已經不能滿足人們的需要，在傳輸數據方面還不夠成熟，接入速率有限，視頻的應用不夠理想，在這樣的條件下，促使了第四代移動網絡的快速發展。4G移動通信網絡的研發大大提高了系統的傳輸速度，增強了可容性，擴大了信息量，更快、更清晰，還能夠達到遠程控制，實現衛星通信定位等功能，彌補了3G技術的缺陷。

14G移動通信系統的概念

一般來講，4G移動通信技術分為分布網絡和廣帶接入兩種，它不僅能將信息技術以非?？斓乃俣冗M行傳遞，而且還可以對三維數據進行高質量快速的輸出。再有，4G移動通信技術，它有頻帶網絡和無線網絡等功能，不受時空地域限制，提供4G無線服務，在任何地方都可以接入互聯網，提供整理信息數據，方向定位與遠程監控等各類功能。另外，4G移動通信系統有一個高端的寬帶平臺，能夠與固定和移動網絡之間互相切換，這就體現了4G網絡具有多功能的集成性。

24G移動通信系統的技術

4G移動通信技術采用了蜂窩核心網、全數字、全IP技術，具有龐大的信息量，體現了它具有可容性，傳輸速度快，視頻圖像更加清晰，用戶通過視頻通話，集體通話，現場直播得到了優質的信號支持。另外，可以通過衛星無地域限制無線網系統收集信息，遠程控制等智能化服務。核心網絡能支持不同的接入方法，用戶通過自身設備的識別碼，通過分層結構，實現異構系統間的互操作。讓多種業務與核心網連接，確保具有良好的通用性和擴展性，其中，采用多入多出技術手段，表現出通信服務質量提高信息系統的實際應用效率，同時4G移動通信還設置了較多的發射天線，這樣就可以通過空間的復合使用以及分集增益來形成一個信息系統，這一信息系統可以支持信道服務。該技術核心功能是將古老通信系統當中的衰落因素轉變為優質的通信性能，這樣一來，工作的效率就會得到極大的提高，從而達到無線通信的最終目標。4G無線通信技術內容是將信道劃分為多個正交信道，并且將高速數據轉變為低速的信息，并且還要對所有的子信道進行分流調節，從而提高頻譜的使用效率，這樣就可以形成抗碼來防止高頻傳輸帶來的干擾，更好地為用戶提供信息服務。

34G移動通信技術存在的安全缺陷問題

目前，有不少原因影響了4G移動通信技術的安全發展，主要的因素是人為因素，而這一因素包含著兩個方面，一方面是人們在操作過程中所做的無意的錯誤，而另一方面則是受到一些黑客的攻擊使系統信息泄露，還有較難確保一定不出問題的瀏覽器及網絡系統服務器。由于研發的時間倉促，因此在技術上也存在著不成熟性。還有由于多數人無法掌握該技術，容易出現缺陷問題，特別是系統層的問題。最常見的現象就是系統出現死機，面對這一問題，要注重對該系統的研發，提高系統性能，避免出現病毒入侵的現象。它們通過對移動通信和計算機技術的掌握，因而會對移動通信技術帶來安全隱患。由于網絡在各種設備上的廣泛使用，因此一旦連接上網絡，就會給病毒的傳播創造機會。雖然4G技術在很大程度上已經有了質的飛躍，但大量的病毒還是會影響信息傳輸的效果，導致網絡發送信息緩慢，嚴重影響了人們的生活和工作。因此面對這些問題，不能光依賴用戶設備的系統去抵抗病毒的入侵，還需要開發商利用一些先進的殺毒技術來對4G移動通信系統進行有效的防護，從而達到保護用戶信息安全的效果。

4應對4G移動通信技術安全缺陷的解決策略

4G移動通信技術安全缺陷的問題，主要通過單純靠檢查和防范手段確保整個網絡系統的可靠性和安全性仍存在一定的差距。在當今的網絡通信時代，為了滿足大眾的需求，為他們提供更優質的信息服務，4G通信系統還具有自動化恢復以及防病毒入侵等層面的功能。任何系統都不會存在完美的安全措施，因此4G移動通信系統出現安全隱患和漏洞是不可避免的，但面對這一問題應該將其引發的損失程度控制到最小。所以，在研發4G移動通信技術系統的過程中為其設置了具有容災的能力，即使有天災人禍或其他原因導致的系統災難問題，也能快速準確恢復數據信息，并保障網絡信息系統的整體安全性和可靠性。

5結語

現在是高科技發展時代，隨著目前移動通信技術全面商用化，我國大部分的手機用戶將感受到4G技術給我們無論是生活上還是工作上都帶來了便捷，4G在移動通信領域上已經成為一種主導技術。但在技術飛速發展的同時，對待移動通信新科技技術應用要有一個認識，需要保持頭腦的冷靜與理智，正確看待存在的安全缺陷問題。通過積極的分析，采取有效的應對措施，擴大投資規模，提高研發技術的層次，推動相關技術深入發展，加強對安全缺陷問題的管控，有效防控應對的策略。因為4G移動通信技術前進的道路不是一帆風順，前面的道路仍是機遇與挑戰并存。只有保持清醒的頭腦，才能夠真正地激發出4G移動通信技術系統的綜合優勢，有效的彌補功能缺陷，提高數據的傳輸效率，做到符合時代的發展，滿足于社會，贏得廣大用戶的支持和認可。

作者:張琳琳 單位:黑龍江信息技術職業學院

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第二篇：4G移動通信技術在移動直播的應用

14G移動通信技術

4G即第四代移動通信技術，是集3G和WLAN于一體，能快速傳輸數據、高質量視音頻、圖像等的技術。4G相較于3G的優勢是顯而易見的，首先在于通信速度的提升，3G通信系統數據傳輸速率可達為2Mbps，而4G通信系統數據傳輸速率可達20Mbps，甚至最高能達到100Mbps；其次費用便宜，4G通信能提供一種靈活性非常高的系統操作方式，部署起來也更容易更迅速，并且運營商會考慮在3G通信網絡的基礎設施上采用逐步引入的方式，這樣能有效降低運行者及用戶的費用。4G技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。TD-LTE（時分長期演進），由3GPP組織涵蓋的全球各大企業及運營商共同制定。2005年6月，在法國召開的3GPP會議上，以大唐移動為龍頭，聯合國內廠家，提出了基于OFDM的TDD演進模式的方案，在同年11月，在漢城舉行的3GPP工作組會議通過了大唐移動主導的針對TD-SCDMA后續演進的LTETDD技術提案。到2006年6月，LTE的可行性研究階段基本結束，規范制定階段開始啟動。TD-LTE作為通信產業變革期的重要機遇，主要包含三大特點：其一，TD-LTE包含大量中國的專利，由中國主導，同時得到了廣泛國際支持，成為了國際標準；其二，上網速度快，能夠達到TD-SCDMA技術的幾十倍，使無處不在的高速上網成為可能；其三，產業發展速度快，與其他國際移動寬帶技術基本實現了同步發展，代表當今世界移動通信產業的最先進水平。FDD（頻分雙工）是該技術支持的兩種雙工模式之一，應用FDD（頻分雙工）式的LTE即為FDD-LTE。FDD模式的特點是在分離（上下行頻率間隔190MHz）的兩個對稱頻率信道上，系統進行接收和傳送，用保證頻段來分離接收和傳送信道。FDD模式的優點是采用包交換等技術，可突破二展的瓶頸，實現高速數據業務，并可提高頻譜利用率，增加系統容量。但FDD必須采用成對的頻率，即在每2×5MHz的帶寬內提供第三代業務。該方式在支持對稱業務時，能充分利用上下行的頻譜，但在非對稱的分組交換（互聯網）工作時，頻譜利用率則大大降低。從技術上講，兩大4G標準則各有千秋。首先，FDD-LTE通過兩個對稱的頻率信道來分別發射和接收信號，用保護頻段來分離接收和發送信道，其單方向的資源在時間上是連續的。而TD-LTE的發射和接收信號均在同一個頻率信道里不同時間進行，其單方向的資源在時間上是不連續的。它不需要分配對稱頻段的頻率，便可在每信道內靈活控制、改變發送和接收時段的長短比例，在進行不對稱的數據傳輸時，可充分利用有限的無線電頻譜資源。其次，FDD-LTE更適合廣域覆蓋，而TD-LTE更適合局域覆蓋。FDD-LTE的工作模式采用的是連續控制，適用于國家和國際間覆蓋漫游。而TD-LTE采用的工作模式是時間分割控制，適用于城市間高密度地區的局部覆蓋。當處于高度密集的熱點區域，TD-LTE的優勢就會體現出來。再者TD-LTE與FDD-LTE本質上共用一套標準基礎，在業務實現的技術上有著一定差別。TD-LTE節省頻道資源，適合熱點集中區域覆蓋；FDD-LTE的理論最高速度更快，基站覆蓋更廣，適合郊區、公路鐵路等廣域覆蓋。兩者混合組網是更好的選擇。

24G直播系統

當前，電視臺的現場直播方式主要依賴于衛星、微波等通信平臺，這兩種直播方式的優點主要是信號質量高、傳輸穩定、易于把控，同時缺點也很明顯，如采購費用高昂、操作復雜、易受天氣和地理位置影響等。而隨著4G網絡的全面覆蓋，其信道帶寬為實時傳輸視音頻提供了可能，4G直播系統也就應運而生。4G直播系統憑借其方便的使用性很快得到了消費者的青睞。4G直播與傳統衛星、微波直播對比如表1所示。應用4G網絡技術的電視直播平臺憑借其低成本、小巧便攜、操作簡易及視音頻相對流暢保質的特點，成為電視臺衛星轉播車的有效替代或備份方案。主要應用為對各類新聞節目、重大賽事、會議等進行直播報道；現場用專業設備錄制畫面，經SDI線連接4G設備通過4G信道高速回傳畫面等。系統硬件終端分為廠家視音頻專業傳輸設備和手機。廠家終端設備需結合攝像機使用，支持TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，設備可快速接入多家4G網絡，自動偵測各運營商4G信號強弱來動態選擇最佳信道并顯示在設備上。設備自帶一定容量的硬盤，可在回傳畫面的同時，將視音頻同步存儲在本地，以防信號不好，回傳畫面不佳時可用作重播之用。設備的功能結構圖如圖1所示。手機直播即通過手機實時采集視音頻信號，通過4G網絡發送給媒體采集管理服務器，演播室再將接收到的視音頻文件解碼成SDI信號用于直播。

34G移動直播系統在揚州臺的實際應用

鑒于4G移動直播的便利性、經濟性，臺里經過調研主要對美國品牌TVU、teraDek，以色列品牌LiveU，法國品牌AVIWEST以及國產品牌Glive、M-live等進行了測試。針對LiveU產品，測試了其LU70HD型號，還有更小的500HD型號，其尺寸約為70HD的一半。區別為70HD最多插卡8張，續航時間2小時，而500HD最大插卡4張，續航時間1小時。實測過程中，最大碼流至8Mb，平均碼流在3Mb左右。針對TVU產品，測試了全尺寸8200型號，也測試了半尺寸的mini型號。區別為8200最多插8張卡，用自產電池，而mini最多插5張卡，用小攝像機（260）電池，續航時間更短。實測過程中兩種設備平均碼流均在3~4Mb，回傳視頻畫面流暢性無明顯差距。針對Glive產品，測試了其小型化的2100型號，自帶外置電池，可更換，最多插5張卡，其中2張為內置卡。測試過程中，移動、電信、聯通4G卡各插一張，平均碼流約2~3Mb。M-live產品還有更新的V810系列即將于7月推出，功能略有增強，但不會明顯提升畫面流暢度。測試的V800產品在實測過程中插一張移動4G卡、一張電信4G卡、兩張聯通3G卡，實測傳輸碼流在1.5~3Mb。TeraDek產品尺寸小，可安裝于攝像機熱靴，內置電池，但與該產品連接的融合器必須使用大攝像機電池外置供電。實測過程中插兩張移動4G卡、3張聯通3G卡，傳輸碼流在1~2Mb。AVIWEST產品為法國品牌，其外形、大小與優聯產品類似，可內置8張SIM卡，使用V口大攝像機電池供電，其終端可連接外置移動寬頻天線，以增強信號接收。實測過程中使用3張移動4G卡、3張電信4G卡，采用高清格式，傳輸碼流穩定在6Mb左右。測試人員攜帶各廠家設備在揚州個園、京華城mall、凍青橋城鄉結合部、文昌路主干道及地下隧道、臺內地下車庫等地點進行測試，所有測試產品均支持3G、4G的多制式卡混插，測試中均采用廠家推薦的插卡方案，所有回傳信號為標清格式，并采集到非編軟件中以便對比各廠家設備的最終效果。綜合各因素考慮，最終我臺決定采用M-live設備及其方案。M-live移動直播系統工作流程為：媒體服務器實時接收移動終端經4G網絡傳輸過來的視音頻信號，演播室接收經媒體服務器SDI輸出口輸出的信號用于直播或保存到本地。其架構組成主要為：媒體服務器、移動直播終端、控制終端等。M-live移動直播終端有以下特性：支持直播、無損錄播、文件傳輸等多種工作模式，解決多應用場景問題；支持通話和遠程數字Tally，與傳輸設備無縫兼容，有利于導播和記者實時溝通交流；支持3G、4G、Wi-Fi、有線等連接等方式，充分利用周邊網絡；支持多運營商混合捆綁、智能負載檢測和分配，大大提高移動直播過程中的系統穩定性；輸入分辨率支持：NTSC標清、PAL標清、720P、1080i、1080P，輸入自適應；支持CVBS、SDSDI、HD-SDI、HDMI等信號輸入方式，采用優化的高效H.264編碼，碼流200k~25Mbps可調；可根據傳輸鏈路質量動態調整輸出碼流和編碼策略，在低速鏈路上最大可能保證信號傳輸流暢性；支持離線文件傳輸，可以將緩存的文件在鏈路建立后傳輸至服務器，支持斷點續傳；支持通過服務器遠程升級和控制。M-live媒體服務器最多支持64路移動直播終端同時接入，可以最多選擇16路進行在線預覽和8路進行SDI音頻加嵌輸出。輸出信號支持SDI音頻加嵌、SDI音頻解嵌、HDMI、CVBS等接口方式，支持多運營商混合寬帶接入，只能判斷移動終端接入鏈路并為其分配合適的寬帶接入地址。根據設置支持直播、無損錄播、文件傳輸等多種工作模式，可以與播出、非編、收錄等生產系統無縫對接。支持通話和遠程數字Tally，跟傳統設備無縫兼容，有利于導播與現場記者實時交流和溝通。輸出分辨率支持：NTSC標清、PAL標清、720P、1080i、1080P等可調，可以通過管理程序對服務器進行遠程升級和運行參數配置。支持冗余電源、2~4個千兆網口，標準1U或者2U機架設備。M-live控制終端支持最多16路同時在線監控和預覽；支持輸出切換控制，最多支持同時8路SDI實時輸出控制；支持錄播文件預覽、輸出和下載，滿足直播、非編和收錄等業務需求；支持遠程對終端進行實時配置和監控，可以遠程修改終端運行參數。M-live文件傳輸終端支持文件上傳并存至M-live移動終端；支持在線文件同步傳輸，將用戶的新聞素材傳輸至服務器；文件傳輸過程可以充分利用M-live移動終端的混合捆綁功能，大大提供傳輸效率；支持斷點續傳，在鏈路恢復后可自動恢復傳輸，無需人為干預。

4總結

4G移動通信技術相較于3G移動通信技術在帶寬、穩定性上都有了較大提升，而4G移動直播系統基本上都支持多運營商、多卡混插，甚至在4G信號不夠好的地方混插3G卡來穩定傳輸信號，技術的進步使得4G移動直播從理論走向實際應用，并逐步得到推廣。我臺使用4G移動直播系統已經有一段時間，從節目效果來看，回傳畫面聲音的流暢度、畫面質量基本都達到直播要求，以前使用3G移動直播時出現的卡頓、畫面拖拉等現象沒有再出現過。4G網為無線公用網絡用作直播使用時，其回傳畫面連續性、畫質和時延均受運營商基站覆蓋范圍以及網絡擁堵程度影響。在測試過程中，我們也發現測試地點、人數會對回傳畫面有一定的影響，所以在實際應用中可考慮與運營商簽訂協議，以保證直播時使用的4G卡可以優先搶占帶寬。

作者:韓龍生 朱斌 范袁飛 單位:揚州廣播電視傳媒集團

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第三篇：4G移動通信技術在消防工作中的運用

消防工作是一項事關生命及財產安全的重要工作，而消防通信保障又為消防工作提供了重要保障和信息支撐。因此，信息的及時高效傳遞對于消防指揮營救搶險來說是非常必要和重要的。4G通信技術的成熟與發展，對于消防工作不僅可以為消防滅火救援提供高速可靠的信息通道，也是消防信息化建設的一項重要內容。

14G通信技術的內涵

科技的發展帶動著電信通信技術的不斷發展，從語言文字為主向著數據傳輸為主的方向發展?，F代通信技術主要目的是為人們的見劉與溝通提供更為方面便捷的信息傳遞渠道。隨著社會的進步，現代化通信技術中以4G移動通信技術發展和應用最為廣泛，4G是指第四代移動通信及其技術，包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式，它是WLAN和3G的聯合體；是當前移動通信技術正式使用的速度最快的通信技術，它的數據傳輸效率可以達到100Mps，是3G網絡數據傳輸速度的50倍[1]。廣泛應用于社會各個方面，它傳輸速率快的特點與消防救援的需求不謀而合。

2現代通信技術的特點

4G移動通信技術作為最新最先進的移動通信技術，它具有多種優勢和特點。①傳輸速度快，能達到100Mps，優于3G通信技術；②它具有極強的靈活性和智能性，幾乎不受時間和地域的限制，可以應對和處理數據傳輸過程中各種變化的業務流[2]；③它具備傳輸高清圖像的功能，在遠程的圖像及視頻信息傳輸中，對方的接受速率快；④它具有極強的兼容性，不僅可以連接不通的移動端口，連同手機和網絡，還能實現多樣化的終端信息服務?？傊?，4G移動通信技術以其高速傳輸、高效通信的優勢在目前的移動通信技術中獨樹一幟，它與火災消防救援中的“快，準，急”工作要求正好對應，將4G通信系統應用于火災的救援，可以提供多方面的通信應急服務.

3當前消防通信工作現狀

目前消防通信工作的發展是與當前經濟的發展相協調的，而仍然存在許多問題。①消防工作思想觀念還較為陳舊，地方經濟與消防通信發展不平衡，存在過于注重經濟發展而忽視了消防通信的發展，消防通信工作上經費投入不足；②消防通信設備不健全，設備技術更不上消防救援新新形勢，通信技術上還停留在過去的人與人之間的電話通信，或是350MHz模擬通信等消防通信水平，在發生特大火災的情況下，無線通信的信號覆蓋范圍、通話質量及數據傳輸能力都會遇到嚴重的不足，將影響火災救援的進度，導致救援現場的指揮混亂；③官兵的消防通信知識缺乏，缺少先進的通信設備，同時消防人員也缺乏對新通信設備和技術的知識掌握。消防官兵作為消防工作的主體，對各類通信方式的使用是做好火災搶救工作的有力保障，對此消防部門需要加強通信技術知識的培訓，應用于實際救援工作。

4現代化通信技術在消防工作中的應用

4.1建立現場網絡連接

在消防實際救援工作中，由于作戰目標的不確定性，所以隨機問題較多，消防救援對象的時間、地點及火情都有著很大的可變性。所以，傳統的通信和指揮系統不能在有效的時間內處理和應對復雜的災害現場，也不可能將龐大的消防指揮中心轉移到火災現場?？紤]到實際火災現場條件的限制，在短時間內要完成救人、控制火勢蔓延等作戰目標，火災現場需要與指揮中心連成一線，以4G移動通信技術為主的通信技術就為實現指揮提供了有效的數據傳輸網絡途徑，它不僅可以接收現場的數據信息，還能為指揮中心反饋火災現場有價值的數字、文字及圖象信息。例如，消防指揮和通信人員需要隨時與指揮中心保持通信聯系，利用4G通信技術，在PDA或智能移動終端上可以將火災實時情況包括火情進展、各個消防車輛到場營救進度及各個指揮員的救災行動等進行及時匯報和記錄，讓消防指揮中心在不在場的情況下及時了解火災動態。此外，在火災現場，指揮中心與現場火災指揮人員可以對現場建筑物圖紙實現實時傳遞，指揮中心的數據庫中可調出現場受災建筑物的平面圖、立體圖及內部結構圖，并利用4G通信網絡傳輸到現場指揮人員的移動終端上，幫助救援人員了解建筑物情況，及時展開有效救援。

4.2傳輸火災現場圖像

近年來隨著4G圖象傳輸技術的成熟，很多地方已經采取4G方式將圖象信息傳輸到后方指揮中心，為解決火災現場圖象采集、傳輸等問題；并將4G圖象傳輸設備大量投入實戰運用，保證了將現場第一時間的火災情況傳輸到指揮與調度中心，提高了應對現場火情處理工作的應急能力，防止現場火災突發狀況的失控和加重。采用4G通信技術傳輸現場災害救援信息，以綜合管理平臺為載體，這些網絡軟件系統包括客戶端軟件、PDA、手機APP、綜合調度軟件及移動終端瀏覽軟件，不僅可以提供現場災害救援的實時聲音、圖像、視頻，也可以廣泛用于各類網絡視頻監控系統，實現音頻、視頻的數字化、應用多媒體化的通信管理，滿足指揮調度可視化和扁平化需求，為消防指揮中心和調度部門提供最新的火情動態情況[3]。4G通信技術傳輸圖像更清晰、更快，比較3G的通信技術有更廣的應用前景，對消防工作的指揮帶來必然的變革。

4.3實現實時監控調度

消防部門在傳輸火災現場信息上一方面是消防單位領導對車輛圖像監控的需要，另一方面也是針對部分城市火災高危單位的遠程監控的需要。消防部隊在消防工作中較為關心消防車輛的行駛狀況，例如行駛途中是否擁堵、水箱情況是否良好等，4G通信技術可以為消防單位領導及指揮部門實現救火車輛調度提供行車軌跡、時間的定時圖象監控，從車輛出動、出水到救援全程監控，也為后期單位總結做到有案可查、有據可查。此外，現代消防工作向著“防消結合”的趨勢發展，在一些火災高危單位、樓房更需要做好消防遠程監控工作。借助一些基于中國電信、中國聯通及中國移動運營商之上的4G通信技術，可以有效實現對城市火災高危單位及樓宇的監控。在現實中，城市火災高危單位分布較為分散，城市間高樓林立，高速地鐵隧道各類道路復雜、部分地區山脈河流阻擋，這有線通信的使用造成難度。應用4G通信技術可以克服諸多監控難點：①克服了公共無線網絡的問題，包括其固有的抖動效應、鄰頻道干擾、同頻道干擾、互調干擾及阻塞干擾等問題下圖象質量不高的難題。②考慮到監控設備的經濟投入，4G通信技術可以采用終端形式火災高危單位及樓宇實施監控，代替架設電纜的成本投入，確保了監控通信系統的經濟性和可靠性。③4G通信傳輸流量會隨著圖像的質量要求變化而變化，在監控系統中，根據靜止和動態圖像的傳輸要求，4G通信流量會作出適應性調整，為消防部門監控分析提供靈活性、可擴充性的監控信息。

5結語

綜上所述，隨著通信技術的發展，以4G為代表的通信技術廣泛應用于社會經濟各個領域，消防作為關系國民生活安全的重要工作方面，其“快，準，急”的工作要求正需要4G為代表的通信技術的支持。本文立足通信技術及消防通信工作現狀，對以4G為主的通信技術在當前的消防工作中的應用作了探討，希望對讀者在研究現代通信技術在消防工作中的應用方面有所幫助。

作者:姚偉 單位:湖北省消防總隊宜昌支隊

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