无线通信技术运用状况及其进展

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无线通信技术运用状况及其进展

 

全球通信技术发展迅猛,可谓是日新月异,尤其是最近短短两年的时间,无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术,呈现出如火如荼的发展态势。无线网络从模拟通信已经发展到了数字通信时代。通信设备在兼容原有模拟功能的基础上完全实现了数字话音、数据、传真、图像等业务的传输。内容丰富的无线网络服务依赖于先进的无线通信技术,未来的用户还可以对无线网络服务提出更高的要求,这将进一步促进无线通信技术向前发展。总结近年无线通信技术发展的成绩,认清存在的问题,发挥不同技术的个性,综合布局,解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求,使无线通信网络的整体优势和综合能力发挥最大功能。科学地认识无线通信技术的发展前景,对于工程技术人员来说是具有可探讨意义的。   一、无线通信技术的应用现状概述   目前,无线通信领域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、WiMax、UWB、Wi-Fi以及RFID等几大技术热点。3G则是如今蜂窝通信技术的主流,在全球范围内也已经大规模的商用,技术日趋成熟,可以说今后十年无疑将会是3G移动通信系统正兴的时期,而到了十年以后则将会是第四代移动通信的天下。LTE-Advanced和802.16m正是国际电信联盟在最近才刚刚为新一代移动通信(即4G)确定的国际标准,而其中的LTE-Advanced就包含了我国提交的具有自主知识产权的技术标准TD-LTE-Ad-vanced,它是LTE-Advanced的TDD(时分双工)分支。我国主要的两大无线运营商———中国移动和中国联通—公司为国内无线用户提供2G的业务服务,服务内容包括话音、数据、电子邮件、网页浏览等,数据速率大致在10~200kb/s范围。同时电信企业推出了中国自主知识产权的3G无线网络TD-SCDMA。2009年年初,三大运营商获得3G牌照标志着中国正式进入了3G时代,转眼间中国进入3G时代已经快三年了,而在这近三年的时间里中国的通信市场发生着微妙的变化。从2011年开始,3G手机已经逐渐普及,高配的终端让用户切身实际的享受到了3G网络给生活带来的便利,而用户的选择也慢慢的开始发生了改变,以2G为代表的中国移动用户群逐渐的向中国联通、中国电信3G网络迁移。   二、无线通信领域的技术解析   前文对无线通信领域的发展情况作了概要性介绍,以下将重点就当前无线通信领域的热点技术做简要分析。   1、引领潮流的3G技术   第三代移动通信3G格外引人瞩目,已成为无线通信产业的最大热点。从技术角度来看,3G主流技术已经基本成熟。cdma2000由于技术本身的平滑演进特性,进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响,阻碍了商用进程,但目前主体标准已经定型,具备了规模商用的基础。TD-SCDMA技术要相对滞后一些。总的说来,当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。我国对3G一直采取积极稳健的态度,目前,我国正在进行第二阶段的网络技术试验,或称外场测试。自今年3月起,开始启动WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA的测试工作,由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。测试的重点包括:3G网络覆盖、容量等性能试验;不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存;各种3G业务及业务兼容性试验;3G终端和系统之间互操作试验;3G和2G之间的互操作试验。预计此阶段试验将在今年10月份完成,试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。由于此次试验由运营商参与,且属于网络试验。因此,预计若此次试验结果令人满意的话,我国的3G牌照发放工作有可能顺势展开。   2.3.5GHz宽带固定无线接入技术   3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS,是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术。今年4月份,第三批3.5GHz宽带固定无线接入频率评选(招标)工作在我国进行,使MMDS技术在我国的应用进一步扩大,这也使3.5GHz固定无线接入技术成为今年业界的热点之一。在此次评选(招标)工作中,中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通五大运营商分别获得河北、山西、内蒙古等27个省(区)的3.5GHz频段230MHz频率使用权,并将获准经营相应电信业务。加上此前的两次3.5GHz频率使用权分配,我国3.5GHz频段已在绝大部分地区分配完毕。这表明,我国的3.5GHz宽带固定无线接入进入了规模商用。   3.WLAN标准   无线局域网技术WLAN(Wi-Fi),其技术标准为802.11,可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络,支持11Mbps的无线接入。作为近年来的一项新技术,WLAN在欧美等国快速发展,在我国近两年也得到了几大运营商的追捧。而自去年开始的WAPI标准之争,吸引了全球的关注目光。之所以出现WAPI标准之争,除了国家出于自身信息安全的考虑外,我国无线通信设备厂商希望成长壮大,占领新兴技术市场的渴望也是重要因素。但该标准的无限期推迟,也暴露出一些问题。那就是,我国的无线技术的核心能力,与国际水平相比还有一定差距,还难以撼动国际主流的技术集团。同时,我国通信技术标准的制订策略,还存在封闭性的问题,这也是其受到国际社会普遍攻击的重要原因。当然,WAPI标准的推迟执行,也是出于更大的国家利益的考虑。   4.宽带无线技术新宠WiMAXWiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicro-waveAccess,即全球微波接入互操作系统,其技术标准为IEEE802.16。WiMAX也组织了自己的联盟。目前这个联盟已经发展了数十家会员,该联盟由In-tel牵头,我国中兴通讯也名列其中。WiMAX的目标是促进IEEE802.16的应用。据了解,近期,英国电信(BT)、法国电信、Qwest通信公司、Reliance电信和XO通信加入了WiMAX论坛,目前WiMAX论坛已经拥有98个成员,运营商占25%。今年初,Intel也宣布,下半年开始将会在其生产的芯片中部分采用WiMAX标准。   5.超宽带无线接入技术UWBUWB是一种时域通信技术,它采用超短周期脉冲进行调制,把信号直接按照0或1发送出去,而不使用载波,这与此前的无线通信截然不同。脉冲调制产生的信号为超宽带信号,谱密度极低,信号的中心频率在650MHz~5GHz之间,平均功率为亚毫瓦量级,抗干扰和多径的能力强,具有多个可利用信道。与CDMA系统相比,时域通信系统结构简单,成本相对较低。UWB技术具有高速率、低成本、低功耗的显著特性。UWB最引人注目的特点是具有很高的数据传输速率。XtremeSpectrum公司预测,他们即将开发出的产品具有在10米内传输约100Mbps的能力,Intel则把目标定在了500Mbps。#p#分页标题#e#   三、无线通信技术的发展趋势分析   通过对无线通信技术的科学认识,在理论的基础上结合市场发展需求,笔者觉得,在我国无线通信技术目前的发展前景可以总结为以下四个方面的内容。   1、通信领域网络和技术的一体化。鉴于资金和技术及市场需求等原因,对当前较多种类的无线网络,通过融合的方式实现异构网络的互连互通,成为通信网络,是通信技术发展的前景之一。网络的融合主要体现在:核心网的融合、接入网的融合、业务的融合和终端的融合等。不同的接入网络需要协同工作以支持用户在异构无线环境中的无线漫游。由于用户业务需求的广泛性,未来的无线通信系统必须实现多种功能的综合集成:IP业务和非IP业务的综合;话音、数据和图像等业务的综合;多MAC接入的综合;无线传输模式的综合;服务模式的综合等。   2、无线高频谱的应用。无线频谱的当前使用状况异常拥挤,无线电频谱已成为稀缺资源。新的通信机制也能提高频谱的使用效率,这种新的通信机制就是近年发展起来的认知无线电技术。认知无线电技术能够认识感知并判断其操作工作环境,能够通过训练去动态地和自适应地调整自己的操作参数以适应无线环境和通信网络。   3、宽带网络局域无线接入。通信系统通过接入网络,为用户提供业务服务,由于用户的移动性,无线接入方式必将成为未来接入技术的重要发展方向,其中UWB、WLAN和WiMax无线接入技术引起了广泛的关注。UWB技术具有高传输速率、低发射功率、结构简单、抗干扰能力强和安全性高的优点,主要用于雷达探测、精确定位、无线个人局域网和家庭无线网络等领域。   4、市场对通信提出保密性要求。无线通信容易暴露出通信双方的信息,现在越来越多的用户要求在通信时采取与之相适应的保密手段。通过深入分析会发现电台中的通信与保密在很大程度上可以相互结合,降低无线信道的开销,在技术体制上,完全可以实现通信同步与保密同步二合一,跳频图案由保密算法导出等,一方面减少了通信频谱的开销,另一方面使得侦察和破译的概率大大降低,充分发挥出通信与保密相结合的优势。我们相信,无线通信技术发展的明天会更美好,将会给用户带来更多的便利。   五、结束语   无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾,用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾,因此,决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段,从全局和长远的眼光出发,采取一体化的思路规划和建设网络。发挥不同技术的个性,综合布局,解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求,达成无线通信网络的整体优势和综合能力。总之,无线通信中期未来的发展趋势表现为:各种无线技术互补发展。