無線通信技術及其發展趨勢研究

侯連營

(鄭州大學西亞斯國際學院，河南鄭州 451100)

無線通信技術及其發展趨勢研究

侯連營

(鄭州大學西亞斯國際學院，河南鄭州 451100)

全球通信技術發展迅猛，可謂是日新月異，尤其是最近短短兩年的時間，無線通信技術的發展速度與應用領域已經超過了固定通信技術，呈現出如火如荼的發展態勢。無線網絡從模擬通信已經發展到了數字通信時代。通信設備在兼容原有模擬功能的基礎上完全實現了數字話音、數據、傳真、圖像等業務的傳輸。內容豐富的無線網絡服務依賴于先進的無線通信技術，未來的用戶還可以對無線網絡服務提出更高的要求，這將進一步促進無線通信技術向前發展。總結近年無線通信技術發展的成績，認清存在的問題，發揮不同技術的個性，綜合布局，解決不同區域、不同用戶群對帶寬及業務的不同需求，使無線通信網絡的整體優勢和綜合能力發揮最大功能。科學地認識無線通信技術的發展前景，對于工程技術人員來說是具有可探討意義的。

一、無線通信技術的應用現狀概述

目前，無線通信領域主要包括3G、TD－LTEAdvanced、WiMax、UWB、Wi－ Fi以及 RFID 等幾大技術熱點。3G則是如今蜂窩通信技術的主流，在全球范圍內也已經大規模的商用，技術日趨成熟，可以說今后十年無疑將會是3G移動通信系統正興的時期，而到了十年以后則將會是第四代移動通信的天下。LTE－Advanced和802．16m正是國際電信聯盟在最近才剛剛為新一代移動通信(即4G)確定的國際標準，而其中的LTE－Advanced就包含了我國提交的具有自主知識產權的技術標準TD－LTE－Advanced，它是LTE－Advanced的TDD(時分雙工)分支。

我國主要的兩大無線運營商——中國移動和中國聯通—公司為國內無線用戶提供2G的業務服務，服務內容包括話音、數據、電子郵件、網頁瀏覽等，數據速率大致在10～200kb/s范圍。同時電信企業推出了中國自主知識產權的3G無線網絡TD－SCDMA。2009年年初，三大運營商獲得3G牌照標志著中國正式進入了3G時代，轉眼間中國進入3G時代已經快三年了，而在這近三年的時間里中國的通信市場發生著微妙的變化。從2011年開始，3G手機已經逐漸普及，高配的終端讓用戶切身實際的享受到了3G網絡給生活帶來的便利，而用戶的選擇也慢慢的開始發生了改變，以2G為代表的中國移動用戶群逐漸的向中國聯通、中國電信3G網絡遷移。

二、無線通信領域的技術解析

前文對無線通信領域的發展情況作了概要性介紹，以下將重點就當前無線通信領域的熱點技術做簡要分析。

1、引領潮流的3G技術

第三代移動通信3G格外引人矚目，已成為無線通信產業的最大熱點。

從技術角度來看，3G主流技術已經基本成熟。cdma2000由于技術本身的平滑演進特性，進入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響，阻礙了商用進程，但目前主體標準已經定型，具備了規模商用的基礎。TD－SCDMA技術要相對滯后一些。總的說來，當前的3G技術已經能夠支持規模化的商用網絡部署。

我國對3G一直采取積極穩健的態度，目前，我國正在進行第二階段的網絡技術試驗，或稱外場測試。自今年3月起，開始啟動WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的測試工作，由6大運營商分別在北京、上海、廣州三地進行。測試的重點包括:3G網絡覆蓋、容量等性能試驗;不同3G技術之間、3G和2G技術之間的干擾、共存;各種3G業務及業務兼容性試驗;3G終端和系統之間互操作試驗;3G和2G之間的互操作試驗。預計此階段試驗將在今年10月份完成，試驗將對我國對3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗由運營商參與，且屬于網絡試驗。因此，預計若此次試驗結果令人滿意的話，我國的3G牌照發放工作有可能順勢展開。

2．3．5GHz寬帶固定無線接入技術

3．5GHz寬帶固定無線接入技術MMDS，是工作于3．5GHz無線頻段上的中寬帶無線接入技術。今年4月份，第三批3．5GHz寬帶固定無線接入頻率評選(招標)工作在我國進行，使MMDS技術在我國的應用進一步擴大，這也使3．5GHz固定無線接入技術成為今年業界的熱點之一。

在此次評選(招標)工作中，中國電信、中國網通、中國移動、中國聯通、中國鐵通五大運營商分別獲得河北、山西、內蒙古等27個省(區)的3．5GHz頻段230MHz頻率使用權，并將獲準經營相應電信業務。加上此前的兩次3．5GHz頻率使用權分配，我國3．5GHz頻段已在絕大部分地區分配完畢。這表明，我國的3．5GHz寬帶固定無線接入進入了規模商用。

3．WLAN 標準

無線局域網技術WLAN(Wi－Fi)，其技術標準為802．11，可實現十幾兆至幾十兆的無線接入。我國目前發展的主要是802．11b標準的WLAN網絡，支持11Mbps的無線接入。作為近年來的一項新技術，WLAN在歐美等國快速發展，在我國近兩年也得到了幾大運營商的追捧。而自去年開始的WAPI標準之爭，吸引了全球的關注目光。

之所以出現WAPI標準之爭，除了國家出于自身信息安全的考慮外，我國無線通信設備廠商希望成長壯大，占領新興技術市場的渴望也是重要因素。但該標準的無限期推遲，也暴露出一些問題。那就是，我國的無線技術的核心能力，與國際水平相比還有一定差距，還難以撼動國際主流的技術集團。同時，我國通信技術標準的制訂策略，還存在封閉性的問題，這也是其受到國際社會普遍攻擊的重要原因。當然，WAPI標準的推遲執行，也是出于更大的國家利益的考慮。

4．寬帶無線技術新寵WiMAX

WiMAX全稱為World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作系統，其技術標準為IEEE 802．16。WiMAX也組織了自己的聯盟。目前這個聯盟已經發展了數十家會員，該聯盟由Intel牽頭，我國中興通訊也名列其中。WiMAX的目標是促進IEEE 802．16的應用。

據了解，近期，英國電信(BT)、法國電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇，目前WiMAX論壇已經擁有98個成員，運營商占25%。今年初，Intel也宣布，下半年開始將會在其生產的芯片中部分采用WiMAX標準。

5．超寬帶無線接入技術UWB

UWB是一種時域通信技術，它采用超短周期脈沖進行調制，把信號直接按照0或1發送出去，而不使用載波，這與此前的無線通信截然不同。脈沖調制產生的信號為超寬帶信號，譜密度極低，信號的中心頻率在650MHz～5GHz之間，平均功率為亞毫瓦量級，抗干擾和多徑的能力強，具有多個可利用信道。與CDMA系統相比，時域通信系統結構簡單，成本相對較低。UWB技術具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。

UWB最引人注目的特點是具有很高的數據傳輸速率。Xtreme Spectrum公司預測，他們即將開發出的產品具有在10米內傳輸約100Mbps的能力，Intel則把目標定在了500Mbps。

三、無線通信技術的發展趨勢分析

通過對無線通信技術的科學認識，在理論的基礎上結合市場發展需求，筆者覺得，在我國無線通信技術目前的發展前景可以總結為以下四個方面的內容。

1、通信領域網絡和技術的一體化。鑒于資金和技術及市場需求等原因，對當前較多種類的無線網絡，通過融合的方式實現異構網絡的互連互通，成為通信網絡，是通信技術發展的前景之一。網絡的融合主要體現在:核心網的融合、接入網的融合、業務的融合和終端的融合等。不同的接入網絡需要協同工作以支持用戶在異構無線環境中的無線漫游。由于用戶業務需求的廣泛性，未來的無線通信系統必須實現多種功能的綜合集成:IP業務和非IP業務的綜合;話音、數據和圖像等業務的綜合;多MAC接入的綜合;無線傳輸模式的綜合;服務模式的綜合等。

2、無線高頻譜的應用。無線頻譜的當前使用狀況異常擁擠，無線電頻譜已成為稀缺資源。新的通信機制也能提高頻譜的使用效率，這種新的通信機制就是近年發展起來的認知無線電技術。認知無線電技術能夠認識感知并判斷其操作工作環境，能夠通過訓練去動態地和自適應地調整自己的操作參數以適應無線環境和通信網絡。

3、寬帶網絡局域無線接入。通信系統通過接入網絡，為用戶提供業務服務，由于用戶的移動性，無線接入方式必將成為未來接入技術的重要發展方向，其中UWB、WLAN和WiMax無線接入技術引起了廣泛的關注。UWB技術具有高傳輸速率、低發射功率、結構簡單、抗干擾能力強和安全性高的優點，主要用于雷達探測、精確定位、無線個人局域網和家庭無線網絡等領域。

4、市場對通信提出保密性要求。無線通信容易暴露出通信雙方的信息，現在越來越多的用戶要求在通信時采取與之相適應的保密手段。通過深入分析會發現電臺中的通信與保密在很大程度上可以相互結合，降低無線信道的開銷，在技術體制上，完全可以實現通信同步與保密同步二合一，跳頻圖案由保密算法導出等，一方面減少了通信頻譜的開銷，另一方面使得偵察和破譯的概率大大降低，充分發揮出通信與保密相結合的優勢。我們相信，無線通信技術發展的明天會更美好，將會給用戶帶來更多的便利。

五、結束語

無線通信網絡存在的帶寬需求和移動網絡帶寬不足的矛盾，用戶地域分布和對應用需求不平衡的矛盾以及不同技術優勢和不足共存的矛盾，因此，決定了發展無線通信網絡需要綜合運用各種技術手段，從全局和長遠的眼光出發，采取一體化的思路規劃和建設網絡。發揮不同技術的個性，綜合布局，解決不同區域、不同用戶群對帶寬及業務的不同需求，達成無線通信網絡的整體優勢和綜合能力。總之，無線通信中期未來的發展趨勢表現為:各種無線技術互補發展。

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1003－4145［2012］專輯－0339－03

(責任編輯:周文升)