無線通信技術(shù)的發(fā)展及趨勢

高志堅

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

無線通信技術(shù)的發(fā)展及趨勢

高志堅

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

無線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號在自由空間中傳播的特性從而進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的就是無線通信技術(shù)[1]。

無線；通信；發(fā)展；趨勢；對策

1 無線通信技術(shù)研究熱點及應(yīng)用

基于無線通信技術(shù)具有成本低、靈活性高、易用性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、設(shè)備維護(hù)便捷等諸多優(yōu)點，現(xiàn)如今無線通信技術(shù)飛速發(fā)展，技術(shù)不斷的升級更新。在發(fā)展的同時，研究的熱點也相對更集中，主要有超寬帶通信技術(shù)、RFID(射頻識別)、NFC(近場通信)、LTE (Long-Term Evolution，長期演進(jìn))和4G等。

1.1 超寬帶通信技術(shù)

超寬帶脈沖無線電，能夠有效地解決無線頻譜資源緊張的問題。因為它具有極低的發(fā)射功率，能夠與其他的無線通信系統(tǒng)共存。超寬帶具有這些技術(shù)特性在近距離高速和遠(yuǎn)距離低速無線通信中都得到充分的應(yīng)用，例如：無線USB，高速WLAN，IR-UWB與其他一些無線通信技術(shù)相比，主要具有以下特點：(1)支持高數(shù)據(jù)速率或系統(tǒng)容量的能力。(2)高精度定位和出色的探測與成像能力。(3)共享頻譜資源。(4)穿透能力強(qiáng)。(5)保密性和抗干擾性能非常好。(6)低成本、低功耗。

1.2 RFID技術(shù)

RFID即射頻識別技術(shù)，是20世紀(jì)90年代開始興起并逐漸走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識別高速運動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。射頻識別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括鈔票及產(chǎn)品防偽技術(shù)，身份證、通行證識別，電子收費系統(tǒng)(香港的八達(dá)通)，病人識別及電子病歷，門禁系統(tǒng)等等，并且在這些領(lǐng)域都取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。就目前而言，RFID在中國大陸、香港、臺灣的發(fā)展還遠(yuǎn)落后于美國及歐洲。

1.3 NFC技術(shù)

NFC又稱近距離無線通信，是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點對點數(shù)據(jù)傳輸，在十厘米(3.9英寸)內(nèi)交換數(shù)據(jù)。這個技術(shù)由免接觸式射頻識別(RFID)演變而來，由飛利浦、諾基亞和索尼共同研制開發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運行于20厘米距離內(nèi)。

現(xiàn)如今NFC通信技術(shù)已日趨成熟，大部分移動電話都內(nèi)置了NFC，并且推出了相關(guān)功能應(yīng)用。對于移動終端或行動性消費電子產(chǎn)品，NFC的使用比較方便。例如在卡模式下，可代替大量的IC卡，門禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作伙伴計劃(3GPP)主導(dǎo)的通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)，于2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項并啟動。LTE項目并非人們普遍誤解的4G技術(shù)，而是由3G向4G技術(shù)之間的過渡，俗稱3.9G，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這種以O(shè)FDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。

1.5 4G

盡管3G可以提供無線多媒體服務(wù)，但是它的數(shù)據(jù)率仍然有限。4G是指第四代移動通信技術(shù)，也是指3G之后的延伸。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務(wù)的要求?，F(xiàn)有的4G標(biāo)準(zhǔn)主要有LTE Advanced(長期演進(jìn)技術(shù)升級版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版)。LTE Advanced是LTE的增強(qiáng)，完全向后兼容LTE，通常是只需要在LTE上通過軟件升級更新即可，升級過程和從WCDMA升級到HSPA相類似。峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級版)，由美國Intel所主導(dǎo)，接收下行與上行最高速率可達(dá)到300Mbps，在靜止定點接收可高達(dá)1Gbps。

2 無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

無線通信技術(shù)的發(fā)展一方面體現(xiàn)出通信技術(shù)本身的更新和演進(jìn)，另一方面也是受需求的驅(qū)動得到發(fā)展。綜合技術(shù)層面和使用需求等因素來考慮，無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢將表現(xiàn)在如下幾個方面：

(1)無線網(wǎng)絡(luò)泛在化。網(wǎng)絡(luò)的泛在化可以使得任何人都可以隨時隨地的通過終端設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入，獲取個性化的服務(wù)信息，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)將主動的融入人們的生活，通過信息交互來提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

(2)寬帶無線接入。無線接入有著傳統(tǒng)接入無法比擬的優(yōu)越性，對于高速數(shù)據(jù)傳輸速度的需求，也使得像UWB，5G的WiFi等成為無線接入的重要技術(shù)。

(3)網(wǎng)絡(luò)融合性增強(qiáng)。未來的網(wǎng)絡(luò)必將呈現(xiàn)多元化，重新構(gòu)建一個新的網(wǎng)絡(luò)，花費巨大，且存在技術(shù)風(fēng)險。因此，把多種網(wǎng)絡(luò)通過融合的方式實現(xiàn)互聯(lián)互通，成為一大發(fā)展趨勢。

(4)網(wǎng)絡(luò)安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。無線通信是基于在自由空間傳播攜帶信息的載波，這樣就使得通信雙方的信息容易暴露，因此，如何在通信的過程中增強(qiáng)保密性和提高通信的效率必將是重要的研究方向。

3 結(jié)語

本文主要介紹了幾種無線通信的熱點技術(shù)及其應(yīng)用，并討論了無線通信的發(fā)展趨勢。隨著社會不斷的發(fā)展需要，各種無線通信技術(shù)將會應(yīng)用到各個領(lǐng)域，發(fā)揮出自身的特點及優(yōu)勢，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]張平，第三代移動通信系統(tǒng)WCDMA[M]．北京郵電大學(xué)出版社北京郵電大學(xué)出版社，2011

高志堅，（1977—），男，遼寧錦州人，本科，現(xiàn)就職遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生處，講師。