我國無線寬帶通信的現(xiàn)狀與發(fā)展分析

海軍通信工程勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用研究所 張 兵

海軍通信訓(xùn)練辦公室 黃威剛

一、目前主流無線寬帶通信技術(shù)

(一)Wi-Fi技術(shù)

Wi-Fi技術(shù)是一項(xiàng)得到廣泛部署的高速無線寬帶接入技術(shù)，其推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織“Wi-Fi聯(lián)盟”完成，并且制定了802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等一系列國際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決“最后100米”的末端接入問題，可有效拓展有線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍及移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。

(二)WiMAX技術(shù)

WiMAX全稱是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯(lián)接入，是一項(xiàng)基于802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對微波和毫米波段提出的無線接口協(xié)議。

(三)3G技術(shù)

3G技術(shù)是指第三代移動通信技術(shù)，它是將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動通信系統(tǒng)，目前3G技術(shù)存在三種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

(四)LTE技術(shù)

LTE(Long Term Evolution，長期演進(jìn))是由3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)組織制定的通用移動通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)，于2004年12月在3GPP多倫多TSG RAN#26會議上正式立項(xiàng)并啟動。LTE系統(tǒng)引入了OFDM(正交頻分復(fù)用)和MIMO(多輸入多輸出)等關(guān)鍵傳輸技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率，并支持多種帶寬分配，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本。

二、我國無線寬帶通信應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在中國，Wi-Fi和WiMAX在應(yīng)對市場的新要求時努力尋求新的機(jī)遇，表現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢頭?；ヂ?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中國分析師認(rèn)為：日趨強(qiáng)烈的移動需求、不斷增加的用戶群規(guī)模、持續(xù)降低的終端價格以及在企業(yè)應(yīng)用中接入無線網(wǎng)的終端設(shè)備越來越多樣化，應(yīng)用在掌上游戲機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電子書閱讀器、藍(lán)光設(shè)備和個人視頻錄像機(jī)等每一種終端設(shè)備都是拉動無線接入市場發(fā)展的助推器；隨著企業(yè)市場趨于成熟和數(shù)字家庭市場持續(xù)火爆，中國無線寬帶接入市場將出現(xiàn)井噴式增長。

國內(nèi)多家知名電信企業(yè)在無線寬帶領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)表現(xiàn)在：

(1)結(jié)合聯(lián)合檢測提高抗干擾能力，增強(qiáng)零陷技術(shù)和智能天線實(shí)現(xiàn)了高干擾抵消性能以及高移動性能。

(2)切換過程的可靠性和切換成功率通過適用性強(qiáng)的先建后拆切換技術(shù)來加以保證，提高了移動狀態(tài)下的業(yè)務(wù)性能。

(3)為確保提高動態(tài)調(diào)制的判決準(zhǔn)確度，自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)性能改進(jìn)通過噪聲預(yù)估和精確信道。

(4)為避免相鄰小區(qū)同頻干擾，采用動態(tài)信道分配技術(shù)通過動態(tài)信道分配。

目前，我國配用電通信主要采用電力230MHz無線通信專網(wǎng)以及公網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)等，由于受、通信傳輸容量有限、頻點(diǎn)數(shù)量少、通道傳輸數(shù)據(jù)的安全性等問題制約，無法滿足智能電網(wǎng)中配用電業(yè)務(wù)全面寬帶化、人工智能化、互動協(xié)作化的需求，成為實(shí)現(xiàn)配用電系統(tǒng)智能化的主要瓶頸之一。國家電網(wǎng)此次成功研發(fā)的電力無線寬帶通信系統(tǒng)單扇區(qū)通信速率達(dá)到上行時的1.76Mbit/s和下行時0.711Mbit/s，無中繼覆蓋達(dá)到密集城區(qū)3千米、郊區(qū)30千米的水平。單基站支持同時在線用戶13320個，具備業(yè)務(wù)應(yīng)用接口多樣豐富、組網(wǎng)便捷靈活、支持多種信息加密技術(shù)等特點(diǎn)，不但能夠滿足智能電網(wǎng)中智能配網(wǎng)自動化、實(shí)時視頻傳輸、應(yīng)急通信等業(yè)務(wù)的實(shí)時、高可靠通信需求，而且將在配電監(jiān)測、智能用電、電動汽車運(yùn)營系統(tǒng)建設(shè)等方面發(fā)揮重要作用。

三、我國無線寬帶通信發(fā)展趨勢

談及我國無線寬帶通信的發(fā)展，頻譜這個問題是未來一個寬帶移動通信里面最大的問題，核心的問題，解決不了它，等于是在那看著一個很漂亮的辦公大樓卻不能使用。所以，頻譜的這種使用策略就非常值得研究，使其更快的投入實(shí)際使用中。在這里面我們用來克服這個瓶頸，克服這個瓶頸里面我們需要考慮研究的成果，在這里面智能高效例如新技術(shù)引入，智能高效頻譜利用認(rèn)知無線電技術(shù)也是在未來有影響有作用的。簡單來講，無線設(shè)備通過感知周圍環(huán)境，并調(diào)整自身的操作參數(shù)，從而智能、動態(tài)使用那些暫時閑置的頻譜，這就為我們提供這樣一個策略。所以科研機(jī)構(gòu)需要去做一些這種理論上講成立的、需要去研究頻譜管制的策略。其中有相當(dāng)一部分項(xiàng)目已經(jīng)在國家層面上設(shè)立起來，也跟國際上許多技術(shù)開發(fā)者交流，在ICU里面也已經(jīng)立項(xiàng)，機(jī)構(gòu)以及科研工作者必須選擇好工作頻段。目前市場中的主流企業(yè)對于工作頻段的選取有著固定特有的較強(qiáng)需求，在這里面2300-2400是項(xiàng)目首選頻段。實(shí)際上在做測試的時候，科研工作者在全國做眾多測試過程中絕大部分頻段為閑置狀態(tài)，效果并不理想。

在發(fā)展趨勢中，WiMAX和WiFi結(jié)合提供的無線傳輸鏈路優(yōu)勢為：支持組播轉(zhuǎn)發(fā)控制、避免廣播風(fēng)暴能力；單扇區(qū)提供18Mbps帶寬，支持點(diǎn)對多點(diǎn)組網(wǎng)；支持?jǐn)?shù)據(jù)超遠(yuǎn)距離傳輸；帶寬管理(避免不同路的攝像頭爭搶帶寬)；安裝方便，維護(hù)簡單。數(shù)據(jù)顯示，目前Wi-Fi在全球行業(yè)總值將達(dá)到190億美元，2014年Wi-Fi功能手機(jī)將達(dá)到5億部，全球業(yè)務(wù)年增長率為25%；中國Wi-Fi在數(shù)字家庭、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)及醫(yī)療衛(wèi)生與健康等主要市場領(lǐng)域的熱點(diǎn)應(yīng)用布點(diǎn)，到2010年的規(guī)模將達(dá)到二十八萬多個，未來三年內(nèi)預(yù)期還將增長四倍。自從2002年啟動中國的Wi-Fi市場以來，除去訪問點(diǎn)和外部網(wǎng)卡的市場占有量，中國企業(yè)Wi-Fi市場的規(guī)模每年的增長率將穩(wěn)定在45%；中國筆記本電腦內(nèi)置有Wi-Fi芯片的產(chǎn)品出貨量中的90%以上，消費(fèi)移動電話以及移動平板電腦在Wi-Fi設(shè)備整體市場中所占的比重也越來越大。尤其需要指出的是，無線寬帶所能提供的高移動性與平板電腦的普及并能夠推動“內(nèi)部應(yīng)用駐地網(wǎng)”發(fā)展主要原因是市場企業(yè)提高辦公效率是所有企事業(yè)單位追求的目標(biāo)。

以上是寬帶無線發(fā)展目前的關(guān)鍵要素，但是系統(tǒng)的容量始終是無線移動寬帶發(fā)展的主要問題，科研工作者必須研究更新更可靠地技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)信息論、壓縮感知還有認(rèn)知無線電等等，這些都可能為我們未來的發(fā)展提供技術(shù)手段。所不同的是我國的研發(fā)實(shí)力還較為欠缺，還需要研究，在我們運(yùn)營商、設(shè)備制造商、政府部門監(jiān)管政策會面臨的挑戰(zhàn)，最重要是我們安全面臨什么樣的挑戰(zhàn)，只有這樣來做才能把我們寬帶無線通信朝著一個健康、有序的方向發(fā)展。

綜合分析顯示在目前中國的寬帶通信市場中，雖然Wi-Fi和WiMAX無線寬帶通信接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還處于擴(kuò)張階段，但已展示出了強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?；隨著技術(shù)與設(shè)備的完善及產(chǎn)業(yè)鏈的逐步形成，其市場正步入高速發(fā)展時期。

[1]韓旭東,周飚.下一代高速無線寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電信科技,2005(03).