淺析我國(guó)無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程與趨勢(shì)

徐　輝

摘要:由于無線通信網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬需求和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的矛盾,用戶地域分布和對(duì)應(yīng)用需求不平衡的矛盾以及不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不足共存的矛盾,因此,決定了發(fā)展無線通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段,從全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光出發(fā),采取一體化的思路規(guī)劃和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮不同技術(shù)的個(gè)性,綜合布局,解決不同區(qū)域、不同用戶群對(duì)帶寬及業(yè)務(wù)的不同需求,達(dá)成無線通信網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢(shì)和綜合能力。對(duì)此,我國(guó)政府管理部門也應(yīng)該積極為運(yùn)營(yíng)商配備充足的頻譜資源,為其綜合規(guī)劃提供有力的支撐和保障。本文從市場(chǎng)分析的角度闡述了無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并展望了我國(guó)無線通信技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞:無線通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀趨勢(shì)

0 引言

當(dāng)今,全球無線通信產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)突出特點(diǎn)體現(xiàn)在:一是公眾移動(dòng)通信保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),一些國(guó)家和地區(qū)增勢(shì)強(qiáng)勁,但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象;二是寬帶無線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷,研究和應(yīng)用十分活躍。

1 無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的信息化,人們要通信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費(fèi)與生活方式。無線通信也從固定方式發(fā)展為移動(dòng)方式,移動(dòng)通信發(fā)展至今大約經(jīng)歷了五個(gè)階段:

第一階段為20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術(shù),至該階段末期才出現(xiàn)150MHZ VHF單工汽車公用移動(dòng)電話系統(tǒng)MTS。

第二階段為50年代到60年代,此時(shí)頻段擴(kuò)展至UHF450MHZ,器件技術(shù)已向半導(dǎo)體過渡,大都為移動(dòng)環(huán)境中的專用系統(tǒng),并解決了移動(dòng)電話與公用電話網(wǎng)的接續(xù)問題。

第三階段為70年代初至80年代初頻段擴(kuò)展至800MHZ,美國(guó)Bell研究所提出了蜂窩系統(tǒng)概念并于70年代末進(jìn)行了AMPS試驗(yàn)。

第四階段為80年代初至90年代中,為第二代數(shù)字移動(dòng)通信興起與大發(fā)展階段,并逐步向個(gè)人通信業(yè)務(wù)方向邁進(jìn);此時(shí)出現(xiàn)了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統(tǒng)與業(yè)務(wù)運(yùn)行。

第五階段為90年代中至今,隨著數(shù)據(jù)通信與多媒體業(yè)務(wù)需求的發(fā)展,適應(yīng)移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)計(jì)算及移動(dòng)多媒體運(yùn)作需要的第三代移動(dòng)通信開始興起,其全球標(biāo)準(zhǔn)化及相應(yīng)融合工作與樣機(jī)研制和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作在快速推進(jìn),包括從第二代至第三代移動(dòng)通信的平滑過渡問題在內(nèi)。

2 無線通信領(lǐng)域的未來發(fā)展趨勢(shì)

首先,無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍,不同的適用區(qū)域,不同的技術(shù)特點(diǎn),不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無線接入。因此,在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無線接入的發(fā)展,推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程,通過建網(wǎng)的接入手段多元化,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶群體的需求覆蓋,達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化,解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。

其次,我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無線頻率資源,推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求,綜合地規(guī)劃自己的無線通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然,政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理,對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用,考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>

其三,從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來看,3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來看,由于其移動(dòng)話音用戶的普及率高,通過發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此,他們期望通過3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來源。由于3G技術(shù)的成熟,目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言,也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn),在用戶數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前,就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前,政府應(yīng)該開始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問題,把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。

其四,從寬帶無線接入技術(shù)來看,全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來,該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù),從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來看,我們對(duì)寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入,其移動(dòng)性和話音支持能力無法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中,我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來把握,使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段,這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性,又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。

其五,移動(dòng)與無線技術(shù)在演進(jìn)中走向融合。當(dāng)前,移動(dòng)、無線技術(shù)領(lǐng)域正處在一個(gè)高速發(fā)展的時(shí)期,各種創(chuàng)新移動(dòng)、無線技術(shù)不斷涌現(xiàn)并快速步入商用,移動(dòng)、無線應(yīng)用市場(chǎng)異常活躍,移動(dòng)、無線技術(shù)自身也在快速演進(jìn)中不斷革新。在網(wǎng)絡(luò)融合的大趨勢(shì)下,3G、WiMAX、WLAN等各種移動(dòng)、無線技術(shù)在演進(jìn)中相互融合。

在多元融合的大趨勢(shì)下,3G、WiMAX、WLAN等各種無線技術(shù)在競(jìng)爭(zhēng)中互相借鑒和學(xué)習(xí),涌現(xiàn)出了同時(shí)被上述無線技術(shù)采用的新型射頻技術(shù),如MIMO和OFDM技術(shù)等。與此同時(shí),在以ITU和3GPP/3GPP2為引領(lǐng)的蜂窩移動(dòng)通信從3G到E3G,再走向B3G/4G的演進(jìn)道路上,以及IEEE引領(lǐng)的無線寬帶接入從無線個(gè)人域網(wǎng)到無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng),再到無線廣域網(wǎng)的演進(jìn)道路上,都開始增加對(duì)方的內(nèi)容,例如:移動(dòng)通信不斷強(qiáng)化寬帶傳輸性能,無線寬帶接入不斷增強(qiáng)漫游性能以及安全性能。

借鑒WiMAX的高速數(shù)據(jù)傳輸特性,蜂窩移動(dòng)通信啟動(dòng)了LTE,即“3G長(zhǎng)期演進(jìn)”項(xiàng)目,用以增強(qiáng)寬帶傳輸性能。LTE的確立,令蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)線路與定位為“低移動(dòng)性寬帶接入”的WiMAX有了很多的相似之處。

在“無線+寬帶”的大趨勢(shì)下,無論是蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)還是WiMAX、WLAN等無線寬帶技術(shù),都面臨著同樣的考驗(yàn):信道多徑衰落和頻譜效率。在這樣的情況下,OFDM和MIMO就成為各種無線技術(shù)的共同選擇。OFDM在解決多徑衰落問題的同時(shí),增加了載波的數(shù)量,造成了系統(tǒng)復(fù)雜度的提升和帶寬的增大;MIMO則能夠有效提高系統(tǒng)的傳輸速率,在不增加系統(tǒng)帶寬的情況下提高頻譜效率。因此,OFDM和MIMO的結(jié)合,成為推動(dòng)“無線+寬帶”發(fā)展的重要力量。

其六,更遠(yuǎn)的未來,按當(dāng)前專家們的預(yù)想,通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來NGN概念中,固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上,各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手,向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無線接入、各種無線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案,都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無線手段于一體,各種接入方式綜合發(fā)揮效用,各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然,這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的,也必將遇到很多挫折。

由于無線通信網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬需求和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶寬不足的矛盾,用戶地域分布和對(duì)應(yīng)用需求不平衡的矛盾以及不同技術(shù)優(yōu)勢(shì)和不足共存的矛盾,因此,決定了發(fā)展無線通信網(wǎng)絡(luò)需要綜合運(yùn)用各種技術(shù)手段,從全局和長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光出發(fā),采取一體化的思路規(guī)劃和建設(shè)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)揮不同技術(shù)的個(gè)性,綜合布局,解決不同區(qū)域、不同用戶群對(duì)帶寬及業(yè)務(wù)的不同需求,達(dá)成無線通信網(wǎng)絡(luò)的整體優(yōu)勢(shì)和綜合能力。對(duì)此,我國(guó)政府管理部門也應(yīng)該積極為運(yùn)營(yíng)商配備充足的頻譜資源,為其綜合規(guī)劃提供有力的支撐和保障。

總之,無線通信中期未來的發(fā)展趨勢(shì)表現(xiàn)為:各種無線技術(shù)互補(bǔ)發(fā)展,各盡所長(zhǎng),向接入多元化、網(wǎng)絡(luò)一體化、應(yīng)用綜合化的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,并逐步實(shí)現(xiàn)和寬帶固定網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)融合。