現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題研究

范新偉

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司重慶分公司 重慶市渝北區(qū) 401121）

現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題研究

范新偉

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司重慶分公司 重慶市渝北區(qū) 401121）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)也得到了迅猛的發(fā)展。在當(dāng)今的社會(huì)，無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾臏贤浇?。一些人們耳熟能詳?shù)拿~如：藍(lán)牙、WiFi，4G等更是引領(lǐng)了通信市場(chǎng)的時(shí)尚，可以說(shuō)無(wú)線通信技術(shù)順應(yīng)了信息時(shí)代發(fā)展的需求，隨著無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，人們對(duì)這一新興行業(yè)的發(fā)展也加大了關(guān)注和研究，無(wú)線通信技術(shù)的前景也被廣泛看好，本文結(jié)合現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題對(duì)其展開研究。

無(wú)線通信；4G；藍(lán)牙；WiFi；UHF

引言

無(wú)線通信技術(shù)的運(yùn)用見(jiàn)證了信息時(shí)代的到來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)成為影響人類社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的強(qiáng)大的動(dòng)力。透過(guò)現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題研究，我們可以明確無(wú)線通信行業(yè)現(xiàn)狀，掌握無(wú)線通信行業(yè)一些熱點(diǎn)問(wèn)題，展望無(wú)線通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展。

1 現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，發(fā)展趨勢(shì)可以說(shuō)是朝氣蓬勃、生機(jī)盎然，人們對(duì)無(wú)線通信技術(shù)需求令無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展前景十分光明，其主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①無(wú)線通信技術(shù)用戶數(shù)量一直保持著強(qiáng)勁增長(zhǎng)勢(shì)頭；②無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用一直非常活躍，使得新技術(shù)一經(jīng)問(wèn)世便會(huì)引起廣泛探討。

2 現(xiàn)代無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題

2.1 4G技術(shù)

第四代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第四代移動(dòng)通信技術(shù)，（the 4 Generationmobile communication technology）外語(yǔ)縮寫為4G，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率可達(dá)到20Mbps，甚至最高可以達(dá)到高達(dá)100Mbps。該技術(shù)主要包括兩種制式：①TD-LTE；②FDD-LTE。4G是集3G與WLAN于一體，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、音頻、視頻、圖像等的快速傳輸。4G能夠以超過(guò)100Mbps的速度進(jìn)行下載，比家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，可基本滿足所有用戶對(duì)無(wú)線服務(wù)的需求。同時(shí)，4G可以在DSL與有線電視調(diào)制解調(diào)器未覆蓋地區(qū)部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。但是4G網(wǎng)絡(luò)的最大的缺點(diǎn)是全球頻段眾多，現(xiàn)在3GPP劃分的4G頻段共有44個(gè)，頻率從700MHz到3.6GHz，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)終端的時(shí)候非常復(fù)雜，如現(xiàn)在的國(guó)內(nèi)的全網(wǎng)通手機(jī)需要支持GSM/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/TDD-LTE/FDD-LTE，頻段多達(dá)17個(gè)，即使支持如此之多的頻段，全球漫游上還是需要使用GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。

2.2 5G技術(shù)

5G第五代移動(dòng)電話行動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，指的是第五代移動(dòng)通信技術(shù)。5G彌補(bǔ)了4G技術(shù)的不足，在吞吐率、時(shí)延、連接數(shù)量、能耗等方面進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。它采取數(shù)字全I(xiàn)P技術(shù)，支持和分組交換，它既不是單一的技術(shù)演進(jìn)，也不是幾個(gè)全新的無(wú)線接入技術(shù)，而是整合了新型無(wú)線接入技術(shù)和現(xiàn)有無(wú)線接入技術(shù)（WLAN，4G、3G、2G等），通過(guò)集成多種技術(shù)來(lái)滿足不同的需求，是一個(gè)真正意義上的融合網(wǎng)絡(luò)。并且，由于融合，5G可以延續(xù)使用4G、3G的基礎(chǔ)設(shè)施資源，并實(shí)現(xiàn)與4G、3G、2G的共存。要實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地接入的需求，5G離不開網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)體系架構(gòu)、無(wú)線組網(wǎng)、無(wú)線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用等關(guān)鍵技術(shù)的支撐，因此研究方向也圍繞這些展開。

2.3 藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)代表一種短距離無(wú)線通信技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)誕生于1994年，是由瑞典愛(ài)立信公司開發(fā)的低功耗、低成本的無(wú)線接口，為建立手機(jī)及其附件之間的通信。藍(lán)牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國(guó)家ISM頻段的范圍是2.4～2.4835GHz。藍(lán)牙采用電路交換和分組交換技術(shù)，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語(yǔ)音信道以及異步數(shù)據(jù)與同步語(yǔ)音同時(shí)傳輸?shù)男诺?。藍(lán)牙模塊體積較小、輕薄，可以很方便地嵌入個(gè)人移動(dòng)設(shè)備內(nèi)部。跳頻更快，數(shù)據(jù)包更短，能夠更有效地減少同頻干擾，具有較高的安全性。藍(lán)牙設(shè)備在通信連接狀態(tài)下，有3種模式為低功耗的節(jié)點(diǎn)模式。藍(lán)牙的傳輸距離一般是10m左右。藍(lán)牙技術(shù)可以在包括移動(dòng)電話、PDA（Personal Digital Assistant，掌上電腦）、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。藍(lán)牙技術(shù)主要用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的文件傳輸，通過(guò)彼此之間的配對(duì)連接，進(jìn)行信息交換。目前藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用非常普遍，產(chǎn)品涉及到PC、移動(dòng)電話等信息設(shè)備和A/V設(shè)備、汽車電子、家用電器和工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域，如各種無(wú)線設(shè)備（如PDA、手機(jī)等）、圖像處理設(shè)備、消費(fèi)娛樂(lè)產(chǎn)品、汽車產(chǎn)品、家用電器、樓宇無(wú)線局域網(wǎng)、醫(yī)療健身設(shè)備、玩具等。

2.4 WiFi無(wú)線通信技術(shù)

WiFi是Wireless Fidelity的簡(jiǎn)稱，以太網(wǎng)的一種無(wú)線擴(kuò)展，可為用戶提供無(wú)線的寬帶互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)，是WLAN的一個(gè)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，速度高達(dá)上百兆，是在家庭、辦公室或旅途上網(wǎng)的快速、便捷的途徑，工作在全球開放的2.4GHzISM（Industry Science Medicine）頻段。IEEE802.11b的無(wú)線電波覆蓋半徑最遠(yuǎn)可達(dá)300m，Vivato公司推出的新型交換機(jī)能把目前WiFi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信距離擴(kuò)大到約6.5km。WiFi最主要的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要WiFi技術(shù)在OS（I開放系統(tǒng)互聯(lián)）參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層上與以太網(wǎng)完全一致，所以可以利用已有的有線接入資源，迅速部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，形成無(wú)縫覆蓋。WiFi主要的應(yīng)用為無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)。任何支持WiFi的設(shè)備在WiFi熱點(diǎn)覆蓋的地方，均可以無(wú)線接入互聯(lián)網(wǎng)。大部分WiFi熱點(diǎn)均位于供大眾訪問(wèn)的地方，如機(jī)場(chǎng)、大型辦公室、車間、酒店賓館、咖啡店、旅館、書店以及校園等。WiFi典型的行業(yè)應(yīng)用有交通運(yùn)輸，如航空行李及貨物控制、移動(dòng)售票、無(wú)線安全監(jiān)控、停車管理系統(tǒng)、機(jī)場(chǎng)因特網(wǎng)訪問(wèn)無(wú)線接入等；醫(yī)療，如病房看護(hù)監(jiān)控、生理支持系統(tǒng)及監(jiān)護(hù)、急救系統(tǒng)監(jiān)控等；教育，如迅速構(gòu)建校區(qū)網(wǎng)絡(luò)、學(xué)生宿舍網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)、學(xué)術(shù)交流的臨時(shí)性網(wǎng)絡(luò)等。

2.5 WiMAX技術(shù)

全稱World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，是一種基于IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線技術(shù)。最初該技術(shù)的目的在于統(tǒng)一固定無(wú)線接入的空中接口。基于802.16e的第二代WiMAX是支持移動(dòng)特性的標(biāo)準(zhǔn)。WiMAX建立在IP技術(shù)之上，順應(yīng)了寬度移動(dòng)化發(fā)展大勢(shì)，有著眾多其他無(wú)線通信技術(shù)所不具有的優(yōu)勢(shì)。WiMAX最少能夠達(dá)到220Mbps的接入速度，2016年能夠達(dá)到440Mbps以上。優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為提供更高速的寬帶接入、實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離、提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)和提供多媒體通信服務(wù)。WiMAX相對(duì)于WiFi相比，它的接入優(yōu)勢(shì)要更為明顯，有人說(shuō)WiMAX技術(shù)打破了無(wú)線通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)格局。

2.6 UHF無(wú)線數(shù)傳技術(shù)

UHF頻率為300～3000MHz，特高頻，波長(zhǎng)相對(duì)較短，天線尺寸相對(duì)較小，容易操作。UHF無(wú)線數(shù)傳技術(shù)工作于UHF頻段的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在收發(fā)過(guò)程中，用戶可以在鏈路上傳輸任意比特編碼的信息，而不必關(guān)注協(xié)議的任何限制。UHF頻段包含2.4GHz免費(fèi)ISM頻段，以及我國(guó)的免申請(qǐng)發(fā)射接收頻率（433MHz/868MHz/915MHz），這些頻率都可以直接使用而不需要申請(qǐng)執(zhí)照。UHF無(wú)線數(shù)傳技術(shù)穩(wěn)定性高，UHF信道是一種傳輸特性比較穩(wěn)定的信道，不依靠電離層傳播，沒(méi)有短波存在的明顯的衰落現(xiàn)象，信道質(zhì)量比較穩(wěn)定；讀寫距離遠(yuǎn)，UHF無(wú)線數(shù)傳技術(shù)的讀寫距離可達(dá)100～1000m，通信速率較高。主要用于條件比較惡劣的工業(yè)遠(yuǎn)程控制與測(cè)量場(chǎng)合，如航海通信。還運(yùn)用于LED屏幕控制、POS機(jī)的聯(lián)網(wǎng)、交通聯(lián)網(wǎng)控制、PLC控制與管理、停車場(chǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)控制、水利、電力、油田數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)以及其他RS-232/485設(shè)備聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

3 無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 聯(lián)合化和一體化

未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)聯(lián)合各種技術(shù)手段，采用一體化的思路建設(shè)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。

3.2 寬帶化

未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)會(huì)具有更寬的網(wǎng)絡(luò)帶寬和更高的通信速率。

3.3 網(wǎng)絡(luò)的融合化

網(wǎng)絡(luò)的融合化包括核心網(wǎng)、接入技術(shù)，以及業(yè)務(wù)的融合。核心網(wǎng)的融合表現(xiàn)為移動(dòng)與固定網(wǎng)絡(luò)，通信、計(jì)算機(jī)與廣電網(wǎng)，以及信息通信網(wǎng)與基于傳感器和RFID的物聯(lián)網(wǎng)融合。

3.4 信息個(gè)人化

未來(lái)無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信終端的信息個(gè)人化，移動(dòng)智能終端將是移動(dòng)智能網(wǎng)與IP技術(shù)的進(jìn)一步融合。

3.5 無(wú)線通信技術(shù)的跨行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用

目前無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的運(yùn)用，隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)運(yùn)用于多個(gè)學(xué)科，如健康、生物、環(huán)境、信息之間彼此關(guān)聯(lián)。

4 結(jié)語(yǔ)

無(wú)線通信技術(shù)正朝著聯(lián)合化和一體化、寬帶化、融合化、信息個(gè)人化、跨行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的方向發(fā)展。目前無(wú)線通信領(lǐng)域較為熱門的技術(shù)有藍(lán)牙、WiFi、4G、UHF、WiMAX等技術(shù)。上文通過(guò)對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的熱點(diǎn)探究。隨著用戶需求對(duì)于無(wú)線通信技術(shù)的要求增加，無(wú)線通信技術(shù)行業(yè)也正在面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，通信技術(shù)的創(chuàng)新將是推動(dòng)其發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。隨著4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在全球快速的商業(yè)化部署和運(yùn)營(yíng)，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)爆發(fā)式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，全球移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)正在將注意力集中到下一代5G無(wú)線通信系統(tǒng)，力爭(zhēng)在2020年左右實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破和試商用。

[1]李清.無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（03）：34～35.

[2]李仲賢.我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J].信息與電腦（理論版），2011（07）：66～67.

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TN92

A

1004-7344（2016）15-0277-02

2016-5-10

范新偉（1981-），男，工程師，本科，主要從事通信工程勘察設(shè)計(jì)方面工作。