現代無線通信技術的熱點問題研究

范新偉

（中國移動通信集團設計院有限公司重慶分公司 重慶市渝北區(qū) 401121）

現代無線通信技術的熱點問題研究

范新偉

（中國移動通信集團設計院有限公司重慶分公司 重慶市渝北區(qū) 401121）

隨著科學技術的不斷發(fā)展，現代無線通信技術也得到了迅猛的發(fā)展。在當今的社會，無線通信技術已經成為人們日常生活中重要的溝通媒介。一些人們耳熟能詳的名詞如：藍牙、WiFi，4G等更是引領了通信市場的時尚，可以說無線通信技術順應了信息時代發(fā)展的需求，隨著無線通信產業(yè)的發(fā)展壯大，人們對這一新興行業(yè)的發(fā)展也加大了關注和研究，無線通信技術的前景也被廣泛看好，本文結合現代無線通信技術的熱點問題對其展開研究。

無線通信；4G；藍牙；WiFi；UHF

引言

無線通信技術的運用見證了信息時代的到來，無線通信技術將會成為影響人類社會發(fā)展和進步的強大的動力。透過現代無線通信技術的熱點問題研究，我們可以明確無線通信行業(yè)現狀，掌握無線通信行業(yè)一些熱點問題，展望無線通信技術未來發(fā)展。

1 現代無線通信技術發(fā)展

隨著科學技術的不斷發(fā)展，現代無線通信技術得到了蓬勃的發(fā)展，發(fā)展趨勢可以說是朝氣蓬勃、生機盎然，人們對無線通信技術需求令無線通信技術發(fā)展前景十分光明，其主要表現在兩個方面：①無線通信技術用戶數量一直保持著強勁增長勢頭；②無線通信技術領域的技術研發(fā)和應用一直非常活躍，使得新技術一經問世便會引起廣泛探討。

2 現代無線通信技術的熱點問題

2.1 4G技術

第四代移動電話行動通信標準，指的是第四代移動通信技術，（the 4 Generationmobile communication technology）外語縮寫為4G，第四代移動通信系統(tǒng)傳輸速率可達到20Mbps，甚至最高可以達到高達100Mbps。該技術主要包括兩種制式：①TD-LTE；②FDD-LTE。4G是集3G與WLAN于一體，可實現數據、音頻、視頻、圖像等的快速傳輸。4G能夠以超過100Mbps的速度進行下載，比家用寬帶ADSL（4兆）快25倍，可基本滿足所有用戶對無線服務的需求。同時，4G可以在DSL與有線電視調制解調器未覆蓋地區(qū)部署，然后再擴展到整個地區(qū)。很明顯，4G有著不可比擬的優(yōu)越性。但是4G網絡的最大的缺點是全球頻段眾多，現在3GPP劃分的4G頻段共有44個，頻率從700MHz到3.6GHz，導致在設計終端的時候非常復雜，如現在的國內的全網通手機需要支持GSM/CDMA/WCDMA/TDSCDMA/EVDO/TDD-LTE/FDD-LTE，頻段多達17個，即使支持如此之多的頻段，全球漫游上還是需要使用GSM網絡進行。

2.2 5G技術

5G第五代移動電話行動通信標準，指的是第五代移動通信技術。5G彌補了4G技術的不足，在吞吐率、時延、連接數量、能耗等方面進一步提升系統(tǒng)性能。它采取數字全IP技術，支持和分組交換，它既不是單一的技術演進，也不是幾個全新的無線接入技術，而是整合了新型無線接入技術和現有無線接入技術（WLAN，4G、3G、2G等），通過集成多種技術來滿足不同的需求，是一個真正意義上的融合網絡。并且，由于融合，5G可以延續(xù)使用4G、3G的基礎設施資源，并實現與4G、3G、2G的共存。要實現隨時隨地接入的需求，5G離不開網絡系統(tǒng)體系架構、無線組網、無線傳輸、新型天線與射頻以及新頻譜開發(fā)與利用等關鍵技術的支撐，因此研究方向也圍繞這些展開。

2.3 藍牙技術

藍牙技術代表一種短距離無線通信技術。藍牙技術誕生于1994年，是由瑞典愛立信公司開發(fā)的低功耗、低成本的無線接口，為建立手機及其附件之間的通信。藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數國家ISM頻段的范圍是2.4～2.4835GHz。藍牙采用電路交換和分組交換技術，支持異步數據信道、三路語音信道以及異步數據與同步語音同時傳輸的信道。藍牙模塊體積較小、輕薄，可以很方便地嵌入個人移動設備內部。跳頻更快，數據包更短，能夠更有效地減少同頻干擾，具有較高的安全性。藍牙設備在通信連接狀態(tài)下，有3種模式為低功耗的節(jié)點模式。藍牙的傳輸距離一般是10m左右。藍牙技術可以在包括移動電話、PDA（Personal Digital Assistant，掌上電腦）、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。藍牙技術主要用于點對點的文件傳輸，通過彼此之間的配對連接，進行信息交換。目前藍牙技術的應用非常普遍，產品涉及到PC、移動電話等信息設備和A/V設備、汽車電子、家用電器和工業(yè)設備等領域，如各種無線設備（如PDA、手機等）、圖像處理設備、消費娛樂產品、汽車產品、家用電器、樓宇無線局域網、醫(yī)療健身設備、玩具等。

2.4 WiFi無線通信技術

WiFi是Wireless Fidelity的簡稱，以太網的一種無線擴展，可為用戶提供無線的寬帶互聯網訪問，是WLAN的一個主要技術標準，速度高達上百兆，是在家庭、辦公室或旅途上網的快速、便捷的途徑，工作在全球開放的2.4GHzISM（Industry Science Medicine）頻段。IEEE802.11b的無線電波覆蓋半徑最遠可達300m，Vivato公司推出的新型交換機能把目前WiFi無線網絡的通信距離擴大到約6.5km。WiFi最主要的優(yōu)勢在于無需布線，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要WiFi技術在OS（I開放系統(tǒng)互聯）參考模型的數據鏈路層上與以太網完全一致，所以可以利用已有的有線接入資源，迅速部署無線網絡，形成無縫覆蓋。WiFi主要的應用為無線接入互聯網。任何支持WiFi的設備在WiFi熱點覆蓋的地方，均可以無線接入互聯網。大部分WiFi熱點均位于供大眾訪問的地方，如機場、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)應用有交通運輸，如航空行李及貨物控制、移動售票、無線安全監(jiān)控、停車管理系統(tǒng)、機場因特網訪問無線接入等；醫(yī)療，如病房看護監(jiān)控、生理支持系統(tǒng)及監(jiān)護、急救系統(tǒng)監(jiān)控等；教育，如迅速構建校區(qū)網絡、學生宿舍網絡接入系統(tǒng)、學術交流的臨時性網絡等。

2.5 WiMAX技術

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標準的寬帶無線技術。最初該技術的目的在于統(tǒng)一固定無線接入的空中接口。基于802.16e的第二代WiMAX是支持移動特性的標準。WiMAX建立在IP技術之上，順應了寬度移動化發(fā)展大勢，有著眾多其他無線通信技術所不具有的優(yōu)勢。WiMAX最少能夠達到220Mbps的接入速度，2016年能夠達到440Mbps以上。優(yōu)勢體現為提供更高速的寬帶接入、實現更遠的傳輸距離、提供優(yōu)良的最后一公里網絡接入服務和提供多媒體通信服務。WiMAX相對于WiFi相比，它的接入優(yōu)勢要更為明顯，有人說WiMAX技術打破了無線通信技術的產業(yè)格局。

2.6 UHF無線數傳技術

UHF頻率為300～3000MHz，特高頻，波長相對較短，天線尺寸相對較小，容易操作。UHF無線數傳技術工作于UHF頻段的數據傳輸技術，在收發(fā)過程中，用戶可以在鏈路上傳輸任意比特編碼的信息，而不必關注協議的任何限制。UHF頻段包含2.4GHz免費ISM頻段，以及我國的免申請發(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執(zhí)照。UHF無線數傳技術穩(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，沒有短波存在的明顯的衰落現象，信道質量比較穩(wěn)定；讀寫距離遠，UHF無線數傳技術的讀寫距離可達100～1000m，通信速率較高。主要用于條件比較惡劣的工業(yè)遠程控制與測量場合，如航海通信。還運用于LED屏幕控制、POS機的聯網、交通聯網控制、PLC控制與管理、停車場設備聯網控制、水利、電力、油田數據監(jiān)測以及其他RS-232/485設備聯網應用。

3 無線通信技術發(fā)展趨勢

3.1 聯合化和一體化

未來無線通信技術將會聯合各種技術手段，采用一體化的思路建設無線通信網絡。

3.2 寬帶化

未來無線通信技術會具有更寬的網絡帶寬和更高的通信速率。

3.3 網絡的融合化

網絡的融合化包括核心網、接入技術，以及業(yè)務的融合。核心網的融合表現為移動與固定網絡，通信、計算機與廣電網，以及信息通信網與基于傳感器和RFID的物聯網融合。

3.4 信息個人化

未來無線通信技術將會實現無線通信終端的信息個人化，移動智能終端將是移動智能網與IP技術的進一步融合。

3.5 無線通信技術的跨行業(yè)創(chuàng)新應用

目前無線通信技術已經在各行各業(yè)得到了廣泛的運用，隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，無線通信技術將會運用于多個學科，如健康、生物、環(huán)境、信息之間彼此關聯。

4 結語

無線通信技術正朝著聯合化和一體化、寬帶化、融合化、信息個人化、跨行業(yè)創(chuàng)新應用的方向發(fā)展。目前無線通信領域較為熱門的技術有藍牙、WiFi、4G、UHF、WiMAX等技術。上文通過對無線通信技術的熱點探究。隨著用戶需求對于無線通信技術的要求增加，無線通信技術行業(yè)也正在面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機遇，通信技術的創(chuàng)新將是推動其發(fā)展的重要動力。隨著4G無線網絡在全球快速的商業(yè)化部署和運營，以及移動互聯網帶來爆發(fā)式數據業(yè)務增長，全球移動通信產業(yè)正在將注意力集中到下一代5G無線通信系統(tǒng)，力爭在2020年左右實現關鍵技術突破和試商用。

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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計方面工作。