无线通信技术的发展历程与趋势
摘要:
随着经济社会的不断发展和进步,无线通信技术在人们生
活中已变得更加重要,其广泛运用,对推动社会生产生活的不断发展
起到了巨大的作用,已成为信息时代社会生活不可或缺的一部分。但
是由于无线通信网络存在带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾,用户
的地域分布和对应用需求不平衡的矛盾,以及不同技术优势和不足共
存之间的矛盾。因此,决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技
术手段,从全局和长远的眼光出发,采取一体化的思路规划和建设网
络。发挥不同技术的个性,综合布局,解决不同区域、不同用户群对
带宽及业务的不同需求,达成无线通信网络的整体优势和综合能力
。
关键词:
无线通信技术,发展, 趋势
无线通信(Wireless Communication)是利用电磁波信号可以在自由
空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式,近些年信息通信领
域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无
线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。
1. 无线通信技术的发展历程
随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通过信息化开创新
的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文
化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固
定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段:
第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采
用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车
公用移动电话系统MTS。
第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,
器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决
了移动电话与公用电话网的接续问题。
第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国
Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。
第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴
起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了
D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、CDMAONE、PDC、PHS、
DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,
而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、
集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适
应用户市场需求的同时兴起并各显神通。
第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的
发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移
动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场
试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡
问题在内。
2. 无线通信技术热点
2.1. 3G时代的来临
3G(3rd Generation)是指第三代移动通信,是指支持高速数据
传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,
速率一般在几百kbps以上。目前3G存在四种标准:CDMA2000,
WCDMA,TD-SCDMA,WiMAX。
3G网络最大的优势是可向电信用户提供全网络覆盖的移动通信,
支持提供移动环境下的数据服务。在信号上,3G技术可以同时支持
语音和数据信号。
2.2. 后3G时代的LTE技术
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进,始于2004
年3GPP的多伦多会议。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s
与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小
区容量和降低系统延迟。LTE被广泛采用,有最强的发展潜力。
2.3. 准4G技术标准WiMAX
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球
微波互联接入。WiMAX也叫802·16无线城域网或802.16。WiMAX的
技术起点较高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、
AAS、MIMO等先进技术,随着技术标准的发展,WiMAX逐步实现宽
带业务的移动化,而3G则实现移动业务的宽带化,两种网络的融合
程度会越来越高。4G(4th-generation)主要是以正交频分复用(OFDM)
为技术核心。理论上,静态传输速率达到1Gbps,用户可以达到
100Mbps,可以作为4G的技术之一。
2.4. WiFi技术
Wi-Fi 的英文全称为Wireless Fidelity,在无线局域网的范畴是
指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无
线联网的技术,以前通过网线连接电脑,而现在则是通过无线电
波来连网;目前采用的是802.11b标准,理论数据速率可达11Mbps,
覆盖范围从100-300米
。
2.5. 短距离无线通信技术Zigbee
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术
是一种短距离、低功耗的无线通信技术。与Wi-Fi技术相比,虽然
Wi-Fi传输速率比Zigbee有一定的优势,但是从运行成本分析,Zigbee
技术低成本的优势,将会促进其更加广泛地应用开来。
3. 无线通信领域的未来发展趋势
21世纪的无线通信正进入一个关键的转折时期、未来十年将是
技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,
正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无
线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合化、个人化、
主要特点体现为以下几个方面:
(一)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输
技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在
世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化
的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移
动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。
(二)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模
式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心
网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的
逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴
的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部
分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路接入
等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术
上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协
议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进
移动业务与IP业务的融合。
(三)信息个人化是信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP
正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应
用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技
术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。
(四)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数
据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势
已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成
为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)
的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传
统的数据接入模式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的
实践。
(五)网络融合趋势。网络融合已成为电信业发展的大趋势,主要体
现在:移动与固定网络融合,通信网、计算机网与广播电视网融合(也
即三网融合),信息通信网络与基于传感器和RFID的现实物质网融合。
在未来NGN概念中,固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有
强QoS保证的信息通信网络平台,而3G、宽带固定无线接入、各种
无线局域网或城域网方案,都将成为大NGN平台的延伸部分。
4. 总结
随着社会不断发展的需求,无线通信的各种技术将会相互共存,
在不同的领域有着各自不同的作用,一体化、综合化、宽带化将是
大势所趋,无线网络与固定网络的融合将是未来的发展方向。因此,
在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积
极促进无线领域的科技进步、技术创新,为实现科教兴国战略,增
强中华民族的综合国力,为全球信息化及经济全球化环境下的国际
社会与全人类的发展而积极贡献力量。