浅析无线通信技术热点及发展趋势摘要
叶少棠
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叶少棠,. 浅析无线通信技术热点及发展趋势摘要[J]. 无线电研究,2024.4. DOI:10.12721/ccn.2024.157036.
摘要:
我国的无线通信产业通过短短几十年的发展,已经发展到第三代和第四代移动通信技术,多种无线通信技术都得到了广泛的应用。目前,无线通信领域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、UWB、Wi-Fi、RFID等几大技术热点。本文首先介绍了无线通信技术的发展历程和特点,然后主要针对我国具有自主知识产权的TD-LTE-Advanced技术的产生及其特点进行了简要的分析。
同时对当前的技术中占据主导地位的就是智能家居网络中的无线技术进行了分析,它的主要优势和特点就是能够把以前比较繁琐复杂的布线简单化,同时还能够降低成本和消耗,本文介绍了智能家居的主要无线热点技术并把ZigBee技术作为其中的代表做的着重的介绍分析了其安全模式,希望能对读者对我国无线技术的了解有所帮助
关键词: 无线通信;3G;LTE;TD-LTE-Advanced;智能家居
DOI:10.12721/ccn.2024.157036
基金资助:

前  言

最近几年随着无线通信技术的迅猛发展,全球无线通信产业规模不断扩大,呈现出了两个突出的特点:一是公众移动通信保持较快增长态势,一些国家和地区增势比较强劲,但存在发展不均衡的现象;二是宽带无线通信技术热点不断,研究和应用十分活跃[1]

根据爱立信的研究显示,截止到2010年7月份,全球移动用户数量已突破50亿,并且仍在以每日约200万用户的数量增加。而这其中,移动宽带用户数量也正在快速增长,预计到2015年将会超过34亿(2009年这一数字仅为3.6亿)[2]。在国内方面,根据工业和信息化部在最近发布的中国通信业运行状况报告显示,首先是在用户规模上,截止到2011年4月份,我国全国移动电话用户数量已达到了8.9亿户,其中3G用户数量为6757.2万户;然后是业务收入方面,移动通信收入在电信主营业务收入中所占的比重为70.63%,而固定通信收入所占的比重仅为29.37%,并且在逐年下降。

这些数据无不清楚的表明,无论是在国内还是国际上,无线通信都已经毫无疑问的成为通信领域的主流,也早在2002年,全球的移动用户数量已经超过固定电话用户数量,移动通信成为用户最大、使用最广泛的通信手段。也正是因为如此,近些年来无线通信技术的发展才能日新月异,热点前沿技术才能层出不穷,显现出无限的生命力。

第一章 技术背景概述

目前,无线通信领域主要包括3G、TD-LTE-Advanced、WiMax、UWB、Wi-Fi以及RFID等几大技术热点。其中,UWB(超宽带)和RFID(射频识别)技术主要运用于短距离无线通信领域,并且RFID还是物联网的核心技术,日后会发挥越来越重要的作用;Wi-Fi技术主要用于解决无线局域网的相关问题,可以在公共场所提供方便的“热点”接入;4G则是如今蜂窝通信技术的主流,在全球范围内也已经大规模的商用,技术日趋成熟,可以说今后十年无疑将会是5G移动通信系统正兴的时期,而到了十年以后则将会是第四代移动通信的天下[3]。而LTE-Advanced和802.16m正是国际电信联盟在最近才刚刚为新一代移动通信(即4G)确定的国际标准,而其中的LTE-Advanced就包含了我国提交的具有自主知识产权的技术标准TD-LTE-Advanced,它是LTE-Advanced的TDD(时分双工)分支。

第二章 各个技术热点的介绍

下面对于目前比较热门的几大无线通信技术做一下简单的介绍。

(一RFIDRFID(Radio Frequency Identification),即射频识别,俗称电子标签。这是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。

(二)Wi-Fi

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有,目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。Wi-Fi可以帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体,它为用户提供了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、便捷的途径。能够访问Wi-Fi网络的地方被称为热点,Wi-Fi或802.11G在2.4Ghz频段工作,所支持的速度最高达54Mbps。另外还有两种802.11空间的协议,包括(a)和(b)。它们也是公开使用的,但802.11G在世界上最为常用。

(三)TD-LTE-Advanced

中国做为3G时代TD-SCDMA的提出者,4G时代TD-LTE-Advanced技术的主导者,正在逐渐彰显其在国际标准化中的领军者地位。大唐移动作为倡导TD-LTE-Advanced技术的先驱之一,不断加大开发力度,携手运营商,进一步加快4G技术的商用步伐,让TD-LTE-Advanced在全球绽放。

目前,距离ITU-R WP5D第九次会议仅有短短的3个月时间,届时IMT-Advanced系统的技术框架和关键特性将被确定下来。早在2009年10月的ITU-R WP5D第六次会议上,3GPP、日本和中国都正式向ITU提交了以LTE-Advanced技术为主体的IMT-Advanced候选技术方案,同时被接纳的还有以IEEE 802.16m技术为主体的候选技术方案,目前多个方案之间正在进行互评估。

中国向ITU-R提交的候选技术是LTE-Advanced的TDD分支,即TD-LTE-Advanced,是大唐移动主导的TD-LTE标准的后续演进系统。如图1所示,TD-SCDMA标准经过与HCR TDD在LTE阶段的技术融合,形成统一的TD-LTE标准,并最终演进到TD-LTE-Advanced。

TD-LTE以及TD-LTE-Advanced成为IMT-Advanced候选技术提供了有力的保障。

在TD-LTE技术研究和早期标准化阶段(3GPP R8),大唐移动最早提出了与TD-SCDMA系统完全兼容的LTE TDD Type2解决方案,并在中国移动、大唐移动等国内公司联合推动下,与LTE TDD Type1进行了融合,充分保留了TD-SCDMA的技术特征和兼容特性,并最大化了与LTE FDD的一致性,形成了TD-LTE技术标准。

大唐移动还推动3GPP接纳了采用用户专用导频进行波束赋形的技术方案,为TD-SCDMA智能天线技术的后续演进、以及双流/多流波束赋形技术奠定了基础。除此之外,一些TDD双工方式导致的与FDD不同的技术特性和标准化工作也在这个阶段进行了完善,比如上下行子帧配置与特殊子帧配置的具体设计、短PRACH的设计、上行探测参考信号的设计、以及TD-LTE系统调度、HARQ等时序关系的特殊设计。

结束语

本文在无线技术热点频现的时代背景下,从无线产业的发展规模、趋势着手,首先简单表明无线通信的主流地位,然后对此进行分析、论述,之后又概括的介绍了几种如今比较热门的无线通信技术。最后,专门针对主要由我国研发的TD-LTE-Advanced标准的技术特点、性能测试做了一些展开说明。但是,关于技术的具体实施方案、网络架构、基站的建设、设备的研发情况等并没有做很多介绍,这些都是在下一步需要努力完成的研究工作。

未来主流的移动通信技术,必然是朝着LTE-Advanced和802.16m等4G技术的方向发展的,它们可以凭借各自的优势为用户提供更加可靠、更加便捷、更加高速、更加多样和更加优质的服务。然而对于整个无线通信产业而言,我们需要全面分析,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,同时采用多种无线接入技术和固定接入技术,包括蜂窝移动通信技术(3G、4G)、宽带无线接入技术(WLAN、Wi-Fi)和各种短距离无线通信技术(RFID、UWB和蓝牙等),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。

最后,对于正在蓬勃发展的中国通信产业而言,全球不断出现的各种无线通信技术热点,我国物联网产业的兴起,IPV6的逐步应用以及我国“十二五规划”中有关全面提高信息化水平,大力发展新一代移动通信网,最终实现电信网、广电网、互联网三网融合的政策支持,都将成为不可多得的机遇,当然同时也将会是挑战,但是如何充分利用这些有利条件,并结合中国通信业的现状、国情,最终实现人们在任意时间、任意地点,与任何终端(包括:人,手机、电脑等各种电器,蔬菜、水果等各种物品,甚至我们周围的一切)达成无线连接并交换信息的终极目标,是目前和今后的很长一段时间里我们需要慢慢研究和解决的问题。

参考文献

[1] 易龙. 彻底调查. 人民邮电报,2004年,第244期

[2] 邓孝政. 全球移动用户数突破50亿大关. 成都商报,2010年7月13日

[3] 杨光,陈金鹰 . 4G技术综述. 成都理工大学信息工程学院,2010年

[4] 葛浩法. 无线通信技术发展及热点剖析. 浙江省邮电工程建设有限公司,2004年

[5] 何庆立. 无线通信技术应用及发展. 泰尔网,2006年

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