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