无线通信技术演进汇总十篇

时间:2023-10-16 10:19:55

序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇无线通信技术演进范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。

无线通信技术演进

篇(1)

目前来说,虽然4G网络的部署正在进行中,但一些移动运营商已经开始推广5G。与4G无线网络相比,5G具有一系列的优点,如在5G网络下,手机上网速度得到大大的提升,比4G快五十倍。同时,5G网络可以支持不同场景的应用,尤其是支持各种物联网和智能家居产品。下面结合笔者的工作总结,就5G无线通信场景需求与技术演进进行论述。

一、5G通信场景服务需求

从通信历史来分析,用户的需求升级是通信系统进行换代的最根本动力,因此如何把握用户的需求,合理地预测未来的通信场景是进行技术升级的必要前提。在国家级研发团队中,每一个组织都成立了专门的需求小组,专门针对本国家本地区用户行为、需求进行跟踪归纳,为今后的技术升级打下坚实的基础。

中国的IMT-2020 5G需求组就是在当前中国通信环境下,结合中国的通信特点,对中国未来通信场景做出合理规划、预测。总结起来就是“三高”:高转换、高密度以及高速度。

高转换意味着通信场景前后差异很大,可能上一秒还是单独一人的洗手间,下一秒已经是人满为患的大商场。未来的通信必然要适应这种不同的通信场景之间的来回切换。

高密度不但意味着在单位小区面积里要服务更多的用户,同时意味着移动设备在特定的时间地点上接触到的信息源密度将远远大于4G通信场景。为了满足能够在单位小区面积服务更多的用户,最直接的想法就是小基站的广泛部署,扩展更大的容量,支持更多的用户。这种小基站式的布局关键问题是如何消除基站间的同频干扰。高密度的另一个含义则更具挑战性,根据NGMN欧洲5G通信需求组的构想,未来手机不仅仅接收来自基站本身的信号,甚至要接收处理来自用户自身和周边携带传感器设备的信号,比如可穿戴仪器和汽车信号等等。在这种构想下,手机的应用范围将会大大拓宽,不仅仅成为一个收集数据的接口,也是连接传输云端数据的纽带,同时还是最终处理结果的表达中心,这将大大强化终端在未来移动通信的定位。因此如何在高速移动状态下保持信号稳定,提高抗干扰能力是5G移动通信必须要考虑解决的问题。

二、5G技术演进路线

5G技术演进路线如图一所示,LTE-A由3GPP R10版本最终确定,有很多新的性能需求被写入标准,其载波聚合技术和Massive-MIMO技术是当今无线通信的热门技术。载波聚合技术的出发点主要是将多个离散的载波结合起来从而提高带宽,这样可以有效地利用离散的频谱以及适应异构网络通信。一个主小区(PCell)和最多4个辅小区(SCell)一同服务同一个UE,其中PCell通常指的是UE在建立初始连接时选择的小区,而其余的服务小区被统称为SCell。所有的小区有相同的帧结构和上下行配置。载波聚合的参数配置和性能要求可参见R10的TR36.913。

Massive-MIMO主要是提高天线信号输出的增强技术,目前重点研究的是8×8天线下行256QAM的实现,同时MU-MIMO和COMP技术也是该课题重要的研究方向。

5G通信技术另一个重要课题就是通信网络架构的重组,云接入网C-RAN通过引入云计算的方法、工具和平台,彻底颠覆了原有移动接入网的结构。在传统的分布式基站网络中,相邻的基站通过X2口进行传输,其时延和backhaul容量一直制约LTE系统传输性能。而在C-RAN的架构下,基站之间的通信近似于理想的backhaul,同时又可以进行资源共享,通过负载均衡来克服困扰业界已久的潮汐效应。

另外,5G技术研究是对于原有硬件实现的功能进行逻辑抽象和再次划分。网络功能虚拟化NFV主要是对于现有传输模块的逻辑功能进行重新划分整合,使得很多逻辑功能不再依赖于专有的硬件来处理。这项技术最早由欧洲电信标准化组织ETSI提出,并在核心网得到了广泛的应用。现在的发展趋势是在接入网中也考虑引入NFV技术,因此如何对接入网功能模型进行抽象和划分软硬件功能是下一阶段的主要课题。

5G新型无线传输信号增强技术发展方向可以分为以下4个方向:增加信号的有效功率、提高信号传输抗干扰技术、推荐频段的通信模型建立以及高效率的上下行收发模式。

增加有效信号的发射功率的代表技术是LTE-A中提到的Massive-MIMO和CoMP技术。前者是通过增加天线的数量来提高发射信号功率,后者利用联合信号来提高小区边缘吞吐量。

新型调制解调技术是抗干扰技术一个重点方向,作为3GPP R13的研究项目,非正交多址接入技术NOMA被视为下一代数字调制技术的有力候选。其思想核心是将同一段视频资源分配给不同的用户,采用非正交传送方式来提高吞吐量,其代价是需要精密的串扰消除技术和复杂的接收机结构。

5G的频段大多在毫米波传输上,如何在毫米波进行无线通信,建立毫米波传输信道模型,是重要的研究课题。建立高效率的收发传输模式同样也是也是提高频段利用率的重要一个课题,灵活配置上下行传输的全双工Full-Duplex方案在相关的会议上也已经立项研究。这些新的通信技术的涌现和发展是推动5G前进的最根本力量。

三、结论

综上所述,本文从5G通信需求、演进路线、发展方向对于未来5G场景进行了探讨。相信未来的通信将向着高密度、高速度方向演进。通信需求的提升必然会导致无线网络的结构演进和通信新技术的涌现。此外,本文就通信网络结构演进、逻辑功能抽象划分、新通信频段的传输模型建立、新型传输信号增强四个技术演进方向进行了重点介绍。这是目前通信网络需求和技术的联动,有利于推进了5G通信的持续发展。

篇(2)

0 引言

物联网在实现的过程中,面临着许多的问题,首先,在越来越多的事物接入网络后,产生的数据,必然会增加,而且增加的速度会越来越快,这时大数据的传输,大数据的分析是一个巨大的问题。其次,要想实现物联网,除了与远距离的事物进行通信,也要与身边的事物进行通信,那么近距离通信必不可少。随着通信和信息技术的不断发展,短距离无线通信技术的应用步伐不断加快,正日益走向成熟。一般意义上,只要通信收发双方通过无线电波传输信息且传输距离限制在较短范围(几十米)以内,就可称为短距离无线通信。目前我们所看到的短距离无线技术都有其立足的特点,或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求;或建立竞争技术的差异化等,但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。

1 现有的主要近距离通信技术

1.1 蓝牙技术

bluetooth技术是广受业界关注的近距无线连接技术。蓝牙(BluetoothR):是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4―2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯。所有设备共享主设备的时钟。分组交换基于主设备定义的、以312.5μs为间隔运行的基础时钟。两个时钟周期构成一个625?s的槽,两个时间隙就构成了一个1250μs的缝隙对。在单槽封包的简单情况下,主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息。而从设备则正好相反。封包容量可长达1、3、或5个时间隙,但无论是哪种情况,主设备都会从双数槽开始传输,从设备从单数槽开始传输。目前最新的蓝牙4.2版本的数据传输速率可达到24Mbit/s。最大的射程约为100m.

1.2 Wi-Fi技术

Wi-Fi是一种高频的无线电信号,是目前应用最为广泛的无线通信技术,几乎所有的智能手机,平板电脑,笔记本电脑都支持。无线保真即(WiFi)是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用无线保真连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为热点。无线网络无线上网在大城市比较常用,虽然由无线保真技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到54Mbps,符合个人和社会信息化的需求。无线保真最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,并且由于发射信号功率低于100mw,低于手机发射功率,所以无线保真上网相对也是最安全健康的。。

1.3 IrDA技术

IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术,是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟,在小型移动设备,如PDA、手机上广泛使用。事实上,当今每一个出厂的PDA及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA。

IrDA的主要优点是无需申请频率的使用权,因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外,红外线发射角度较小,传输上安全性高。 IrDA的不足在于它是一种视距传输,两个相互通信的设备之间必须对准,中间不能被其它物体阻隔,因而该技术只能用于2台(非多台)设备之间的连接。而蓝牙就没有此限制,且不受墙壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。

1.4 NFC技术

NFC是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID(非接触式射频识别)的短距离无线通信技术标准。和RFID不同,NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。NFC最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并,但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络,为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”,使电子设备可以在短距离范围进行通讯。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚,不用再听到各种电子杂音。

NFC通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务,帮助解决记忆多个密码的麻烦,同时也保证了数据的安全保护。而NFC被置入接入点之后,只要将其中两个靠近就可以实现交流,比配置Wi-Fi连结容易得多。目前在快捷支付方面显露身手。

1.5 ZigBee技术

ZigBee主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。ZigBee同样使用2.4 GHz波段,采用跳频技术。与蓝牙相比,ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低。它的基本速率是250kb/s,当降低到28kb/s时,传输范围可扩大到134m,并获得更高的可靠性。另外,它可与254个节点联网。可以比蓝牙更好地支持游戏、消费电子、仪器和家庭自动化应用。在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域ZigBee的应用前景巨大。

1.6 UWB技术

超宽带技术UWB是一种无线载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB可在非常宽的带宽上传输信号,美国FCC对UWB的规定为:在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输,在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰,并可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有着广泛的用途。

UWB技术具有系统复杂度低,发射信号功率谱密度低,对信道衰落不敏感,低截获能力,定位精度高等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入,非常适于建立一个高效的无线局域网或无线个域网(WPAN)。UWB主要应用在小范围、高分辨率、能够穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。除此之外,这种新技术适用于对速率要求非常高(大于100 Mb/s)的LANs或PANs。具有一定相容性和高速、低成本、低功耗的优点使得UWB较适合家庭无线消费市场的需求:UWB尤其适合近距离内高速传送大量多媒体数据以及可以穿透障碍物的突出优点,让很多商业公司将其看作是一种很有前途的无线通信技术,应用于诸如将视频信号从机顶盒无线传送到数字电视等家庭场合。当然,UWB未来的前途还要取决于各种无线方案的技术发展、成本、用户使用习惯和市场成熟度等多方面的因素。

随着信息科学与技术的发展,人与人 ,物与人,物与物之间的通信会变得越来越简单,但在目前,还没有一种能满足人们各方面需求的通信技术出现,不过这只是时间的问题。相信在不久的将来,能够出现一种,数据传输又快,安全可靠,连接更为方便,耗能更低的技术。现在是数据的时代,哪种技术能满足当前数据通信的各方面要求,那么在未来必会蓬勃发展。

【参考文献】

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[4]秦霆镐,豆晓强,黄文彬,梁维斌. Zigbee技术在无线传感器网络中的应用[J]. 仪表技术,2007(01).

[5]杨真.基于ZIGBEE的无线环境监测网络设计[D]. 浙江师范大学,2011.

[6]刘鹏.基于蓝牙的无线随动测量系统[D]. 大连理工大学,2011.

[7]李武建.基于ZigBee技术的无线自组网传感器网络设计[D]. 合肥工业大学,2009.

[8]吕松栋,黎卓芳.蓝牙4.0低功耗技术及其认证要求[J]. 现代电信科技,2011(10).

[9]周琛晖.蓝牙技术及应用简析[J]. 中国新通信,2008(21).

[10]罗玮.一种新兴的蓝牙技术――超低功耗蓝牙技术[J]. 现代电信科技,2010(10).

[11]张庆法.基于IrDA的串口通信设计[J]. 微计算机信息,2006(33).

[12]杨军.NFC技术的应用、标准进展及测试[J]. 现代电信科技,2009(10).

[13]别坤.NFC:近距离无线通讯的新宠[J]. 互联网周刊,2011(10).

[14]唐宇.超宽带与蜂窝移动通信系统共存的研究[D]. 北京邮电大学,2012.

篇(3)

Development of the On-line Monitoring system of MOA based on wireless communicating network

MA Dong-ling1 KOU Xin-min1 MAO Zhi-kuan1 XU Dian2

(1.Henan Pinggao Eletric Co.,Ltd,Pingdingshan Henan 467001,China;2.Pingdingshan Quality Supervision and Testing Center,Pingdingshan Henan 467001,China)

【Abstract】Based on analyzing the principle and the method of On-line Monitoring of Metal Oxide Surge Arrester(MOA), the author designed a MOA monitoring system using ZigBee wireless communicating network. The system uses TMS28335 as the main chip,and ZigBee Communication Network is adopted between the Monitor and the Coordinator. IEC61850 protocol is used between the MOA monitor IED and the background system. The whole system meet the requirements of the Intelligent substation.

【Key words】MOA;On-line Monitoring device;ZigBee

0 引言

金属氧化物避雷器(MOA)是20世纪70年代初期出现的新型过电压保护电器。MOA以其优异的非线性、大的通流能力以及更高的运行可靠性逐渐成为电力系统过电压保护的主要装置[1]。为减少因MOA老化、受潮等因素造成的电力事故,通常采用MOA监测装置进行在线监测,来预防因MOA故障而造成的电力事故。

但传统的做法具有一定的局限性,如在对老站进行智能化改造时,需要电缆布线,必然会破坏现场环境等,因此采用无线通信技术的避雷器在线监测系统将可大大降低现场施工强度。

1 MOA在线监测原理

图1为MOA阀片在单相小电流下的电路等效模型,它是由一个非线性电阻R与线性电容C并联而成,设U为设备运行电压,I为避雷器总泄漏电流,其中IR为阻性电流,IC为容性电流。容性电流分量产生的无功损耗并不会使避雷器阀片发热,导致避雷器阀片发热的是阻性分量产生的有功损耗[2]。

图1 MOA等效电路

MOA在正常运行时,阻性电流分量很小,占泄漏全电流的5%~20%,此时的泄漏电流以容性电流分量为主导。但当避雷器老化、受潮、过电压时,其泄漏电流在幅值和波形上会有很大变化,研究表明该变化主要是由于阻性电流分量的非线性快速增长造成的,因此监测阻性电流变化才能真正反映出MOA的运行状态。[3]

目前从全电流中分离出阻性电流的方法比较多,其中基波分析法可排除MOA两端电压所含谐波对测量阻性电流基波分量的影响。[4-5]其基本原理是监测装置采集一定周期内的MOA泄漏电流,经快速傅里叶变换(FFT)算法提取泄露电流中基波电流幅值和相角,同时采集避雷器母线电压信号,经FFT得到电压信号的相角,进而得出全电流与电压之间的相角差,从而得到避雷器的阻性电流。[6]

2 基于无线通信网络的MOA在线监测系统结构

基于无线通信的MOA在线监测系统由MOA监测装置、协调器、MOA监测IED及后台系统组成,如图2所示。其中MOA监测装置在协调器和IED的统一调度下完成MOA泄漏电流及PT输出电压信号的采集。IED完成阻性电流、容性电流、阻容比等参量的计算处理以及IEC61850协议转换等功能。

图2 MOA在线监测系统结构示意图

3 MOA在线监测系统硬件设计

根据图2 MOA在线监测系统结构示意图,该系统的硬件主要包括MOA监视装置、协调器、避雷器监测IED三部分。

3.1 MOA监测装置硬件设计

在进行MOA泄露电流采集时,要求无失真地将泄漏电流幅值信号及相位信号引入MOA监测装置,同时为保证系统绝缘性能不受影响,要求采集装置与被测系统之间保持有效的电气隔离,因此系统选用高精度穿芯式零磁通电流互感器对总泄漏电流进行采集。电压互感器(PT)是将一次侧的高电压转换为二次侧的低电压的电力设备,通过采集PT输出电压信号即可获知系统电压的相位信息。由于PT输出为高电压信号,无法直接输入AD采集,且需要高精度采集,因此首先选用无感电阻网络进行压流转换,得到电流信号后,通过零磁通电流互感器采集该电流信号,进一步获取系统电压的相位信息。

为保证得到MOA泄露电流精准的幅值和相位信息,采用ADI公司出品的250kSPS、6通道、双极性16bit同步采样模数转换芯片AD7656对传感器的输出信号进行高速高精度采集。由于需要对采集到的信号进行FFT变换等数字信号处理计算得到泄漏电流和系统电压的幅值和相位信息,因此选用TI的DSP芯片TMS28335作为主控制器。

CC2520是针对2.4GHz ISM频带的第二代ZigBee RF收发器,该器件可实现最佳的连接性、共存性与优异的链路预算,可满足各种应用对于ZigBee与专有无线系统的要求。因此本监测装置选用TI的CC2520作为ZigBee无线通信收发芯片,其与TMS28335之间采用SPI通信方式。

为捕捉到避雷器的放电信号,采用电流互感器采集避雷器放电时泄放的电流信号,电流互感器与TMS28335之间采用光耦隔离,并在电流互感器输出端加压敏电阻和TVS管保护。由于需要精确记录避雷器放电时间,因此需要选择高精度的RTC时钟芯片,美信公司出品的DS3231时钟芯片内部集成温补晶体振荡器(TCXO)和晶体,其时钟精度达到±3.5ppm,快速(400kHz)I2C接口,完全满足记录避雷器放电时间的要求。

图3 MOA监测装置结构框图

3.2 协调器硬件设计

ZigBee中的协调器是整个网络的开始,具有网络的最高权限,是整个网络的维护者,还可以保持间接寻址用的表格绑定,同时还可以设计安全中心和执行其他动作,保持网络其他设备的通信。本系统选用TI的CC2538作为协调器的硬件芯片,CC2538是一款针对高性能Zigbee 应用的理想片上系统(SoC)。它包含一个强大的基于ARM Cortex M3的微控制器(MCU)系统,此系统具有高达32K片载RAM和512K片载Flash,这使得它能够处理具有安全性、包含要求严格的应用以及无线下载的复杂网络堆栈。与德州仪器(TI) 提供的免费使用Z-Stack PRO或Zigbee IP堆栈组合在一起,CC2538提供市面上功能最强大且可靠耐用的Zigbee 解决方案。

3.3 避雷器监测IED

为简化设计,提高系统可靠性,避雷器监测IED选用成熟的工控机产品,如研华科技推出的UNO-4671无风扇电力专用嵌入式工控机。

4 MOA无线监测系统软件设计

4.1 MOA监测装置软件设计

主程序首先对系统进行初始化,包括系统时钟、I/O口、嵌套向量中断控制器、外部中断、CC2520无线收发模块等。初始化完毕后,CC2520和TMS28335即进入低功耗休眠模式。

TMS28335的中断处理主要包括AD采集中断、CC2520唤醒中断和雷击计数中断等。其中雷击计数中断和CC2520唤醒中断都可以将TMS28335从停机模式唤醒。当CC2520侦听到有效电磁波时将触发唤醒中断,唤醒TMS28335。TMS28335根据协调器发送的指令完成相应操作,如数据采集、数据发送、对时、参数修改等,并通过CC2520向协调器返回监测数据或执行状态。

4.2 协调器软件设计

协调器的软件设计主要是结合TI提供的Zigbee SDK协议栈,完成与各MOA监测装置(节点)的通信链路建立、指令及数据收发,并将各节点上传的监测数据以RS-485 Modbus通信协议的方式发送给MOA监测IED。

5 结束语

基于无线通信网络的MOA在线监测系统采用ZigBee无线通信技术和大容量电池或太阳能板供电,使系统结构简单、施工方便、抗干扰能力强。同时MOA监测装置与MOA以及变电站电源间没有任何直接电气联系,提高了整个监测系统的安全性和电气可靠性。

【参考文献】

[1]万帅,陈家宏,谭进,等.±500kV直流输电线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器的研制[J].高电压技术,2012,38(10).

[2]葛猛,韩学坤,陶安培,等.金属氧化物避雷器阀片老化缺陷的诊断及原因分析[J].高压电器,2009,45(3).

[3]高峰,郭洁,徐欣,等.交流金属氧化物避雷器受潮与阻性电流的关系[J].高电压技术,2009,35(11).

[4]殷雄开,邵涛,高翔,等.金属氧化物避雷器检测方法的现状与发展[J].高电压技术,2002,28(6).

[5]蔡晓波,石佳,陈小毓,等.基于数学形态学的金属氧化物避雷器泄漏电流在线检测方法[J].高压电器,2010,46(1).

篇(4)

近些年来,中国移动通信技术每年都在飞快地发展。现如今已经跻身于世界发达国家水平之列。第三代移动通信技术的发展给人类的生活带来了翻天覆地的变化。下面本研究主要对3G无线通信技术的一些关键技术进行分析。

一、3G无线通信技术及其特点分析

3G技术与从现有的移动语音网络技术相比,主要的优点在于频道的高效、实用、传输速率快、质量高以及大容量等。目前国际电联在IMT-2000无线接口标准中对3G的相关标准做出了明确的说明,无线接入技术平台主要分为了DSWCD-MA/UMTA、TD-SCDMA以及多载波CDMA20001x/3x等,这些连接平台本身并无法兼容,因此在建设3G网络时需要选择其中的一种技术平台。但是在操作中无论选取哪一种技术平台,其核心网络CN均是可以共用的核心网络,均是采用基于IP的业务形式。目前移动通讯技术设备缺乏保护机制,软件设计容易遭受到攻击,由于无线通信方便、经济,因此大量用户会采用无线网络传输文件,导致无线信道容易遭受到攻击,这些都是3G无线通信技术需要改进的地方。

二、3G无线通信技术的关键部分

目前3G技术所具备的大多的功能都是在第二代无线技术上实现的,改变的基数主要包括以电话为主的系统增加传送数据的能力,其次是结合因特网和移动通讯网,GPRS技术是迎合通信市场而发展起来的,从无线部分传输数据到有限部分,使用更短的接入时间向终端用户提供更多的资源。从技术角度进行研究,当前3G通信系统由核心网络、无线接入网络以及终端设备组成,再考虑到运营商的投资回报问题,又可以分为以下几部分。第一3G电路核心网络,其主要的功能是完成各种语言、音频等多种媒体业务的处理和转换,同时实现连接运营商的业务网络等,第二3G网络的分组传送网络,其功能是实现系统的高效率、低成本以及管理的底层传送,第三支撑平台,是决定运营商3G市场份额的主要因素,主要的作用是应用现有资源、扩展新应用以及应用范围等。

无线分组网关设备主要功能是采用相同的硬件平台向终端用户提供移动数据服务,实现GGSN功能,同时具备了行业验证、丰富软件功能、GGSN遵循以及3GPP2的标准功能等,在设计中充分使用路由能力,提供了与数据通信领域同质量的、同可靠性的功能。无线接入网络的分组传输网络功能可以分为BSC之间、BSCs与汇聚节点之间的网络传输,针对不同的UMTS提供具有兼容性的网络阶段以及分组网络传送方案,针对RAN系统部分的设计,充分考虑到演进路径的变化,由于传输的可靠性以及经济性的要求,在设计中还需要综合考虑到网络级的高可用性和设备的可靠性要求,还需要采用响应额基数来提高带宽有效性。

无论是3G核心网络还是2G核心网络,其定义必须是全分布式的多媒体网络体系结构,无论是终端信息交流,还是图像和数据的传输处理均是采用统一化的技术平台。3G核心网络建设时针对不同无线网络技术以及发展阶段,提出可提供网络组件的全演进的IP网络构架,网络组件通常包括媒体网关MGW、呼叫控制部分、无线分无网关设备以及信令网管SGW等,在设计时将具备标签交换MPLS以及虚拟专网VPN等功能,便于语音、数据以及信件等的业务的交换与处理。3G系统规范的方向均是IPv6,因此在建设初期就需要充分考虑到IPv6的支持以及演进的实现,不仅需要将双线UE连接到IPv4Pv6的网络上,还需要将UE连接到IPv4的节点上。信令网络是实现相互通讯簿的支撑网络,主要功能是实现网络组件之间的传递,随着终端用户的逐渐增加,TCAP应用也是逐渐加大,信令转接点充分利用了IP的高灵活性在SS70IP网络下,基于IEIF的SIGTRAN行业准则和ITP思想,不仅仅支持新一代的信令网络,还同时支持了混合信令网络,保证业务发展与网络演进紧密的连接在一起。

三、结束语

综上所述,本文主要分析了3G无线通信技术的关键部分,目前关于3G通信系统标准,国际上主要流行美国的CDMA2000、欧洲WCDMA以及我国的TD-SCDMA,在互联网的浏览方面具有很强的优势,但那时仍然需要在安全防护技术方面做出更多额努力,保证移动终端的隐私权利不被侵犯。

篇(5)

3G即第三代移动网通讯技术,将无线通信与国际互联网结合在一起,尤其是GSM的引入,使人们对无线移动通讯有了很大的依赖,能够处理图像、视频以及音乐等多种形式媒体,为人们的生活带来无限便利。

一、3G无线通信技术的发展

3G技术与从现有的移动语音网络技术相比,主要的优点在于频道的高效、实用、传输速率快、质量高以及大容量等。目前国际电联在IMT-2000无线接口标准中对3G的相关标准做出了明确的说明,无线接入技术平台主要分为了DS-WCD-MA/UMTA、TD-SCDMA以及多载波CDMA20001x/3x等,这些连接平台本身并无法兼容,因此在建设3G网络时需要选择其中的一种技术平台。但是在操作中无论选取哪一种技术平台,其核心网络CN均是可以共用的核心网络,均是采用基于IP的业务形式。目前移动通讯技术设备缺乏保护机制,软件设计容易遭受到攻击,由于无线通信方便、经济,因此大量用户会采用无线网络传输文件,导致无线信道容易遭受到攻击,这些都是3G无线通信技术需要改进的地方。

二、3G无线通信技术的关键部分

目前3G技术所具备的大多的功能都是在第二代无线技术上实现的,改变的基数主要包括以电话为主的系统增加传送数据的能力,其次是结合因特网和移动通讯网,GPRS技术是迎合通信市场而发展起来的,从无线部分传输数据到有限部分,使用更短的接入时间向终端用户提供更多的资源。从技术角度进行研究,当前3G通信系统由核心网络、无线接入网络以及终端设备组成,再考虑到运营商的投资回报问题,又可以分为以下几部分。第一3G电路核心网络,其主要的功能是完成各种语言、音频等多种媒体业务的处理和转换,同时实现连接运营商的业务网络等,第二3G网络的分组传送网络,其功能是实现系统的高效率、低成本以及管理的底层传送,第三支撑平台,是决定运营商3G市场份额的主要因素,主要的作用是应用现有资源、扩展新应用以及应用范围等。

无线分组网关设备主要功能是采用相同的硬件平台向终端用户提供移动数据服务,实现GGSN功能,同时具备了行业验证、丰富软件功能、GGSN遵循以及3GPP2的标准功能等,在设计中充分使用路由能力,提供了与数据通信领域同质量的、同可靠性的功能。无线接入网络的分组传输网络功能可以分为BSC之间、BSCs与汇聚节点之间的网络传输,针对不同的UMTS提供具有兼容性的网络阶段以及分组网络传送方案,针对RAN系统部分的设计,充分考虑到演进路径的变化,由于传输的可靠性以及经济性的要求,在设计中还需要综合考虑到网络级的高可用性和设备的可靠性要求,还需要采用响应额基数来提高带宽有效性。

无论是3G核心网络还是2G核心网络,其定义必须是全分布式的多媒体网络体系结构,无论是终端信息交流,还是图像和数据的传输处理均是采用统一化的技术平台。3G核心网络建设时针对不同无线网络技术以及发展阶段,提出可提供网络组件的全演进的IP网络构架,网络组件通常包括媒体网关MGW、呼叫控制部分、无线分无网关设备以及信令网管SGW等,在设计时将具备标签交换MPLS以及虚拟专网VPN等功能,便于语音、数据以及信件等的业务的交换与处理。3G系统规范的方向均是IPv6,因此在建设初期就需要充分考虑到IPv6的支持以及演进的实现,不仅需要将双线UE连接到IPv4Pv6的网络上,还需要将UE连接到IPv4的节点上。信令网络是实现相互通讯簿的支撑网络,主要功能是实现网络组件之间的传递,随着终端用户的逐渐增加,TCAP应用也是逐渐加大,信令转接点充分利用了IP的高灵活性在SS70IP网络下,基于IEIF的SIGTRAN行业准则和ITP思想,不仅仅支持新一代的信令网络,还同时支持了混合信令网络,保证业务发展与网络演进紧密的连接在一起。

三、结束语

综上所述,本文主要分析了3G无线通信技术的关键部分,目前关于3G通信系统标准,国际上主要流行美国的CDMA2000、欧洲WCDMA以及我国的TD-SCDMA,在互联网的浏览方面具有很强的优势,但那时仍然需要在安全防护技术方面做出更多额努力,保证移动终端的隐私权利不被侵犯。

参考文献

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1 无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)及基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。

1.1 主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出,以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

1.2 其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外,目前已存在的无线通信技术还包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

⑴IrDA:Infrared Data Association,是点对点的数据传输协议,通信距离一般在0~1m之间,传输速率最快可达16Mbps,通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

⑵Bluetooth:Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段,使用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

⑶RFID:Radio Frequency Identification,即射频识别,俗称标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

⑷UWB:Ultra Wideband,即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信,几乎是全数字通信系统,所需要的射频和微波器件很少,因此可以减小系统的复杂性,降低。

2 无线技术的应用及展望

随着网络演进和业务发展的需要,在电网系统通信中仍然以具有高传输率、高带宽、高可靠性等特性的光纤通信为主,但随着电网对灾难应急、配网自动化、办公智能化等需求的提出,无线通信将以其迅速部署、不受地面限制等特点寻求到在电力系统通信中的应用,我国无线通信技术接入网正在进入“光进铜退”的发展阶段。因此,无线通信可以成为电力系 统通信的一个重要补充手段,而未来无线通信技术的发展主要是PON技术的应用。

PON(无源光网络)是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备。PON采用单纤波分复用技术,仅需一根主干光纤和一个OLT,传输距离可达20~60公里。在ODN中通过光分路器分送给最多32/64个用户,因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力。PON网络存在不同建设模式,分别为FTTH/FTTO、FTTB(PON)+LAN、FTTB/C(PON)+DSL。

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随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通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150MHZ VHF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。

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 无线通信领域的未来发展趋势

首先,无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围,不同的适用区域,不同的技术特点,不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此,在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展,推进组网的一体化进程,通过建网的接入手段多元化,实现对不同用户群体的需求覆盖,达到市场细分和业务的多元化,解决移动通信发展不均衡的状况。

其次,我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源,推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求,综合地规划自己的无线通信网络,实现资源的有效配置和利用。当然,政府也需要加强对有限频率资源的管理,对于企业闲置不用的频率占用,考虑适当的手段予以收回。

其三,从公众移动通信网络发展来看,3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看,由于其移动话音用户的普及率高,通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此,他们期望通过3G搭建更大的业务平台,从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟,目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言,也要借鉴欧美的经验,在用户数量增长放缓之前,就应提前培育新兴移动市场。目前,政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题,把握住这个移动业界的巨大历史机遇。其四,从宽带无线接入技术来看,全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来,该领域还可能出现更强大的新技术,从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看,我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入,其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中,我们应该从全局的观点来把握,使之成为与移动网络互补的重要技术手段,这样既可以充分发挥其技术个性,又防止出现不必要的资源竞争和浪费。

其五,移动与无线技术在演进中走向融合。当前,移动、无线技术领域正处在一个高速发展的时期,各种创新移动、无线技术不断涌现并快速步入商用,移动、无线应用市场异常活跃,移动、无线技术自身也在快速演进中不断革新。在网络融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种移动、无线技术在演进中相互融合。

在多元融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习,涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术,如MIMO和OFDM技术等。与此同时,在以ITU和3GPP/3GPP2为引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向B3G/4G的演进道路上,以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网,再到无线广域网的演进道路上,都开始增加对方的内容,例如:移动通信不断强化宽带传输性能,无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。

借鉴WiMAX的高速数据传输特性,蜂窝移动通信启动了LTE,即“3G长期演进”项目,用以增强宽带传输性能。LTE的确立,令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。

在“无线+宽带”的大趋势下,无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术,都面临着同样的考验:信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下,OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的同时,增加了载波的数量,造成了系统复杂度的提升和带宽的增大;MIMO则能够有效提高系统的传输速率,在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此,OFDM和MIMO的结合,成为推动“无线+宽带”发展的重要力量。

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doi:10.3969/j.issn.1673-0194.2015.02.035

[中图分类号]F713.36―TP315 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2015)02-0048-01

1 物流配送系统现状

1.1 公司简介

公司成立于2008年,总部设在北京,分部设在上海和深圳,是高新技术行业的一支新秀。公司刚成立时,美国硅谷以及中国知名风司对其注资,从资本上保障了该公司的发展成长。公司的经营范围主要包括轻工业,如服装、家居用品等,也包括电子商品、体育商品等,总商品数达到6万多种。公司凭着良好的信誉,赢得了大批客户的信赖,涉及销售产品也逐渐拓展到品牌销售。

1.2 电子商务业务概况

根据2012年底的统计数据,深圳炽昂信息技术有限公司网站排名为全球1724,其访问者来源于世界各地,日均访问量超过200万,中国外访问超过一成。如今,该网站的注册用户超过100万,且用户来自世界各地,公司建立以来,已成为该行业中的佼佼者。

2 物流配送系统的现状分析

2.1 物流配送需求分析

配送要求的特点主要表现在:第一,集成式的配送功能,不仅要满足基本的服务。第二,不断扩大的配送区域;第三,直达式的配送。无需在物流基地进行中转,在批量充足,不增加库存时,可保证配送做到直达化,受到客户的青睐,这使配送也具有了新概念。

2.2 物流配送模式分析

公司选择自建仓储物流集货后运送的配送模式,国外的消费者通过B2C平成订单,平台可将订单送达给供货商,供货商按订单将货物发至对应仓库,仓库依照信息对货物进行分类后交给快递公司,货物寄到后,快递公司指派当地的机构将货物送给收货人。

3 物流配送系统中存在的主要问题

3.1 配送管理技术落后

受到商品分散性的影响,配送这些订购商品时,面临的难题是配送的批量不多,但频率较高,给配送工作带来许多困难。总体看来,随着物流外延的不断扩展,公司的物流问题将面临新的问题。

3.2 配送周期不稳定

公司物流配送周期缺少稳定性,短则5天,长则30天,波动非常大。随着网购规模的不断扩大,为了获得更多的市场份额,公司采用促销的方式获得客户,但是在促销活动中,订单量的激增导致物流配送量的激增,最终使得物流配送延迟,无法满足客户的需求。

3.3 配送成本过高

公司的快递服务商主要有Fedex、UPS、DHL、TNT全球四大快递以及中、美邮政。每个订单分别有特快、标准、超省三种配送服务供消费者选择。公司不少航线的快递配送费用低于标准模式,主要因为在这些航线上,公司能跟快递公司签订更低折扣的协议价。公司不自建配送网络,以大规模争取话语权,获得更好的谈判条件。

3.4 配送信息系统不完善

公司未建立电子商务物流平台,公司网络订单的处理工作就会受到影响。就当前的物流发展情况来看,物流设施缺少先进的水平,理念落后,物流体系不全面,物流缺少高效率等,这些因素阻碍了电子商务企业的快速发展。

3.5 配送效率较低

由于公司成立时间较短,在物流硬件设施设备方面的投入十分有限,物流活动的开展无法实现高效率。当前,公司在大城市地价便宜的郊区租用了少量仓库,网购用户所购买的商品,从公司的后方仓储中心发出,最后到达用户手中,需经过多个步骤,在这一套完整操作中,公司对物流硬件的投入是不足的,严重影响配送效率。

4 物流配送系统改进策略

4.1 优化企业组织架构

撤销仓储部,设置物流部;撤除商务部,建立市场部;撤除销售部,建立营销部;在信息管理部下设立客户信息组、商品信息组以及需求分析组。

4.2 改进物流配送模式

加强与第三方物流的合作;引进第四方物流模式。

4.3 完善物流配送信息系统

第一,订单处理模块。旨在接收客户的订单并进行处理。第二,客户管理模块。通过对客户实施档案管理、会员管理、客记登陆管理、客记身份验证、客户查询、呼叫中心、客户服务支持管理等措施,能够及时掌握客户信息,有利于沟通和交流;第三,配送管理模块。该模块主要处理客户的订单配送的管理。

4.4 加强物流配送成本控制

建立数字化的信息管理平台,能够打破时空的制约,提供高效的配送方案,而建立物流企业和客户之间的信息共享平台,能够降低各方信息不对称的程度,减少配送环节的不确定性,能够对配送环节进行实时监控和调整。

4.5 建立物流配送质量评价体系

配送质量在B2C电子商务模式用户满意度各种影响因素中,所占比例是很大的。艾瑞咨询公司在2009年,曾对我国快递行业的整体发展水平和其网购购物的匹配程度作出分析,并提出了相应的研究报告。针对物流配送与网络购物要求的不匹配之处,从规范物流作业的角度出发,构建出对配送这个环节的质量评价指标体系。

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当前,随着经济的发展和社会的进步,特别是随着信息化时代的到来,人们对无线通信工具的应用已经达到了一个新的层次,成为人们日常生活中不可缺少的一项重要内容。从国内外的发展历程和现状看,无线通信领域在当前具有两个最突出的特点:一是无线通信的用户数量虽然在各个国家和地区呈现出不均衡的状态,但是总体上仍然保持着强劲的增长趋势;二是在这一领域的技术热点层出不穷,在科学研究和应用中都保持了非常活跃的姿态。

近几年来,除了传统意义上的无线通信工具得到了普及外,宽带无线的发展和应用也给无线通信行业带来了一股全新的浪潮,本文由收集整理其中包括无线宽带固定接入、wlan技术、wimax技术以及uwb技术等,都表现出强劲的势头,使整个无线通信行业显得更加生机勃勃。从总体上说,无线通信和我国的经济、社会及市场发展相契合,是取得跨越式发展的根本动力。特别是,我国拥有世界上最大的智能手机消费市场,在智能手机的无线通信应用也是一种必然的发展趋势,而且还将继续保持增长趋势,这也是无线通信运营商获取市场份额和效益的最佳切入点。

2 无线通信技术热点解析

当前,无线通信技术呈现出几大热点,下面分别加以分析和介绍。

2.1 长期演进(lte)技术

长期演进技术(lte)是介于3g和4g技术之间的过渡技术,具有被称为是3.9g的全球标准,它改进并完善了3g技术中的空中接入环节,采用ofdm以及mimo作为无线网络演进的标准,可以提供比3g更高速率的数据传输服务。

第一,lte系统的部署更灵活,可以支持1.25~20mhz间的多种系统带宽,提高了通信的速率,下行峰值的速率可以达到100mbps,频谱的利用率为5bps/hz;而上行的速度可以达到50mbps,相应的频谱利用率为2.5bps/hz。第二,let技术可以降低无线网络时延,当基站保持位置不变的前提下,可以提高小区的边缘传输速率。第三,lte的移动性方面,在0~15km/h时可以取得最佳性能,15~120km/h具有较好的效果,当达到120~350km/h时,仍然能够保持连接,确保不掉线。第四,lte的覆盖范围在0~5km的范围内可以达到最佳状态,当处于5~30km的范围时,效果有所降低;其最大范围可以达到100km。

目前,lte技术以分组域业务作为主要目标,在系统整体架构上基于分组交换,并且强调向下的兼容,可以支持现有的3g技术和非3gpp规范的系统,实现协同运作。

总之,与原有的3g技术相比,lte技术具有更多的优势:高数据传输的速率更高、降低了延迟、更广域的覆盖范围、更好的向下兼容和分组传输等。

2.2 无线局域网(wlan)技术

无线局域网(wlan)技术,也可以简称为wi-fi,在欧美等国家已经有了十年左右的发展和应用历程,技术标准目前为ieee802.11,能够达到几十兆甚至更高的无线接入速度。目前,我国主要发展的标准wlan网络技术,受到了各大通信运营商和用户的追捧。

在ieee802.11技术标准下的无线局域网,在局域网内进行无线连接时,可以不通过授权,就可以使用ism频段中2.4ghz以及5ghz射频的波段,被广泛应用于从企业到家庭级的internet热点接入方式。

wlan具有接入灵活、终端可移动、安装方式简捷、易于进行网络规划调整、容易进行故障定位和业务扩展等突出的优点。

当然,无线局域网也有一些不足之处,比如,无线局域网是通过无线电波传输数据,容易因建筑、树木、车辆等障碍物的遮挡而影响电磁波传输,使信号受到影响;在传输速率上也比有线信道低;同时,其安全性也不够高,因为无线电波不需要建立物理连接通道,呈发散状态发送,所以,从理论上是很容易被监听到其传播的信号,容易导致信息泄漏的危险。

另外,无线千兆比特(wigig)技术是一种具有更快的短距离无线传输技术,可用于在家庭或办公室快速传输大型的文件。利用wigig技术,不用网线,就可以把高清视频从电脑网络传输到电视机上,传输距离比wi-fi短,只能在同一个房间里正常运行,延伸至相邻房间的可能性并不太大,所以基本不用担心信息被泄漏,其目标不仅仅是用于连接电脑和电视机,还可以包括手机、摄像机等

设备。

2.3 宽带无线(wimax)技术

随着宽带无线技术的产生,无线通信又开拓了这种新的宽带接入研究领域和应用。wimax技术,又称为全球微波接入互操作系统,其最重要的优势就是可以实现高速数据传输。wimax具有自己的技术标准和组织联盟。

有人认为,wimax技术有可能会取代3g接入技术,其实这种可能性并不是很大:一是wimax技术的标准不是很成熟,距大规模的商业化普及还有一定的差距;二是wimax技术在终端便携性、安全性等方面都还有待于提高;三是对语音通话的能力还有所不足。因此,wimax在技术标准、设备终端等方面都还没有达到3g技术的水平,这在一定程度上限制了其全面普及和推广应用,但是,这一技术具有很大的市场发展空间,却是一个不争的事实。

2.4 超宽带无线接入(uwb)技术

作为一种时域通信技术,超宽带无线接入(uwb)技术可以实现超高速数据传输,自从产生以来就受到了运营商和用户的广泛关注。这一技术在调制时采用超短周期的脉冲,发送信号时是直接以0或1的形式,而不是传统意义上的载波形式,使这一技术具有和其他通信技术信截然不同的特点。这种形式的信号谱密度很低,中心频率一般在650m~5ghz左右,平均功率仅为亚毫瓦量级的水平,而且具有较强的抗干扰、多径能力,可以利用的信道较多,与cdma等技术相比,在时域通信系统方面结构简单、成本低、高速率、低功耗等突出的优势。

从市场应用上来说,uwb技术因为具有高速传输数据的能力,在将来的市场上可能会占有一席之地。

2.5 无线通信的其他技术热点

另外,在无线通信领域中,还有被称为3.5ghz的固定无线宽带接入(mmds)技术、短距离无线通信(zigbee)技术等众多的技术热点和领域,这些技术各自有自己的优势,相应地也有各自的市场发展潜力。

3 无线通信技术发展趋向探析

在无线通信领域,虽然说新技术的研究和应用热点不断,在技术和标准问题往往也具有一定的争议,但是,在总体上,对于无线通信技术的发展趋向上还是具有较大的一致性。大体说来,这种发展趋向可以归纳成以下三

个特点。

3.1 无线通信各种技术之间具有明显的互补性趋向

在无线通信领域中,各种技术越来越呈现出明显的互补性,这种互补主要是因为不同的接入技术,都拥有各自覆盖范围、适用区域、技术特点和接入速率。特别是对于lte、wlanwigig和uwb等技术,在上述几个方面都具有互补效应,lte技术可以满足广域无缝覆盖以及强漫游的用户需求,wlan技术能够解决中等距离的较高速率的数据传输,而uwb技术则能够实现在近距离范围内的超高速无线接入。所以,从宏观政策的角度,需要综合推广各类不同的无线接入业务,加速组网一体化的进程,实现建网接入方式的多元化,满足不同用户的需求,对市场进行细分,缓解移动通信发展水平上的不均衡现状。

3.2 各种通信技术呈现出“融合”趋向

随着无线通信技术的快速发展,用户希望可以通过自己的终端设备,按照不同的需求随意在各种运营服务网络中进行切换,这种需求必然会推进各种技术和网络运营上的相互融合发展。

这种整合,首先是短距离无线通信网和蜂窝通信网技术的融合。当前,短距离无线通信多用于物流行业以及电子商务产业,进行相应的计费、监测和通信。随着无线通信技术的发展,短距离无线技术中的rfid、蓝牙等技术开始与蜂窝网技术进行整合,有些国家的整合技术方案已经投入使用,并实现了预期的效果。同时,宽带无线技术和移动通信也在竞争、互补中有了融合的趋势,在移动通信领域,宽带业务的数量急剧增加以及无线接入技术的使用,促成了宽带无线接入多元化。

另外,无线通信技术和数字电视广播也有走向融合的趋势。

3.3 无线通信新领域将出现新的技术和热点

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当今,全球无线通信产业的两个突出特点体现在:一是公众移动通信保持增长态势,一些国家和地区增势强劲,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 无线通信技术的发展

随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通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150MHZ VHF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。

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 现代无线通信技术分析

2.1无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围,不同的适用区域,不同的技术特点,不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此,在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展,推进组网的一体化进程,通过建网的接入手段多元化,实现对不同用户群体的需求覆盖,达到市场细分和业务的多元化,解决移动通信发展不均衡的状况。

2.2给企业配置更多的无线频率资源,推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求,综合地规划自己的无线通信网络,实现资源的有效配置和利用。当然,政府也需要加强对有限频率资源的管理,对于企业闲置不用的频率占用,考虑适当的手段予以收回。

2.3从公众移动通信网络发展来看,3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看,由于其移动话音用户的普及率高,通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此,他们期望通过3G搭建更大的业务平台,从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟,目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言,也要借鉴欧美的经验,在用户数量增长放缓之前,就应提前培育新兴移动市场。目前,政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题,把握住这个移动业界的巨大历史机遇。

2.4从宽带无线接入技术来看,全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来,该领域还可能出现更强大的新技术,从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看,我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入,其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中,我们应该从全局的观点来把握,使之成为与移动网络互补的重要技术手段,这样既可以充分发挥其技术个性,又防止出现不必要的资源竞争和浪费。

2.5移动与无线技术在演进中走向融合。当前,移动、无线技术领域正处在一个高速发展的时期,各种创新移动、无线技术不断涌现并快速步入商用,移动、无线应用市场异常活跃,移动、无线技术自身也在快速演进中不断革新。在网络融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种移动、无线技术在演进中相互融合。

在多元融合的大趋势下,3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习,涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术,如MIMO和OFDM技术等。与此同时,在以ITU和3GPP/3GPP2为引领的蜂窝移动通信从3G到E3G,再走向B3G/4G的演进道路上,以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网,再到无线广域网的演进道路上,都开始增加对方的内容,例如:移动通信不断强化宽带传输性能,无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。

借鉴WiMAX的高速数据传输特性,蜂窝移动通信启动了LTE,即“3G长期演进”项目,用以增强宽带传输性能。LTE的确立,令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。

在“无线+宽带”的大趋势下,无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术,都面临着同样的考验:信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下,OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的同时,增加了载波的数量,造成了系统复杂度的提升和带宽的增大;MIMO则能够有效提高系统的传输速率,在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此,OFDM和MIMO的结合,成为推动“无线+宽带”发展的重要力量。

2.6更远的未来,按当前专家们的预想,通信信息网络将向下一代网络NGN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。在这一平台上,各种接入手段将成为网络的触手,向各个应用领域延伸。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。从而形成集固定无线手段于一体,各种接入方式综合发挥效用,各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然,这一进程将是漫长的,也必将遇到很多挫折。

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