无线通信技术发展汇总十篇

时间:2024-01-12 14:42:23

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发展范例,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。

无线通信技术发展

篇(1)

1无线通信技术的发展历程

随着时代的发展进步,人们对于无线通信技术的需求越来越高,现代无线通信技术经历了一系列的升级和改变。在人们的沟通越来越通信化和信息化的时代里,人们的生活质量随着无线通信技术的发展实现了飞跃式的提升。纵观无线通信技术的发展历程,可以概括为以下几个发展阶段:

1.1军用发展阶段

20世纪50年代初期,无线通讯技术发展进入第一阶段。这个阶段中,无线通信技术主要为了满足军用的需求。在其发展过程中,仍然存在相当的局限性,在进行传输的过程中极其容易受到众多客观条件的制约,传输速率仍然没有达到理想的水平。

1.2专用系统应用阶段

20世纪50~60年代,无线通信技术进入第二个发展阶段。与此同时,通信设备器件逐渐被广泛运用到移动环境的专用系统中,逐步实现向半导体器件技术的过渡和发展。通信技术中进行公用电话网的安装问题逐渐被解决,公用电话以及移动电话的持续性也得到了进一步的提升。

1.3通信技术频段扩展阶段

20世纪70年代初期到80年代初期,无线通信技术进入了第三个发展阶段。无线通信技术的频段得到了进一步的扩展,第一代通信技术系统也被制造出来,新的实验系统被研制出来,结合贝尔实验室的蜂窝移动网理论,实现了实践与理论和充分结合。

1.4第二代数字移动通信发展阶段

20世纪80年代到90年代,无线通信技术发展进入了第四阶段。第二代数字移动通信技术的兴起在无形中为各类电信系统的运行起到了很强的支撑作用。

1.5第三代移动通信技术发展阶段

20世纪90年代至今,无线通信技术进入第五个发展阶段。第三代移动通信技术渐渐兴起,为移动通信以及多媒体运转提供了技术支持。随着全球化标准的制定和改善,无线通信技术在多样化和创新化发展方面仍有一定的发展空间。

2无线通信技术的发展趋势

无线通信技术在发展过程中,主要呈现出两个方面的发展趋势:①通信技术自身的发展;②受到越来越多的使用需求所驱使的发展。考虑到无线通信综合技术以及使用需求等众多因素,无线通信技术的发展趋势可以概括为以下几个方面:

2.1异构网络的互联互通趋势

随着网络信息技术的发展,我国无线通信技术的种类逐渐增多。如果想要重新建构一个全新的无线网络,会需要进行大量的资金投入以及技术投资,不仅成本费用较高,还需要承担十分大的风险。在这个背景下,利用将不同网络技术融合的方式,逐步实现异构网络的互相连接以及互相沟通,已经成为当下无线通信技术发展的新趋势。在将网络进行融合的过程中,核心网的融合、业务的融合以及终端的融合、接入网的融合等都是最为主要的表现。其中,接入网的融合要想实现,需要众多协调工作共同运行,为异构无线环境中的无缝漫游做出技术支撑。而业务的融合的工作重点主要在于根据接入网络以及终端的能力进行底层通信链路以及服务级别Qos合理选择,实现使用户感受不到业务服务变化的效果。在将来的通信终端中,大多都配备有重新配置的能力。将计算机以及通信技术进行融合,是未来大多数通信终端必备的特点。在通信终端的客户方,即使用户没有进行干预,无线网络接入能力以及网络服务状况实时监测能力都会协助用户完成感知与选择、软件升级以及下载等方面的活动。

2.2高效频谱接入趋势

从我国当前的无线频谱使用情况来看,拥挤现象仍然是较为主流的情况。无线电频谱逐渐成为一种稀缺资源。近些年来,为了提升时隙重用率,全新的MAC接入机制应运而生,再通过相应的仿真分析,高效的MAC接入机制就能够实现频谱使用效率的大幅度提升。

2.3宽带局域的无线接入趋势

无线通信系统主要通过接入网络进行主要业务的用户提供。正因为用户存在很强的移动性,所以无线接入的方式将逐渐成为将来无线接入技术的关键发展趋势。其中,UWB、WLAN以及无线城域网技术等都是其中颇具代表性的技术。

2.4链路容量的扩展趋势

正因为无线频谱资源的有限性,多用户在同一个通信区域中对于频谱资源的占用量逐渐提升。通信设备的数据传输速率必须逐步实现高速化,才能够满足越来越高的发展需求。窄带高速、高阶数字调制等都是其中占据重要地位的关键技术。

2.5将通信以及保密充分结合趋势

在无线通信技术的发展过程中,及其容易存在通信双方的信息被泄露的风险。在通信过程中进行保密手段的采取以及运用,是大多数通信客户的新需求。将战术电台中的通信以及保密工作进行充分融合,不仅能够达到很好的保密效果,还能够实现无线通道开销的降低。

3总结

针对无线通信技术的发展问题展开更为深层的探讨,具有重要的现实意义。

参考文献

[1]孟琰,史健芳.超宽带无线通信技术发展浅析[J].科学之友,2012(9):155~156.

篇(2)

随着无线通信技术现代化的发展,无线通信技术已经应用到各个领域,其规模在不断扩大,对人们的日常生活的影响力也越来越大。随着人们对无线通信技术的需求不断增加,无线通信技术的发展前景也呈直线上升。

1 无线通信技术的发展现状

当前我国的无线通信技术发展形势凶猛,对无线通信技术的应用也是也来越广泛。其中主要包括以下方面:

1.1 移动通信

目前我国的移动通信技术最新的的发展是4G移动网络,但是当前应用较为广泛的是全球3G移动网络。3G移动网络给业务的发展提供了更全面,更广泛的发展平台。根据市场调查,我们生活周围的90%以上用户开始使用3G移动网络服务,调查证明3G移动网络通信在未来的网络通信市场中将占据着巨大的比重,而移动网络通信的未来市场发展前景也是相当可观。

1.2 蓝牙技术

随着现代的无线网络技术迅速发展,实现了网络化的无线远程通信,将远程信息以无线数据和语音等方式进行传输,这种无线通信技术被称为蓝牙。蓝牙技术的应用是以现代无线通信技术为基础,传输无线数据和语音,实现全球通信的开放式。蓝牙技术与短距离的无线连接,一般在10米以内[1]。它使数据传输变得更加迅速有效,并且降低传输成本。(关于蓝牙的描述好像不太对,这个10米以内和实现全球通信的开放式好像没什么相关性。)

1.3 无线宽带技术

无线宽带技术就是以固定的无线通信为基础的宽带接入技术。如今无线宽带技术在我国得到了广泛的应用。多个用户通通过WLAN共享技术实现了无线网络的高速连接,用户可以随时随地的通过WLAN介入网络,轻松方便的享受网络带来的各种服务。但是与国外的无线宽带技术相比,我国的无线宽带技术仍然处于发展时期,用户的数量以及应用的范围时都十分有限,同时在无线宽带的技术上也有一定的差距。在未来的发展过程中,无线宽带技术在中国的各大城市还有很强的发展潜力。在来来,中国也会加强对无线网络技术的开发和研究,提高自身的自主知识产权,同时会加大无线宽带技术在大中城市的网络覆盖率和使用率,为用户提供更加全面的无线网络。

2 无线通信技术的发展前景

随着无线通信技术的应用规模的不断扩大和应用范围的不断提升,无线网络通信技术在未来将越来越受到人们的青睐。随着新技术的不断发掘,无线网络通信技术将会不断的深化发展,其发展趋势也将朝着更便捷更高速的方向进行,通过上文对当今无线通信技术的现状进行了分析得出,无线通信技术的发展趋势主要包括以下几个方面:

2.1 各个无线通信技术之间的技术互补增加

各个无线通信技术都有不同的特点,包括在技术特点,覆盖范围,使用区域点呢个方面都有自己有点,比如3G达到了广域无缝覆盖和强漫游的移动需求,WLAN保证了中距离多数人的高速数据传输,而蓝牙技术则实现了短距离低成本的高速数据传输[2]。每一种无线通信技术都有自己的特点和对用户最为有用的方面,我们要加强对无线通信技术的开发和研究,综合各种无线通信技术的特点,提取精华摒弃糟粕,使无线通信技术进一步一体化和多元化。

2.2 无线通信信息的个性化

无线通信技术现代化的发展目标是无线通信信息的个性化。它的主要表性形式突出在促进各种移动IP在移动设备上自由使用。如今智能手机、平板电脑等越来越受到用户的喜爱,生活中使用智能移动终端的用户随处可见,推动了整个无线通信行业的发展。随着市场对智能终端需求的不断扩大,无线通信技术的市场也在不断扩大。

2.3 网络优化融合与演进并轨

科技的发展促进了网络优化与融合的不断进步,大部分运营商都借助增量升级,继续抢占3G网络市场。随着市场的发展,网络融合是现代无线通信发展的必然要求。随着科技的发展与技术的进步,市场经济和用户需求的不断变化,市场竞争将日趋激烈,这也将进一步使计算机网、电信网、电视网等融为一体,宽带IP技术也将是三网融合在一起的支撑点和结合点,并逐渐形成统一的三网综合管理[3]。

2.4 无线通信技术的跨行业创新应用

随着无线通信技术的蓬勃发展和广泛应用,无线通信技术应用的行业也越来越多,包括医学领域、军事领域和科研开发领域等,都广泛的应用了无线通信技术。无限通信技术把各个学科的物联网包括健康、教育、军事、信息等各方面联系到一起。例如,在医学方面,随着人们对医疗质量的改善和成本的降低以及健康知识的关注提升,医院采用和无线通信技术相结合的可佩带的传感器用在用户身上或者有传感器的手机上,用户就可以随时监测自己的身体状况或者治疗慢性疾病。

2.5 未来无限网络的联合化、一体化、宽带化

不同的接入网络需要协同工作才能满足用户在不同场合不同应用的需求。由目前无线通信技术发展的情况来看,LTE技术将会变成无线通信技术的主导,形成对全世界移动网络的无缝覆盖,而类似WLAN等宽带技术,将在不同覆盖范围内与移动通信网络形成有效的互补。未来的无线通信终端也将是计算机和通信的融合,在应用的过程中,不同用户的通信终端不相互干涉,能够适应检测当前的网络环境,完成相应的网络感知与选择,并且可以优化升级下载。随着用户业务的不断广泛增加,未来通信系统的多功能化集合是发展的大势所趋,以3G或者超3G的技术为主导,WLAN等宽带接入技术为互补,形成语音、数据和图像的综合业务以及无线传输模式综合和服务模式综合[4]。

3 结束语

无线通信技术的发展给人们的生活工作带来了方便,在未来的无线通信技术发展过程中,无线通信技术也会根据不同的用户需求和社会的变化,不断提升自己的科学技术,来满足用户的需要。因此,无线通信技术在未来的发展中,前景可观,是一支拥有实力的潜力股。

【参考文献】

[1]徐迎,郑凌娟,龚宇清,杨尚瑾.光纤通信在电力系统通信中的发展前景[J].才智,2010,09(23):55-56.

篇(3)

1、无线通信技术的发展

随着社会发展的信息化,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-AMP、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdma one、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

(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)给企业配置更多的无线频率资源,推动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。

(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商用网络部署己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。

(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。

(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”夕的大趋势下,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;MI-MO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。

篇(4)

超宽带无线通信技术主要是指在具有一定宽度的宽带上实现信号的传递与利用,在最开始,该项技术主要是由美国军方研发的,其主要应用于军事侦察领域。然而目前,我国的宽带办理、移动通信以及互联网技术等业务都在一定程度上应用到了无线通信技术,这为该项技术的发展提供了广阔的应用平台。就通信行业未来五年的规划来看,该项技术将在人们的日常生活中得到更大比重的应用。超宽带无线通信技术作为一项新的信息技术,其为人们的交流与沟通创造了良好的技术环境,并大大提升频谱的利用效率,实现了对传统通信技术的完善与改进,展现出了良好的发展前景。

1超宽带无线通信技术的特点

1.1传输效率高

超宽带无线通信技术应用在很大程度上为人们的日常生活提供了便利,同时其使得人和人的关系更密切,新通信时代的到来有力推动了各大行业的进步。目前,世界上的超宽带无线通信技术的传输效率能够达到上千兆,即使在信号功率密度偏低的条件下,依然能够维持较高的传输速度。另外,由于距超宽带无线通信技术会在很大程度上受到长距离与高频信号的干扰,因此,该项技术的通信距离往往偏短,而通信距离的大幅度缩短也会在很大程度上提升传输效率。目前,我国超宽带无线通信的发射功率极其低,但是传输效率依旧能够稳定在每秒100兆至500兆的合理范围内。甚至就理论分析,当信号的带宽能够达到7GHz、信噪低于-10dB时,信道流量甚至可以达到每秒1G,这是传统通信技术远远无法实现的传输速度。

1.2发射功率低

在短距离的信号传输中,其发射功率甚至可以低于1毫瓦,这主要是由于带宽的牺牲实现的,其能够有效促进超宽带与窄宽带的共同使用,最大程度提升现有资源的利用效率。根据国际相关标准的具体规定,UWB信号的发射功率需要低于美国信噪的标准值-41.3dBm/MHz。因此,就理论分析而言,UWB信号产生的干扰仅仅为一宽带的噪声,一方面,这能够实现UWB信号与现有通信系统的良好共存,从而有效提升频谱的利用效率,缓解越来越紧张的能源局势;另一方,UWB信号的发射功率低能够有效提升信号的隐蔽性与安全性,使得其拦截与探测难度大大提升,这对于军事机密的安全传输来说起着非常重要的作用。

1.3互补性

超宽带无线通信技术具有明显的互补性特征,其主要体现在该项技术在接入方式、覆盖规模以及适用范围等方面,例如4G与WiFi技术都能够在一定方面互相补充,4G能够有效实现网络漫游与移动,同时在大范围内实现网络的无缝覆盖。而WiFi则能够在限定范围内实现高速度的信号传输,有效弥补了4G网络在信号传输速率方面的局限性。在此基础上,为了促进超宽带无线通信技术的改进与完善,这要求相关的技术人员应该加强对该项技术的研究与重视,实现网络技术体系的一体化发展,实现技术之间的互补与协调,并通过互补的接入方式与通信手段,全面满足客户的多样化需求,为客户提供更高质量的通信服务。与此同时,超宽带无线通信技术的互补性对于市场的细分与建立来说起着非常重要的作用,其能够实现技术系统整体的全面发展,改善其发展不均衡的现状,为其良好应用奠定可靠的基础。

1.4多径传播

在多径传播中的信号与能量衰减是无线通信面临的重要问题,以往的无线通信技术由于受到建筑物以及多径的干扰,使得其信号传输失真性较强。同时相关设备也无法实现对信号多径干扰源的准确定位,尤其在密密麻麻的建筑群中,其追踪工作难度更大。多径干扰在很大程度上对信号的高效传播造成了严重的负面影响,尤其在建筑群中,其负面作用更大。超宽带无线通信技术的应用能够有效缓解该问题,其主要在室内使用,并且其能够有效抵抗多径传播的干扰,其能够在复杂的传播环境中被有效识别,而不受到环境的干扰与破坏,并且其衰减量能够大大降低,这在很大程度上提升了通信效率与质量。因此,由于超宽带无线通信多径传播的优势,使得其在军事行业与商业机密的传输中得到了十分广泛的应用,并受到人们的青睐。

2超宽带无线通信发展趋势

2.1产业化发展

伴随着超宽带无线通信技术在我国的大范围推广,其已经形成了一套系统的商业规模,产业化已经成为该项技术的必然趋势,无线通信的各个环节都实现了商业生产。因此,我国的三大运营商也在一定程度上加强对该项技术相关业务的开发与推广,目前,我国已经实现了超宽带无线通信技术的商业化应用,这对其他东亚国家、南非地区起到了很大的引导与榜样作用。自2007年开始,西方国家就开始使用全面的无线通信技术,各国对该项技术的限制也越来越少,其只要确保信号频带的宽度能够控制在合理的范围内,并且能够有效抵抗各种干扰,该项技术即可投入生产。对于该项技术的发展前景,社会各界都对其给予了很大的期望,我国各大运营商也对其投入了大量的资金与人才,并相继申请专利,这为该项技术的产业发展奠定了一定的基础。

2.2应用规模增大

由于超宽带无线通信技术使用的带宽宽度很大,其能够具有全部频谱的应用能力,因此,相较于传统的无线通信技术,无线通信技术的应用规模更大。这项技术在众多领域都得到了十分广泛的应用,例如军事领域、交通领域、互联网行业以及人们的日常生活等,其在家庭、娱乐、办公以及大量的电子通讯设备中都起着非常重要的作用。该项技术的应用对人们的生活水平与生活方式也起着潜移默化的影响,传统的有线通信技术已经被完全淘汰,无线通信技术的应用为人们的办公与生活都提供了很大的便利,其使得生活的节奏更快,人们的工作效率更高。在将来的应用中,超宽带无线通信技术将全面代替有线连接,并更好地实现在更大空间上的应用。

2.3技术专业化

目前,由于我国超宽带无线通信技术的发展历史相对较短,因此,其不可避免存在一定的缺陷,例如频率管理不规范、技术应用不标准以及相关制度体系不完善等,这都会在很大程度上对该项技术的良好使用造成严重的负面影响。因此,这要求相关的工作人员在未来的发展中应该加强对技术的改进与完善,从而为其更大规模的应用奠定良好的基础。相较于西方发达国家,我国对于该项技术的研究相对较为落后,并且其关注重点主要在超宽带无线通信技术上,这对4G时代的到来奠定了良好的基础。同时,各家各户对超宽带无线通信技术的认识也越来越多,但是还是远远不够,甚至众多电子产品企业对超宽带无线通信技术的应用还停留于蓝牙阶段,因此,这要求相关的技术人员应该加强对技术专业性水平的提升,使其发挥更大的作用。另外,政府相关部门也应该加强对该项技术的重视,通过出台相关的政策、文件说明等手段鼓励企业积极应用该项技术。同时,政府还相关加强对相关科研工作的资金与人才投入,为技术的发展创造良好的外部环境。近些年来,该项技术在我国已经展现出了明显的专业化趋势,其存在的众多问题都被相关的技术人员一一克服与处理,其对于技术的应用越来越成熟。

3超宽带无线通信技术的主要内容

3.14G技术

伴随着移动技术的改革与升级,第四代移动技术4G的研发与应用受到了社会各界的高度重视,其已经成为通信行业关注的热点课题。与此同时,技术人员也在一定程度上加强了对4G技术的改进与完善,然而因为移动网络会在很大程度上受到技术更新换代的影响。另外,移动网络凭借着自身的平滑性,在应用4G网络时能够实现快速连接,这为其进入网络提供了很大的便利,然而这也对商业模式的改革产生了一定的影响。就我国目前而言,4G技术已经成型,并形成了自身完善的商业模式,其已经具有了一定的发展规模,对于大部分的业务需求都能够较好地满足。自2014年起,我国的4G技术已经进入了初步的使用阶段,并取得了良好的应用效果,从此我国步入了4G网络时代。伴随着该项技术的不断普及,相关的业务也展现出了快速发展的明显趋势,这为相关企业创造了很大的商业价值与巨额的经济利润。

3.2无线局域网

无线局域网又称WLAN或WiFi,相较于4G网络技术,其数据流量更大,一般可以达到十几兆至几十兆。目前,该项技术已经得到了广泛的普及,其应用技术标准一般都是802.11,我国也主要采用该技术标准。局域网的发展十分快速,其主要先在西方国家兴起,然后再在我国得到了众多运营商的大力的推广与应用。因此,这要求相关的技术人员应该加强对WLAN技术的改进与研究,加强其与IT行业的联系,同时进一步提升该项技术的经济效益。然而WLAN技术在中国的推广并非一帆风顺的,在初期,由于安全性、技术性以及漫游收费等问题的爆发,使得该项技术的发展受到了很大的阻碍。除了技术自身原因的限制之外,技术应用初期高端商业客户的匮乏也是导致其发展止步不前的重要原因,这在很大程度上降低了运营商的经济效益,大大打击了其发展积极性。因此,在未来的发展中,伴随着信息技术水平的高速提升,相关的技术人员应该加强对新技术的应用,不断实现WLAN技术的改进与补充,进一步完善通信技术体系。

3.3UWB信号

UWB信号是无线通信的基础条件,从本质分析,UWB信号主要是通过发射与接受短波脉冲产生的,相较于传统的无线信号,由于UWB信号的发射功率极其低,因此,其无法被有效探测与拦截,UWB信号的隐蔽性与安全性更强,其探测难度更高。目前,UWB信号在家庭、办公以及电子通讯产品中都得到了十分广泛的应用,这在很大程度上为数字化时代的到来创造了有利的外部条件。各大开发商企图将该项技术与电器、环境以及生产设备等连接起来,利用无线通信技术代替传统的有线通信,实现对智能化、数字化环境的全面建设,使得人们的生活方式更加简便与灵活,办公效率更高,例如蓝牙技术就在很大程度上实现了对UWB信号的高效使用。在传统的应用阶段,由于信号传输效率偏低,因此,其主要应用于鼠标、耳机以及音响等小型计算机设备中,然而UWB信号的传输速度相对较高,其能够在显示器、视频会议以及移动设备中得到十分广泛的应用,其适用性更广。另外,在移动手机与笔记本电脑等便携式通信设备中,UWB信号也起着非常重要的作用,利用UWB信号,人们可以实现无线上网,并在任何地点、任何时间都可以实现数据的传输。

4结论

综上所述,超宽带无线通信技术属于一种新型的信息技术,其相关的技术与理论体系还不够完善,且其在实践应用方面还具有一定的缺陷,但是其应用前景十分美好。伴随着通讯设备的智能化发展,其对技术的要求也越来越高,超宽带无线通信能够为智能化设备的应用提供可靠的技术支持。尽管目前该项技术在频率管理与规范化应用方面还具有一定的不足,同时其还需要面对日益严峻的市场环境,但是伴随着技术应用规模的不断扩大,该项技术必然发挥出更加重要的作用,并形成系统化的商业发展模式,最终占领更大的市场份额。

参考文献:

篇(5)

引言:

近年来,随着我国科学技术的进一步创新、发展,通信技术已发展至5G领域。5G主要是指在4G基础上增加网络带宽,使得网络速度更快、带宽更大的无线通信技术,其在推动互联网快速发展上发挥着重要作用。随着5G无线通信技术的广泛应用,该技术成为近年来通信技术的研究热点,且对人们的日常生活、工作产生了深远的影响。从现阶段5G无线通信技术的发展趋势来看,该技术极大可能成为未来时代无线通信领域的主力军,并为移动通信的革新提供重要支撑。同时,在移动数据流量暴涨下,5G无线通信技术的推广会给无线通信技术产生积极作用。因此,了解现阶段5G无线通信技术的发展现状、发展趋势和具体应用具有重要意义。

一、5G无线通信技术的特点

随着5G无线通信技术的开放与应用,其特点也越来越凸显。该技术对频谱的利用率相对较高,且高频段的频谱资源在5G无线通信技术的应用范围较广。相较于传统通信技术,5G无线通信技术的多天线、多用户、多点、多小区的互组网协作特点更为突出,且能很大程度上提升了信息编码、点点之间的物理传输技术性能,并降低了耗能和成本[3]。同时,5G无线通信技术主要侧重无线网络“软”配置的设计,而运营商能结合业务流量变化、网络资源进行调整,进而达到节约成本、降低耗能的目的。同时,5G无线通信技术还具有先进的设计理念,其业务重点为室内通信业务,该技术推动了传统移动通信系统的理念,使室内无线网络覆盖性能进一步提高,并实现业务的完善和拓展。在研究5G无线通信技术中,分析其相关特点对了解该技术现阶段的发展具有重要意义。

二、5G无线通信的相关技术

2.1同时同频全双工技术

同时同频全双工技术是5G无线通信技术的关键技术之一,其能在实际应用过程中提高频率资源的利用效率,并接收来自不同物理信道传输的数据信号[4]。在同时同频全双工技术下支持下,能通过同一频率来传输、接收数据信号,进而满足多维度的应用条件,很大程度上避免了通信双工节点发送信号而引起的干扰问题。同时,这一技术能进一步提高网络宽带频谱利用率,并增加网络的应用性。可见,该技术在5G无线通信技术中占据着重要地位,要想真正意义上推广、应用5G无线通信技术,则不能脱离同时同频全双工技术的支持。

2.2多天线技术

多天线技术主要是指由多条线路组成的技术,该技术所用的元器件较为复杂,传输装置、接收装置、配套设备等为主要的元器件。一般情况下,接收装置的天线会置于相应的应用设备上,传输装置的天线多选择分布或集中排列形式。在5G无线通信技术中,多天线技术的应用能有效消除自身频率所产生的干扰,并提升设备的频谱接收效率,使能量消耗下降,解决小区干扰、掉线、噪声等问题。同时,5G无线通信技术充分利用多线技术来进一步简化整体布局和设计,并分散数据信号的传输模式,进而改善频谱利用效率、时间周期等。

2.3智能化技术

智能技术是5G无线通信技术的一大体现,对该技术进行深入分析后发现,云计算的核心作用占据着重要地位。在云计算数据信息网络的服务器中,5G无线通信技术能和基站建立关联,并形成数据交换机网络。通信技术工作人员需结合实际需求,在云计算的储存功能支持下,能有效完成大数据信息的储存。同时,云计算能及时、高效处理所储存的数据信息,即使在规模较大的基站中,也能根据基站的实际情况准确划分数据频段,进而获得良好的数据信息结果。由此可见,云计算是体现智能化技术优势的重要内容,在5G无线通信技术,该技术所发挥的工作不容忽视。

2.4空间调制技术

空间调制技术主要是指将每个数据编码对应到它所需的天线位置,并通过多天线实现合成发送[5]。在空间调制技术下形成了天线的阵列星座图,且与以往所用的信号星座技术相比,该星座图能进一步提高数据信息的传输速率。虽然空间调制技术主要由多天线构成,但在仅使用一根天线时,其它天线会处于待命状态,这能在一定程度上保证传输效率。同时,在空间调制技术下,各个数据信息会分成两个字节,并涉及到发射天线的数据、阵列信号星座图大小等,同时,根据第一个字节能确定工作发射天线,另一个字节则通过天线发送天线阵列信号星座图信息。由此可见,空间调制技术属于一种SSK的振幅、相位的调制技术,在5G无线通信技术的应用过程中占据中重要地位。

2.5多载波技术

在5G无线通信技术中,为了支撑高数据速率,可能需要高达1GHz的带宽。然而,在部分较低频段中,无法获得连续宽带频谱资源[6]。因此,如何充分利用这些空白频谱是5G通信技术设计的重要问题。多载波技术是一种基于滤波器基础上的技术,其能有解决上述问题。多载波技术作为5G无线通信技术的关键技术之一,其能有效实现各子载波带宽设置、各子载波交叠程度的灵活控制,使相邻子载波的干扰得到有效控制,并充分利用零散的频谱资源。同时,各子载波无需同步,检测、信道估计等均在各子载波上单独处理。

三、5G无线通信技术发展

3.1发展现状

从无线通信技术发展来看,未来几年全球的移动通信量会增加相近20倍,这一庞大的数据对网络发展带来了深远影响。因此,在这些发展背景下,推动5G无线通信技术发展是一个刻不容缓的问题。从现阶段的发展现状来看,5G无线通信技术的网络传播速度可达1Gb/s,且数据会是4G技术的一百多倍,简而言之,在4G技术下需要耗费十几分钟下载一部电影,而5G技术下1s就能完成。但5G无线通信技术目前发展尚未完全普及,其还具有更大的发展空间,且下5G无线通信技术下,能享受更快的网速,数据信息获取更为方便。

3.2发展趋势

任何事物的发展均会经过千难万阻,作为第五代移动通信技术,其在发展过程中也会遇到许许多多的难题,尤其在技术开发领域。随着5G无线通信技术的进一步发展,我国工信部已向中国广电、中国电信、中国移动、中国联通发放了商用牌照,这说明我国已进入5G商用时代[7-8]。在未来发展中,5G无线通信技术具有良好的发展前景,具体体现在以下几点:第一,在信息安全领域中的发展。随着网络的进一步发展,信息安全是人们所关注的重点问题,若在网络中信息安全性低,则会严重降低人们的体验。因此,为了提高用户体验,在未来发展中5G无线通信技术如何对信息进行更为安全的编码成为了重要的发展趋势。第二,在社交领域中的发展。5G无线通信技术在网络社交领域中应用,能给用户带来更为真实的虚拟化体验,使用户在网络世界中获得良好的社交体验。第三,在地下、高空、深海等地域环境复杂的通信中的发展。在数据信息传输过程中,其传输效率会受到地下、高空、深海等复杂地形的影响。因此,5G无线通信技术的未来发展趋势,可对这些复杂地形进行进一步探索,以进一步提高网络数据信息的安全和传输质量,获得更好的通信技术应用价值,并带来良好的效益。

四、5G无线通信技术的具体应用

4.1安卓系统中5G高速度的应用

从现阶段来看,多数移动智能终端所用的系统多以安卓系统为主。安卓系统是在Linux基础上的自由、开放源代码操作系统,其在移动设备应用中起到核心作用。安卓系统主要采用分层架构,划分为应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层、系统内核层四个层次。其中,5G纳米核心技术主要应用于系统核心层,以实现安卓基础性问题、硬件驱动的分离。同时,由于安卓系统开放性的特点,其安全系统在实际应用过程中出现了明显降低,而5G纳米技术具有良好的保密性,应用该技术则能在量子密码学中提高加密等级,使用户的信息安全性提高。总之,安全系统是现阶段5G无线通信技术的重要应用区域,其具有十分突出的优势,对安卓系统的发展发挥着重要作用。但对于该技术在安卓系统中的具体应用,仍需开展更为深入的研究、探索,以充分发挥5G无线通信技术的优势。

4.2光场相机中应用

光场相机主要是指先拍照后对焦的照相设备,其主要原理是利用光场技术作用来,在拍照时仅需进行构图,无需进行对焦处理,在很大程度上改善了现有相机的拍照方式和习惯。光场相机良好的抓拍优势,只要拍照对象在焦距范围内,对焦点则能随意选择;同时,光场相机的容量较大,储存一张照片至少花费200M空间,故在传输速度、储存空间上有着更高的要求。然而,5G无线通信技术所具备的传输速度快、储存量大等优势,能有效满足光场相机这一点要求。因此,5G无线通信技术在光场相机中应用具有很大优势。此外,在光场相机的数据信息安全防卫监控方面,5G无线通信技术具有良好的发展前景。

五、结束语

总而言之,相较于以往的通信技术,5G无线通信技术属于高速度、低时延、低功耗的新型通信技术。5G无线通信技术发展及应用有利于提高我国通信领域的综合发展水平,因此,进行5G无线通信技术的发展及应用,了解其相关技术、发展趋势和具体应用对增强我国通信领域的经济能力和综合实力方面具有重要意义。此外,在这场通信技术变革中,5G无线通信技术具有良好的发展潜力,推动该技术进一步发展,则能让科技更好地服务于人们的生活、工作。

[1]贾磊.新时期5G无线通信技术发展跟踪与应用分析[J].通信电源技术,2019,36(07):182-183.

[2]李维.新时期5G无线通信技术发展跟踪与应用研究[J].通信电源技术,2020,37(01):181-182.

[3]唐嘉麒.浅析5G无线通信技术及对物联网产业链发展的意义[J].中国新通信,2019,21(18):6-7.

[4]顾炼.基于新时期发展分析5G无线通信技术发展跟踪与应用[J].数字通信世界,2018,(11):43-44.

[5]郭琪,胡广强.新时期5G无线通信技术发展跟踪与应用分析[J].信息记录材料,2020,21(05):172-173.

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一、5G无线通信技术发展现状和趋势

根据相关部门预测,在未来的五年内,全球的移动通信行业增长将达到26倍,这无疑是个惊人的数字,可见5G无线通信行业的潜力。我们可以展望,旧的事物一定会被新的事物所替代,旧的技术也一样将被新的技术所代替,5G必然会成功取代现有的通信技术,成为通信技术的新选择。

但是事物的发展也是双面性的。5G是无线通信领域的机会,也会是其所要攻破的挑战和难关。新技术的发展不会是一帆风顺的,会遇到许多问题,尤其是技术问题,很多技术不是一朝一夕可以设计出来的,技术的革新也并不容易。这就需要技术人才的努力,还有学术界的努力,发展具有我国自主产权的技术。为了实现这个目标,我国电信系已经建立了宽带无线ip通信试验网,同时也注重人才的开发的培养,培养了一大批技术过硬的人才,还有国外企业建立了良好的关系,在技术上进行交流革新。

二、5G无线通信技术发展追踪技术及分析

1.高频传输技术。在我国,无线通信技术及其应用发展迅速,导致了低频段普资源十分紧张,使5G在现有的资源中找不到新频段,5G的发展必然受到阻碍。而且5G作为新的技术需要更大的传输宽带,工作频率的要求也随之提高。目前,各国的各大通信企业和研究机构都在进行积极的研究工作,也取得一些成果。比如,韩国的三星公司在高频传输中已经可以对28GHz和37GHz频段的传播进行了信道的测量,还研发了系统设备样机,证明这种传播的可行性。与此同时,又发现了问题,电磁传播的特性不完全适宜高频传播,使高频传输的实际困难任然有待解决。此外,高频段的设备技术难度高,花费大,这些都会成为阻碍5G技术的发展因素。

2.密集网络技术。通讯业为了应对未来业务增长的需求,决定采用更加密集的小区部署方案以此来提高总体的性能。随着现代小区的建设,小区的密度也会增加,使整个网络的拓扑变得越来越复杂,互相干扰的问题也会日趋严重。所以这是一个难点,要提高抗干扰能力,加强网络抗干扰的管理。但是好处是密集小区技术会增强网络的灵活性和应变性,可以针对不同的用户快速的部署,快速扩大市场,抢占有利时机,在现代竞争激励的情况下是十分有效的。

可问题是,小区密度的增加会给网络的容量和无限资源带来挑战。这要求这些资源的利用率要显著提高,否则无法适应用户的增长。应对问题目前的研究结果有如下几个。第一,采用微蜂窝进行渗透率的提高。根据实验的结果,当微蜂窝的渗透率达到20%时,容量可以以1000倍进行提升,这个技术可以很好的扩展容量,使5G无线通信技术的发展潜力进一步提升。第二,为了防止干扰的新技术采用了小区协调技术和参考信号技术相互配合,他们可以在不同的自由度通过自身的调控进行防干扰,防止信号的相互交错导致信息的失误。等到这问题相继的解决,未来的5G无线通信技术肯定会得到重大的突破,并且得到广泛的应用。

小结:毋庸置疑, 5G无线通信技术的发展一定是通信行业的前沿,是通信行业必然的趋势。随着网络的日益强大,用户对网络的性能的要求也水涨船高,5G的发展被行业日渐重视。它带来的变革不仅是通信技术速度上的提高、信息的安全,还会形成一个整体,使整个世界的通信都可以互通有无。而且我们相信在5G无线通信技术发展的道路上,中国作为一个大国可以引领世界的潮流,促进世界经济共同发展,同步全球的信息,5G的未来也会对其他带来前所未有的改变,使整个世界都变成更加智能化、完善化的移动网络的世界。

参 考 文 献

[1]张培培. 5G无线通信技术的应用前景分析[J]. 无线互联科技,2016,(24):32-33.

[2]翟广羽. 5G无线通信技术关键技术分析[J]. 通讯世界,2016,(19):70.

[3]蔡宏,张小龙. 对无线通信技术的发展分析[J]. 通讯世界,2016,(18):11.

[4]郑少丹. 论5G无线通信技术发展跟踪相关应用[J]. 建材与装饰,2016,(30):124-125.

[5]张亦苏,刘志坚. 5G无线通信技术概念及相关应用[J]. 通讯世界,2016,(10):93.

[6]张昌舜. 无线通信技术的分析及未来发展探究[J]. 中国新通信,2016,(09):109.

[7]曹亮杰. 关于5G无线通信技术发展跟踪与分析[J]. 通讯世界,2016,(07):30.

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二、无线通信技术在我我的应用

从很久以前开始,无线通信技术就已经走进我们的生活,从最开始的红外传输,到后来的蓝牙通信技术,再到后来的3G网络技术、WLAN等更先进快捷的技术,无线通信在我国的发展步伐在逐步加快,极大地方便了人们的日常生活,改变了人们的生活方式。

(一)红外技术。红外技术的出现较早,在过去很长一段时间内都应用在很多领域内,用来进行短距离的数据传输,使得这项无线通信技术发展到了较为完美的阶段,当时很多手机都搭载红外。这是因为红外技术的安全性能高,并且传输时产生的辐射也较小,安装方便,耗能小,所以也决定了其在小型办公领域的应用前景。

(二)蓝牙技术。蓝牙技术从本世纪初开始发展,现在已经普及开来。这项技术比红外更稳定,抗干扰能力也较强,现在已经广泛应用在笔记本、平板电脑和手机等移动媒体上。蓝牙技术和红外有着本质上的区别,所以不能当做红外的升级产品。蓝牙的目标是实现短距离数据通信,实现方式是靠终端设备来完成的。并且蓝牙技术是免费的,有统一的规范标准,能实现不同设备之间数据的传输,为无线通信开拓了新的方向。

(三)关于3G技术。我国3G技术的应用始于2006年,移动厂商将这项技术应用在手机中,2009年,国家工信部正式批准移动、联通和电信对3G市场进行运营。短短几年,3G技术使我们的通信生活发生了翻天覆地的变化。作为移动通信终端设计的一种数据传输技术,其在我国的应用水平还有所差异,比如中国移动应用的是国外技术的变换产品,投入使用较早,但是相对成熟的是中国联通使用的WCDMA技术,网络传输较快。应用最广泛的是中国电信的3G技术,它依托宽带,完成了有线向无线的过渡。

三、发展前景

我国的无线通信技术在未来很长一段时间内将实现全面发展,涉及多种领域,技术手段繁多,这些特点都说明我国无线通信技术发展的大好前景和巨大潜力。有目标的对这些技术进行完善能尽早实现无线通信技术的价值。未来,无线通信技术必将更广泛的应用在各个领域,办公领域、数字生活领域和移动应用领域是三个主要的方面。办公领域的应用,主要实现无线和宽带之间的传输河流,无线技术能有效降低成本,方便快捷。在数字生活领域的应用上,无线通信技术的发展一定要有特色,体现以人为本的宗旨,人性化的促进信息行业的发展,满足个人和家庭用户的需要。移动领域的应用必将是最广泛的,因为现在笔记本、手机、平板电脑等移动媒体已经得到很大的普及,但是伴随而来的问题也是很多的,现阶段,这些产品互相实现数据传输的方式还是比较繁琐的,受驱动、硬件、接口等很多条件的限制。解决这些问题就要靠无线通信技术来实现,因为无线通信技术则不受这些条件的限制。要根据不同企业和个人的需求,提出不同的发展策略,规划无线通信网络,合理的利用和分配资源。移动通信技术方面,在做好3G网络技术普及的同时,更应着手准备研发4G网络技术,高瞻远瞩,才能在世界上独树一帜。从快带无线接入技术来讲,该技术目前广受欢迎,并且发展态势也比较不错,但是,从另一方面来看,我们还应科学理性的对待宽带无线技术,从全局出发,将发展定位为与移动网络互补,这样既突出了自己的特色,也避免了没有必要的竞争和浪费。移动将和无线技术在以后发展中实现慢慢的融合,现在,这两个领域都在进行快速的发展。各项新的技术都在被不断的研发出来,两个领域的联系也越来越紧密,很多项技术都在实现逐步的融合。多元融合的趋势下,这两个领域必将相得益彰,促进我国通信技术的发展,方便人民的日常生活。

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中图分类号:TN92 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)48-0358-01

一、无线通信的起源

很早以前人们就利用各种方式进行通信,比如烽烟、旗语等等,这些从某些意义上讲也是一种无线通信。但是这些办法只能在可视范围内通信,且只能传递一些简单的信息,为了将这些距离传送的更远,人们想出了很多办法,接力就是一种有效的方式。1837年,英国库克和惠斯通设计制造了第一个有线电报,人类通信进入了一个崭新的纪元。1860年,意大利人安东尼奥・梅乌奇,发明了电话,几十年之后,也就是在1895年,马可尼首次从英国怀特岛到30km之外的一条拖船之间成功进行了无线传输,现代意义下的无线通信从此诞生。两次世界大战强烈地刺激了无线通信技术的发展。美国于1946年首次开通了移动服务系统,主要用于警局、消费部队等大众安全部门。第一代无线通信系统称之为模拟蜂窝网,也就是俗称的1G。在该系统中,语音信号主要采用模拟调制。从2G开始,无线通信步入纯数字时代,2G时代的一个重大特点就是,所有的标准都是以商业利益为宗旨。3G时代刚刚开启不不久,4G时代已然来临。

二、无线通信的发展特点

无线通信本事突破了时间与空间的限制,近年来发展迅猛,其在发展过程中呈现出两个重要特点:

首先就是公众移动通信业务不断增长,工信部的统计数据显示,截止到5月底中国的手机用户数量已达到12.56亿人,相较4月份增长了0.36%,比去年同期增长了7.82%,相当于中国90.8%的人都在使用手机。可以说,绝大多数人都在使用手机,手机成了我们生活中不可缺少的部分。

其次,无线通信技术在不断地升级换代。任何技术本身都不会是完美的,无线通信技术也一样。虽然无线通信技术已经发展了很多年,但是远远谈不上成熟。可以说无线技术仅仅只能说是达到了一个相对的成熟期。在当前看来,老的无线技术不断地升级以适应现实的发展,新的无线技术又不断展现。

三、当前无线通信技术热点

3.1 WiFi与WLAN

WLAN即无线局域网的英文简称:Wireless Local Area Networks;它利用了无线技术,摆脱了通信电缆的束缚,使得用户可以很方便地透过无线电波与互联网联接,近年来,这种技术的发展相当迅猛。目前市面上的家庭路由器已基本上由无线路由器所占领,其流行程度可见一斑。

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如pad、手机)等终端以无线方式互相连接的技术,事实上它是一个高频无线电信号。Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)是IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)定义的一种工业无线通信标准,其本质上是一种商业认证。Wi-Fi是目前WLAN的主流标准,占有统治地位,其工作在2.4GH开放的ISM频段。Wi-Fi发展顺序为802.11a、802.11b、802.11g、802.11n其传输频率由之前的最高11Mbps到现在的540Mbps。在目前的互联网潮流下,无线局域网标准Wi-Fi得到了跨越式的发展,各种无线通讯设备如雨后春笋般涌现。

3.2 WiMax

WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMax也被称为IEEE802.1标准。WiMax是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMax的技术较为先进,采用了OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等代表未来技术发展方向的技术。相较于其他无线通信技术,其主要技术优势在于较高的通信频率和频谱利用率。不同于WIFI所采用的2.4G的通信频率,WiMax所采用的频率范围相当宽泛,最高可以达到11G。就目前的情况来看,经过了这几年的热闹,WiMax有走向没落之势WiMax提出之初给出的理念是:WiFi的加强版,后来又发现其定位和移动通信一样,可以是终端用户任意上网链接,然而这些功能现有的移动通信协议都可以做到。目前WiMax所面临的竞争,既有WiFi又有现在的CDMA,WCDMA等3G、4G技术。WiMax的技术覆盖范围过广,市场定位模糊是其商业化的最大致命伤。WiMax的没落与其说是技术的没落,不如说是商业或者市场的没落,而不代表其技术不先进。

3.3 UWB

UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。从技术本质上来说,UWB不使用无线载波,而是采用时间间隔极端(

四、无线通信的发展趋势

时代在进步,技术在前行。任何事物都是在不断进化以适应未来的发展。无线通信技术也是一样。一些落后的技术将会逐渐淘汰,一些技术经过改进得到新生,新的技术将不断涌现参与无线通信技术的竞争。总体来说,无线技术就是我们的未来,自由永远是人类不变的追求,这也是无线通信最核心的价值体现。在未来其无线通信技术将呈现以下特点:

4.1 技术互补性增强

无线通信技术有很多种,每种都有其最合适、竞争力最强的那个应用领域和覆盖范围。就目前的技术范围来,还不存在一种无线通信技术能够包打天下,在任何环境都适用。应该可以说在较长一段时间内,这种技术也不会出现。这样的技术特点,就决定了各种无线通信技术必须互相补充才能完全满足用户需求。因此在应用开发上,如何使用户在无知觉间实现各种无线连接的切换,是一个很重要的方向。智能、简单这是无线应用应该走向的方向。用户无需了解各种无线技术的优劣点,只需方便自由地应用即可。

4.2 联合化、一体化、宽带化

未来的通信终端必将是处理器和通信的结合体。目前流行一种说法是让所有的人和物体都接入互联网。如何接入?唯有无线通信。网络的融合包括核心网、接入网、业务的融合。各种无线通信技术WiMax、蓝牙、UWB等等最终都将与互联网相互融合。向互联网迁移,已经是各种技术发展的一个大的趋势:电话网与互联网的融合、电视网与互联网的融合;人们使用移动网络上网、使用WIFI上网这些都离不开互联网。这些无线技术如何更好地和互联接入是一个重要的领域。

4.3 无线通信与其它技术领域的交叉融合

当今科学领域不断飞速发展,各种新技术层出不穷。技术领域的划分也越来越细,同时各学科的交叉融合也越来越普遍,无线通信也不例外。从通信的角度讲,目前只要是需要进行通信的领域都可以使用无线通信技术。如果按照这个理解,无线通信的应用空间只会越来越大。无线化,是一个难以抗拒的诱惑。无线抄表、无线门铃、无线防盗、无线物流监控、无线火灾报警系统……各种新型的应用领域不断出现。未来无线通信的领域只会越来越多,这是毫无疑问的。

随着社会不断的发展需要,各种无线通信技术将会应用到各个领域,发挥出自身的特点及优势,创造出巨大的经济效益。

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1引言

移动通信系统每一次更新换代都有颠覆性技术引领,每一次更新换代都解决了当时的最主要需求,1G时代最主要的需求是系统容量,采用模拟蜂窝加上FDMA技术。1G时代的特点:以频率复用为基础,以频带划分小区;频率受限,需要严格的频率规划;以频道区分用户地址。2G时代最主要的需求是高质量的话音业务以及系统的容量问题,采用数字化技术与TDMA技术,如数字语音编码技术,是2G移动通信的主要突破,TDMA技术使得每个用户占用一个时隙,提高系统容量。3G时代最主要的需求是多媒体业务以及系统容量,采用Turbo码和CDMA技术,Turbo码在3G的应用,使得3G能够支持多媒体业务,打破了2G只支持话音和短消息业务的局限,CDMA使得每个用户使用一个码型,频率/时间共享。到4G时代最主要的需求是高质量多媒体业务以及更大的系统容量,采用OFDM-MIMO+空分多址SDMA技术,MIMO有效地实现了新的空域的开发,使得频谱效率得到更多的提高;比之CDMA,OFDM传送数据的速度更快,可以更好地实现在无线传输环境中的多径效应。当前互联网用户日益增多,移动通信技术面临着容量不足,能耗高且用户体验不足等问题,成为促使5G技术发展进步的主要推动力。

25G移动通信技术需解决的主要问题

移动通信技术的发展历程显示,容量不足从始至终就是无线通信技术进步中的显著问题,5G会遭遇更大的容量需求与频谱赤字问题,按照相关机构的预测,在未来智能终端的普及与通信数据增加,会使得移动通信业务量每年以将1倍的速度增加,将来十年数据业务量会比之现在增长一千倍。巨大的容量增长,对未来移动通信技术的发展提出了非常大的挑战,5G时代的开启迫在眉睫。

3针对主要问题的应对方案

若想实现千倍的容量增长需求,可以在频谱数量,频谱效率以及基站的数量上采取应对措施。实现更多的频谱,更高效的频谱效率或者更多的基站来实现对容量不足问题的解决。

3.1更多频谱

新频谱开发是以新频谱电波特性的测量与建模为基础进行研究,研究集中在较高的频段,在更小小区更为适用。比如在6~15GHz频段,这个频段的空间隔离性较好;60GHz毫米波,这个频段的频宽较高,但是没有较好的穿透性;频谱共享能够实现频谱的智能使用等。频谱共享技术指的是运营商内RAT间频谱共享、运营商间频谱共享、免授权频段共享、次级接入频谱共享。但是新频谱开发也面临着诸多挑战,主要来自旧有的频谱分配造成的阻力,一般是利用行政分配或者采用拍卖的办法,进行静态频段的分配,已有的频谱已经被分配完毕。传统的静态频谱分配存在着以下几个问题:①现有的频谱使用并不均衡;②有着时间、频段以及空间的多维利用漏洞;③对于频谱的利用率很低。为解决上述问题,要实现动态频谱,改变旧有分配频段的约束,与时-频-空多维频谱的动态分配相结合,推动频谱资源利用的智能化,以便令频谱的利用更加的高效率,实现最大程度的频谱利用。具体要实现,要从政策监管部门、设备制造商以及电信运营商三个方面入手:频谱分配政策由固定分配与行政指派向动态频谱分配政策转变,频谱管理将更加智能与灵活,设备认证管理及非法设备核查能力提升,需要克服政策的阻碍,与相关部门同心协力,打造更完善的通信监管政策。对已有的核心网、接入网设备进行升级更新以便能够支撑识别等新的应用功能,扩展终端以及基站的射频模块的工作频段,高性能的滤波器的开发研究等还必须有设备制造商的大力支持。智能、高效协调授权的静态频谱和动态分配的频谱使用,对具备动态频谱功能的终端设备进行网络接入过程的有效管理和控制还需要电信运营商的鼎力协助,因此开发新频谱是一个任重道远的任务。

3.1.1高频段信号传输和关键技术

移动通信传统工作频段十分拥挤,而大于6GHz的高频段可用频谱资源丰富,能够有效缓解频谱资源紧张现状,可以支持极高速短距离通信。非常大的带宽资源,能够有效地提高网络速度,提升用户体验。可以利用高频实现蜂窝接入,实现基站和基站之间的回传等。采用高频段传播特性、信道测量与建模、高频段的射频和天线关键技术、以及网络架构与组网技术的方案实现高频段信号传输。

3.1.2灵活频谱共享技术

灵活频谱共享技术是一种新的频谱使用方法,让多个系统共享使用特定频谱,改变了以往固定频谱分配的方式,能够有效地拓展IMT可用频谱约一倍。采用无线环境检测、动态频率分配以及干扰管理等技术实现灵活频谱共享技术。

3.2更高频谱效率

①多址技术是移动通信系统升级换代的核心之一,是单一资源到多维资源联合使用,提高资源利用率的大势所趋。②无线传输新技术的研发,是获得更高频谱效率的有效手段。

3.2.1非正交多址接入技术

该技术是利用发送端与接收端的联合设计,在发送端使用功率/空间/编码等多种信号域的单独或是联合非正交特征图样进行其用户的辨别,在接收端采用SIC方式完成准最优的用户检测。非正交多址接入技术对于大容量持续业务信道,使系统整体频谱效率提升1~2倍;对于大容量随机突发业务,缩短数据包传输时延并提升用户接入体验。

3.2.2电磁涡旋无线传输技术

无线传输的媒介是电磁波,而新的电磁波物理特性的利用可能带来无线通信的时代变革。电磁涡旋波可由调制后携带信息的普通波通过波束扭转方法得到,将电磁涡旋波恢复为普通调制信号的过程可以理解为“逆涡旋”,由此产生了电磁涡旋波,将电磁涡旋应用于无线通信,由瑞典物理研究所得BoThide教授于2011年采用抛物面天线与八木天线试验,证明了其无线传输技术的可行性。但是该技术对方向性以及传播环境有着严格的要求。

3.3更多基站

3.3.1大规模天线技术

当基站侧天线数比用户天线数大出很多,基站到各个用户的信道就会接近于正交状态。同时,通信用户之间干扰会接近于无,而巨大的阵列增益将能够有效地提升每个用户的信噪比,从而能够在相同的时频资源共同调度更多用户。可以通过建立面向异构和密集组网的massiveMIMO网络构架与组网方案,采用MassiveMIMO物理层关键技术、大规模有源阵列天线技术以及大规模天线与高频段的结合来实现大规模天线技术,适用于城区宏覆盖、高层建筑、室内外热点等应用。

3.3.2超密集组网技术

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1.1智能交通领域无线通信技术需求分析

智能交通系统(intelligenttransportationsys-tem,ITS)是人们将先进的信息技术、通信技术以及计算机处理技术等有效地综合运用于整个交通运输体系,来实现交通的信息化和智能化,从而建立起的一种全覆盖、全方位发挥作用的实时、准确、高效的综合运输管理系统[4-5]。作为智能交通系统的重要组成部分,无线通信技术是一个研究的热点和重点。智能交通领域无线通信体系是采用多种信息采集手段及时、全面、准确地采集各类交通数据,并依靠无线通信网络进行实时传送,为交通运营管理方提供基础数据和决策依据,同时也为道路使用者提供安全高效的服务信息[6-8]。中国智能交通系统对无线通信的技术需求主要包括以下几个部分。

(1)低延时、高可靠的交通安全保障通信需求

交通安全保障应用中主要是通过车车、车路无线通信对车辆驾驶人员进行安全预警或对车辆进行辅助驾驶控制,避免事故的发生。由于车辆在高速移动中需要不断的与其周围车辆和路侧单元形成无线传感网络,若延时时间过长,会造成信息的传输不能及时送达;同时,由于道路环境复杂,常常形成遮挡,会直接影响信号的传输,从而无法起到实时监测与预警的作用。因此通信的实时性、可靠性是交通安全保障应用的基础,也是对无线通信的重要的需求。

(2)多模式、无处不在、人性化的信息服务通信需求

目前出行信息服务已经由原来的文本、图片、语音单一信息模式逐渐向文本、图片、语音和视频多种信息联合的模式发展,而无线网络频带宽度决定了某一时刻可以传输的信息量。另外,出行信息服务正在向双向互动的方向转变,服务领域也由城市扩展至城际,大量用户全范围的使用也对无线通信网络频带宽度和覆盖率提出了更高的需求。

(3)稳定、安全、通畅的智能交通多网融合及组网需求

交通运输信息化智能化的核心实际上是如何快速、准确、及时、高效地获取和处理相关信息,但是由于传输标准的问题,各专用网络之间容易形成信息交互的阻隔。因此,有必要根据实际需要采用短距离通信和远距离通信相结合的通信方式,并对异构网络进行融合,使得交通网络中的通讯终端可以在异构网之间无缝漫游、自由切换。

(4)实时、快速、准确的海量异构信息采集及智能化处理需求

由于智能交通服务质量的提升需要以实时、全面、准确的各类交通数据采集为基础,通过多维、立体的交通综合监测网络,实现对道路交通状况、车辆状况、重要基础设施等的全面监测,并且采集到的数据量会更大、类型也会比较复杂,因此海量数据的实时、快速、准确地提取和融合也是交通运输信息化、智能化实现其应用功能的关键。

1.2新型应用场景总体设计目标及思路

1.2.1总体设计目标

本文的总体设计目标是将根据道路使用者、各职能管理部门及运营公司的各种需求,结合各种通信方式的特点及优势,给出能够应用先进的无线通信技术解决实际交通运输问题的新型应用场景。

1.2.2设计思路

本文对在无线通信技术需求分析支持下的智能交通应用场景进行综合设计,从交通实体要素和应用系统需求入手,深入分析实体互联和系统实现流程,最后对以上进行综合设计,具体设计思路如图1所示,主要包括3个层次:

(1)交通实体要素特征提取与应用系统需求分析:结合智能交通要素及应用需求特性,提取和分析应用场景特征,主要是从人、车、路以及事件形态等几个方面提取动态交通场景特征。

(2)实体互联与系统实现:通过先进的无线通信技术将人、车、路等交通要素形成有机联系,各要素通过发挥各自特长来加强信息的实时交互,保障系统安全、高效的运作。

(3)综合设计:将交通实体要素层面和系统层面因素综合分析,建立行人、车辆、道路合作一体化的智能交通领域无线通信技术新型应用场景设计方案。

2典型应用场景设计

根据上述场景设计目标和思路,本文将从中国智能交通现状出发,结合无线通信技术需求分析,给出智能交通领域无线通信技术典型的新型应用场景设计。

2.1典型应用场景提出

在中国,低等级道路的对向超车行为是引发交通安全事故的重要原因之一。在这类交通事故发生时,由于道路限制,车辆超车往往要借用对向车道,由于视线的遮挡,对对向车道车辆的关注度较低,经常无法判断对向车道上的车辆情况,因而容易发生相向碰撞的严重交通事故。目前,车车/车路合作技术[9-10]是未来提高道路交通安全的重要技术途径之一,根据低等级道路交通情况,利用定位技术和安装在车辆上的车车/车路专用短程通信终端对相关车辆的驾驶人进行预警,可以有效避免交通事故的发生。

2.2场景交通要素特征提取与应用系统需求分析

车辆在低等级道路对向超车行驶时,易引起跟驰风险、侧碰风险和变换车道风险,造成交通事故。通过对低等级道路对向超车行为的调研和安全隐患分析,确定几种常见的危险事故形态,具体动态特征及预警需求分析。根据上述场景交通要素特征提取与分析,该场景实现对无线通信需求的热点为实现车车之间的无线通信,保持车辆与车辆之间速度、位置、行驶方向等信息的低延时、高可靠的实时交互和传递,以及高效信息处理速度来计算车辆间的关系,以保证对各道路使用者进行实时监测与预警,防止出现误报、漏报、过报等预警信息的情况。

2.3场景实体互联与系统实现

在低等级道路对向超车避让预警场景中,车载单元通过目标驾驶人对转向灯、方向盘、语音方式等提出变道超车需求,目标车辆的车载单元一方面获取自身的速度、位置、行驶方向、加速度等信息,另一方面与同向被超车辆和对向借道车辆进行无线通信,收集相关车辆的速度、加速度、行驶方向等信息,在获取以上两方面信息后,分析计算同向车辆间是否具备安全超车距离,借道相邻车辆间是否具备可超车插入间隙,若都具备,则提示允许目标车辆借道超车,若不具备,则通过声音、图像等信号警告目标车辆和同向、对向相关车辆。从系统实现的角度考虑,低等级道路对向超车避让预警场景主要由信息采集、信息处理和安全预警三大部分组成,具体实现流程如图3所示。

(1)信息采集:采用实时多任务设计,分别采集目标车辆、同向目标车辆和对向目标车辆的各项数据,并进行预处理,根据处理后的结果,将预处理数据放入不同信息处理队列中等待进一步处理。

(2)信息处理:车辆间将通过车车合作通信设备建立无线通信机制并共享位置、速度、加速度及车辆间距离等信息,车载单元将根据行驶安全模型由共享的车辆运行状态信息进行计算判断,得到决策结果。

(3)信息传输和安全预警:根据信息处理的结果通过车车间专用短程通信方式进行实时信息传输,对相关目标车辆进行相应的安全预警提示。2.4场景综合设计根据对低等级道路对向超车预警场景中的交通要素特征提取与应用系统需求分析、场景实体互联与系统实现,保证在事件可能发生冲突的位置通过车车合作模式的专用短程通信车载终端和定位技术对相关车辆进行交通状态采集和安全预警。

3结语

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