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在信息化極速發展的當今社會,無線通信技術已經普及到各群眾的生活中。無線通信技術不再局限于用于語音通話方面,它已經全面運用于商業、生活、金融及工作中。移動電話,語音通話,數字電視,網絡通信,數據交換等,都隨著無線通信技術的平臺繁衍而生。人們只需要一個可以移動或者固定的終端設備,在任何地點,任何時間,即可享受無線通信技術帶來的語音或視頻通話,數據及交換,圖像和傳真等便利服務。我國的無線通信技術是個循序漸進的過程,了解我國無線通信技術的發展歷史對無線通信技術的應用和發展趨勢是必要的。
一、我國無線通信技術的發展歷史
我國的無線通信技術最早是從固定模式開始的,大致上通過了五個發展時期才進入移動式模式。
第一個發展時期是在19世紀50年代初,當時只有利用短波頻和電子管技術進行無線通信。并且因為技術和設備不夠成熟穩定,沒有得到普及應用,僅用于軍事用處。50年代末,才通過實驗研究出現了單工汽車公用移動電話系統。
第二個發展時期是19世紀50年代至60年代,此時出現了半導體的UFH450MHz,出現了公用電話網,就是所謂的通過有線連接終端進行傳輸語音通話的公用電話系統,并向移動電話的發展邁了一大步。
第三個發展時期是19世紀70年代至80年代,這個時段我國借鑒美國的視頻段技術,引進了科學家貝爾的蜂窩系統概念,經過實驗,將視頻段提高到了800MHz,為后期的視頻傳輸奠定了基礎。
第四個發展時期是19世紀80年代至90年代中期,這個時段是第二代移動通信技術大力發展的時期。出現了GSM等系統,并運用于個人通信業務中。
第五個發展時期是19世紀中期至今,這個時段是無線通信技術發展時期,隨著科技日新月異和通信技術的飛速發展,出現了第三代移動通信技術。如3G,UWB,WLAN,WiMax。移動終端設備也越來越精巧。
二、無線通信技術在我國的應用
我國現行的無線通信技術大致有以下幾種:
(一)較早時期出現的紅外線傳輸技術。它是通過短距離的數據交換。21世紀初期我們應用于我們的移動手機中。它雖然耗能小,但是受距離遠近的控制,而且傳輸速度較慢。
(二)藍牙技術。藍牙技術能實現全雙工傳輸技術。它主要用于移動手機、無線耳機和電腦上,進行無線的信息等傳輸交換。簡化了移動設備和終端設備與網絡之間的通信技能,實現了數據通信高效傳輸功能。
(三)WLAN的接入。WLAN即是我們所說的無線局域網。用戶可以通過無線電波作為媒介接入無線WLAN網絡,它是通過RF射頻技術,利用存取架構的簡易化,使信息快速的達到用戶終端。在大型的酒店、機場或商務場所基于IEEE802.11的標準隨時隨地共享無線局域網帶來的高速快捷的網絡體驗。雖然WLAN得傳輸距離只有幾十米,但它是通過一個或者多個無線端口接入,具有傳輸的高速性。我國的WLAN技術相較于外國正處于初步引進階段。而我國大多數城市還沒有接入這種無線通信技術。
三、無線通信技術的發展趨勢
(一)網絡融合。由于技術和開發原因,我國現有的無線通信技術有由電信推出的3G業務TD-SCDMA,該無線通信技術能為廣大客戶提供高速的語音通話、數據傳輸和多媒體等覆蓋廣的無縫率移動業務。是廣大用戶使用率最高和最頻繁的無線通信技術。但此無線通信技術受諸多產業鏈的影響,要利用流量數據KB實現,技術方面還未形成大規模的趨勢。而由外國引進WLAN無線通信技術,雖然可以隨時隨地享受高速的中距離網絡接入服務,但網絡具有局限性,覆蓋率低,僅在我國一級城市應用,在我國二線城市還很少普及運用。其次,在19世紀出現的使用脈沖無線接入技術的UWB無線通信技術,可以實現近距離10米的極速無線接入服務。根據各無線通信技術的不同功能,我們可以對各種網絡無線技術進行統一融合,互補長短,將無線通信技術廣度和深度完美結合化。做到客戶全方位的需求,以提高無線通信技術市場需求。
(二)無線高頻譜接入,主要用于GSM和CDMA網。無線頻譜是指在頻率3000GHz下通過空間進行傳播的無線通信技術。它是靠電磁波進行傳輸交換。無線高頻譜有14個頻段,可以在同一時間供多個客戶端同時使用,而不影響其傳輸交換速度。提高了使用無線通信技術的時間間隙問題。
(三)寬帶無線接入,由于用戶都具有大的移動性和不同的需求性,無線通信技術發展方向必須是以滿足市場需求的發展。當前主要的無線寬帶技術有3G,UWB,WLAN,WiMax。他們都有各自的優越和技術性。都具有覆蓋廣,傳輸快的功能。依當今網絡用度廣來看,3G是主導產品,主要用于蜂窩移動通信。它的無縫性是大多二線城市注重的,也是我國無線通信技術廣度發展的方向。而UWB的短距離高速度是我們深度技術的發展方向。WLAN在某個局域或商務上極具作用。WiMax主要用于城域網,成本低,通過網絡塌能達到數英里的網絡覆蓋。是當前最好的一種蜂窩數據網絡。
四、結束語
在當今的經濟飛速的時期,無線通信技術不僅要綜合各個網絡技術的優越性,更要合理的規劃發展方向。符合各大區域,不同用戶群的多功能化和個性化。使無線通信技術多元化和一體化得到全面運用,為我國經濟發展做出更大貢獻。
參考文獻:
[1]張嘉. 現代化無線通信技術發展現狀及趨勢研究[J]. 電子技術與軟件工程,2013,19:44.
[2]楊博,王磊,楊創業. 我國無線通信技術的發展和應用研究[J]. 電腦知識與技術,2010,18:4912-4913.
一、前言
無線通信技術指的是通過電磁波信號可以在自由空間展開傳播的功能從而達到信息交換的目的的一種通信方式。無線通信自研發出來后,一直是當代高新技術的研究前沿,更屬于信息技術科學重點研究內容,其主要是由三個部分構成,分別是應用服務器、無線終端與無線基站。隨著通信技術的快速發展和移動終端設備的廣泛應用,手機已經成為人們日常生活中所必需的物品,不過,大部分人在享受著無線通信技術所帶來的便利時,可能不了解其技術原理。手機運用無線通信技術能夠為人們提供多N服務,其中最基礎的就是無線通話功能,其原理是利用電磁波的不同振動頻率來實現音頻信息在不同手機間的傳輸目的。不過,我們需要注意的是,手機的發出電磁信號只有在經過信號接收基站對電磁信號實施強化處理后才能借助特定的頻率信道成功傳遞到另一個手機,實現通話功能,如果沒有對電磁信號進行處理是無法直接在兩臺手機間直接傳遞電磁信號的。信號接收站在處理信號過程中的保密與抗干擾信道要求必須是安全可靠的。所以,要想運用無線通信功能,無線信號發射端、信號中轉裝置與信號接收端是必不可少的。
二、無線通信技術的特點
2.1無線通信技術之間的互補性日益明顯
從傳統的角度來看,通信領域不同,其所使用的無線通信技術往往也有較大區別。研究結果顯示,在一種場所或地區中適用的無線通信技術,在換了一個場所或地域后其效果可能遠不如在之前環境下的使用結果,這與“橘生淮南則為橘,生于淮北則為枳”有著異曲同工之妙。從現階段無線通信技術的發展趨勢來看,隨著技術的不斷革新和水平的快速上升,不同無線通信技術之間彼此也在相互借鑒,實現取長補短、優勢互補的目的,這也是該技術發展的必然趨勢。[1]
2.2通信技術的地域差異性明顯
通信技術的發展受到多種因素的影響,尤其是地區間的科學技術的差異與用戶地域分布的不平衡等多種因素決定了不同地區間的通信技術水平差異。不同國家和地區之間因為社會經濟水平、整體科技建設成就、基礎設施投入力度等因素,使得彼此存在著發展不平衡的現象,同時隨著現代通信技術日新月異的發展以及發達國家和發展中國家經濟發展水平持續拉大,使得彼此間的發展差距不僅沒有縮小,反而持續拉大。[2]
2.3寬帶化成為無線通信技術的重要發展方向
隨著信息化時代的到來和手機、筆記本等信息設備及WiFi上網技術的普及,人們對于無線通信技術的要求越來越高,尤其是上網的便利性和上網快速性成了人們的首要追求。[3]因此寬帶無線通信技術熱點也在不斷創新中,相關人員在這方面的研究力度也不斷加大,使得無線通信技術的在更多領域中推廣應用開來。
2.4國家對無線通信行業進行大力支持
政治經濟制度決定著科技發展水平,同時科技發展水平對于政治經濟也有重要影響,可以說一個國家的綜合實力衡量標準之一就是科技發展水平。為了推動國家軟實力發展,實現科技對社會生產力的推動作用,政府在無線通信這一重要科技領域中也投入了大量資源,有效地促進了無線通信技術的創新,為我國人民提供了諸多便利服務。[4]不過,我國通信領域與發達國家相比,在發展水平上仍有一定差距,因此,需要我們繼續加強對無線通信技術的研發,努力縮小與發達國家間的差距。
三、無線通信技術發展趨勢
3.1寬帶化方向
隨著手機、筆記本等設備的進一步普及和人們對于上網速度要求的不斷提高,無線通信技術的發展一直符合市場需求,朝著無線接入寬帶化的方向推進。[5]目前,第四代移動通信技術(4G)已經出現,4G系統能夠以100Mbps的速度下載,比以前的撥號上網快2000倍,上傳的速度也能達到20Mbps,并能夠滿足幾乎所有用戶對于無線服務的要求。[6]移動運營商們正力爭為消費者提供更快、更加便捷以及成本更低的信息傳輸服務。
3.2信息個人化方向
隨著信息化時代的到來以及信息技術的不斷創新,信息個人化已經成了未來信息產業發展的一個重要方向。移動IP技術的出現極大地促進了個人化信息的發展,移動IP技術的創新實現了在手機上不同信息化應用的運用,同時中國大規模的手機使用率也加速了信息個人化的發展,應當說在移動智能網技術和IP技術有效結合的基礎上,個人通信實現了快速發展,這也意味著在足夠的技術條件支撐下,信息個人化時代離我們也不遠了。[7]
3.3 RFID自動識別技術
RFID識別技術也就是射頻識別技術,人們通常稱為電子標簽,該技術與普通的識別技術的根本區別在于前者是利用射頻信號對信號對象實施自動識別同時搜集相關數據的一種非接觸式的自動識別技術。[8]該技術能夠自動完成工作,不需要人工操作,同時對于環境條件要求不高,在大多數惡劣環境下都能正常工作。由于其操作的便捷性,并且可以同時快速處理多個高速運動物體的識別工作,因此被廣泛應用于多個領域中,尤其是對物流運輸行業的發展有著重要意義,其市場前景非常可觀。
3.4網絡的優化融合與演進并行
通信技術在不斷革新的同時,網絡技術的水平也在快速提高,網絡在便利了人們生活的同時,也讓人們對于網絡技術的發展提出了更高的要求。現階段中諸多的移動運營商正通過增量升級網絡,來努力提高4G網絡市場份額占有比重。[9]從市場競爭和消費者的需求來看,網絡的融合必將是無線通信技術發展的主要方向。隨著社會的進步和無線通信技術的進一步發展,作為目前全球新興技術,該行業將持續受到大量關注,其行業競爭也將趨于白熱化,這對于計算機網絡、電信網絡等網絡的完善有著極大幫助。
四、結語
總結全文,科學技術的發展對于我國社會生產力發展和人們的生活都有重要意義。而無線通信技術作為目前最前沿的高端技術,其發展水平對于信息化時代的發展有著重要的推動作用。
未來的無線通信技術將朝著寬帶化、個人化、網絡融合化等方向發展,研發部門可根據無線通信技術的發展現狀和市場用戶的實際需求,對未來無線通信領域的發展趨勢做出大膽假設并提出可行性規劃,這對于滿足人們的無線通信應用需求、提高用戶無線通信應用體驗有很大幫助。
參 考 文 獻
[1]熊卿青,鄧媛. 現代無線通信技術的現狀分析及其發展前景[J]. 科技創新導報,2012(02) .
[2](美)WilliamStallings著,無線通信與網絡[M]. 清華大學出版社 , 2005 .
[3](美) 拉帕波特 無線通信原理與應用[M]. 電子工業出版社 , 2004 .
[4]趙晗.現代無線通信技術的發展現狀及未來發展趨勢[J].企業技術開發,2011,(8).
[5]崔志皇,鮑培波. 關于對無線通信技術的研究與探討[J]. 信息系統工程. 2015(04)
[6]楊博,王磊,楊創業. 我國無線通信技術的發展和應用研究[J]. 電腦知識與技術. 2010(18) .
1、無線通信技術的發展
隨著社會發展的信息化,人們要通信息化開創新的工作方式、管理方式、商貿方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫療保健方式以及消費與生活方式。無線通信也從固定方式發展為移動方式,移動通信發展至今大約經歷了五個階段:
第一階段為20年代初至50年代初,主要用于艦船及軍有,采用短波頻及電子管技術,至該階段末期才出現150MHZ VHF單工汽車公用移動電話系統MTS。
第二階段為50年代到60年代,此時頻段擴展至UHF450MHZ,器件技術已向半導體過渡,大都為移動環境中的專用系統,并解決了移動電話與公用電話網的接續問題。
第三階段為70年代初至80年代初頻段擴展至800MHZ,美國Bell研究所提出了蜂窩系統概念并于70年代末進行了AMPS試驗。
第四階段為80年代初至90年代中,為第二代數字移動通信興起與大發展階段,并逐步向個人通信業務方向邁進;此時出現了D-AMP、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdma one、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各類系統與業務運行。
第五階段為90年代中至今,隨著數據通信與多媒體業務需求的發展,適應移動數據、移動計算及移動多媒體運作需要的第三代移動通信開始興起,其全球標準化及相應融合工作與樣機研制和現場試驗工作在快速推進,包括從第二代至第三代移動通信的平滑過渡問題在內。
2、現代無線通信技術分析
(1)無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍,不同的適用區域,不同的技術特點,不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可實現互補效應。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。因此,在政策上我們應該綜合推進各種無線接入的發展,推進組網的一體化進程,通過建網的接入手段多元化,實現對不同用戶群體的需求覆蓋,達到市場細分和業務的多元化,解決移動通信發展不均衡的狀況。
(2)給企業配置更多的無線頻率資源,推動不同技術相關頻譜的規劃和應用工作。這樣才有利于不同的企業根據不同的發展策略和市場需求,綜合地規劃自己的無線通信網絡,實現資源的有效配置和利用。當然,政府也需要加強對有限頻率資源的管理,對于企業閑置不用的頻率占用,考慮適當的手段予以收回。
(3)從公眾移動通信網絡發展來看,3G已經成為全球包括中國移動網絡演進的主要進程。從歐美發達國家的經驗來看,由于其移動話音用戶的普及率高,通過發展用戶實現增長的模式已成為歷史。因此,他們期望通過3G搭建更大的業務平臺,從而實現利潤的新來源。由于3G技術的成熟,目前3G商用網絡部署己經在全球范圍內啟動。就我國而言,也要借鑒歐美的經驗,在用戶數量增長放緩之前,就應提前培育新興移動市場。目前,政府應該開始積極考慮3G牌照發放和商用問題,把握住這個移動業界的巨大歷史機遇。
(4)從寬帶無線接入技術來看,全球該領域發展十分火熱。該領域的發展呈現出向高帶寬快速躍進、覆蓋范圍逐步擴張的趨勢。未來,該領域還可能出現更強大的新技術,從另一個角度對整個無線通信產業起到推進作用。但從近期來看,我們對寬帶無線接入技術發展應該有一個理性的態度和科學的把握。目前的寬帶無線接入技術主要集中在固定環境下的高速接入,其移動性和話音支持能力無法和公眾移動通信網絡抗衡。在發展中,我們應該從全局的觀點來把握,使之成為與移動網絡互補的重要技術手段,這樣既可以充分發揮其技術個性,又防止出現不必要的資源競爭和浪費。
(5)移動與無線技術在演進中走向融合。
當前,移動、無線技術領域正處在一個高速發展的時期,各種創新移動、無線技術不斷涌現并快速步入商用,移動、無線應用市場異常活躍,移動、無線技術自身也在快速演進中不斷革新。在網絡融合的大趨勢下,3G、WiMAX、WLAN等各種移動、無線技術在演進中相互融合。
在多元融合的大趨勢下,3G、WiMAX、WLAN等各種無線技術在競爭中互相借鑒和學習,涌現出了同時被上述無線技術采用的新型射頻技術,如MIMO和OFDM技術等。與此同時,在以ITU和3GPP/3GPP2為引領的蜂窩移動通信從3G到E3G,再走向B3G/4G的演進道路上,以及IEEE引領的無線寬帶接入從無線個人域網到無線局域網、無線城域網,再到無線廣域網的演進道路上,都開始增加對方的內容,例如:移動通信不斷強化寬帶傳輸性能,無線寬帶接入不斷增強漫游性能以及安全性能。
借鑒WiMAX的高速數據傳輸特性,蜂窩移動通信啟動了LTE,即“3G長期演進”項目,用以增強寬帶傳輸性能。LTE的確立,令蜂窩移動通信系統的技術線路與定位為“低移動性寬帶接入”的WiMAX有了很多的相似之處。
在“無線+寬帶”夕的大趨勢下,無論是蜂窩移動通信技術還是WiMAX、WLAN等無線寬帶技術,都面臨著同樣的考驗:信道多徑衰落和頻譜效率。在這樣的情況下,OFDM和MIMO就成為各種無線技術的共同選擇。OFDM在解決多徑衰落問題的同時,增加了載波的數量,造成了系統復雜度的提升和帶寬的增大;MI-MO則能夠有效提高系統的傳輸速率,在不增加系統帶寬的情況下提高頻譜效率。因此,OFDM和MIMO的結合,成為推動“無線+寬帶”發展的重要力量。
2)高傳輸速率,攜帶極為方便。由于超寬帶無線通信使用的頻帶達到上千兆赫,因此當發送的信號功率譜密度非常低時,信息傳輸速率仍會高,遠遠高于藍牙的傳送速度。同時,超寬帶技術使用基帶傳輸,無需射頻調制和解調,因此適合于便攜型無線通信的使用。
3)多徑分辨率高。多徑衰落是傳統無線通信難以解決的問題,而超寬帶無線通信技術采用的持續時間短的超短窄脈沖,在時間和空間上的分辨率都很高,易于開展測距、定位和跟蹤等活動。室內等多徑場合的多徑延時是ns級的,這與超寬帶技術可以分辨的多徑信號較為一致,所以其具有的抗多徑衰落的固有魯棒性,比較適合應用在多徑密集場合中。
二、超寬帶無線通信技術的應用
超寬帶技術可以和其他通信系統共存,其發展應用并不會給其他通信系統的正常運行產生影響,這一特點決定了其在未來不同領域中的應用將非常廣泛。超寬帶無線技術可以在很多領域和人們的生活中進行深入的發展和應用,小到到家庭、辦公、個人電子消費,大到智能交通系統、成像應用、無線傳感網等方面,處處可以見到其身影,最終它將全面改變人們的生活方式和生活狀態。現有的USB有線接口不僅對距離和空間上有所要求,還浪費了很多的資源,傳送速度也不高,藍牙技術更是低效、慢速和容量小。因此,超寬帶無線通信技術將克服這些問題,成為最終的通信傳輸方式,提供相當于計算機總線的傳遞速度,以小巧方便的網絡儲存設備代替個人終端。超寬帶無線通信技術還有這隱秘性的特點,這符合軍事上對于信息傳輸的要求。軍事部門可以采用低截獲率的內部無線通信系統,進行地波通信、新型雷達系統和無人駕駛飛機等方面的改進和完善。同時,對于現在流行的隱身技術,例如,隱形艦艇和隱形飛機等,在傳統的信號頻帶范圍內隱形效果較好,而一旦遇到超寬帶隱身物體將無所遁形,這樣就促使軍事上不得不發展更新的技術,以應對超寬帶系統帶來的影響。超寬帶無線通信技術還具備目標精確的特點,這一點可以被軍方用來開發定位系統,憑借極其微弱的同步脈沖實現鎖定高速運行物體的目標,并將返回的數據以圖像的方式呈現出來,實現對物置的準確定位,這對于軍方搜尋目標,實施精準打擊作用良多。
三、超寬帶無線通信技術的未來發展前景
雖然超寬帶無線通信技術的標準還沒有統一,但是學術界、產業界以及FCC的支持,還是為超寬帶系統的發展創造了有利的環境。很多超寬帶方面的技術和產品相繼問世,其市場價值和潛在的發展前景已經被業界所充分認識,探索更多的超寬帶技術和應用領域已經成為各國無線通信技術發展的主攻方向。我國也非常重視超寬帶無信通信新技術,很多國內的大學都開始進行超寬帶無線通信技術的研發工作,并初見成效,如研發一種新穎的超寬帶無線通信多址接入方式等。傳統的無線通信技術是建立在正弦載波基礎之上的,但是由于傳輸方式之間存在差異,超寬帶無線通信在傳統的通信方式上的發展受到限制,怎樣實現電路、電磁場理論與超寬帶脈沖特點相互融合,探索出適合研究超寬帶系統的無線通信傳輸理論和系統,是未來超寬帶無線通信技術努力發展的方向。在理論基礎的研究之外,超寬帶系統的研發領域還需要進一步拓寬,如可以進行以下方面的研究:高性能超寬帶無線傳輸試驗系統的研制;研究超寬帶無線通信技術的快速跟蹤、多址技術等;研究適用于超寬帶無線通信系統的調制、解調技術及數字編碼技術;研究基于超寬帶的無線IP協議等。這些都是未來超寬帶發展中需要面對的問題和挑戰,也是超寬帶無線通信技術未來的發展前景。在現代科技推動和世界各國科研人員的共同努力下,超寬帶無線通信技術理論和應用將會逐漸成熟和完善,給人們生活帶來較大便利的應用也會更多,不再局限于電子領域、通信領域、軍事領域和民用領域,也會體現在更多的技術領域,從而更有效地發揮其強大的功能,服務和改善人們的生活。
5G無線通信技術是建立在4G的基礎之上的,是4G無線通信技術的進一步發展。5G通信技術既沒有在各大企業之間廣泛應用,在一些官方文件中也沒有涉及相關的內容,所以也就是說5G無線通信技術現在還沒有正式投入使用,對于5G通訊技術為沒有明確的定義。從人們生活水平的不斷提高可以看出人們對無線通訊技術的創新非常關注,因此5G通信技術在之后的發展過程中將會受到更多的關注。
一、5G無線通訊技術面臨的機遇和挑戰
1、面臨的機遇。5G無線通信技術在一定程度上可以很好的改變個人和企業未來的發展。5G無線通信技術在許多當面上都有了很大的創新,創新之后的通訊技術可以為500億智能設備提供使用,因此在不斷發展的過程中,5G無線通信技術也會遇到很多的問題,面臨著很多機遇與挑戰。5G無線通訊技術在發展的過程中,不僅提高了速度、連接、相應能力和擴展性,在人們的生活中也會得到廣泛的利用,該項技術在運用的過程中,傳遞的傳感器和設備上的數據都會有意想不到增長。這會對人們的日常生活帶來很大的便利。與4G無線通信技術相比較,5G無線通信技術不管在哪一方面都有很大的優勢,例如在傳輸數據的時候速度有很大的提高,而且響應延遲也減少,在未來的發展過程中5G無線通信技術將會與更多的設備進行連接。例如家電、無人飛機、汽車導航、路標、工業設備等,由此看來,所有的項目都可以實行數據資源共享。這種技術的改革會對個人造成影響例如小區內的所有的設備都可以與小區進行連接,相關的設備可以更好的提供共享信息。這樣會對人們的生活帶來更多的便利,還有利于人們的人際關系發展。在功能足夠強大的時候,很有可能會被運用在不好的地方。5G無線通信技術還存在一定的不足,例如該項技術的設備和網絡的安全和隱私方面的能力都應該進一步完善。隨著社會智能化的發展,應該相信該項技術可以進行很好的任務分配,所以對于一些相關內容,人們應該不給予太多的控制,因為這樣可以提高生產率和安全性。2、面臨的挑戰。雖然現在科學技術在不斷的發展,在發展的過程中還存在著安全和隱私的問題,這兩個對于5G無線通信網絡發展會造成影響。有些被應用的連接設備,可能會被壞人所利用,從而造成安全隱患。隨著我國的不斷發展,電廠、水處理工廠、化工工業控制系統都會與互聯網進行連接,從目前的發展情況來看,5G無線通信技術的廣泛應用不會對以上幾個領域造成威脅。5G通信技術雖然沒有投入使用,但是還在研究分析中,在以后的發展過程中,消費電子設備所面臨的風險是最大的。最受人們關注的安全領域會是交通運輸,醫療保健和工業無人機。
二、5G無線通信技術發展趨勢
5G無線通信技術已經越來越被人們所關注,在未來幾年該項技術也將會投入使用,通信系統的容量在一定程度上也會有所提高,提高頻譜效率、變革網絡結構、開發并利用新的頻譜資源是該項技術發展的主要途徑。早在2013年5G無線通信技術就已經開始研發,研發的規模也比較大,有29個國家參與其中,我國華為公司就是其中一個。該技術從研發就倍受關注,各個國家都成立了相關的研發小組。目前所有的有關項目都在積極的研發中,然后各國再達成共識,促進該項技術的發展。該項技術的業務能力肯定會從以下三個方面表現出來,一是通過利用先進的無線技術網絡資源的利用率在4G的基礎上有了很大程度的提高。二是新的體系結構正在發展,這會有利于提高無線網絡系統的吞吐率。三是可獲取更多的有利資源,比原有的通信資源有所擴展。該項技術要想更好的發展就必須網絡技術和無線傳輸技術上有所突破。從網絡技術方面來說,要運用控制與轉發相互分離的軟件來定義,網絡架構等。從無線傳輸技術方面來看,提高頻譜資源利用率和挖掘頻譜資源使用潛能是重點。5G無線通信技術的不斷發展,必定引起一次技術的變革,加強對該項技術的研發力度,使該項技術在運用的過程中占有重要的地位。該項技術的發展必定會給當代社會帶來不一樣的體驗。
三、總結
現在社會的發展越來越迅速,特別是網絡通信技術一直都在不斷的創新改善,這會有利于5G通信技術在以后的發展,根據目前我國通信技術的發展情況來看,5G通信技術在2020年有望投入使用。5G通訊技術投入使用后將會給社會帶來巨大的便利,可以達到當代社會的需求,會讓移動互聯網用戶擁有不一樣的體驗。雖然現在5G通信技術仍在研究分析的過程中,但是很快將會進入發展階段,5G通信技術的巨大優勢會在投入使用后表現出來,會帶給人們不一樣的體驗。
一、5G無線通信技術發展現狀和趨勢
根據相關部門預測,在未來的五年內,全球的移動通信行業增長將達到26倍,這無疑是個驚人的數字,可見5G無線通信行業的潛力。我們可以展望,舊的事物一定會被新的事物所替代,舊的技術也一樣將被新的技術所代替,5G必然會成功取代現有的通信技術,成為通信技術的新選擇。
但是事物的發展也是雙面性的。5G是無線通信領域的機會,也會是其所要攻破的挑戰和難關。新技術的發展不會是一帆風順的,會遇到許多問題,尤其是技術問題,很多技術不是一朝一夕可以設計出來的,技術的革新也并不容易。這就需要技術人才的努力,還有學術界的努力,發展具有我國自主產權的技術。為了實現這個目標,我國電信系已經建立了寬帶無線ip通信試驗網,同時也注重人才的開發的培養,培養了一大批技術過硬的人才,還有國外企業建立了良好的關系,在技術上進行交流革新。
二、5G無線通信技術發展追蹤技術及分析
1.高頻傳輸技術。在我國,無線通信技術及其應用發展迅速,導致了低頻段普資源十分緊張,使5G在現有的資源中找不到新頻段,5G的發展必然受到阻礙。而且5G作為新的技術需要更大的傳輸寬帶,工作頻率的要求也隨之提高。目前,各國的各大通信企業和研究機構都在進行積極的研究工作,也取得一些成果。比如,韓國的三星公司在高頻傳輸中已經可以對28GHz和37GHz頻段的傳播進行了信道的測量,還研發了系統設備樣機,證明這種傳播的可行性。與此同時,又發現了問題,電磁傳播的特性不完全適宜高頻傳播,使高頻傳輸的實際困難任然有待解決。此外,高頻段的設備技術難度高,花費大,這些都會成為阻礙5G技術的發展因素。
2.密集網絡技術。通訊業為了應對未來業務增長的需求,決定采用更加密集的小區部署方案以此來提高總體的性能。隨著現代小區的建設,小區的密度也會增加,使整個網絡的拓撲變得越來越復雜,互相干擾的問題也會日趨嚴重。所以這是一個難點,要提高抗干擾能力,加強網絡抗干擾的管理。但是好處是密集小區技術會增強網絡的靈活性和應變性,可以針對不同的用戶快速的部署,快速擴大市場,搶占有利時機,在現代競爭激勵的情況下是十分有效的。
可問題是,小區密度的增加會給網絡的容量和無限資源帶來挑戰。這要求這些資源的利用率要顯著提高,否則無法適應用戶的增長。應對問題目前的研究結果有如下幾個。第一,采用微蜂窩進行滲透率的提高。根據實驗的結果,當微蜂窩的滲透率達到20%時,容量可以以1000倍進行提升,這個技術可以很好的擴展容量,使5G無線通信技術的發展潛力進一步提升。第二,為了防止干擾的新技術采用了小區協調技術和參考信號技術相互配合,他們可以在不同的自由度通過自身的調控進行防干擾,防止信號的相互交錯導致信息的失誤。等到這問題相繼的解決,未來的5G無線通信技術肯定會得到重大的突破,并且得到廣泛的應用。
小結:毋庸置疑, 5G無線通信技術的發展一定是通信行業的前沿,是通信行業必然的趨勢。隨著網絡的日益強大,用戶對網絡的性能的要求也水漲船高,5G的發展被行業日漸重視。它帶來的變革不僅是通信技術速度上的提高、信息的安全,還會形成一個整體,使整個世界的通信都可以互通有無。而且我們相信在5G無線通信技術發展的道路上,中國作為一個大國可以引領世界的潮流,促進世界經濟共同發展,同步全球的信息,5G的未來也會對其他帶來前所未有的改變,使整個世界都變成更加智能化、完善化的移動網絡的世界。
參 考 文 獻
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5G無線通信技術是建立在4G的基礎之上的,是4G無線通信技術的進一步發展。5G通信技術既沒有在各大企業之間廣泛應用,在一些官方文件中也沒有涉及相關的內容,所以也就是說5G無線通信技術現在還沒有正式投入使用,對于5G通訊技術為沒有明確的定義。從人們生活水平的不斷提高可以看出人們對無線通訊技術的創新非常關注,因此5G通信技術在之后的發展過程中將會受到更多的關注。
一、5G無線通訊技術面臨的機遇和挑戰
1、面臨的機遇。5G無線通信技術在一定程度上可以很好的改變個人和企業未來的發展。5G無線通信技術在許多當面上都有了很大的創新,創新之后的通訊技術可以為500億智能設備提供使用,因此在不斷發展的過程中,5G無線通信技術也會遇到很多的問題,面臨著很多機遇與挑戰。5G無線通訊技術在發展的過程中,不僅提高了速度、連接、相應能力和擴展性,在人們的生活中也會得到廣泛的利用,該項技術在運用的過程中,傳遞的傳感器和設備上的數據都會有意想不到增長。這會對人們的日常生活帶來很大的便利。與4G無線通信技術相比較,5G無線通信技術不管在哪一方面都有很大的優勢,例如在傳輸數據的時候速度有很大的提高,而且響應延遲也減少,在未來的發展過程中5G無線通信技術將會與更多的設備進行連接。例如家電、無人飛機、汽車導航、路標、工業設備等,由此看來,所有的項目都可以實行數據資源共享。這種技術的改革會對個人造成影響例如小區內的所有的設備都可以與小區進行連接,相關的設備可以更好的提供共享信息。這樣會對人們的生活帶來更多的便利,還有利于人們的人際關系發展。在功能足夠強大的時候,很有可能會被運用在不好的地方。5G無線通信技術還存在一定的不足,例如該項技術的設備和網絡的安全和隱私方面的能力都應該進一步完善。隨著社會智能化的發展,應該相信該項技術可以進行很好的任務分配,所以對于一些相關內容,人們應該不給予太多的控制,因為這樣可以提高生產率和安全性。
2、面臨的挑戰。雖然現在科學技術在不斷的發展,在發展的過程中還存在著安全和隱私的問題,這兩個對于5G無線通信網絡發展會造成影響。有些被應用的連接設備,可能會被壞人所利用,從而造成安全隱患。隨著我國的不斷發展,電廠、水處理工廠、化工工業控制系統都會與互聯網進行連接,從目前的發展情況來看,5G無線通信技術的廣泛應用不會對以上幾個領域造成威脅。5G通信技術雖然沒有投入使用,但是還在研究分析中,在以后的發展過程中,消費電子設備所面臨的風險是最大的。最受人們關注的安全領域會是交通運輸,醫療保健和工業無人機。
二、5G無線通信技術發展趨勢
5G無線通信技術已經越來越被人們所關注,在未來幾年該項技術也將會投入使用,通信系統的容量在一定程度上也會有所提高,提高頻譜效率、變革網絡結構、開發并利用新的頻譜資源是該項技術發展的主要途徑。早在2013年5G無線通信技術就已經開始研發,研發的規模也比較大,有29個國家參與其中,我國華為公司就是其中一個。該技術從研發就倍受關注,各個國家都成立了相關的研發小組。目前所有的有關項目都在積極的研發中,然后各國再達成共識,促進該項技術的發展。該項技術的業務能力肯定會從以下三個方面表現出來,一是通過利用先進的無線技術網絡資源的利用率在4G的基礎上有了很大程度的提高。二是新的體系結構正在發展,這會有利于提高無線網絡系統的吞吐率。三是可獲取更多的有利資源,比原有的通信資源有所擴展。該項技術要想更好的發展就必須網絡技術和無線傳輸技術上有所突破。從網絡技術方面來說,要運用控制與轉發相互分離的軟件來定義,網絡架構等。從無線傳輸技術方面來看,提高頻譜資源利用率和挖掘頻譜資源使用潛能是重點。5G無線通信技術的不斷發展,必定引起一次技術的變革,加強對該項技術的研發力度,使該項技術在運用的過程中占有重要的地位。該項技術的發展必定會給當代社會帶來不一樣的體驗。
總結:現在社會的發展越來越迅速,特別是網絡通信技術一直都在不斷的創新改善,這會有利于5G通信技術在以后的發展,根據目前我國通信技術的發展情況來看,5G通信技術在2020年有望投入使用。5G通訊技術投入使用后將會給社會帶來巨大的便利,可以達到當代社會的需求,會讓移動互聯網用戶擁有不一樣的體驗。雖然現在5G通信技術仍在研究分析的過程中,但是很快將會進入發展階段,5G通信技術的巨大優勢會在投入使用后表現出來,會帶給人們不一樣的體驗。
1.鐵路無線通信的特點
對大多數人來說,鐵路已經不再陌生,就是火車行駛的鐵質軌道,不過這只是傳統的俠義上的理解。現代的鐵路不單單是指火車行駛的鐵質軌道,高鐵、地鐵行駛的軌道也統稱為鐵道或鐵路。鐵路無線通信就是火車、高鐵以及地鐵在軌道上行駛時用到的無線通信技術。它是一個復雜的信號傳輸系統,不只是列車乘務人員以及列車乘務員與車站值班人員之間的語音通訊系統,還包括車次傳輸系統、無線電子閉塞系統、列車防護通信等等,其主要特點包括以下幾點。
1.1結構復雜
鐵路無線通信包含多種信號傳輸系統,其結構復雜是一大特點。有用于列車站場工作人員語音對講的語音傳輸系統,有用來傳送車次信號的無線車次傳輸系統,有用來引導列車行駛的無線導航系統等等。復雜齊全的無線通信系統,使得列車在行駛中能夠完全接受各路信號,便于列車駕駛員對行駛列車進行及時操控,是確保鐵路運營安全的前提。
1.2精密
鐵路無線通信系統結構雖然復雜,但很精密,靈敏度很高。現代鐵路交通一般里程較長,途徑地域也多,各個路段的無線信號很容易受到外界干擾,鐵路無線通信的精密性特點,可以讓列車在復雜的信號環境下正常接收鐵路無線信號,引導列車正常行駛。
1.3移動性
所謂移動性,是指鐵路上的無線通信大多數是在行駛的列車上的實行收發的,列車在高速行駛下對一些列的鐵路無線信號實現收發、解調,并根據信號指示引導列車正常行駛,完成中途列車避讓、列車進站、列車離站等調度行為。移動性是鐵路無線通信的主要特點,也是實現無線通信的技術難點。因為鐵路無線通信的主體是行駛的列車,高速行駛的列車對于無線通信信號的方向、強度有著一定的要求。
1.4分段傳輸
因為鐵路通車的里程較長,列車行駛速度較快,只靠一個無線通信信號收發站來完成對列車的全程引導是不可靠的,也是不可能的。分段傳輸,將列車行駛的里程分成幾小段,每段設置一個鐵路無線通信站,即車站,來對列車進行無線通信信號的引導。
2.現代鐵路無線通信的應用
現在無線通信技術在鐵路上的應用已十分成熟,不管是火車、高鐵還是地鐵都有著功能多樣的鐵路無線通信系統,主要有以下幾項。
2.1車次編號發送系統
列車離站或進站前,機車司機通過數字鍵鍵入車次號,由顯示器復示,司機確認后。由車載CPU 控制編碼進行調制,并通過無線列調或專用電臺發射到下個車站,以便下個車站做好列車的引導作業。而當列車進站時,利用機車司機呼叫車站值班員的3-5秒時間內完成車次號的再次傳送,經值班室儀器解調后傳輸并顯示給行車調度員,完成當前進站列車車次號的報道并進行列車跟蹤引導進入合適的擋位。
2.2站場調車通信系統
鐵路站場調車過去采用燈光、叫笛等原始設備進行信號傳輸,安全性極低。 鐵路電務部門首先把無線通信引入站場調車并取得了成功。縮短了車輛停場時間,提高了調車效率 。通過每隔3~5公里范圍在鐵路兩旁的護欄上設置10~15個獨立的無線通信裝置,來傳輸語音、音響 色燈信號等信息,也可傳送衛星定位信息和數據信息,對進站列車進行減速、避讓的指揮引導。而工作人員可隨身攜帶語音發送設備,通過中央控制臺對各個無線通信裝置予以信號指示。
2.3鐵路閉塞系統
鐵路閉塞系統是一種列車安全防護系統,當列車進站的車次信號傳送到車站值班室以后,值班室通過中央控制臺對鐵路地面的無線通信裝置進行參數設置,只有參數和列車車次號一致的列車才能進入該路段,而參數與列車車次不一致的列車不能進入該路段,實行鐵路閉塞。同時,車站也可用探詢方式對列車作自動應答,解除原封閉區間,同時操縱本站出站信號機和下一進站信號機,啟動轉轍機和相應的信號標志,排好進路,保證進出站列車的安全。
2.4衛星定位系統
鐵路運輸效率與車重、車速、密度三大因素有關,其中車速和密度是靠信號設備來保證的。在中、低速行車時信號對行車控制十分有效。但如果列車行駛速度很大,就會沒等機車司機看清地面信號反應過來,信號機就一晃而過了。因此自動閉塞路段長短的劃分就成了一個難題,也存在著安全隱患。而衛星定位系統可以通過實時的遙感探測技術對行駛列車進行實時跟蹤,迅速掌握列車位置、速度、密度,并通過地面控制中心的無線通信裝置予以傳達,經地面控制中心分析作出引導方案。
2.5列車防護通信
當列車發生意外事故脫線或翻車時,可能侵入鄰線,造成突發事故。此時脫軌機車的乘務員如果能及時發出無線報警信號,在1.5公里之內其他行駛機車收到信號后立即采取剎車減速措施,就會避免事故發生。為了避免意外,高速列車上安裝了列車防護通信,防護通信包括控制鍵、頻率合成器、發訊機、接收機、告警器,其中控制鍵由玻璃密封,設置在各節車廂,需要時打碎玻璃蓋、接下控制鍵,可以發出2瓦功率的告警信,在1.5公里范圍內所有機車上的防護裝置將被啟動。如果機車司機來不及處理,列車將會在5秒鐘內啟動與防護裝置相聯的自動停車裝置進行緊急停車。
3.鐵路無線通信的發展趨勢
伴隨城市化進程的加快,我國的鐵路建設也大力發展。京臧鐵璐、京滬高鐵、穿江地鐵等新的交通干線陸續建成通車,使得一系列新型鐵路無線通信技術得以實驗運行,為我國鐵路無線通信的發展趨勢指明了方向。
3.1鐵路無線通信數字化傳輸
將鐵路無線通信信號實現數字化傳輸,可以有效避免信號干擾,使得列車可以在更為復雜的地域環境下行駛。另外數字化的無線通信信號也容易與現代的計算機技術結合,實現鐵路無線通信的自動化控制。
3.2三網聯合
即實現鐵路無線通信傳輸網、互聯網以及電視廣播網的三網聯合,利用互聯網和電視廣播網的高速、高質量通道,實現鐵路無線通信信號的高速、高質量傳播。
3.3現代藍牙技術
藍牙技術是一項在移動終端運用的無線傳輸技術,速度快,質量高。將鐵路無線通信與藍牙技術產品相結合,可以實現近距信號傳輸的高速和高質量。通過佩戴特制的藍牙耳機,可以大大減少設備安裝、調試時間,攜帶也方便。
3.4全程衛星導航
之前我國的鐵路無線通信,衛星定位只是用來收集列車的行駛情況及列車密度,輔助地面控制中心對車輛加以引導。而現在的衛星導航系統可以通過高質量的無線通信直接對行駛列車進行引導,自動化、智能化水平進一步提高。
無線通信技術是現代的通信領域應用最廣泛的通信技術,它的發展趨勢影響著各個行業,不只是鐵路通信,現代的手機、氣象探測以及互聯網技術都是以無線通信技術為基礎的。因此,要取得科學技術的進步,發展無線通信技術有著重要意義。 [科]
【參考文獻】
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1引言
移動通信系統每一次更新換代都有顛覆性技術引領,每一次更新換代都解決了當時的最主要需求,1G時代最主要的需求是系統容量,采用模擬蜂窩加上FDMA技術。1G時代的特點:以頻率復用為基礎,以頻帶劃分小區;頻率受限,需要嚴格的頻率規劃;以頻道區分用戶地址。2G時代最主要的需求是高質量的話音業務以及系統的容量問題,采用數字化技術與TDMA技術,如數字語音編碼技術,是2G移動通信的主要突破,TDMA技術使得每個用戶占用一個時隙,提高系統容量。3G時代最主要的需求是多媒體業務以及系統容量,采用Turbo碼和CDMA技術,Turbo碼在3G的應用,使得3G能夠支持多媒體業務,打破了2G只支持話音和短消息業務的局限,CDMA使得每個用戶使用一個碼型,頻率/時間共享。到4G時代最主要的需求是高質量多媒體業務以及更大的系統容量,采用OFDM-MIMO+空分多址SDMA技術,MIMO有效地實現了新的空域的開發,使得頻譜效率得到更多的提高;比之CDMA,OFDM傳送數據的速度更快,可以更好地實現在無線傳輸環境中的多徑效應。當前互聯網用戶日益增多,移動通信技術面臨著容量不足,能耗高且用戶體驗不足等問題,成為促使5G技術發展進步的主要推動力。
25G移動通信技術需解決的主要問題
移動通信技術的發展歷程顯示,容量不足從始至終就是無線通信技術進步中的顯著問題,5G會遭遇更大的容量需求與頻譜赤字問題,按照相關機構的預測,在未來智能終端的普及與通信數據增加,會使得移動通信業務量每年以將1倍的速度增加,將來十年數據業務量會比之現在增長一千倍。巨大的容量增長,對未來移動通信技術的發展提出了非常大的挑戰,5G時代的開啟迫在眉睫。
3針對主要問題的應對方案
若想實現千倍的容量增長需求,可以在頻譜數量,頻譜效率以及基站的數量上采取應對措施。實現更多的頻譜,更高效的頻譜效率或者更多的基站來實現對容量不足問題的解決。
3.1更多頻譜
新頻譜開發是以新頻譜電波特性的測量與建模為基礎進行研究,研究集中在較高的頻段,在更小小區更為適用。比如在6~15GHz頻段,這個頻段的空間隔離性較好;60GHz毫米波,這個頻段的頻寬較高,但是沒有較好的穿透性;頻譜共享能夠實現頻譜的智能使用等。頻譜共享技術指的是運營商內RAT間頻譜共享、運營商間頻譜共享、免授權頻段共享、次級接入頻譜共享。但是新頻譜開發也面臨著諸多挑戰,主要來自舊有的頻譜分配造成的阻力,一般是利用行政分配或者采用拍賣的辦法,進行靜態頻段的分配,已有的頻譜已經被分配完畢。傳統的靜態頻譜分配存在著以下幾個問題:①現有的頻譜使用并不均衡;②有著時間、頻段以及空間的多維利用漏洞;③對于頻譜的利用率很低。為解決上述問題,要實現動態頻譜,改變舊有分配頻段的約束,與時-頻-空多維頻譜的動態分配相結合,推動頻譜資源利用的智能化,以便令頻譜的利用更加的高效率,實現最大程度的頻譜利用。具體要實現,要從政策監管部門、設備制造商以及電信運營商三個方面入手:頻譜分配政策由固定分配與行政指派向動態頻譜分配政策轉變,頻譜管理將更加智能與靈活,設備認證管理及非法設備核查能力提升,需要克服政策的阻礙,與相關部門同心協力,打造更完善的通信監管政策。對已有的核心網、接入網設備進行升級更新以便能夠支撐識別等新的應用功能,擴展終端以及基站的射頻模塊的工作頻段,高性能的濾波器的開發研究等還必須有設備制造商的大力支持。智能、高效協調授權的靜態頻譜和動態分配的頻譜使用,對具備動態頻譜功能的終端設備進行網絡接入過程的有效管理和控制還需要電信運營商的鼎力協助,因此開發新頻譜是一個任重道遠的任務。
3.1.1高頻段信號傳輸和關鍵技術
移動通信傳統工作頻段十分擁擠,而大于6GHz的高頻段可用頻譜資源豐富,能夠有效緩解頻譜資源緊張現狀,可以支持極高速短距離通信。非常大的帶寬資源,能夠有效地提高網絡速度,提升用戶體驗。可以利用高頻實現蜂窩接入,實現基站和基站之間的回傳等。采用高頻段傳播特性、信道測量與建模、高頻段的射頻和天線關鍵技術、以及網絡架構與組網技術的方案實現高頻段信號傳輸。
3.1.2靈活頻譜共享技術
靈活頻譜共享技術是一種新的頻譜使用方法,讓多個系統共享使用特定頻譜,改變了以往固定頻譜分配的方式,能夠有效地拓展IMT可用頻譜約一倍。采用無線環境檢測、動態頻率分配以及干擾管理等技術實現靈活頻譜共享技術。
3.2更高頻譜效率
①多址技術是移動通信系統升級換代的核心之一,是單一資源到多維資源聯合使用,提高資源利用率的大勢所趨。②無線傳輸新技術的研發,是獲得更高頻譜效率的有效手段。
3.2.1非正交多址接入技術
該技術是利用發送端與接收端的聯合設計,在發送端使用功率/空間/編碼等多種信號域的單獨或是聯合非正交特征圖樣進行其用戶的辨別,在接收端采用SIC方式完成準最優的用戶檢測。非正交多址接入技術對于大容量持續業務信道,使系統整體頻譜效率提升1~2倍;對于大容量隨機突發業務,縮短數據包傳輸時延并提升用戶接入體驗。
3.2.2電磁渦旋無線傳輸技術
無線傳輸的媒介是電磁波,而新的電磁波物理特性的利用可能帶來無線通信的時代變革。電磁渦旋波可由調制后攜帶信息的普通波通過波束扭轉方法得到,將電磁渦旋波恢復為普通調制信號的過程可以理解為“逆渦旋”,由此產生了電磁渦旋波,將電磁渦旋應用于無線通信,由瑞典物理研究所得BoThide教授于2011年采用拋物面天線與八木天線試驗,證明了其無線傳輸技術的可行性。但是該技術對方向性以及傳播環境有著嚴格的要求。
3.3更多基站
3.3.1大規模天線技術
當基站側天線數比用戶天線數大出很多,基站到各個用戶的信道就會接近于正交狀態。同時,通信用戶之間干擾會接近于無,而巨大的陣列增益將能夠有效地提升每個用戶的信噪比,從而能夠在相同的時頻資源共同調度更多用戶。可以通過建立面向異構和密集組網的massiveMIMO網絡構架與組網方案,采用MassiveMIMO物理層關鍵技術、大規模有源陣列天線技術以及大規模天線與高頻段的結合來實現大規模天線技術,適用于城區宏覆蓋、高層建筑、室內外熱點等應用。
3.3.2超密集組網技術
中圖分類號:TN925文獻標識碼:A 文章編號:1000-8136(2012)09-0155-02
從我們身邊的生活就能感受到,有線通信的時代即將成為歷史,無線通信逐漸在全球各地以非常快的速度發展起來,在這個最具活力的技術領域里,新手段、新方法隨需求變化而層出不窮。其中,超寬帶技術自20世紀末發展起來以后,就一直以巨大的發展潛力不斷取得新的進展,從國防到社會生活的各個領域都可以看到這一技術的存在。
1超寬帶無線通信技術的概念
超寬帶是美國國防部在1989年開始使用的一個術語,事實上是對某一頻率范圍內信號的定義,規定如果一個信號在20 dB處的絕對帶寬大于1.5 GHz或分數帶寬大于25%,則這個信號就是超寬帶信號,而利用超寬帶信號進行無線通信被稱為超寬帶無線通信。
最早應用超寬帶技術的部門是美國軍方,直到后來才統一了對它的認識和限定。超寬帶與常見的通信方式的不同之處在于,現在常用的通信技術使用的是連續的載波,而超寬帶技術采用的是極短的脈沖信號,平均來看,每個脈沖信號的持續時間都非常短,通常只有幾十皮秒到幾納秒,但是這些脈沖所占用的帶寬甚至高達幾吉赫。因此最大數據傳輸速率可以達到幾百兆比特每秒。
2超寬帶技術的特點
2.1具有很好的共存性
因為超寬帶的發射設備的發射功率非常小,所以理論上而言,超寬帶技術可以與現有的其他通信系統共享頻譜。這種共存性為超寬帶技術的實際運用提供了基礎。超寬帶通信的使用頻譜范圍是3.1~10.6 GHz,頻譜寬度是7.5 GHz,人們可以控制其發射功率,從而以避免其對其他信號的干擾。
2.2發射功率低
由于超寬帶系統信號的擴頻處理增益較大,即使采用低增益的全向天線,也可使用小于1 mW的發射功率實現幾千米的通信。
2.3傳輸速率高
超寬帶無線通信的數據傳送速率可以達到幾十兆比特每秒到幾百兆比特每秒,遠遠高于藍牙的傳送速度。
2.4抗干擾性能強
超寬帶無線發射的信號,分布于寬闊的頻帶中,輸出功率小,在接收端可以將信號能量還原,解擴過程中產生擴頻增益。因此,同藍牙技術相比,具有更強的抗干擾性。
2.5帶寬極寬
超寬帶正是得名于它的帶寬,一般使用的帶寬在1 GHz以上,甚至高達幾個GHz,加上其共存性,就可以為今天緊張頻率資源在開拓一條新的無線電路徑。
2.6頻譜利用率高,系統容量大
基于共存性的特點,頻譜公用在超寬帶時代到來時是可以實現的,而且無需正弦載波信號,可直接發射沖激序列,因而超寬帶技術使頻譜具有極大的系統容量。
3超寬帶無線通信技術的發展應用
因為超寬帶技術具有共存性的特點,所以它的發展應用和其他無線電技術并不矛盾,應用范圍極其廣泛。
超寬帶無線技術可用于家庭、辦公室、個人電子消費品等內容中。因為人們在社會發展的過程中追求的是方便快捷,所以對家庭和辦公環境中存在的設備要求也是以這種原則為指導的,電子商正是為滿足這種需求,希望能夠用無線的方式代替過去各個電子設備之間的有線連接,進行大容量的數據轉換和傳遞,這樣不管家庭環境還是辦公環境都會更加符合人們的追求。雖然已經存在的藍牙技術能夠一定限度地滿足這種需求,但藍牙技術的低效、慢速、小容量都是它的不足之處。超寬帶技術在未來的發展中能夠克服這些缺點,提供相當于計算機總線的傳遞速度,能夠用網絡儲存設備代替個人終端。而且超寬帶技術設備的載體具有小巧方便的特點,在任何一個地點都有可能僅僅利用計算機的某一個設備達到運用整個計算機和整個網絡的作用。
因為超寬帶的隱秘性等特點,軍事上可以將之作為有效的通訊技術,采用低截獲率的內部無線通信系統,進行地波通信、LPI/D高度計、戰場手持LPI/D電臺、新型雷達系統、無人駕駛飛機、地面站車、地雷探測等方面的革新。最重要的應用是對現在流行的隱身戰術的打擊,隱身飛機、隱身艦艇等針對傳統雷達所釋放的信號頻帶內有效,但在超寬帶帶內,隱身戰斗機的形象就會暴露。
根據超寬帶無線通信技術的精確新的特點,可以將之運用于定位功能,運用極其微弱的同步脈沖可以對高速運動的物體進行有效的鎖定,進一步根據返回的數據,可以將所得的內容以圖像的形式呈現出來,具有很好的實際運用功能。
4結束語
本文所介紹的關于超寬帶無線通信技術的內容只是非常少的一部分,作為一種新型的技術,超寬帶還有無限的利用可能性。雖然現在尚處于研發階段,而且理論轉化為實際技術的問題也大量存在,但其廣闊的應用前景是非常明顯的。未來電子設備的智能化傾向,對短距離無線通信的要求越來越強烈,超寬帶技術對于解決這種需求是非常有效的一種技術途徑。因此,未來還需要大量的相關研究進行理論指導,同時也需要大量的綜述性研究。
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