高志堅(jiān)

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展及趨勢(shì)

高志堅(jiān)

遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

無(wú)線通信(Wireless communication)是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性從而進(jìn)行信息交換的一種通信方式，近些年，在信息通信領(lǐng)域中，發(fā)展最迅速、應(yīng)用最廣泛的就是無(wú)線通信技術(shù)[1]。

無(wú)線；通信；發(fā)展；趨勢(shì)；對(duì)策

1 無(wú)線通信技術(shù)研究熱點(diǎn)及應(yīng)用

基于無(wú)線通信技術(shù)具有成本低、靈活性高、易用性強(qiáng)、擴(kuò)展性好、設(shè)備維護(hù)便捷等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)如今無(wú)線通信技術(shù)飛速發(fā)展，技術(shù)不斷的升級(jí)更新。在發(fā)展的同時(shí)，研究的熱點(diǎn)也相對(duì)更集中，主要有超寬帶通信技術(shù)、RFID(射頻識(shí)別)、NFC(近場(chǎng)通信)、LTE (Long-Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))和4G等。

1.1 超寬帶通信技術(shù)

超寬帶脈沖無(wú)線電，能夠有效地解決無(wú)線頻譜資源緊張的問(wèn)題。因?yàn)樗哂袠O低的發(fā)射功率，能夠與其他的無(wú)線通信系統(tǒng)共存。超寬帶具有這些技術(shù)特性在近距離高速和遠(yuǎn)距離低速無(wú)線通信中都得到充分的應(yīng)用，例如：無(wú)線USB，高速WLAN，IR-UWB與其他一些無(wú)線通信技術(shù)相比，主要具有以下特點(diǎn)：(1)支持高數(shù)據(jù)速率或系統(tǒng)容量的能力。(2)高精度定位和出色的探測(cè)與成像能力。(3)共享頻譜資源。(4)穿透能力強(qiáng)。(5)保密性和抗干擾性能非常好。(6)低成本、低功耗。

1.2 RFID技術(shù)

RFID即射頻識(shí)別技術(shù)，是20世紀(jì)90年代開(kāi)始興起并逐漸走向成熟的一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，包括鈔票及產(chǎn)品防偽技術(shù)，身份證、通行證識(shí)別，電子收費(fèi)系統(tǒng)(香港的八達(dá)通)，病人識(shí)別及電子病歷，門禁系統(tǒng)等等，并且在這些領(lǐng)域都取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。就目前而言，RFID在中國(guó)大陸、香港、臺(tái)灣的發(fā)展還遠(yuǎn)落后于美國(guó)及歐洲。

1.3 NFC技術(shù)

NFC又稱近距離無(wú)線通信，是一種短距離的高頻無(wú)線通信技術(shù)，允許電子設(shè)備之間進(jìn)行非接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸，在十厘米(3.9英寸)內(nèi)交換數(shù)據(jù)。這個(gè)技術(shù)由免接觸式射頻識(shí)別(RFID)演變而來(lái)，由飛利浦、諾基亞和索尼共同研制開(kāi)發(fā)，其基礎(chǔ)是RFID及互連技術(shù)。近場(chǎng)通信是一種短距高頻的無(wú)線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于20厘米距離內(nèi)。

現(xiàn)如今NFC通信技術(shù)已日趨成熟，大部分移動(dòng)電話都內(nèi)置了NFC，并且推出了相關(guān)功能應(yīng)用。對(duì)于移動(dòng)終端或行動(dòng)性消費(fèi)電子產(chǎn)品，NFC的使用比較方便。例如在卡模式下，可代替大量的IC卡，門禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)主導(dǎo)的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)，于2004年12月3GPP多倫多TSG RAN#26會(huì)議上正式立項(xiàng)并啟動(dòng)。LTE項(xiàng)目并非人們普遍誤解的4G技術(shù)，而是由3G向4G技術(shù)之間的過(guò)渡，俗稱3.9G，它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中接入技術(shù)，采用OFDM和MIMO作為其無(wú)線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)，這種以O(shè)FDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。

1.5 4G

盡管3G可以提供無(wú)線多媒體服務(wù)，但是它的數(shù)據(jù)率仍然有限。4G是指第四代移動(dòng)通信技術(shù)，也是指3G之后的延伸。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像，它的圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下。4G系統(tǒng)能夠以100Mbps的速度下載，比目前的撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20Mbps，并能夠滿足幾乎所有用戶對(duì)于無(wú)線服務(wù)的要求?，F(xiàn)有的4G標(biāo)準(zhǔn)主要有LTE Advanced(長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)升級(jí)版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級(jí)版)。LTE Advanced是LTE的增強(qiáng)，完全向后兼容LTE，通常是只需要在LTE上通過(guò)軟件升級(jí)更新即可，升級(jí)過(guò)程和從WCDMA升級(jí)到HSPA相類似。峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升級(jí)版)，由美國(guó)Intel所主導(dǎo)，接收下行與上行最高速率可達(dá)到300Mbps，在靜止定點(diǎn)接收可高達(dá)1Gbps。

2 無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展一方面體現(xiàn)出通信技術(shù)本身的更新和演進(jìn)，另一方面也是受需求的驅(qū)動(dòng)得到發(fā)展。綜合技術(shù)層面和使用需求等因素來(lái)考慮，無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)將表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

(1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)泛在化。網(wǎng)絡(luò)的泛在化可以使得任何人都可以隨時(shí)隨地的通過(guò)終端設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入，獲取個(gè)性化的服務(wù)信息，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)將主動(dòng)的融入人們的生活，通過(guò)信息交互來(lái)提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

(2)寬帶無(wú)線接入。無(wú)線接入有著傳統(tǒng)接入無(wú)法比擬的優(yōu)越性，對(duì)于高速數(shù)據(jù)傳輸速度的需求，也使得像UWB，5G的WiFi等成為無(wú)線接入的重要技術(shù)。

(3)網(wǎng)絡(luò)融合性增強(qiáng)。未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)必將呈現(xiàn)多元化，重新構(gòu)建一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)，花費(fèi)巨大，且存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。因此，把多種網(wǎng)絡(luò)通過(guò)融合的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，成為一大發(fā)展趨勢(shì)。

(4)網(wǎng)絡(luò)安全性進(jìn)一步增強(qiáng)。無(wú)線通信是基于在自由空間傳播攜帶信息的載波，這樣就使得通信雙方的信息容易暴露，因此，如何在通信的過(guò)程中增強(qiáng)保密性和提高通信的效率必將是重要的研究方向。

3 結(jié)語(yǔ)

本文主要介紹了幾種無(wú)線通信的熱點(diǎn)技術(shù)及其應(yīng)用，并討論了無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)。隨著社會(huì)不斷的發(fā)展需要，各種無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮出自身的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]張平，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)WCDMA[M]．北京郵電大學(xué)出版社北京郵電大學(xué)出版社，2011

高志堅(jiān)，（1977—），男，遼寧錦州人，本科，現(xiàn)就職遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生處，講師。