【摘要】由于無(wú)線通信技術(shù)具有有線網(wǎng)絡(luò)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，因此近10年來(lái)，無(wú)線通信技術(shù)不論在商業(yè)應(yīng)用上，還是軍事應(yīng)用上，均得到了巨大的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】通信技術(shù)，發(fā)展，前景
商用和軍用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)都從模擬通信發(fā)展到數(shù)字通信時(shí)代。通信設(shè)備在兼容原有模擬功能的基礎(chǔ)上完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字話音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等業(yè)務(wù)的傳輸。內(nèi)容豐富的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)依賴于先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)，未來(lái)的用戶還可以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提出更高的要求，這將進(jìn)一步促進(jìn)無(wú)線通信技術(shù)向前發(fā)展。但現(xiàn)在科學(xué)地認(rèn)識(shí)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展前景，對(duì)于工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是具有可探討意義的。
一、我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)現(xiàn)狀分析
目前我國(guó)主要的兩大無(wú)線運(yùn)營(yíng)商——中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通—公司為國(guó)內(nèi)無(wú)線用戶提供2G的業(yè)務(wù)服務(wù)，服務(wù)內(nèi)容包括話音、數(shù)據(jù)、電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等，數(shù)據(jù)速率大致在10～200kb/s范圍。同時(shí)電信企業(yè)推出了中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)TD-SCDMA。但由于國(guó)內(nèi)TD-SCDMA技術(shù)受產(chǎn)業(yè)鏈等諸多因素的影響，其正式大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用還需要時(shí)日。在無(wú)線接入方面，WLAN技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。多個(gè)用戶通過(guò)WLAN共享技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線Internet的高速接入，在高級(jí)酒店、機(jī)場(chǎng)、大型娛樂(lè)場(chǎng)所，用戶可隨時(shí)隨地通過(guò)WLAN接入有線網(wǎng)絡(luò)，輕松快捷地享受網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的各種服務(wù)。特別要指出的是，高接入速率的無(wú)線通信技術(shù)，在中國(guó)還沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，仍停留在技術(shù)研究階段。我國(guó)還需要大力發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)線通信技術(shù)；在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模方面，特別是高速無(wú)線接入網(wǎng)的應(yīng)用上，應(yīng)加大大、中城市的覆蓋率和使用率，為用戶提供靈活可靠的無(wú)線遠(yuǎn)程接入。
二、無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展前景分析
通過(guò)對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的科學(xué)認(rèn)識(shí)，在理論的基礎(chǔ)上結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展需求，筆者覺得，在我國(guó)無(wú)線通信技術(shù)目前的發(fā)展前景可以總結(jié)為以下四個(gè)方面的內(nèi)容。
1、通信網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合化和技術(shù)要求的集成化。鑒于資金和技術(shù)及市場(chǎng)需求等原因，對(duì)當(dāng)前較多種類的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)融合的方式實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連互通，成為通信網(wǎng)絡(luò)，是通信技術(shù)發(fā)展的前景之一。網(wǎng)絡(luò)的融合主要體現(xiàn)在：核心網(wǎng)的融合、接入網(wǎng)的融合、業(yè)務(wù)的融合和終端的融合等。不同的接入網(wǎng)絡(luò)需要協(xié)同工作以支持用戶在異構(gòu)無(wú)線環(huán)境中的無(wú)線漫游。未來(lái)的通信終端具有重配置的能力，必將是計(jì)算機(jī)與通信的融合體。通信終端不需要用戶的干預(yù),會(huì)綜合提供多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的能力、實(shí)時(shí)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)狀況，自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)感知與選擇、軟件升級(jí)下載等方面的工作。由于用戶業(yè)務(wù)需求的廣泛性，未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)多種功能的綜合集成：IP業(yè)務(wù)和非IP業(yè)務(wù)的綜合；話音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)的綜合；多MAC接入的綜合；無(wú)線傳輸模式的綜合；服務(wù)模式的綜合等。
2、通信網(wǎng)絡(luò)的高效頻譜接入。無(wú)線頻譜的當(dāng)前使用狀況異常擁擠，無(wú)線電頻譜已成為稀缺資源。當(dāng)前無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)逐漸向Adhoc、Mesh網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡，傳統(tǒng)的CSMA/CA、TDMA等協(xié)議不能很好地滿足無(wú)線網(wǎng)絡(luò)高效、大容量通信發(fā)展的需求，MAC層接入?yún)f(xié)議已成為其關(guān)鍵技術(shù)之一。新的通信機(jī)制也能提高頻譜的使用效率，這種新的通信機(jī)制就是近年發(fā)展起來(lái)的認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)能夠認(rèn)識(shí)感知并判斷其操作工作環(huán)境，能夠通過(guò)訓(xùn)練去動(dòng)態(tài)地和自適應(yīng)地調(diào)整自己的操作參數(shù)以適應(yīng)無(wú)線環(huán)境和通信網(wǎng)絡(luò)。
3、寬帶網(wǎng)絡(luò)局域無(wú)線接入。通信系統(tǒng)通過(guò)接入網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供業(yè)務(wù)服務(wù)，由于用戶的移動(dòng)性，無(wú)線接入方式必將成為未來(lái)接入技術(shù)的重要發(fā)展方向，其中UWB、WLAN和WiMax無(wú)線接入技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。UWB技術(shù)具有高傳輸速率、低發(fā)射功率、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)和安全性高的優(yōu)點(diǎn)，主要用于雷達(dá)探測(cè)、精確定位、無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)和家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。
4、市場(chǎng)對(duì)通信提出保密性要求。無(wú)線通信容易暴露出通信雙方的信息，現(xiàn)在越來(lái)越多的用戶要求在通信時(shí)采取與之相適應(yīng)的保密手段。當(dāng)前大多數(shù)保密機(jī)或保密卡依靠通信設(shè)備提供的通信鏈路實(shí)現(xiàn)保密通信，這種方法會(huì)帶來(lái)較大的額外帶寬開銷，降低了通信效率，使無(wú)線頻譜資源白白遭受損失。通過(guò)深入分析會(huì)發(fā)現(xiàn)電臺(tái)中的通信與保密在很大程度上可以相互結(jié)合，降低無(wú)線信道的開銷，在技術(shù)體制上，完全可以實(shí)現(xiàn)通信同步與保密同步二合一，跳頻圖案由保密算法導(dǎo)出等，一方面減少了通信頻譜的開銷，另一方面使得偵察和破譯的概率大大降低，充分發(fā)揮出通信與保密相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前無(wú)線通信技術(shù)可為用戶提供話音、數(shù)據(jù)、圖像傳輸?shù)韧ㄐ庞辛Φ募夹g(shù)保障，但是面對(duì)各種應(yīng)用業(yè)務(wù)的需求變化和自身的發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)必將在發(fā)展方面做出相應(yīng)的反應(yīng)和調(diào)整。我們相信，無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的明天會(huì)更美好，將會(huì)給用戶帶來(lái)更多的便利。
三、更有效利用頻率
無(wú)線電頻率是一種寶貴資源。隨著移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，頻譜資源有限和移動(dòng)用戶急劇增加的矛盾越來(lái)越尖銳，出現(xiàn)了“頻率嚴(yán)重短缺”的現(xiàn)象。解決頻率擁擠問(wèn)題的出路是采用各種頻率有效利用技術(shù)和開發(fā)新頻段。
模擬制的早期蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用頻分多址方式，主要通過(guò)多信道共用、頻率復(fù)用和波道窄帶化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻率的有效利用。隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，模擬系統(tǒng)已遠(yuǎn)不能滿足用戶發(fā)展的需求。數(shù)字移動(dòng)通信比模擬移動(dòng)通信具有更大的容量。同樣的頻分多址技術(shù)，數(shù)字系統(tǒng)要求的載干比較小，因而頻率復(fù)用距離可以小一些，系統(tǒng)的容量可以大一些。而且，數(shù)字移動(dòng)通信還可采用時(shí)分多址或碼分多址技術(shù)，它比模擬的頻分多址制在系統(tǒng)容量上大4-20倍。
GSM作為最具代表性和最為成熟的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，其發(fā)展歷程就是一部頻率有效利用技術(shù)的演進(jìn)史。GSM采用時(shí)分多址制式，其對(duì)頻率的有效利用主要是通過(guò)頻率復(fù)用技術(shù)的不斷升級(jí)實(shí)現(xiàn)的。從傳統(tǒng)的4×3方式，到3×3、1×3、MRP、2×6等新的復(fù)用技術(shù)，頻率復(fù)用的密集度逐步提升，頻譜效率快速提高，GSM系統(tǒng)的容量得到逐步釋放。1995年開始投入商用的IS－95CDMA（窄帶）系統(tǒng)，以無(wú)線技術(shù)的先進(jìn)性和大容量等特點(diǎn)著稱。它以擴(kuò)頻技術(shù)為基礎(chǔ)，不同用戶的信號(hào)靠不同的編碼序列來(lái)區(qū)分，如果從頻域或時(shí)域來(lái)觀察，多個(gè)CDMA信號(hào)是相互重疊的，故理論上CDMA系統(tǒng)的頻譜利用率比GSM系統(tǒng)更高，網(wǎng)絡(luò)容量更大。同時(shí)CDMA系統(tǒng)具有一定的過(guò)載能力，即系統(tǒng)具備軟容量。作為未來(lái)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主流無(wú)線接入技術(shù)的WCDMA（寬帶碼分多址）能夠更高效地利用無(wú)線電頻率。它利用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)、自適應(yīng)天線陣和相干解調(diào)（雙向）等技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)容量可得到大幅提高，可以更好地滿足未來(lái)移動(dòng)通信的發(fā)展要求。
四、網(wǎng)絡(luò)趨于融合，走向統(tǒng)一
4.1第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
第三代系統(tǒng)的主要目標(biāo)是將包括衛(wèi)星在內(nèi)的所有網(wǎng)絡(luò)融合為可以替代眾多網(wǎng)絡(luò)功能的統(tǒng)一系統(tǒng)，它能夠提供寬帶業(yè)務(wù)并實(shí)現(xiàn)全球無(wú)縫覆蓋。為了保護(hù)運(yùn)營(yíng)公司在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)施上的投資，第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的演進(jìn)遵循平滑過(guò)渡的原則，現(xiàn)有的GSM、D-AMPSIS-136等第二代系統(tǒng)均將演變成為第三代系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)，從而形成一個(gè)核心網(wǎng)家族，核心網(wǎng)家族的不同成員之間通過(guò)NNI接口聯(lián)結(jié)起來(lái)，成為一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)全球漫游。在核心網(wǎng)絡(luò)家族的外圍，形成一個(gè)龐大的無(wú)線接入家族，現(xiàn)有的幾乎所有的無(wú)線接入技術(shù)以及WCDMA等第三代無(wú)線接入技術(shù)均將成為其成員。
五、未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架
技術(shù)的發(fā)展、市場(chǎng)需求的變化、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇以及市場(chǎng)管制政策的放松將使計(jì)算機(jī)網(wǎng)、電信網(wǎng)、電視網(wǎng)等加快融合為一體，寬帶IP技術(shù)成為三網(wǎng)融合的支撐和結(jié)合點(diǎn)。未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將向?qū)拵Щ�、智能化、個(gè)人化方向發(fā)展，形成統(tǒng)一的綜合寬帶通信網(wǎng)，并逐步演進(jìn)為由核。心骨干層和接八層組成、業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)分離的構(gòu)架。
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