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无线网络通讯技术发展趋势

发布时间: 2023-08-18 06:05:52

‘壹’ 无线网络的发展前景

在新一代技术刚推出市场之后,更高的技术应用已经在实验室进行研发。日本的NTT DoCoMo公司已经表示,4G通信的试验网络已经部署在公司的横须贺研发园内,该网络集结了试验基站和移动终端,同时NTT DoCoMo公司还表示,4G通信服务已于2010年推出,网络的下载速度可以达到100Mbps,上载速度为20Mbps。美国AT&T公司推出的4G通信网络的试验,据说可以配合EDGE进行无线上传,并通过OFDM技术达到快速下载的目的。美国AT&T公司声称大约还需要五年,这项技术才能发布;再有十年左右的时间,4G才能真正投入到商用阶段。欧洲的四家移动设备生产商——阿尔卡特、爱立信、诺基亚和西门子组成了世界无线研究论坛(WWRF),以研究3G以后的发展方向。WWRF预计4G技术将在2010年开始投入应用。这一代通信技术可以将不同的无线局域网络和通信标准,手机信号,无线电通信和电视广播以及卫星通信结合起来,这样手机用户就可以随心所欲的漫游了。在欧洲地区,无线区域回路与数字音讯广播已针对其室内(Indoor)应用而进行相关的研发,测试项目包括10Mbps与MPEG影像传输应用,而第四代移动通信技术则将会是现有两项研发技术的延伸,先从室内技术开始,再逐渐扩展到室外的移动通信网路。爱立信公司的一位高级官员表示,该公司在经济不景气的情况下不会减少研发第四代无线通讯技术的预算的,该公司的负责人同时表示,该公司的研发工作具有3-10年的前瞻性,暂时的需求不振不会使该公司放慢研究的速度。
国际电信联盟无线电通信部也已经达成共识,将把移动通信系统同其他系统结合起来,在2010年之前是数据传输数率达到100Mbps。对于更高级的3G系统,ITU决定同时发展IMT-2000的两个标准——提高数据包和声音文件的传输速率——被日本NTT DoCoMo和J-Phone两家公司采用的WCDMA将能最大达到8Mbps的下载速率,而CDMA2000系统也将达到2.4Mbps的速率。同时ITU对外发表声明说第四代移动通信的频段尚未被讨论与制订,不过原则上将会是以高频段频谱为主,另外也将会使用到微波相关的技术与频段。
第四代移动通信系统应具备以下几种基本特性:
(1)完全集中的服务:个人通信、信息系统、广播和娱乐等各项业务将会结合成一个整体,提供给用户比以往更广泛的服务和应用;系统的使用将会更加的安全、方便以及更加照顾用户的个性。
(2)无所不在的移动接入:在4G系统中,移动接入将是提供话音、高速信息业务、广播以及娱乐等业务的主要接入方式,人们可以随时、随地接入到系统中。
(3)各式各样的用户设备:用户将使用各式各样的移动设备接入到4G系统中来。设备与人之间的交流不再仅仅是简单的听、说、看,还可以通过其他途径与用户进行交流。这将大在方便人们的使用,特别是某些残疾用户的使用。
(4)自治的网络结构:4G系统的网络将是一个完全自治的、自适应的网络,它可以自动管理、动态改变自己的结构以满足系统变化和发展的要求。

‘贰’ 怎么理解无线通信技术的应用与发展

无线通信(Wireless communication)是利用电磁波信号在自由空间中传播的特性从而进行信息交换的一种通信方式,近些年,在信息通信领域中,发展最迅速、应用最广泛的就是无线通信技术[1]。

1无线通信技术研究热点及应用

基于无线通信技术具有成本低、灵活性高、易用性强、扩展性好、设备维护便捷等诸多优点,现如今无线通信技术飞速发展,技术不断的升级更新。在发展的同时,研究的热点也相对更集中,主要有超宽带通信技术、RFID(射频识别)、NFC(近场通信)、LTE(Long-Term Evolution,长期演进)和4G等;

1.1超宽带通信技术

超宽带脉冲无线电,能够有效地解决无线频谱资源紧张的问题。原因是它具有极低的发射功率,能够与其他的无线通信系统共存。超宽带具有这些技术特性在近距离高速和远距离低速无线通信中都得到充分的应用,例如:无线USB,高速WLAN, IR-UWB与其他一些无线通信技术相比,主要具有以下特点:(1)支持高数据速率或系统容量的能力。(2)高精度定位和出色的探测与成像能力[2]。(3)共享频谱资源。(4)穿透能力强。(5)保密性和抗干扰性能非常好。(6)低成本、低功耗。[1][3]。

1.2 RFID技术

RFID即射频识别技术,是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签,操作快捷方便。射频识别技术的应用领域十分广泛,包含钞票及产品防伪技术,身份证、通行证识别,电子收费系统(香港的八达通),病人识别及电子病历,门禁系统等等,并且在这些领域都取得了可观的经济效益。就目前而言,RFID在中国大陆、香港、台湾的发展还远落后于美国及欧洲[1]。

1.3 NFC技术

NFC又称近距离无线通信,是一种短距离的高频无线通信技术,允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输,在十厘米(3.9英寸)内交换数据。这个技术由免接触式射频识别(RFID)演变而来,由飞利浦、诺基亚和索尼共同研制开发,其基础是RFID及互连技术。近场通信是一种短距高频的无线电技术,在13.56MHz频率运行于20厘米距离内。

现如今NFC通信技术已日趋成熟,大部分移动电话都内置了NFC,并且推出了相关功能应用。对于移动终端或行动性消费电子产品,NFC的使用比较方便。例如在卡模式下,可代替大量的IC卡,门禁卡等。

1.4 LTE

LTE是第3代合作伙伴计划(3GPP)主导的通用移动通信系统(UMTS)技术标准的长期演进,于2004年12月3GPP多伦多TSG RAN#26会议上正式立项并启动。LTE项目并非人们普遍误解的4G技术,而是由3G向4G技术之间的过渡,俗称3.9G,它改进并增强了3G的空中接入技术,采取OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。

1.5 4G

尽管3G可以提供无线多媒体服务,但是它的数据率仍然有限。4G是指第四代移动通信技术,也是指3G之后的延伸。4G是集3G与WLAN于一体,并能够传输高质量视频图像,它的图像传输质量与高清晰度电视不相上下。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比目前的拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

现有的4G标准主要有LTE Advanced(长期演进技术升级版)和WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版)。LTE Advanced是LTE的增强,完全向后兼容LTE,通常是只需要在LTE上通过软件升级更新即可,升级过程和从WCDMA升级到HSPA相类似。峰值速率:下行1Gbps,上行500Mbps。WiMAX-Advanced(全球互通微波存取升级版),由美国Intel所主导,接收下行与上行最高速率可达到300Mbps,在静止定点接收可高达1Gbps。

2无线通信技术的发展趋势

无线通信技术的发展一方面体现出通信技术本身的更新和演进,另一方面也是受需求的驱动得到发展。综合技术层面和使用需求等因素来考虑,无线通信网络发展趋势将表现在如下几个方面:

(1)无线网络泛在化。网络的泛在化可以使得任何人都可以随时随地的通过终端设备进行网络接入,获取个性化的服务信息,相应的网络将主动的融入人们的生活,通过信息交互来提供更加优质的服务。

(2)宽带无线接入。无线接入有着传统接入无法比拟的优越性,对于高速数据传输速度的需求,也使得像UWB,5G的WiFi等成为无线接入的重要技术。

(3)网络融合性增强。未来的网络必将呈现多元化,重新构建一个新的网络,花费巨大,且存在技术风险。因此,把多种网络通过融合的方式实现互联互通,成为一大发展趋势。

(4)网络安全性进一步增强。无线通信是基于在自由空间传播携带信息的载波,这样就使得通信双方的信息容易暴露,因此,如何在通信的过程中增强保密性和提高通信的效率必将是重要的研究方向。

‘叁’ 5G网络发展的最终趋势是什么

5G建设意义——推动消费互联网到产业互联网的转变

到目前为止,互联网的发展经过三个时代:桌面办公互联网为第一个时代的应用,第二个时代便是乔布斯用苹果手机和App
Store应用商店重新定义的娱乐消费互联网,如今我国即将迎来互联网应用的第三个时代,即互联网在实体经济中的基础应用,产业互联网。



5G建设应用——个人消费与产业渗透并进

个人消费方面,结合5G具有传输快的优点,移动宽带的增强将引起个人消费终端的更换。以手机为例,在4G出现以前人们日常用手机多以键盘机为主,屏幕普遍较小,多数不具有浏览图片以及拍照功能,手机主要为人与人之间沟通搭建桥梁。而在4G出现以后,智能手机出现,手机键盘被更大的屏幕取代,功能性也得到了极大的提升。除了基本通话功能以外,摄像、视频、基础办公、线上购物等功能纷纷上线,为人们生活带来了极大的便利。5G的出现势必也会引起手机新一轮的变革。

此外,5G的出现将万物互联的实现向前推进了一步,工业制造、供应链管理、
进销存管理、信息整合等多方面的产业应用均可引入5G,实现企业一体化运作的规划与监控。目前我国正逐渐完成5G技术在各个产业中的渗透。例如,在2020年中国爆发的新型冠状病毒疫情中,5G就以“大带宽、低时延、广联接”的特性,在疫情防控中发挥了重要作用。运营商联合华为、中兴等设备供应商为包括火神山、雷神山在内的全国各地百余家重点医院提供5G网络覆盖。基于5G的全天候“云监工”、灵活调动医疗资源的“5G+远程会诊”和人群密集区域“5G+热成像”等应用,有效支撑了疫情防控。

以上数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院《中国5G产业发展前景预测与产业链投资机会分析报告》。

‘肆’ 无线通信就业前景

无线通信技术就业前景就业前景广阔。无线专业毕业可在电子产品的生产和经营企业,从事无线电电子设备与产品的装配、调试、维修、检验等技术工作。无线技术专业培养目标,掌握无线电技术的基本原理,具有无线电产品的整机制造、技术支持、使用维护、技术管理能力的高级技术应用人才。无线技术毕业生核心能力,掌握无线电产品的装配、调试、维修能力,无线电信号的传输、处理、测试能力。