无线通信技术应用及发展

无线通信技术应用及发展

无线通信技术热点领域

近几年来，全球通信技术的发展日新月异，尤其是近两三年来，无线通信技术的发展速度与应用领域已经超过了固定通信技术，呈现出如火如荼的发展态势。其中最具代表性的有蜂窝移动通信、宽带无线接入，也包括集群通信、卫星通信，以及手机视频业务与技术。

蜂窝移动通信从上世纪80年代出现到现在，已经发展到了第三代移动通信技术，目前业界正在研究面向未来第四代移动通信的技术;宽带无线接入也在全球不断升温，近几年来我国的宽带无线用户数增长势头强劲。宽带无线接入研究重点主要包括无线城域网（WMAN）、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)技术;模拟集群通信的应用开始得比较早，但随着技术的发展，数字集群通信技术越来越赢得大家的关注;卫星通信以其特殊的技术特性，已经成为无线通信技术中不可忽视的一个领域;手机视频广播作为一种新的无线业务与技术，正在成为目前最热门的无线应用之一。

无线通信技术演进路线

2.1 无线技术与业务发展趋势

无线技术与业务有以下几个发展趋势:

（1）网络覆盖的无缝化，即用户在任何时间、任何地点都能实现网络的接入。

（2）宽带化是未来通信发展的一个必然趋势，窄带的、低速的网络会逐渐被宽带网络所取代。

（3）融合趋势明显加快，包括:技术融合、网络融合、业务融合。

（4）数据速率越来越高，频谱带宽越来越宽，频段越来越高，覆盖距离越来越短。

（5）终端智能化越来越高，为各种新业务的提供创造了条件和实现手段。

（6）从两个方向相向发展——

①移动网增加数据业务:1xEV-DO、HSDPA等技术的出现使移动网的数据速率逐渐增加，在原来的移动网上叠加，覆盖可以连续;另外，WiMAX的出现加速了新的3G增强型技术的发展;

②固定数据业务增加移动性:WLAN等技术的出现使数据速率提高，固网的覆盖范围逐渐扩大，移动性逐渐增加;移动通信、宽带业务和WiFi的成功，促成802.16/WiMAX等多种宽带无线接入技术的诞生。

（7）B3G的概念兼顾了移动性和数据速率。

近几年来，全球移动通信市场经历了一个繁荣的发展时期。从移动通信用户数量来看，到2002年底，全球移动用户超过固定用户，我国在2003年10月移动用户数也超过了固定用户数。2004年底全球移动用户超过17亿，截至2005年6月，我国移动用户达到3.63亿，固定和移动电话普及率分别达到26%和28%，均超过世界平均水平，固定电话和移动电话总数均为世界第一。从电信业务收入来看，全球移动电话和固定电话的收入相当，发展趋势是移动电话收入增长较快，固定电话的收入缓慢下降。但我国电信业务收入中，移动电话的收入已经大于固定电话的收入，数据业务的收入所占比例虽然还较小，增长很快。

与此同时，互联网和宽带业务增长迅速，主要有这样三个特点：中国互联网用户已经超过1亿户，但普及率只有国际平均水平的一半，增长潜力巨大；宽带接入用户快速增长，2005年6月底宽带用户达到3270万；但宽带业务的收入与业务量增长不匹配。

从我国通信移动市场发展来看，我国移动业务运营模式雏形已经形成。移动通信新业务的健康发展始于良好的收费模式，价值链已经初步建成;以移动短信业务为代表的移动数据业务逐年稳固快速发展，年业务收入近300亿元。移动手机已经向兼有照相机、MP3、视频、PDA、钱包等通信和娱乐功能相结合的个人消费品快速发展；业务品牌更加多样化，开始走向良性发展的轨道。

但我国在移动业务运营模式良性发展的同时，还存在很多问题:首先，相对于网络而言，业务领域的标准化程度明显滞后。业务标准化起步较晚,分散不成体系。多种手机操作系统存在，增加了业务开发和互联互通的难度。其次，运营商过分强调业务差异化，缺乏统一标准。运营商业务差异化的竞争策略虽然可以快速提升企业效益，但同时也影响了用户选择和跨运营商、跨地域的互通，降低了规模效应，影响整个行业的发展。从长远看来，业务标准的统一才是发展的大趋势。另外，终端的滞后以及资费等问题也影响着无线通信市场的发展。

2.2 各种无线通信技术发展演进

图1中有两条主线，第一条是蜂窝通信的发展主线,蜂窝通信技术从1G、2G向3G、4G发展;第二条线涵盖了WLAN、WPAN、Bluetooth、WiMAX、RFID等技术的发展。这些技术都朝向移动的、宽带的、高速的方向发展。

各种无线技术标准比较见图2。

2.2.1 蜂窝移动通信标准的演进

总结这些年来蜂窝移动通信技术的演进过程（见图3），可以得出这样几个特点:

（1）无线接口频谱效率更高，速率更快。首先，每10年出现一代新技术，每15～20年退出一代;速率从几十kbit/s、几百kbit/s到几Mbit/s再到几百Mbit/s。其次，技术在平稳中演进。第一代模拟系统已经基本退出;第二代GSM/CDMA数字系统处于主导地位，占据约95%的市场;3G技术已经成熟开始商用，今后10年将与2G长期并存，最终逐步替代2G;超3G正处在初期研究阶段，将在10年后进入实质商用阶段。

（2）核心网既考虑与现有网的后向兼容，又积极向基于IP的方向演进。以3GPP标准为例，R99完全与GSM/GPRS兼容，R4在电路域引入软交换，R5保留电路域、分组域，增加IP多媒体子系统(IMS)。

2.2.2 宽带无线接入技术的发展

在IEEE802涉及的无线领域中，目前主要分为四类无线接入技术，分别是个域网（PAN:802.15）、局域网WiFi（LAN:802.11）、城域网WiMAX（MAN:802.16)、广域网（W AN:802.20）。这里着重介绍WiMAX技术（802.16）。

802.16d是一种固定无线接入技术，802.16e技术目标是一种移动宽带无线接入技术，支持车速移动(120km/h)，可以提供宽带接入（几

十Mbit/s），覆盖范围一般在几公里之内。802.16e具备后向兼容802.16d的能力，物理层主要采用OFDM、OFDMA技术。目前只对无线接口物理层和MAC层进行标准化，预计明年中完成;核心网部分标准化尚不明朗。其频谱可能包括现有的固定无线接入频段、WLAN 频段或新划分许可频段；

WiMAX可能的应用包括:接入移动通信网、固定网无线宽带接入、单独组网。它与3G、B3G的不同在于:3G及其增强型技术强调无处不在(连续覆盖)、移动性和全业务(话音和数据)，数据速率较高；WiMAX提供的是热点覆盖、游牧式移动或有限移动，以数据业务为主，数据速率高;B3G则以蜂窝移动通信技术为主，多种无线技术集成应用，提供全业务，数据速率高、覆盖连续。

802.16的目标与3G、3G增强型及B3G有交叠，并在动态地变化，采用的关键技术也较接近。但从标准化程度、产品成熟度、市场应用和频谱情况等综合分析，3G及其增强型和B3G等蜂窝移动通信的主导地位难以撼动。总体上来讲，3G、WiMAX和B3G是满足不同速率和不同需求，在不同时间推出的技术，是互补和共存的。

国际上对WiMAX监管主要体现在频谱分配方面，目前只有韩国在2004年底发放了WiBro许可证，使用频段为2.3 GHz～2.4 GHz。