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無(wú)線通信技術(shù)論文匯總十篇

時(shí)間:2023-03-29 09:18:35

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無(wú)線通信技術(shù)論文

篇(1)

一、概述

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。我國(guó)的電力通信網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè),已經(jīng)初具規(guī)模,通過(guò)衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無(wú)線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架,且抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng),同時(shí)具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),非常適合彌補(bǔ)目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡(jiǎn)單介紹一下無(wú)線通信傳輸體制的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

二、無(wú)線技術(shù)介紹

(一)無(wú)線通信技術(shù)的概念

目前,無(wú)線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無(wú)線基站、無(wú)線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。

(二)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù),即基于IEEE802.15的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、基于IEEE802.11的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、基于IEEE802.16的無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)及基于IEEE802.20的無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)。

總的來(lái)說(shuō),長(zhǎng)距離無(wú)線接入技術(shù)的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無(wú)線接入技術(shù)的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動(dòng)性又可以分為移動(dòng)接入和固定接入。其中固定無(wú)線接入技術(shù)主要有:3.5GHz無(wú)線接入(MMDS)、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)、802.16d;移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無(wú)線接入和寬帶無(wú)線接入。其中寬帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1.主流無(wú)線通信技術(shù)

從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)可以看出,以O(shè)FDM+MIMO為核心的無(wú)線通信技術(shù)將成為未來(lái)無(wú)線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無(wú)線通信技術(shù)主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。

2.其他無(wú)線通信技術(shù)

除了上述主流的無(wú)線通信技術(shù)外,目前已存在的無(wú)線通信技術(shù)還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長(zhǎng)距離通信技術(shù)。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達(dá)16Mbps,通信介質(zhì)為波長(zhǎng)900納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù),通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識(shí)別,俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),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)。RFID由標(biāo)簽、解讀器和天線三個(gè)基本要素組成。

(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無(wú)載波的基帶通信,幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng),所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低成本。

三、無(wú)線技術(shù)優(yōu)劣分析

(一)WLAN技術(shù)分析

Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟,而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無(wú)線局域網(wǎng),作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸,對(duì)于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用,盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù),通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

(二)WiMax技術(shù)分析

WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù),推出相對(duì)較晚,存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問(wèn)題,但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化,該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看,該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求,覆蓋可以包括室外和室內(nèi),可以進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋,甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離,一直被業(yè)界看好,是未來(lái)移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向,并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

(三)WMN技術(shù)分析

WMN是正在研究中的技術(shù),在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合,而且暫時(shí)沒有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看,WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無(wú)線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間,在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集,并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補(bǔ),從而能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。

(四)3G技術(shù)分析

3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn),2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),有一成套建網(wǎng)的理論,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用,比如歐洲很多國(guó)家、日本、韓國(guó)等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段,還有很多國(guó)家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。

(五)LMDS技術(shù)分析

本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的固定寬帶無(wú)線接入技術(shù),其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù),是一種非常好的寬帶固定無(wú)線接入解決方案。在最優(yōu)情況下,距離可達(dá)8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通過(guò)扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射出去,在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收并將射頻信號(hào)還原為ATM基帶信號(hào),在無(wú)需為每個(gè)用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無(wú)線傳輸。

(六)MMDS技術(shù)分析

MMDS的主要缺點(diǎn)是有阻塞問(wèn)題且信號(hào)質(zhì)量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠?qū)?,最多不超過(guò)200MHz。其次,MMDS對(duì)傳輸路徑要求非常嚴(yán)格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù),無(wú)法做到非視距傳輸,在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外,MMDS沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各廠家的設(shè)備存在兼容性問(wèn)題。

(七)集群通信技術(shù)分析

數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn),它的頻譜利用率有很大提高,可進(jìn)一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量;它提高了信號(hào)抗信道衰落的能力,使無(wú)線傳輸質(zhì)量變好;由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實(shí)用技術(shù),所以對(duì)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)說(shuō),保密性也有很大改善。

數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù),也就是說(shuō)除數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)外,還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號(hào),因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。

(八)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通信技術(shù)分析

微波傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,可以降低運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。與租用線路相比,微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統(tǒng)部署簡(jiǎn)潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比,其快速部署的優(yōu)勢(shì)可以更快地滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三,目前的微波產(chǎn)品對(duì)未來(lái)的發(fā)展是有保障的,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來(lái),微波傳輸系統(tǒng)將升級(jí)到全I(xiàn)P的平臺(tái)之上,可以全面支持運(yùn)營(yíng)商未來(lái)的發(fā)展。

(九)衛(wèi)星通信技術(shù)分析

利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來(lái)配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下,利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實(shí)際的方案,經(jīng)濟(jì)又可靠。

但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺(tái),其地面站的建設(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)大量資金,而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價(jià)。因此,作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟(jì)的;而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。

四、無(wú)線技術(shù)綜合比較

目前無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。

首先,從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,本報(bào)告所涉及的技術(shù)中,僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn),只是沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。

從頻率上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。

從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù),僅覆蓋35m~100m;WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù),覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛(wèi)星通信、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù),通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。

從傳輸速率上看,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù),不同的情況速率變化較大,而其余的技術(shù)均為接入技術(shù),僅僅是3G技術(shù)接入速率最小,僅為384k,而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M(fèi)的速率。

從調(diào)制技術(shù)上看,其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM,其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。

篇(2)

1.2仿真分析采用MATLAB仿真工具,對(duì)礦井巷道時(shí)變多徑信道模型自相關(guān)函數(shù)仿真。圖1描述了傳統(tǒng)信道模型,帶寬為500Hz和1000Hz的時(shí)變多徑信道模型下接收信號(hào)的自相關(guān)譜,其中,橫坐標(biāo)表示延時(shí),縱坐標(biāo)表示自相關(guān)函數(shù)。分析發(fā)現(xiàn),時(shí)變多徑信道模型與實(shí)際接收信號(hào)自相關(guān)譜較為符合,此信道模型適合礦井無(wú)線通信。

2系統(tǒng)性能分析

根據(jù)多徑時(shí)變信道模型,假設(shè)接收天線總功率與發(fā)射總功率相等,且等于Pe,信道噪聲是加性白高斯噪聲,每根接收天線的噪聲功率為σ2,則信噪比SNR:ξ=Pe/σ2。

2.1系統(tǒng)容量分析實(shí)際的無(wú)線信道是時(shí)變的,受到衰落的影響。對(duì)于單天線系統(tǒng),即單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)的信道容量可用下式計(jì)算。圖2給出了單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)和多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng)的信道容量與發(fā)射天線數(shù)目之間關(guān)系的仿真結(jié)果,橫坐標(biāo)表示信道容量,縱坐標(biāo)表示概率。其中,仿真參數(shù)設(shè)定為信噪比10dB,迭代次數(shù)為1000,接收天線為1,發(fā)射天線數(shù)目分別為1,2,3。仿真結(jié)果表明,SISO系統(tǒng)信道容量最小,發(fā)射天線數(shù)目從1依次增加時(shí),信道容量也依次增加。圖3給出了MIMO系統(tǒng)的信道容量與發(fā)射天線數(shù)目之間關(guān)系的仿真結(jié)果,橫坐標(biāo)表示信道容量,縱坐標(biāo)表示概率。其中,仿真參數(shù)的設(shè)定同上,發(fā)射天線數(shù)目分別為2,3,4,接收天線對(duì)應(yīng)為2,3,4。從仿真結(jié)果可以看出,MIMO系統(tǒng)信道容量隨著收發(fā)天線數(shù)目的增加而增加。對(duì)比圖2與圖3發(fā)現(xiàn),MIMO系統(tǒng)的信道容量顯然比SISO系統(tǒng)的信道容量有了較大增加。

2.2誤碼率分析令xm(l)表示第m根天線的第l個(gè)子載波上的發(fā)射信號(hào)(l=0,…,L-1),經(jīng)歷時(shí)變多徑衰落信道傳輸和FFT變換后,在t時(shí)刻第n根接收天線的第l個(gè)子載波上得到的信號(hào)yn(t)可由下式得到。采用MATLAB對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)在不同天線數(shù)目下進(jìn)行誤碼率性能對(duì)比,具體實(shí)驗(yàn)流程如下:1)初始化過(guò)程。給定發(fā)射信號(hào)及時(shí)變多徑衰落信道的沖激響應(yīng)初始值。接收端采用最小均方誤差(MMSE)檢測(cè)算法。2)確定接收信號(hào)過(guò)程。輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串/并轉(zhuǎn)換、空時(shí)編碼、IFFT變換并添加循環(huán)前綴后經(jīng)時(shí)變多徑衰落信道到達(dá)接收方,根據(jù)式(5)確定接收信號(hào)形式。3)對(duì)接收信號(hào)去除循環(huán)前綴、FFT變換、空時(shí)譯碼及并/串變換后,計(jì)算MMSE檢測(cè)加權(quán)矩陣,并進(jìn)一步得到MMSE判決數(shù)據(jù)。4)誤碼率計(jì)算過(guò)程。根據(jù)數(shù)據(jù)檢測(cè)與判決結(jié)果,與初始輸入數(shù)據(jù)對(duì)比,計(jì)算系統(tǒng)誤碼率?;谏鲜龇治雠c描述,設(shè)置的仿真參數(shù)如表1所示。仿真在收發(fā)天線數(shù)目相等的情況下進(jìn)行,天線數(shù)目分別為1,2,3,多徑數(shù)目假設(shè)為2,接收端采用MMSE檢測(cè)。圖4給出了收發(fā)天線數(shù)目相等,不同天線數(shù)目情況下的MIMO-OFDM系統(tǒng)的誤碼率性能,其中,橫坐標(biāo)表示信噪比,縱坐標(biāo)表示誤碼率。從仿真結(jié)果可以看出,隨著收發(fā)天線數(shù)目的依次遞增,從1增加到3,在BER為0.02處,天線數(shù)目選取3相對(duì)于選取數(shù)目2和1分別有4dB和9.6dB的增益,系統(tǒng)的誤碼率依次下降且抗多徑衰落的能力依次增強(qiáng)。圖5反映的是多徑對(duì)MIMO-OFDM系統(tǒng)性能的影響。圖中,橫坐標(biāo)表示信噪比,縱坐標(biāo)表示誤碼率。這里假設(shè)發(fā)射天線數(shù)目為2,接收天線數(shù)目為2,接收端采用MMSE檢測(cè),多徑數(shù)目取2,4,6。分析發(fā)現(xiàn),隨著多徑數(shù)目的遞增,在BER為0.02處,多徑數(shù)目選取6相對(duì)于選取數(shù)目4和2分別有4.3dB和9.7dB的增益,給定一定的信噪比值,誤碼率隨著多徑數(shù)目的遞增而遞減,此結(jié)果與MIMO-OFDM技術(shù)對(duì)抗多徑衰落相符,是一種更適合于礦井巷道通信的無(wú)線技術(shù)。

篇(3)

1.1適應(yīng)范圍廣

藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)之所以能夠在全球范圍內(nèi)廣泛使用就在于其工作頻段的范圍,由于藍(lán)牙技術(shù)研發(fā)之時(shí)選擇在全球統(tǒng)一開發(fā)的2.4GHz醫(yī)學(xué)、工業(yè)和科學(xué)ISM頻段,全世界范圍內(nèi)多數(shù)國(guó)家所使用的SM頻段是在2.4到2.4835GHz之間,SM頻段包含在全球統(tǒng)一的頻段之中,各種在使用藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的時(shí)候可以不受限于其所在地區(qū)的無(wú)線電資源部門的許可與否皆可使用。

1.2可同時(shí)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)

藍(lán)牙采用的是分組交換和電力交換技術(shù),支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語(yǔ)音信道或者語(yǔ)音和異步數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸?shù)男诺馈3酥?,藍(lán)牙定義了面向同步鏈接鏈路SCO以及異步無(wú)連接鏈路ACL兩種鏈路類型,其中ACL主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸,而SCO主要負(fù)責(zé)語(yǔ)音傳輸。也就是說(shuō)藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)可以同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的傳輸。

1.3能實(shí)現(xiàn)臨時(shí)性對(duì)等鏈接

藍(lán)牙設(shè)備在進(jìn)行對(duì)等連接的時(shí)候,主動(dòng)發(fā)起連接請(qǐng)求的一方為主設(shè)備,被發(fā)起連接請(qǐng)求的一方為從設(shè)備。藍(lán)牙的基本網(wǎng)絡(luò)為由鏈接通信組成的微微網(wǎng),當(dāng)一個(gè)微微網(wǎng)形成時(shí)有一個(gè)主設(shè)備和主設(shè)備以外的一個(gè)或者多個(gè)從設(shè)備。

1.4抗干擾能力強(qiáng)

藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)具備良好的抗干擾能力主要在于其使用跳頻的工作方式來(lái)進(jìn)行頻譜的擴(kuò)展?,F(xiàn)在很多生活中使用的電器設(shè)備、局域網(wǎng)和無(wú)線設(shè)備等會(huì)在ISM頻段工作,這就和藍(lán)牙設(shè)備所在的頻段可能會(huì)有沖突,這樣的情況下,藍(lán)牙設(shè)備將2.402到2.48GHz的頻段分割成79個(gè)頻點(diǎn),相鄰頻點(diǎn)之間間隔1MHz,數(shù)據(jù)分組在任意頻點(diǎn)發(fā)出之后繼續(xù)跳到另一個(gè)頻點(diǎn)發(fā)送,并且頻點(diǎn)的選擇順序沒有規(guī)律性,頻率改變?yōu)?600次/s每個(gè)頻率只持續(xù)625μs,由此,藍(lán)牙設(shè)備的工作就不會(huì)受到其他設(shè)備的頻段的干擾。

1.5體積小,功耗小

現(xiàn)在電子設(shè)備的更新?lián)Q代越來(lái)越快,體積越來(lái)越小越來(lái)越薄,所以這些設(shè)備中的藍(lán)牙模塊的體積也需隨之改善,以便更好的集成到各種電子設(shè)備中去。藍(lán)牙設(shè)備的耗能會(huì)根據(jù)其工作狀態(tài)的不同會(huì)有所增減,處于工作狀態(tài)的藍(lán)牙一般耗能不多,而非工作狀態(tài)下的呼吸模式(Sniff)、保持模式(Hold)、休眠模式(Park)消耗的能量較之更少。也就是說(shuō),藍(lán)牙設(shè)備的體積比較小而且使用的時(shí)候均為低耗能模式。

1.6開放接口標(biāo)準(zhǔn),成本低廉

在藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)推廣的過(guò)程中,SIG將該技術(shù)各種標(biāo)準(zhǔn)向全世界公開,所以,企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品的時(shí)候要是能夠兼容SIG的藍(lán)牙產(chǎn)品,那么這樣的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的適用性就更強(qiáng),與此同時(shí),藍(lán)牙相關(guān)的應(yīng)用程序也隨之得到極大的推廣。在這樣的背景之下,藍(lán)牙技術(shù)得到廣范圍的普及,制造藍(lán)牙產(chǎn)品所需的投資也很大程度上降低了。

2藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用

藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)初衷就是要在盡可能多的領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字移動(dòng)設(shè)備之間的非電纜的無(wú)線通訊連接和相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸,很多數(shù)字和電子設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)信息能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的共享,藍(lán)牙技術(shù)讓設(shè)備的功能得到一定范圍內(nèi)的擴(kuò)充。加之,藍(lán)牙設(shè)備大多是成本比較低且體積比較小的集成模塊,將其集成于電子設(shè)備中之后有利于形成了一些應(yīng)用模型的出現(xiàn)。無(wú)線鍵盤和鼠標(biāo)是以電子計(jì)算機(jī)為連接中心的無(wú)線連接;一臺(tái)打印機(jī)可以覆蓋多臺(tái)計(jì)算機(jī)的打印任務(wù)或者其他資源的共享;掌上電腦、數(shù)字照相機(jī)、智能手機(jī)可以通過(guò)打開藍(lán)牙無(wú)線連接電腦進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的傳輸;辦公室多臺(tái)電腦通過(guò)藍(lán)牙形成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng);以及可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線語(yǔ)音通信的新型的藍(lán)牙擴(kuò)展技術(shù),如無(wú)線耳機(jī)的應(yīng)用;集成藍(lán)牙技術(shù)的電子小設(shè)備,腕表、車鑰匙、電子筆等的應(yīng)用也涉及到各個(gè)領(lǐng)域。這些都是對(duì)藍(lán)牙無(wú)線通信技術(shù)的很好應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)和撥號(hào)上網(wǎng)兩種方式連接互聯(lián)網(wǎng),撥號(hào)上網(wǎng)可以讓便攜式計(jì)算機(jī)通過(guò)移動(dòng)電話接入internet,藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入還可以作為公用電話交換網(wǎng)的接入點(diǎn)使用,這有利于家用電器的無(wú)線組網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)控制,使得上網(wǎng)更加方便快捷。

3藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用前景的新思考

3.1藍(lán)牙所產(chǎn)生的電磁波對(duì)于人的身體健康不會(huì)有傷害

因?yàn)樗{(lán)牙設(shè)備在工作的時(shí)候起功率比較低,向?qū)Φ?,移?dòng)電話這樣的高功率設(shè)備一般都會(huì)產(chǎn)生有損人體健康的電磁輻射,所以集成藍(lán)牙設(shè)備的各種類型的電子裝置將有很好的應(yīng)用市場(chǎng),比如用藍(lán)牙耳機(jī)代替手機(jī)聽筒進(jìn)行手機(jī)對(duì)話將會(huì)減少手機(jī)輻射對(duì)大腦的影響。

3.2紅外線技術(shù)應(yīng)用的時(shí)候會(huì)受制于紅外線兩個(gè)傳輸口的位置和防線

而藍(lán)牙技術(shù)則能夠突破這樣的限制,將其適用范圍拓展到三維立體覆蓋的面,能夠在一定范圍內(nèi)自動(dòng)的識(shí)別和連接設(shè)備。除此之外,藍(lán)牙無(wú)線通信的1MB/s的速度比紅外線技術(shù)快,也就是說(shuō)藍(lán)牙技術(shù)相比較于紅外線技術(shù)能夠適用于更多的場(chǎng)合和更復(fù)雜的環(huán)境。鑒于這些特征,在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域很多需要立體空間多方位的移動(dòng)產(chǎn)品的檢索識(shí)別、信息采集和數(shù)據(jù)整合等工作都得應(yīng)用到藍(lán)牙設(shè)備。

3.3在信息技術(shù)時(shí)代,藍(lán)牙技術(shù)在電子傳感器的信息傳輸方面應(yīng)用廣泛。

由于藍(lán)牙技術(shù)的短距離數(shù)據(jù)傳輸速度快、不受限于方向和位置,所以能夠?qū)⒏黝悅鞲须娮釉杉降男畔⑼ㄟ^(guò)布設(shè)的線纜傳輸?shù)教幚韱卧凰{(lán)牙技術(shù)可以使得小范圍內(nèi)的設(shè)備間視頻傳輸變得更加快捷。從音頻到視頻的擴(kuò)展完全可以在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域得到實(shí)現(xiàn),完全不受限于多媒體的類型。

篇(4)

二、基于4G通信技術(shù)的煤礦無(wú)線通信系統(tǒng)

(一)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)

針對(duì)當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的需求,利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò),建立信息化、自動(dòng)化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng),打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面,將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署,有效解決信息孤島的問(wèn)題,確保煤礦安全生產(chǎn),從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此,建立基于分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)(TD-LTE)的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò),由于基于4G通信技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s,100Mb/s,其接入時(shí)延可以小于100ms,如表1所示[3],表示4G通信系統(tǒng)與3G無(wú)線通信系統(tǒng)的對(duì)比,因此,采用TD-LTE無(wú)線通信技術(shù)不僅可以滿足語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸,也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時(shí)等問(wèn)題。下面對(duì)基于4G通信技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析:1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無(wú)線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及核心網(wǎng)通信構(gòu)成,其中,核心網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能,其主要通過(guò)IMS+EPC+DSS集群模式來(lái)實(shí)現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)建設(shè)中,增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍,通過(guò)自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中,采用IPSEC的方式,以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過(guò)提供WLANAP來(lái)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過(guò)程中[5],其也可以通過(guò)PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來(lái)承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù),則可以通過(guò)直接接入3GPP核心網(wǎng)來(lái)滿足不同的產(chǎn)品需求,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動(dòng),建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)下層無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對(duì)接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置核心網(wǎng),其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能,分析該系統(tǒng)的核心網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7],其主要依托電信級(jí)EPC核心網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式,該核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù),其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外,核心網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng),其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式,其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求,還可以實(shí)現(xiàn)LTE語(yǔ)音業(yè)務(wù)系統(tǒng),并且DSS核心網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能,DSS與EPC相比,其都采用了ATCA架構(gòu),并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的核心網(wǎng)。4.建立綜合應(yīng)用無(wú)線通信系統(tǒng)平臺(tái)。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來(lái)建立一個(gè)安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái),為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺(tái),應(yīng)在軟件處理平臺(tái)基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具,如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8],實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語(yǔ)音等各類業(yè)務(wù),提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及應(yīng)用接口,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。

(二)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)功能概述

1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段,生產(chǎn)調(diào)度員通過(guò)利用調(diào)度功能來(lái)統(tǒng)籌調(diào)度所有資源,并對(duì)煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理,以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語(yǔ)音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù):第一,移動(dòng)電話,其可以提供語(yǔ)音通信功能;第二,緊急呼叫業(yè)務(wù),當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫,呼叫中心將會(huì)做出答復(fù),其類似與電話業(yè)務(wù),具有簡(jiǎn)單方便、快速的特點(diǎn);第三,主叫號(hào)碼識(shí)別顯示業(yè)務(wù),其主要功能是提供主叫用戶號(hào)碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信,利用無(wú)線集群通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息共享功能,與公眾無(wú)線移動(dòng)通信相比,無(wú)線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外,還可以提高雙向通話功能,通過(guò)建立優(yōu)先等級(jí)呼叫和緊急呼叫功能,以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中,主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù),其中,對(duì)于視頻通話,通過(guò)手機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)線視頻業(yè)務(wù),以便于井上工作人員的判斷和決策;數(shù)據(jù)網(wǎng)接入,通過(guò)利用3G通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)終端及無(wú)線傳感器等接口的采集,并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入;手機(jī)終端定位,即利用4G無(wú)線通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話及礦用無(wú)線通信手機(jī)終端定位,即通過(guò)操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號(hào)傳輸來(lái)獲得操作人員在井下的信息,這樣地面上的工作人員則可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)了解井下工作人員的信息,其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn),同時(shí)也可以提供實(shí)時(shí)信息;數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對(duì)寬帶的需求,實(shí)現(xiàn)高速分組無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),并通過(guò)智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能,將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中,實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示功能,當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況,系統(tǒng)將會(huì)提供自動(dòng)報(bào)警提示功能。

篇(5)

Wi-Fi作為主流短距離無(wú)線傳輸技術(shù),標(biāo)準(zhǔn)完善、技術(shù)成熟、穩(wěn)定易用、兼容性好,已經(jīng)成為智能家電網(wǎng)絡(luò)化方案的主流互聯(lián)技術(shù),一些家電企業(yè)已開始在電視機(jī)、空調(diào)、冰箱、熱水器、酒柜中大規(guī)模采用嵌入式Wi-Fi模塊,將分散在家中的各個(gè)家電產(chǎn)品聯(lián)成一個(gè)整體控制系統(tǒng),改變單一的被動(dòng)控制。值得一提的是,面對(duì)家庭對(duì)各種視頻內(nèi)容的消費(fèi)所帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)流量爆發(fā)式增長(zhǎng),第5代Wi-F(i802.11ac)應(yīng)運(yùn)而生,為家庭網(wǎng)絡(luò)提供了更高的帶寬、更快的傳輸速度,為智慧家庭實(shí)現(xiàn)提供更有力的支持。通過(guò)第5代Wi-Fi進(jìn)行無(wú)線連接,網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到千兆級(jí)別,可順暢、無(wú)間斷地播放流視頻及下載高帶寬應(yīng)用程序,比現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增速10倍。ZigBee多用于家庭自動(dòng)化、安全保障系統(tǒng)等。在利用Zigbee技術(shù)搭建的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,通過(guò)在無(wú)線門磁/窗磁報(bào)警器、紅外感應(yīng)闖入探測(cè)器、保險(xiǎn)柜/抽屜振動(dòng)監(jiān)測(cè)器等防盜報(bào)警器以及燃?xì)?、煙霧、氧氣、溫度、濕度等傳感器內(nèi)安裝Zigbee模塊,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸、分析和報(bào)警。此外,ZigBee在燈光控制、家用智能開關(guān)、門禁系統(tǒng)、智能抄表等應(yīng)用中,也發(fā)揮了良好的作用。

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,UWB以其高質(zhì)量的近距離通信能力,成為智能家庭數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域的中堅(jiān)力量之一。UWB可以運(yùn)用于機(jī)頂盒和DVD播放機(jī)到數(shù)字電視的無(wú)線連接,PDA、手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)與PC機(jī)的同步等家庭設(shè)備音視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫妗FC技術(shù)的傳輸速率較低,并不適合直接用于傳輸音視頻等需要較高帶寬的應(yīng)用,但是,NFC技術(shù)允許電子設(shè)備在不到0.1s的時(shí)間內(nèi)閃電建立連接,加之其良好的保密性能,成為了在不同場(chǎng)合、不同應(yīng)用領(lǐng)域中其他無(wú)線通信技術(shù)的最佳拍檔。例如,將NFC和藍(lán)牙技術(shù)配合使用,可以先通過(guò)NFC技術(shù)近距離快速建立連接,再利用藍(lán)牙技術(shù)在手機(jī)、電腦、音頻設(shè)備或打印機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,將會(huì)給用戶帶來(lái)前所未有的體驗(yàn)。對(duì)于設(shè)備制造商而言,未來(lái)智慧家庭中家居產(chǎn)品的開發(fā),除了在功能和外觀上的創(chuàng)新以外,采用什么樣的通信協(xié)議以及如何將通信模塊與主系統(tǒng)集成在一起也將是需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容。

篇(6)

一、概述

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。我國(guó)的電力通信網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè),已經(jīng)初具規(guī)模,通過(guò)衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無(wú)線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架,且抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng),同時(shí)具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),非常適合彌補(bǔ)目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡(jiǎn)單介紹一下無(wú)線通信傳輸體制的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

二、無(wú)線技術(shù)介紹

(一)無(wú)線通信技術(shù)的概念

目前,無(wú)線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無(wú)線基站、無(wú)線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。

(二)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù),即基于IEEE802.15的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、基于IEEE802.11的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、基于IEEE802.16的無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)及基于IEEE802.20的無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)。

總的來(lái)說(shuō),長(zhǎng)距離無(wú)線接入技術(shù)的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無(wú)線接入技術(shù)的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動(dòng)性又可以分為移動(dòng)接入和固定接入。其中固定無(wú)線接入技術(shù)主要有:3.5GHz無(wú)線接入(MMDS)、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)、802.16d;移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無(wú)線接入和寬帶無(wú)線接入。其中寬帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1.主流無(wú)線通信技術(shù)

從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)可以看出,以O(shè)FDM+MIMO為核心的無(wú)線通信技術(shù)將成為未來(lái)無(wú)線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無(wú)線通信技術(shù)主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。

2.其他無(wú)線通信技術(shù)

除了上述主流的無(wú)線通信技術(shù)外,目前已存在的無(wú)線通信技術(shù)還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長(zhǎng)距離通信技術(shù)。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達(dá)16Mbps,通信介質(zhì)為波長(zhǎng)900納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù),通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識(shí)別,俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),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)。RFID由標(biāo)簽、解讀器和天線三個(gè)基本要素組成。

(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無(wú)載波的基帶通信,幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng),所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低成本。

三、無(wú)線技術(shù)優(yōu)劣分析

(一)WLAN技術(shù)分析

Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟,而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無(wú)線局域網(wǎng),作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸,對(duì)于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用,盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù),通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

(二)WiMax技術(shù)分析

WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù),推出相對(duì)較晚,存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問(wèn)題,但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化,該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看,該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求,覆蓋可以包括室外和室內(nèi),可以進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋,甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離,一直被業(yè)界看好,是未來(lái)移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向,并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

(三)WMN技術(shù)分析

WMN是正在研究中的技術(shù),在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合,而且暫時(shí)沒有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看,WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無(wú)線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間,在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集,并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補(bǔ),從而能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。

(四)3G技術(shù)分析

3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn),2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),有一成套建網(wǎng)的理論,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用,比如歐洲很多國(guó)家、日本、韓國(guó)等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段,還有很多國(guó)家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。

(五)LMDS技術(shù)分析

本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的固定寬帶無(wú)線接入技術(shù),其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù),是一種非常好的寬帶固定無(wú)線接入解決方案。在最優(yōu)情況下,距離可達(dá)8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通過(guò)扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射出去,在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收并將射頻信號(hào)還原為ATM基帶信號(hào),在無(wú)需為每個(gè)用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無(wú)線傳輸。

(六)MMDS技術(shù)分析

MMDS的主要缺點(diǎn)是有阻塞問(wèn)題且信號(hào)質(zhì)量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠?qū)?,最多不超過(guò)200MHz。其次,MMDS對(duì)傳輸路徑要求非常嚴(yán)格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù),無(wú)法做到非視距傳輸,在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外,MMDS沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各廠家的設(shè)備存在兼容性問(wèn)題。中國(guó)-七)集群通信技術(shù)分析

數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn),它的頻譜利用率有很大提高,可進(jìn)一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量;它提高了信號(hào)抗信道衰落的能力,使無(wú)線傳輸質(zhì)量變好;由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實(shí)用技術(shù),所以對(duì)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)說(shuō),保密性也有很大改善。

數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù),也就是說(shuō)除數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)外,還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號(hào),因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。

(八)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通信技術(shù)分析

微波傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,可以降低運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。與租用線路相比,微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統(tǒng)部署簡(jiǎn)潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比,其快速部署的優(yōu)勢(shì)可以更快地滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三,目前的微波產(chǎn)品對(duì)未來(lái)的發(fā)展是有保障的,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來(lái),微波傳輸系統(tǒng)將升級(jí)到全I(xiàn)P的平臺(tái)之上,可以全面支持運(yùn)營(yíng)商未來(lái)的發(fā)展。

(九)衛(wèi)星通信技術(shù)分析

利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來(lái)配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下,利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實(shí)際的方案,經(jīng)濟(jì)又可靠。

但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺(tái),其地面站的建設(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)大量資金,而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價(jià)。因此,作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟(jì)的;而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。

四、無(wú)線技術(shù)綜合比較

目前無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。

首先,從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,本報(bào)告所涉及的技術(shù)中,僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn),只是沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。

從頻率上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。

從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù),僅覆蓋35m~100m;WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù),覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛(wèi)星通信、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù),通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。

從傳輸速率上看,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù),不同的情況速率變化較大,而其余的技術(shù)均為接入技術(shù),僅僅是3G技術(shù)接入速率最小,僅為384k,而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M(fèi)的速率。

從調(diào)制技術(shù)上看,其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM,其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。

篇(7)

2無(wú)線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的具體應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng),利用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的操作,能大大提高電力系統(tǒng)的工作效率,滿足人們的生活需要。因此,在電力系統(tǒng)監(jiān)控中應(yīng)用無(wú)線通線技術(shù)已成為社會(huì)發(fā)展的需要。

2.1在電力用戶和線路設(shè)備等方面的應(yīng)用

利用無(wú)線通信技術(shù)可以把電力用戶、設(shè)備、線路等監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái),建立一定范圍的局域網(wǎng),通過(guò)遠(yuǎn)程集抄終端,定時(shí)抄傳電力用戶的電表信息并進(jìn)行存儲(chǔ),避免了因系統(tǒng)異常導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失;無(wú)線集抄終端還可以智能判斷電路設(shè)備是否出現(xiàn)故障,并把發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題傳送到服務(wù)器,及時(shí)發(fā)出警告。通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作,如抄表、查詢、統(tǒng)計(jì)、瀏覽、分析、打印等,避免了人為因素導(dǎo)致的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等弊端,提高了電力系統(tǒng)的工作效率和電力系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。

2.2在電力服務(wù)方面的應(yīng)用

通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)的監(jiān)控,把用電系統(tǒng)和移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接,既滿足了電力部門向電力用戶及時(shí)發(fā)放用電信息的需要,也滿足了電力用戶根據(jù)個(gè)人需要自行定制信息查詢的需要。利用無(wú)線通信技術(shù),通過(guò)移動(dòng)終端,采用SMS、WAP、PUSH等形式,實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化和監(jiān)控職能,電力部門可以根據(jù)通知的重要程度采用自動(dòng)語(yǔ)音通知的形式,并通過(guò)設(shè)定系統(tǒng)得到回復(fù)結(jié)果。同時(shí),通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)現(xiàn)電力部門和電力用戶的信息溝通,及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題,提高電力部門的服務(wù)效率,滿足電力用戶的需要。電力用戶可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)利用EMAIL、SMS、WAP_PUSH等形式,讓手機(jī)等終端進(jìn)行信息查詢和信息定制,提高了電力用戶的滿意度,完善了電力部門的服務(wù)職能。

2.3在電力系統(tǒng)內(nèi)部的應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的發(fā)展,使無(wú)線通信技術(shù)在電力系統(tǒng)監(jiān)控中的應(yīng)用得到了進(jìn)一步的發(fā)展,通過(guò)無(wú)線通信技術(shù)的定位功能可以對(duì)電力系統(tǒng)工作人員的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。隨著智能機(jī)的出現(xiàn),利用手機(jī)終端還可以實(shí)現(xiàn)信息共享,提高工作效率。如,工作人員在野外工作時(shí),可以通過(guò)手機(jī)終端進(jìn)行信息查閱,及時(shí)處理和解決遇到的新問(wèn)題,提高其工作效率。

篇(8)

當(dāng)今,全球無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的兩個(gè)突出特點(diǎn)體現(xiàn)在:一是公眾移動(dòng)通信保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),一些國(guó)家和地區(qū)增勢(shì)強(qiáng)勁,但存在發(fā)展不均衡的現(xiàn)象;二是寬帶無(wú)線通信技術(shù)熱點(diǎn)不斷,研究和應(yīng)用十分活躍。

資料顯示,在全球電信市場(chǎng)普遍低調(diào)的背景下,移動(dòng)通信依然保持了較好的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)顯示,2003年全球移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)率在17%以上,總計(jì)達(dá)到13.54億戶。在市場(chǎng)值方面,全球移動(dòng)業(yè)務(wù)市場(chǎng)在2003年已達(dá)到4680億歐元,比上年增長(zhǎng)了11.3%以上。

盡管全球移動(dòng)市場(chǎng)在增長(zhǎng),但這種增長(zhǎng)也呈現(xiàn)出很大的不均衡性。從用戶數(shù)來(lái)看,在北美、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),由于移動(dòng)用戶普及率已經(jīng)很高,因此新增用戶數(shù)日益減少;而在亞洲、非洲等地區(qū),特別是像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家,移動(dòng)用戶數(shù)增長(zhǎng)迅猛。從用戶創(chuàng)造的價(jià)值來(lái)看,歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的ARPU值遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了新興的發(fā)展中國(guó)家。從數(shù)據(jù)新業(yè)務(wù)市場(chǎng)的增長(zhǎng)來(lái)看,韓國(guó)、日本呈現(xiàn)爆發(fā)態(tài)勢(shì),已成為全球移動(dòng)通信發(fā)展的新熱點(diǎn)。

目前,我國(guó)的移動(dòng)通信市場(chǎng)呈現(xiàn)持續(xù)快速增長(zhǎng)的局面,截至4月底,移動(dòng)用戶總數(shù)達(dá)到2.96億,用戶普及率達(dá)到20.9%。考慮閑置的充值卡和一人雙機(jī)的情況,我國(guó)移動(dòng)通信由于用戶普及率相對(duì)還比較低,仍有相當(dāng)巨大和持久的增長(zhǎng)空間。但我國(guó)的移動(dòng)通信領(lǐng)域已進(jìn)入了全面競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代,GSM、CDMA乃至小靈通等網(wǎng)絡(luò)激烈爭(zhēng)奪用戶,這已導(dǎo)致了資費(fèi)下降,用戶ARPU值下降的情況。目前我國(guó)的GPRS、CDMA1X等2.5G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展態(tài)勢(shì)不錯(cuò),并已逐步培育了用戶群。而3G還處在技術(shù)試驗(yàn)階段,政府依然保持謹(jǐn)慎態(tài)度。

除傳統(tǒng)的公眾移動(dòng)通信外,全球的寬帶無(wú)線接入領(lǐng)域近期研究和應(yīng)用十分活躍,熱點(diǎn)不斷出現(xiàn),給無(wú)線通信業(yè)界帶來(lái)了清新的空氣。這包括寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)、WLAN技術(shù)、WiMAX技術(shù)、UWB技術(shù)等等,呈現(xiàn)百花齊放的局面。這些技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,給整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)注入了勃勃生機(jī)。

二、熱點(diǎn)解析:五大技術(shù)引領(lǐng)應(yīng)用模式各展所長(zhǎng)

前文對(duì)全球無(wú)線通信領(lǐng)域的發(fā)展情況作了概要性介紹,以下將重點(diǎn)就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的焦點(diǎn)問(wèn)題和熱點(diǎn)技術(shù)展開較深入的介紹和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大熱點(diǎn)。

1.舉世矚目的3G

今天,第三代移動(dòng)通信3G格外引人矚目,成為無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)的最大熱點(diǎn)。

首先,從技術(shù)角度來(lái)看,3G主流技術(shù)已經(jīng)基本成熟。cdma2000由于技術(shù)本身的平滑演進(jìn)特性,進(jìn)入3G的障礙不大。WCDMA以前受版本不斷更新的影響,阻礙了商用進(jìn)程,但目前主體標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定型,具備了規(guī)模商用的基礎(chǔ)。TD-SCDMA技術(shù)要相對(duì)滯后一些。

總的說(shuō)來(lái),當(dāng)前的3G技術(shù)已經(jīng)能夠支持規(guī)?;纳逃镁W(wǎng)絡(luò)部署。

其次,目前歐美等運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)進(jìn)入了3G網(wǎng)絡(luò)部署階段。3G網(wǎng)絡(luò)的商用部署正在全球一步步地鋪展開來(lái)。截至2004年3月底,就WCDMA而言,全球已經(jīng)發(fā)放了120份牌照,簽署了91份商業(yè)部署合同,目前已有二十多家網(wǎng)絡(luò)投入商用,預(yù)計(jì)到2004年年底總數(shù)將超過(guò)40家。目前兩家韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商STK和KTF在使用cdma20001xEV-DO,日本KDDI也開始了EV-DO網(wǎng)絡(luò)的商用,而Verizon也即將參與該制式下3G網(wǎng)絡(luò)的部署。

應(yīng)該說(shuō),2004年已經(jīng)進(jìn)入了全球3G的商用部署年。

第三,部分運(yùn)營(yíng)商的3G用戶數(shù)量開始呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。最早推出3G商用業(yè)務(wù)的NTTDoCoMo近期宣布,在距離突破200萬(wàn)用戶僅僅兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi),他們的3G用戶總數(shù)就增長(zhǎng)至300萬(wàn)大關(guān)。5月中下旬,和記黃埔表示,在過(guò)去兩個(gè)月中,3G用戶數(shù)出現(xiàn)了快速增加,目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)達(dá)到了173萬(wàn)。截至2004年1月1日,全球使用cdma2000(包括CDMA1X)系列和WCDMA標(biāo)準(zhǔn)制式的3G用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到了7300萬(wàn)。

從全球來(lái)看,3G商用在部分地區(qū)已取得了初步成功。

第四,我國(guó)3G處在黎明的前夕。我國(guó)對(duì)3G一直采取積極穩(wěn)健的態(tài)度,目前,我國(guó)正在進(jìn)行第二階段的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn),或稱外場(chǎng)測(cè)試。自今年3月起,開始啟動(dòng)WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA的測(cè)試工作,由6大運(yùn)營(yíng)商分別在北京、上海、廣州三地進(jìn)行。測(cè)試的重點(diǎn)包括:3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量等性能試驗(yàn);不同3G技術(shù)之間、3G和2G技術(shù)之間的干擾、共存;各種3G業(yè)務(wù)及業(yè)務(wù)兼容性試驗(yàn);3G終端和系統(tǒng)之間互操作試驗(yàn);3G和2G之間的互操作試驗(yàn)。

預(yù)計(jì)此階段試驗(yàn)將在今年10月份完成,試驗(yàn)將對(duì)我國(guó)對(duì)3G的決策工作起到重要的參考作用。由于此次試驗(yàn)由運(yùn)營(yíng)商參與,且屬于網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)。因此,預(yù)計(jì)若此次試驗(yàn)結(jié)果令人滿意的話,我國(guó)的3G牌照發(fā)放工作有可能順勢(shì)展開。

趨勢(shì)分析3G一波三折,曾經(jīng)有一段時(shí)間,人們對(duì)3G的前途失去了信心,并在今天留下了心理陰影。對(duì)3G問(wèn)題,我國(guó)應(yīng)如何把握呢?筆者認(rèn)為,目前,3G已處在商用的爆發(fā)階段,由于3G技術(shù)和產(chǎn)品的成熟,3G的商用已不容置疑地?cái)[在了我們面前。歐美等國(guó)運(yùn)營(yíng)商加緊部署3G網(wǎng)絡(luò)以及日韓等國(guó)3G用戶的快速增長(zhǎng),表明3G已經(jīng)成為全球移動(dòng)通信領(lǐng)域新的成長(zhǎng)點(diǎn),我國(guó)需要當(dāng)機(jī)立斷,盡快開展3G牌照的發(fā)放工作和商用部署工作。這樣才不至于坐失機(jī)遇,在本來(lái)領(lǐng)先的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中落后。同時(shí),3G也為國(guó)內(nèi)的電信制造商提供了絕佳的機(jī)遇,這也是我國(guó)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的一次發(fā)展良機(jī)。

應(yīng)該說(shuō),目前3G還存在一些問(wèn)題,主要表現(xiàn)在市場(chǎng)還處在啟蒙階段,殺手級(jí)的業(yè)務(wù)還沒有呈現(xiàn),終端還不夠多。在我國(guó),政府將考慮對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)度的把握,涉及3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)放幾張牌照的問(wèn)題,同時(shí),還將考慮設(shè)備國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題。這些問(wèn)題已經(jīng)屬于次要矛盾,目前最重要的是要選擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)盡快推動(dòng)3G網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的建設(shè),這才是解決以上矛盾的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和引導(dǎo)環(huán)節(jié)。

這主要是因?yàn)槲覈?guó)3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不同于西方發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)移動(dòng)話音用戶市場(chǎng)還有很大的成長(zhǎng)空間,這就能夠避免出現(xiàn)因?yàn)榘l(fā)展初期新應(yīng)用新業(yè)務(wù)不足無(wú)法支撐網(wǎng)絡(luò)生存的狀況。同時(shí),我國(guó)有迫切需要進(jìn)入移動(dòng)市場(chǎng)的“新”運(yùn)營(yíng)商,中國(guó)電信和中國(guó)網(wǎng)通如果被允許經(jīng)營(yíng)移動(dòng)通信業(yè)務(wù),其網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然會(huì)選擇3G,這從中遠(yuǎn)期的網(wǎng)絡(luò)成本上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2G技術(shù)。此外,盡快發(fā)放3G牌照,對(duì)解決現(xiàn)有的小靈通(PHS)的矛盾,也有重要的戰(zhàn)略意義。目前,日本都已經(jīng)棄PHS而轉(zhuǎn)攻3G,其目的十分明顯,即要糾正自己早期大上帶有強(qiáng)烈本土化特征的PHS導(dǎo)致失去移動(dòng)領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)先地位的失誤,重新用全球性的先進(jìn)技術(shù)武裝自己的移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè),實(shí)現(xiàn)在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略性崛起。如果我國(guó)反其道而行之,將是不明智的,這關(guān)鍵還是政府的決策引導(dǎo)問(wèn)題,而不能抱怨運(yùn)營(yíng)商??傊?,3G不是一蹴而就的,如果遲遲不進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),其他的矛盾將繼續(xù)積聚,難以得到根本性的解決。

2.3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入的推廣應(yīng)用

3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)MMDS,是工作于3.5GHz無(wú)線頻段上的中寬帶無(wú)線接入技術(shù)。今年4月份,第三批3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入頻率評(píng)選(招標(biāo))工作在我國(guó)進(jìn)行,使MMDS技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)大,這也使3.5GHz固定無(wú)線接入技術(shù)成為今年業(yè)界的熱點(diǎn)之一。

在此次評(píng)選(招標(biāo))工作中,中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)鐵通五大運(yùn)營(yíng)商分別獲得河北、山西、內(nèi)蒙古等27個(gè)?。▍^(qū))的3.5GHz頻段2×30MHz頻率使用權(quán),并將獲準(zhǔn)經(jīng)營(yíng)相應(yīng)電信業(yè)務(wù)。加上此前的兩次3.5GHz頻率使用權(quán)分配,我國(guó)3.5GHz頻段已在絕大部分地區(qū)分配完畢。這表明,我國(guó)的3.5GHz寬帶固定無(wú)線接入進(jìn)入了規(guī)模商用。

前一段時(shí)間,無(wú)線電管理局副局長(zhǎng)劉巖率領(lǐng)由無(wú)線電管理局、電信管理局、電信研究院共同組成的調(diào)研組,對(duì)第二批3.5GHz中標(biāo)企業(yè)的工作情況進(jìn)行了調(diào)研。通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn),在第二批中標(biāo)的9家企業(yè)中有7家建設(shè)開通了網(wǎng)絡(luò),這7家企業(yè)在一半以上的中標(biāo)城市建設(shè)了自己的網(wǎng)絡(luò)。目前運(yùn)營(yíng)商傾向于提供的業(yè)務(wù)包括:語(yǔ)音接入業(yè)務(wù)(本地和IP電話),數(shù)據(jù)專線業(yè)務(wù),Internet接入業(yè)務(wù)等。調(diào)研中還發(fā)現(xiàn),如果將3.5GHz網(wǎng)絡(luò)作為單一網(wǎng)絡(luò)來(lái)經(jīng)營(yíng),盈利困難比較大,特別是對(duì)于大型企業(yè)。調(diào)研中,運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)進(jìn)一步獲得3.5GHz頻率資源表現(xiàn)出了很大熱情。

趨勢(shì)分析寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)因?yàn)槠涓邘挕⒔ㄔO(shè)速度快、接入方式靈活等特點(diǎn),受到了業(yè)界的關(guān)注。但這項(xiàng)技術(shù)也有其局限性,比如高頻段26GHz的LMDS技術(shù)受天氣影響較大,而3.5GHzMMDS技術(shù)在我國(guó)又受到了帶寬不足等因素的限制。因此,對(duì)于寬帶固定無(wú)線接入技術(shù),我們應(yīng)該回歸理性的認(rèn)識(shí)。它具有自身的優(yōu)勢(shì),但也有其固有的缺陷,因此在應(yīng)用中要實(shí)事求是。

就目前重點(diǎn)推廣的3.5GHz技術(shù)來(lái)看,運(yùn)營(yíng)商的經(jīng)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)表明,若單獨(dú)把MMDS技術(shù)作為一個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)作,由于其技術(shù)、用戶規(guī)模和頻率帶寬的限制,較難實(shí)現(xiàn)盈利。因此,我們應(yīng)該進(jìn)一步放寬眼光,把它推廣至更大的應(yīng)用領(lǐng)域。比如可以考慮像現(xiàn)在某些運(yùn)營(yíng)商所采用的,將之作為移動(dòng)基站的回路。

對(duì)于3.5GHzMMDS技術(shù),我們一方面要積極推動(dòng)其綜合業(yè)務(wù)的應(yīng)用,比如數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)的開發(fā)和經(jīng)營(yíng)。同時(shí)也要從全局的角度考慮,使之成為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充手段。這樣才能充分發(fā)揮3.5GHz頻段的效率。未來(lái),隨著3G技術(shù)的商用,3.5GHz將有望成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)重要的接入補(bǔ)充手段,并對(duì)3G網(wǎng)絡(luò)的搭建起到支撐作用。

3.沸沸揚(yáng)揚(yáng)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)

無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)WLAN(Wi-Fi),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為802.11,可實(shí)現(xiàn)十幾兆至幾十兆的無(wú)線接入。我國(guó)目前發(fā)展的主要是802.11b標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)絡(luò),支持11Mbps的無(wú)線接入。作為近年來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),WLAN在歐美等國(guó)快速發(fā)展,在我國(guó)近兩年也得到了幾大運(yùn)營(yíng)商的追捧。而自去年開始的WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),吸引了全球的關(guān)注目光。

2003年5月12日,由中國(guó)寬帶無(wú)線IP標(biāo)準(zhǔn)工作組負(fù)責(zé)起草的無(wú)線局域網(wǎng)兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(即WAPI標(biāo)準(zhǔn)),由國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部報(bào)送國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)正式頒布。2003年12月1日,國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)2003年第113號(hào)公告,宣布對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品實(shí)施強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證,要求所有產(chǎn)品都要加載我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的安全保密協(xié)議WAPI,從2004年6月1日起,不符合WAPI標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)產(chǎn)品不得出廠、進(jìn)口、銷售或者在其他經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中使用。但2004年4月22日,國(guó)務(wù)院副總理吳儀表示中國(guó)已經(jīng)同意美方提出的要求,不在2004年6月1日最后期限到來(lái)之時(shí)強(qiáng)制實(shí)施WAPI標(biāo)準(zhǔn)。2004年4月29日,國(guó)家質(zhì)檢總局、認(rèn)監(jiān)委、國(guó)標(biāo)委聯(lián)合了2004年第44號(hào)公告。公告強(qiáng)調(diào):WAPI標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間只是推遲,并沒有取消,也沒有取消標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制性屬性。

筆者認(rèn)為,之所以出現(xiàn)WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),除了國(guó)家出于自身信息安全的考慮外,我國(guó)無(wú)線通信設(shè)備廠商希望成長(zhǎng)壯大,占領(lǐng)新興技術(shù)市場(chǎng)的渴望也是重要因素。但該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)限期推遲,也暴露出一些問(wèn)題。那就是,我國(guó)的無(wú)線技術(shù)的核心能力,與國(guó)際水平相比還有一定差距,還難以撼動(dòng)國(guó)際主流的技術(shù)集團(tuán)。同時(shí),我國(guó)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂策略,還存在封閉性的問(wèn)題,這也是其受到國(guó)際社會(huì)普遍攻擊的重要原因。當(dāng)然,WAPI標(biāo)準(zhǔn)的推遲執(zhí)行,也是出于更大的國(guó)家利益的考慮。

趨勢(shì)分析WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),表明WLAN技術(shù)在全球的重要戰(zhàn)略地位。其戰(zhàn)略意義不只在于網(wǎng)絡(luò)的部署、用戶的發(fā)展、業(yè)務(wù)的經(jīng)營(yíng)范疇,更在于其對(duì)IT通信產(chǎn)品領(lǐng)域的巨大拉動(dòng)力量,特別是對(duì)計(jì)算機(jī)芯片的突出貢獻(xiàn)。因此,我國(guó)應(yīng)該積極推進(jìn)WLAN核心技術(shù)的研究工作,這不僅涉及通信產(chǎn)業(yè),而且涉及IT領(lǐng)域的巨大利益。

拋開WAPI標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng),我們?nèi)绾伟盐誛LAN技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)呢?應(yīng)該說(shuō),WLAN在我國(guó)目前的工作,陷入了低潮階段。這主要是受制于WLAN技術(shù)自身的限制,比如其漫游性、安全性、如何計(jì)費(fèi)等等,還沒有得到妥善的解決。另外,高端商業(yè)用戶的不足,使網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的投資收益比較低,因此也影響了運(yùn)營(yíng)商的積極性。未來(lái),隨著技術(shù)的進(jìn)一步成熟,WLAN技術(shù)將在特定的區(qū)域和范圍,特別是熱點(diǎn)區(qū)域和高速信息接入領(lǐng)域,發(fā)揮對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充作用。3G網(wǎng)絡(luò)商用后,WLAN將成為彌補(bǔ)3G固定區(qū)域高速覆蓋的不足。總體來(lái)看,WLAN具有很強(qiáng)的生命力,但其在運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的發(fā)展速度估計(jì)會(huì)低于過(guò)去的預(yù)期。

4.寬帶無(wú)線技術(shù)新寵WiMAX

有資料顯示,“WiMAX”已經(jīng)成為近期互聯(lián)網(wǎng)上搜索量最大的通信關(guān)鍵詞,該項(xiàng)技術(shù)以其遠(yuǎn)覆蓋和高帶寬特性,成為無(wú)線業(yè)界的新寵。

WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess,即全球微波接入互操作系統(tǒng),其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.16。WiMAX也組織了自己的聯(lián)盟。目前這個(gè)聯(lián)盟已經(jīng)發(fā)展了數(shù)十家會(huì)員,該聯(lián)盟由Intel牽頭,我國(guó)中興通訊也名列其中。WiMAX的目標(biāo)是促進(jìn)IEEE802.16的應(yīng)用。

WiMAX相對(duì)于Wi-Fi的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在Wi-Fi解決的是無(wú)線局域網(wǎng)的接入問(wèn)題,而WiMAX解決的是無(wú)線城域網(wǎng)的問(wèn)題。Wi-Fi只能把互聯(lián)網(wǎng)的連接信號(hào)傳送到300英尺遠(yuǎn)的地方,WiMAX則能把信號(hào)傳送31英里之遠(yuǎn)。Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)連接速度為每秒54兆,而WiMAX為每秒70兆。有專家認(rèn)為,WiMAX的覆蓋范圍和傳輸速度將對(duì)3G構(gòu)成威脅。在成本等各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)使得業(yè)內(nèi)人士將WiMAX技術(shù)看作是一項(xiàng)打破產(chǎn)業(yè)格局的技術(shù)。

近期,英國(guó)電信(BT)、法國(guó)電信、Qwest通信公司、Reliance電信和XO通信加入了WiMAX論壇,目前WiMAX論壇已經(jīng)擁有98個(gè)成員,運(yùn)營(yíng)商占25%。今年初,Intel也宣布,下半年開始將會(huì)在其生產(chǎn)的芯片中部分采用WiMAX標(biāo)準(zhǔn)。

趨勢(shì)分析對(duì)于今天異?;馃岬腤iMAX技術(shù),我們?cè)撊绾慰创??它?huì)成為3G技術(shù)的終結(jié)者嗎?筆者認(rèn)為,這種觀點(diǎn)不盡正確。首先,從技術(shù)自身角度來(lái)看,WiMAX還不具備公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的廣域漫游、安全特性、終端便攜等移動(dòng)特性。其次,WiMAX標(biāo)準(zhǔn)還不成熟,因此預(yù)計(jì)商用還需要至少兩年以上的時(shí)間,規(guī)模普及還要五年左右的時(shí)間。其三,WiMAX的特點(diǎn)是高速的數(shù)據(jù)傳輸能力,但其還沒有對(duì)實(shí)時(shí)話音業(yè)務(wù)的高效支持能力,這將限制其作為公眾移動(dòng)通信的應(yīng)用。其四,WiMAX的產(chǎn)業(yè)規(guī)模以及技術(shù)和設(shè)備成熟性還遠(yuǎn)遠(yuǎn)難以和3G相抗衡,其推廣期也將滯后于已經(jīng)開始啟動(dòng)的3G技術(shù)。其五,WiMAX技術(shù)有可能受到傳統(tǒng)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商或制造商的抵制,從而限制其發(fā)展。

對(duì)于WiMAX技術(shù),筆者認(rèn)為它具有巨大的潛力,但尚處在襁褓階段,目前還難以對(duì)當(dāng)前的全球無(wú)線通信格局產(chǎn)生重大的影響。由于3G的實(shí)施,WiMAX將可能成為未來(lái)3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充手段,在高速信息接入領(lǐng)域發(fā)揮其特性。但受其自身移動(dòng)性和話音支持能力的限制,WiMAX不大可能殺死3G。

5.超寬帶無(wú)線接入技術(shù)UWB

無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域的活躍除表現(xiàn)在新技術(shù)不斷涌現(xiàn)外,還表現(xiàn)在其傳輸能力的不斷拓展。近兩年,一項(xiàng)超高速的無(wú)線接入技術(shù)受到了大家的關(guān)注,那就是UWB。

UWB是一種時(shí)域通信技術(shù),它采用超短周期脈沖進(jìn)行調(diào)制,把信號(hào)直接按照0或1發(fā)送出去,而不使用載波,這與此前的無(wú)線通信截然不同。脈沖調(diào)制產(chǎn)生的信號(hào)為超寬帶信號(hào),譜密度極低,信號(hào)的中心頻率在650MHz~5GHz之間,平均功率為亞毫瓦量級(jí),抗干擾和多徑的能力強(qiáng),具有多個(gè)可利用信道。與CDMA系統(tǒng)相比,時(shí)域通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本相對(duì)較低。UWB技術(shù)具有高速率、低成本、低功耗的顯著特性。

UWB最引人注目的特點(diǎn)是具有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率。XtremeSpectrum公司預(yù)測(cè),他們即將開發(fā)出的產(chǎn)品具有在10米內(nèi)傳輸約100Mbps的能力,Intel則把目標(biāo)定在了500Mbps。

趨勢(shì)分析對(duì)于UWB技術(shù),我們應(yīng)該這樣看待,它以其獨(dú)特的速率鋒芒以及特殊的應(yīng)用范圍,也將在無(wú)線通信領(lǐng)域占據(jù)一席之地。由于其高速、窄覆蓋的特點(diǎn),它很適合組建家庭的高速信息網(wǎng)絡(luò)。它對(duì)藍(lán)牙技術(shù)具有一定的沖擊,但對(duì)當(dāng)前的移動(dòng)技術(shù)、WLAN等技術(shù)的威脅不大,甚至可以成為其良好的能力補(bǔ)充。

三、走勢(shì)把握:接入多元網(wǎng)絡(luò)一體綜合布局代表方向

以上,就當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了敘述和討論。那么,我們?cè)撊绾伟盐罩衅谖磥?lái)無(wú)線領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)呢?

首先,無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍,不同的適用區(qū)域,不同的技術(shù)特點(diǎn),不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等,都可實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)效應(yīng)。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。因此,在政策上我們應(yīng)該綜合推進(jìn)各種無(wú)線接入的發(fā)展,推進(jìn)組網(wǎng)的一體化進(jìn)程,通過(guò)建網(wǎng)的接入手段多元化,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶群體的需求覆蓋,達(dá)到市場(chǎng)細(xì)分和業(yè)務(wù)的多元化,解決移動(dòng)通信發(fā)展不均衡的狀況。

其次,我國(guó)政府應(yīng)該給企業(yè)配置更多的無(wú)線頻率資源,推進(jìn)不同技術(shù)相關(guān)頻譜的規(guī)劃和應(yīng)用工作。這樣才有利于不同的企業(yè)根據(jù)不同的發(fā)展策略和市場(chǎng)需求,綜合地規(guī)劃自己的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)資源的有效配置和利用。當(dāng)然,政府也需要加強(qiáng)對(duì)有限頻率資源的管理,對(duì)于企業(yè)閑置不用的頻率占用,考慮適當(dāng)?shù)氖侄斡枰允栈亍?/p>

其三,從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展來(lái)看,3G已經(jīng)成為全球包括中國(guó)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的主要進(jìn)程。從歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,由于其移動(dòng)話音用戶的普及率高,通過(guò)發(fā)展用戶實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)的模式已成為歷史。因此,他們期望通過(guò)3G搭建更大的業(yè)務(wù)平臺(tái),從而實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)的新來(lái)源。由于3G技術(shù)的成熟,目前3G商用網(wǎng)絡(luò)部署已經(jīng)在全球范圍內(nèi)啟動(dòng)。就我國(guó)而言,也要借鑒歐美的經(jīng)驗(yàn),在用戶數(shù)量增長(zhǎng)放緩之前,就應(yīng)提前培育新興移動(dòng)市場(chǎng)。目前,政府應(yīng)該開始積極考慮3G牌照發(fā)放和商用問(wèn)題,把握住這個(gè)移動(dòng)業(yè)界的巨大歷史機(jī)遇。

其四,從寬帶無(wú)線接入技術(shù)來(lái)看,全球該領(lǐng)域發(fā)展十分火熱。該領(lǐng)域的發(fā)展呈現(xiàn)出向高帶寬快速躍進(jìn)、覆蓋范圍逐步擴(kuò)張的趨勢(shì)。未來(lái),該領(lǐng)域還可能出現(xiàn)更強(qiáng)大的新技術(shù),從另一個(gè)角度對(duì)整個(gè)無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)起到推進(jìn)作用。但從近期來(lái)看,我們對(duì)寬帶無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)理性的態(tài)度和科學(xué)的把握。目前的寬帶無(wú)線接入技術(shù)主要集中在固定環(huán)境下的高速接入,其移動(dòng)性和話音支持能力無(wú)法和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)抗衡。在發(fā)展中,我們應(yīng)該從全局的觀點(diǎn)來(lái)把握,使之成為與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的重要技術(shù)手段,這樣既可以充分發(fā)揮其技術(shù)個(gè)性,又防止出現(xiàn)不必要的資源競(jìng)爭(zhēng)和浪費(fèi)。

其五,未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是怎樣的呢?專家認(rèn)為,未來(lái)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)綜合的一體化的解決方案。各種無(wú)線技術(shù)都將在這個(gè)一體化的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮自己的作用,找到自己的天地。從大范圍公眾移動(dòng)通信來(lái)看,3G或超3G技術(shù)將是主導(dǎo),從而形成對(duì)全球的廣泛無(wú)縫覆蓋;而WLAN、WiMAX、UWB等寬帶接入技術(shù),將因其自己不同的技術(shù)特點(diǎn),在不同覆蓋范圍或應(yīng)用區(qū)域內(nèi),與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)形成有效互補(bǔ)。

其六,更遠(yuǎn)的未來(lái),按當(dāng)前專家們的預(yù)想,通信信息網(wǎng)絡(luò)將向下一代網(wǎng)絡(luò)NGN融合。在未來(lái)NGN概念中,固定網(wǎng)絡(luò)將形成一個(gè)高帶寬、IP化、具有強(qiáng)QoS保證的信息通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這一平臺(tái)上,各種接入手段將成為網(wǎng)絡(luò)的觸手,向各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域延伸。而3G、寬帶固定無(wú)線接入、各種無(wú)線局域網(wǎng)或城域網(wǎng)方案,都將成為大NGN平臺(tái)的延伸部分。從而形成集固定無(wú)線手段于一體,各種接入方式綜合發(fā)揮效用,各種業(yè)務(wù)形成全網(wǎng)絡(luò)配置的一體化綜合網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然,這一進(jìn)程將是漫長(zhǎng)的,也必將遇到很多挫折。

篇(9)

目前,鐵路常用的數(shù)字無(wú)線電臺(tái)主要有450MHz、400MHz數(shù)字無(wú)線電臺(tái)。450MHz數(shù)字無(wú)線電臺(tái)主要用于普速鐵路列車無(wú)線調(diào)度通信、調(diào)度命令和無(wú)線車次號(hào)校核信息傳送,400MHz數(shù)字無(wú)線電臺(tái)主要用于站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線通信。國(guó)家規(guī)定給鐵路的450MHz、400MHz頻點(diǎn)有限,需要各鐵路局申請(qǐng)額外頻點(diǎn)才能滿足站場(chǎng)無(wú)線對(duì)講業(yè)務(wù)需求。鐵路總公司鐵運(yùn)函[2014]31號(hào)要求,貨車列尾裝置可采用GSM-R/400MHz雙模列尾裝置,在非GSM-R鐵路區(qū)段,列尾無(wú)線通信使用400MHz頻率;站場(chǎng)無(wú)線調(diào)車?yán)^續(xù)使用鐵路專用的400MHz頻段頻率。在編組站,規(guī)劃分配的400MHz專用頻率資源不足,無(wú)法滿足運(yùn)用需求時(shí),由各鐵路局無(wú)線電主管部門負(fù)責(zé)向?qū)俚厥〖?jí)無(wú)線電管理部門申請(qǐng)400MHz額外的頻率。對(duì)于當(dāng)前使用450~470MHz頻段頻率用于鐵路養(yǎng)護(hù)維修、生產(chǎn)組織、監(jiān)控監(jiān)測(cè)、公安保衛(wèi)、應(yīng)急保障等各類區(qū)域性普通無(wú)線電對(duì)講通信業(yè)務(wù),應(yīng)結(jié)合更新改造退出450~470MHz頻率。需要繼續(xù)使用的業(yè)務(wù),由鐵路局統(tǒng)一向?qū)俚厥〖?jí)無(wú)線管理部門申請(qǐng)400MHz、150MHz、160MHz的頻率。鐵路總公司規(guī)定,對(duì)涉及車地人員之間相互通信的業(yè)務(wù),為簡(jiǎn)化終端設(shè)備的配置,宜優(yōu)先規(guī)劃申請(qǐng)400MHz頻率,以便與總公司規(guī)劃的跨局通信業(yè)務(wù)頻率工作在同一頻段。站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)采用無(wú)線電臺(tái)通信,則會(huì)造成無(wú)線設(shè)備設(shè)置分散、數(shù)量多、無(wú)法集中維護(hù)和管理。而且,無(wú)線電臺(tái)通信不適應(yīng)高速率、高帶寬的車地?cái)?shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)傳送,不能滿足未來(lái)站場(chǎng)的自動(dòng)化、智能化、高帶寬業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

1.2數(shù)字集群無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用

集群通信,即無(wú)線專用調(diào)度通信系統(tǒng),早期,集群通信從“一對(duì)一”的對(duì)講機(jī)形式、同頻單工組網(wǎng)形式、異頻雙工組網(wǎng)形式以及進(jìn)一步帶選呼的系統(tǒng),發(fā)展到多信道用戶共享的調(diào)度系統(tǒng),并在政府部門、警務(wù)、鐵路、地鐵、電力、民航等各行各業(yè)的指揮調(diào)度中發(fā)揮了重要作用。國(guó)際上數(shù)字集群調(diào)度系統(tǒng)主要有TETRA、iDEN和FHMA3種較為先進(jìn)的技術(shù)體制,由于這3種技術(shù)體制構(gòu)成的無(wú)線通信系統(tǒng)互通性不太理想,主要用于地鐵、航空、公安等專網(wǎng)應(yīng)用,未在鐵路領(lǐng)域獲得推廣應(yīng)用。近年來(lái),隨著數(shù)字移動(dòng)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)(DMR)制定,我國(guó)無(wú)線設(shè)備供貨商根據(jù)數(shù)字移動(dòng)無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)(DMR)為各企業(yè)用戶提供DMR數(shù)字集群系統(tǒng)設(shè)備。DMR標(biāo)準(zhǔn)是完全公開的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)擁有眾多供應(yīng)商支持,國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家生產(chǎn)的400MHz的DMR數(shù)字集群系統(tǒng)已在部分鐵路站場(chǎng)獲得應(yīng)用。鐵路使用的400MHz的DMR數(shù)字集群系統(tǒng)主要采用403~470MHz頻段的專用頻點(diǎn),通過(guò)數(shù)字通道實(shí)現(xiàn)基站與IP控制服務(wù)器間的連接,控制臺(tái)、運(yùn)用服務(wù)器與IP控制服務(wù)器連接,構(gòu)成站場(chǎng)無(wú)線通信平臺(tái),可提供同頻單工或異頻雙工方式,根據(jù)站場(chǎng)業(yè)務(wù)特性要求進(jìn)行業(yè)務(wù)與頻點(diǎn)綁定,也可以各業(yè)務(wù)采用公共頻點(diǎn)通信。400MHz的DMR數(shù)字集群無(wú)線通信系統(tǒng)主要功能是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)人員間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)講功能,以及移動(dòng)終端與固定終端或移動(dòng)終端與移動(dòng)終端間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)低速率數(shù)據(jù)信息傳送。站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)采用400MHz集群無(wú)線通信,其無(wú)線設(shè)備可以集中設(shè)置、減少設(shè)備數(shù)量、并能集中維護(hù)和管理,最適用于解決站場(chǎng)平面調(diào)車業(yè)務(wù)和無(wú)線對(duì)講業(yè)務(wù),以及綜合自動(dòng)化SAM系統(tǒng)車地信息傳送。但是,不適應(yīng)高速率、高帶寬的車地?cái)?shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)傳送,頻點(diǎn)也受限于國(guó)家規(guī)定給鐵路的400MHz頻點(diǎn),系統(tǒng)能提供的業(yè)務(wù)容量有限。

1.3GSM-R移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用

GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)作為中國(guó)鐵路列車無(wú)線通信主要采用的技術(shù),鐵路總公司已建立了一整套相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。在中國(guó)高速鐵路、客運(yùn)專線、重載鐵路、城際鐵路或部分普速鐵路均選擇GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)建鐵路無(wú)線通信系統(tǒng),主要用于列車無(wú)線調(diào)度語(yǔ)音通信,以及調(diào)度命令、車次號(hào)校核、列控信息、機(jī)車同步操控等數(shù)據(jù)信息傳送。GSM-R系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)(SSS)、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)(IN)、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)(GPRS)、無(wú)線子系統(tǒng)(BSS)、無(wú)線終端、運(yùn)營(yíng)與支撐子系統(tǒng)(OSS)等部分。其中,移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)(IN)由鐵路總公司統(tǒng)一設(shè)置2套,互為冗余,作為全路GSM-R系統(tǒng)共用。在鐵路總公司各鐵路局設(shè)置移動(dòng)交換子系統(tǒng)(SSS)、通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)(GPRS)、運(yùn)營(yíng)與支撐子系統(tǒng)(OSS)各1套設(shè)備,根據(jù)用戶需求在鐵路沿線、車站、樞紐設(shè)置無(wú)線子系統(tǒng)(BSS),配置相應(yīng)的無(wú)線終端設(shè)備。雖然,GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)鐵路沿線和車站統(tǒng)一的綜合無(wú)線通信系統(tǒng)平臺(tái),提供列車無(wú)線調(diào)度通信、站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線通信語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)信息傳送,設(shè)備能集中維護(hù)和管理。但是,由于GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻點(diǎn)有限,站場(chǎng)所有業(yè)務(wù)采用GSM-R的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)會(huì)造成信道占用很大,現(xiàn)有的頻點(diǎn)不夠使用,當(dāng)站場(chǎng)靠近正線鐵路或通過(guò)正線列車時(shí),會(huì)對(duì)列車調(diào)度指揮系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因此,GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)未被全面應(yīng)用于站場(chǎng)常規(guī)無(wú)線通信業(yè)務(wù)。目前,只能適用于解決站場(chǎng)部分語(yǔ)音業(yè)務(wù),以及低速率、時(shí)延要求不高的數(shù)據(jù)信息傳送。

1.4WLAN無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

WLAN無(wú)線局域網(wǎng)是指利用無(wú)線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò),屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。WLAN無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)使用戶擺脫各種線路的束縛,可以隨時(shí)隨地接入網(wǎng)絡(luò)。WLAN(Wi-Fi)無(wú)線通信可采用2.4GHz或者5.8GHz通信頻段。在鐵路領(lǐng)域,WLAN無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用在編組站綜合自動(dòng)化車地?cái)?shù)據(jù)信息無(wú)線傳送。采用2.4GHz頻段和IEEE802.11g、IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng),實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化CIPS調(diào)機(jī)業(yè)務(wù)等信息傳送需求。綜合自動(dòng)化WLAN無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)主要由WLAN終端設(shè)備、接入點(diǎn)設(shè)備(AP)、接入控制點(diǎn)設(shè)備(AC)、PORTAL服務(wù)器、RADIUS認(rèn)證服務(wù)器、用戶認(rèn)證信息數(shù)據(jù)庫(kù)、業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)支撐系統(tǒng)等組成。由于WLAN無(wú)線局域網(wǎng)頻點(diǎn)是公眾頻點(diǎn),將會(huì)受到外界終端設(shè)備的干擾,列車遮擋物影響,以及缺乏站場(chǎng)無(wú)線對(duì)講業(yè)務(wù)、無(wú)線調(diào)車等業(yè)務(wù)的終端設(shè)備支持。因此,WLAN無(wú)線局域網(wǎng)不適用于涉及行車安全的鐵路調(diào)車業(yè)務(wù),不適應(yīng)未來(lái)站場(chǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

1.5LTE移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用

LTE移動(dòng)通信技術(shù)是鐵路下一代寬帶無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展方向,比較適用于寬帶數(shù)據(jù)信息無(wú)線傳輸。LTE有TD-LTE與FD-LTE兩種不同的制式,雖然總體上都滿足大帶寬的數(shù)據(jù)通信需求,但也存在很多不同。FD-LTE是在分離的兩個(gè)對(duì)稱頻率信道上進(jìn)行接收和發(fā)送,依靠頻率來(lái)區(qū)分上下行鏈路。TD-LTE是用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時(shí)隙作為信道的承載,可以根據(jù)上下行的數(shù)據(jù)大小動(dòng)態(tài)進(jìn)行分配,對(duì)于頻率信道的利用率更好。未來(lái)鐵路移動(dòng)通信采用TD-LTE的概率較大。目前,在朔黃鐵路已引入TD-LTE集群技術(shù)應(yīng)用于列車同步操控、列車無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)構(gòu)成;在部分鐵路局站引入TD-LTE集群技術(shù)應(yīng)用于站場(chǎng)貨檢、車號(hào)等無(wú)線對(duì)講和作業(yè)信息傳送;在鄭州地鐵引入TD-LTE集群技術(shù)用于車地間PIS信息和視頻監(jiān)控圖像傳送。工信部根據(jù)《中華人民共和國(guó)無(wú)線電頻率劃分規(guī)定》及我國(guó)頻譜使用情況,確定使用1447~1467MHz頻段建設(shè)時(shí)分雙工(TDD)工作方式的寬帶數(shù)字集群專網(wǎng)系統(tǒng)。而1785~1805MHz頻段,則主要用于本地公眾網(wǎng)接入,對(duì)確有需要的本地專網(wǎng)也可用于無(wú)線接入,具體頻率指配和無(wú)線電臺(tái)站管理工作,由各省、自治區(qū)、直轄市無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)。在同一地區(qū)給一具有無(wú)線接入業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)權(quán)的公眾網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商或?qū)>W(wǎng)單位指配的頻率寬帶一般不超過(guò)5MHz。未來(lái),在鐵路領(lǐng)域,可以考慮申請(qǐng)使用1785~1805MHz頻段的5MHz帶寬用于站場(chǎng)無(wú)線通信業(yè)務(wù)。TD-LTE支持1.8G/1.4G/400M專用頻段,覆蓋增強(qiáng)算法、高增益定向天線、高終端發(fā)射功率,多方式天線組網(wǎng)。TD-LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)移動(dòng)性好,支持350km/h,具有完善的QoS業(yè)務(wù)保障,可二次開發(fā)定制終端、調(diào)度臺(tái)、無(wú)線通信模塊等;可提供調(diào)度通信語(yǔ)音業(yè)務(wù)、低速率或高速率數(shù)據(jù)信息傳送業(yè)務(wù),是一個(gè)比較完善的綜合無(wú)線通信系統(tǒng)解決方案。LTE移動(dòng)通信技術(shù)在鐵路調(diào)度通信業(yè)務(wù)中的應(yīng)用正在研究開發(fā)階段,在站場(chǎng)或編組站中的無(wú)線調(diào)車、無(wú)線對(duì)講、綜合自動(dòng)化信息無(wú)線傳送系統(tǒng)中尚未被應(yīng)用開發(fā)。

2未來(lái)站場(chǎng)綜合無(wú)線通信系統(tǒng)技術(shù)選擇

站場(chǎng)或編組站作業(yè)范圍比較獨(dú)立,技術(shù)作業(yè)業(yè)務(wù)較多,綜合上述幾種無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用介紹,以及應(yīng)用于站場(chǎng)多種業(yè)務(wù)情況下的可適用性進(jìn)行分析,結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展,選擇TD-LTE移動(dòng)通信技術(shù)作為未來(lái)站場(chǎng)綜合無(wú)線通信技術(shù)。TD-LTE移動(dòng)通信技術(shù)已在鐵路和地鐵領(lǐng)域獲得應(yīng)用,具有技術(shù)實(shí)用性和先進(jìn)性,系統(tǒng)安全可靠,具備集中監(jiān)測(cè)和維護(hù)管理,能滿足站場(chǎng)各類業(yè)務(wù)綜合承載能力和未來(lái)各業(yè)務(wù)信息化、智能化發(fā)展需求。鐵路局可以申請(qǐng)使用1785~1805MHz頻段的5MHz帶寬合法頻點(diǎn)用于站場(chǎng)無(wú)線通信業(yè)務(wù)。站場(chǎng)無(wú)線通信使用TD-LTE數(shù)字集群系統(tǒng),可將公網(wǎng)MME、HSS、S-GW以及P-GW等多個(gè)網(wǎng)元合并為一個(gè)網(wǎng)元eCN,使其小型化,降低核心網(wǎng)成本,可以有效的節(jié)約近期工程投資,為將來(lái)鐵路正線引入LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用預(yù)留互聯(lián)互通條件。TD-LTE數(shù)字集群通信系統(tǒng)主要由核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、無(wú)線子系統(tǒng)和無(wú)線終端組成。其中,核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)置TD-LTE核心網(wǎng)設(shè)備,核心網(wǎng)設(shè)備通過(guò)交換機(jī)等設(shè)備與各種業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器相連;無(wú)線子系統(tǒng)根據(jù)站場(chǎng)覆蓋和業(yè)務(wù)需求在鐵路站場(chǎng)內(nèi)設(shè)置,無(wú)線子系統(tǒng)設(shè)備包括LTE基站設(shè)備BBU(BasebandUnit)和RRU(RadioRemoteUnit)設(shè)備;根據(jù)需要配置相應(yīng)的無(wú)線終端。

篇(10)

一、概述

電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的三大支柱。我國(guó)的電力通信網(wǎng)經(jīng)過(guò)幾十年風(fēng)風(fēng)雨雨的建設(shè),已經(jīng)初具規(guī)模,通過(guò)衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展,無(wú)線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無(wú)線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架,且抗自然災(zāi)害能力較強(qiáng),同時(shí)具有帶寬大、傳輸距離遠(yuǎn)、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),非常適合彌補(bǔ)目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡(jiǎn)單介紹一下無(wú)線通信傳輸體制的應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn),并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。

二、無(wú)線技術(shù)介紹

(一)無(wú)線通信技術(shù)的概念

目前,無(wú)線通信及其應(yīng)用已成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無(wú)線基站、無(wú)線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。

(二)無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù),即基于IEEE802.15的無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、基于IEEE802.11的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、基于IEEE802.16的無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)及基于IEEE802.20的無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)。

總的來(lái)說(shuō),長(zhǎng)距離無(wú)線接入技術(shù)的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無(wú)線接入技術(shù)的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動(dòng)性又可以分為移動(dòng)接入和固定接入。其中固定無(wú)線接入技術(shù)主要有:3.5GHz無(wú)線接入(MMDS)、本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)、802.16d;移動(dòng)無(wú)線接入技術(shù)主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無(wú)線接入和寬帶無(wú)線接入。其中寬帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無(wú)線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。

1.主流無(wú)線通信技術(shù)

從技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)可以看出,以O(shè)FDM+MIMO為核心的無(wú)線通信技術(shù)將成為未來(lái)無(wú)線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無(wú)線通信技術(shù)主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。

2.其他無(wú)線通信技術(shù)

除了上述主流的無(wú)線通信技術(shù)外,目前已存在的無(wú)線通信技術(shù)還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波、衛(wèi)星通信等長(zhǎng)距離通信技術(shù)。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達(dá)16Mbps,通信介質(zhì)為波長(zhǎng)900納米左右的近紅外線。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù),通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識(shí)別,俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),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)。RFID由標(biāo)簽、解讀器和天線三個(gè)基本要素組成。

(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無(wú)載波的基帶通信,幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng),所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性,降低成本。

三、無(wú)線技術(shù)優(yōu)劣分析

(一)WLAN技術(shù)分析

Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當(dāng)成熟,而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無(wú)線局域網(wǎng),作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸,對(duì)于特殊地點(diǎn)寬帶應(yīng)用,盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術(shù),通過(guò)空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)使用無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)信號(hào),所以非常容易受到來(lái)自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進(jìn)入未受保護(hù)的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。

(二)WiMax技術(shù)分析

WiMax是一個(gè)先進(jìn)的技術(shù),推出相對(duì)較晚,存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問(wèn)題,但由于最近才完成標(biāo)準(zhǔn)化,該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實(shí)踐考驗(yàn)。從應(yīng)用前景看,該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求,覆蓋可以包括室外和室內(nèi),可以進(jìn)行大面積的信號(hào)覆蓋,甚至只要少數(shù)基站就可以實(shí)現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進(jìn)性和超遠(yuǎn)的傳輸距離,一直被業(yè)界看好,是未來(lái)移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向,并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

(三)WMN技術(shù)分析

WMN是正在研究中的技術(shù),在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行融合,而且暫時(shí)沒有一個(gè)成熟的產(chǎn)品系列來(lái)支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看,WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無(wú)線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間,在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集,并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測(cè)、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補(bǔ),從而能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短,發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)。

(四)3G技術(shù)分析

3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn),2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn),有一成套建網(wǎng)的理論,包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計(jì)算機(jī)仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用,比如歐洲很多國(guó)家、日本、韓國(guó)等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入可以實(shí)用的階段,還有很多國(guó)家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。

(五)LMDS技術(shù)分析

本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信的固定寬帶無(wú)線接入技術(shù),其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù),是一種非常好的寬帶固定無(wú)線接入解決方案。在最優(yōu)情況下,距離可達(dá)8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通過(guò)扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射出去,在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收并將射頻信號(hào)還原為ATM基帶信號(hào),在無(wú)需為每個(gè)用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無(wú)線傳輸。

(六)MMDS技術(shù)分析

MMDS的主要缺點(diǎn)是有阻塞問(wèn)題且信號(hào)質(zhì)量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠?qū)?,最多不超過(guò)200MHz。其次,MMDS對(duì)傳輸路徑要求非常嚴(yán)格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù),無(wú)法做到非視距傳輸,在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外,MMDS沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),各廠家的設(shè)備存在兼容性問(wèn)題。

(七)集群通信技術(shù)分析

數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點(diǎn),它的頻譜利用率有很大提高,可進(jìn)一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量;它提高了信號(hào)抗信道衰落的能力,使無(wú)線傳輸質(zhì)量變好;由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實(shí)用技術(shù),所以對(duì)數(shù)字系統(tǒng)來(lái)說(shuō),保密性也有很大改善。

數(shù)字集群移動(dòng)通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù),也就是說(shuō)除數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)外,還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號(hào),因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。

(八)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波通信技術(shù)分析

微波傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:第一,可以降低運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)成本。與租用線路相比,微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統(tǒng)部署簡(jiǎn)潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比,其快速部署的優(yōu)勢(shì)可以更快地滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三,目前的微波產(chǎn)品對(duì)未來(lái)的發(fā)展是有保障的,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來(lái),微波傳輸系統(tǒng)將升級(jí)到全I(xiàn)P的平臺(tái)之上,可以全面支持運(yùn)營(yíng)商未來(lái)的發(fā)展。

(九)衛(wèi)星通信技術(shù)分析

利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來(lái)配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下,利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實(shí)際的方案,經(jīng)濟(jì)又可靠。

但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺(tái),其地面站的建設(shè)、通信信道租用費(fèi)用都需要花費(fèi)大量資金,而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價(jià)。因此,作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟(jì)的;而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。

四、無(wú)線技術(shù)綜合比較

目前無(wú)線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補(bǔ)性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點(diǎn)、不同的接入速率。3G可解決廣域無(wú)縫覆蓋和強(qiáng)漫游的移動(dòng)性需求,WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入,而UWB可實(shí)現(xiàn)近距離的超高速無(wú)線接入。

首先,從標(biāo)準(zhǔn)化程度上看,本報(bào)告所涉及的技術(shù)中,僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標(biāo)準(zhǔn),只是沒有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標(biāo)準(zhǔn)化工作,并且都進(jìn)行了試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。

從頻率上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。

從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù),僅覆蓋35m~100m;WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù),覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛(wèi)星通信、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù),通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。

從傳輸速率上看,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù),不同的情況速率變化較大,而其余的技術(shù)均為接入技術(shù),僅僅是3G技術(shù)接入速率最小,僅為384k,而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M(fèi)的速率。

從調(diào)制技術(shù)上看,其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM,其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。

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