5G无线通信技术概念及相关应用
由技术编辑于星期三, 12/17/2014 - 11:45 发表
作者: 翟冠楠李昭勇中国移动通信集团广东有限公司珠海分公司电信网技术
随着通信网络的El益发展及3G与4G技术的推广与应用，后4G时代的通信技术被命名为5G。5G通信技术作为概念性的技术在2001年由日本NTT公司提出，而我国5G概念则是于2012年8月在中国国际通信大会上被提出。目前，5G通信技术还没有统一的制式标准。前不久，报道称韩国三星公司已研发出5G通信技术，该技术被命名为Nomadic Local Area Wjreless Access(简称NoLA)。手机在利用该技术后无线下载速度可以达到3.6G/s。本文将简要阐述5G通信技术的概念，并结合目前通信领域先进的技术(如云计算等)及概念性产品(如光场相机、比特币等)来阐述该技术在未来的发展和应用前景。
1. 引言
5G无线通信技术实际上就是无线互联网网络(见图1)，这个技术将支持OFDM(正交频分复用)、MC．CDMA(多载波码分多址)、LAS-CDMA(大区域同步码分多址)、UWB(超宽带)、NETWORK．LMDS(区域多点传输服务)和IPv6(互联网协议)。事实上，IPv6是4G和5G技术的基础协议。5G技术是一个完整的无线通信系统，没有任何限制，所以我们将5G称为真正无线世界或者Wwww (WorldwideWireless Web，世界级无线网)。
图1 5G网络拓扑图
2. 5G移动网络
对于不同的RAN(Radio Access Network，无线电接入网)，利用扁平化IP概念更容易使5G网络升级至一个单纳米核心网络。由于扁平化IP，我们要更关注网络安全，因此5G网络运用纳米技术作为防护工具来保障网络安全。不可否认的是，扁平化IP网络的关键概念就是使5G可以兼容所有的网络。为了满足使用者对即时数据应用的要求，无线运营商要试图转型到扁平化IP建设中去。扁平化IP构架提供
了一个能够通过象征性的名称来识别终端的方法，这种方法不像分层架构那样运用正常的IP地址，这种做法给移动网络运营商带来更多的利益。随着向扁平化IP架构的转型，移动运营商可以做到：
●减少数据通道中的网络元素，从而减少运营成本和资本支出。
●在运用新型的应用中，一定程度上减少数据在传输过程中的损耗。
●将整个通信系统中的延迟最小化，如果无线链路中的延迟被增强，也会在系统中得到完整的识别。
●分别独立改善无线网与核心网，使之相比从前的网络，拥有更好的拓展性，也可以建立更灵活的网络结构。
●发展一个更灵活的核心网络，这个核心网可以作为基站，在移动终端与通用IP接入网中提供更新颖的服务。
●创建一个更具有竞争力的平台，对于有线网络来说，具有价格和性能表现上的优势。
扁平化的网络结构在网络中去除了语音功能导向中的分层。为了取代覆盖在语音网络中的数据包，可以构造更简化的数据结构，这样即可去除网络链条中多样的元素。图2所示是5G移动系统中的网络结构设计方案的系统模型，这是一个无线与移动网络互用的全IP网络模型。这个模型中包括了一个用户终端(这在整个全新的构造中起到至关重要的作用)和一些独立、自主的无线电接入技术。对于每一个终端来说，每一个无线电接人技术都可以被看做是一条IP链接，可以连通外部的Internet网
络。但是，在移动终端中，不同的无线电接人技术需要不同的无线电接口。例如，若我们有4种不同的无线电接入技术，我们就需要4种对应的接口植入到移动终端中，而且要求可以同时问激活这4种无线电接入。
图2 5G移动网络
3. 5G结构——纳米核心
所谓的5G纳米核心实际上包括纳米技术、云计算、全IP平台(见图3)，而这3种技术对于现今的无线网络来说，也发挥着各自的作用。
3.1. 纳米技术
纳米技术作为纳米科学的重要应用之一，主要应用于纳米范围内的操作控制，纳米范围一般为0．1～lOOnm。这个领域中也包括分子纳米技术(MNT_Molecule Nanotechnology)，分子纳米技术主要应用于原子工程与分子工程中的结构控制。
纳米技术于1 974年在东京制造业国际会议上被提出，它作为下一次工业革命中的重要部分，将促使通信行业迅速地转向至下一代的通信标准。
图3 5G网络结构——纳米核心
3.2. 纳米终端(NE．Nano Equipment)
在当今社会，移动手机不再仅仅扮演通信设备的角色，而开始慢慢转型到另一种独立的角色。在5G通信中，那些所谓的移动终端将被植入纳米技术的芯片，我们称这种终端为“纳米终端”。对于无线领域来说，环境智能的概念将作为中心理念之一被广泛应用，纳米终端将以智能的方式随时给用户提供完美的计算和通信。当然，这些纳米终端将被人们在不同的场所进行运用(比如家庭、办公室、公共场所)，因此纳米终端将提供一个崭新的平台，这个平台将提供前所未有的感应、计算、通信能力，具体表现如下：
●自我清洁：终端将自我清理机身及内部结构中的尘土、硬盘中的垃圾文件，重整磁盘结构等。
●自我充电：终端从太阳能、水能、风能等可再生资源中获取电量。
●感应周围环境：终端自动感应周围天气与空气污染指数等。
●柔韧的机身：可弯曲折叠，却不易损坏。
●透明：可以“看穿”的终端。
3.3. 云计算
云计算是一种运用于中央控制服务器上的技术，主要是在中央服务器上储存数据和执行应用。可以运用云计算做到不在任何一个终端上储存文件和安装应用软件，而是通过Intemet网络连接来进行读取与应用。同样的概念也被应用于纳米核心技术，纳米核心技术运用于云端储存技术中，用户可以通过自己的隐私账户来管理全球性云端储存服务器中的文件。云计算的发展孕育了极大的潜力，由于云计算要依靠网络，所以它将是网络发展的重要指标，并促使网络不断发展。同时，云计算的发展需要安全的、可信赖的服务运营商支持，这些运营商要在网络方面有丰富的经验，他们将被允许进入云计算平台，并被要求在云计算平台中运用统一的标准创造新的增值服务与体验。这会使终端用户获得更多的即时应用，进而更有效地利用5G网络。在安全性方面，可以利用量子密码学进行实现(注：量子密码学根据量子的不确定性，并以量子态作为信息载体，经由量子通道在合法的用户之间传送密钥)。云计算的用户可以避免不必要的资源浪费，并且可以减少物理储存支出，也可以缩减为第三方储存器代理方所提供的费用。云计算有3个主要的部分：
●应用：主要应用于即时软件，即时软件会分成不同的类别，他们拥有不同的价格与传输于终端客户的方式，终端客户需要购买一个服务器(终端)并通过Intemet来接收应用。
●平台：主要是说用户通过中端储存器与运营商完成应用与文件同步的平台。
●基础建设：是整个云计算概念的核心支柱，运营商需要建立一个环境，并开放用户权限，使用户可以运用某种语言自行的创造应用。云储存也是基础建设中的一个重要部分。
5G纳米核心有效地利用上述3点，将大大地满足用户需求。云计算概念的引入也将大大减少5G网络发展中的资本投人。这意味着，用户可以花更少的钱买到更多更好的服务。
3.4. 全IP网络
我们已经讨论了不同的5G纳米核心技术，现在我们需要一个平台来实现这些技术。因此，在5G网络中，扁平化IP结构将扮演着至关重要的角色。所谓的全IP网络就是3GPP系统的升级，它极大地满足了现代无线通信的需求。为了满足用户通过无线网络获取即时数据应用的需求，无线运营商将提供扁平化IP网络结构，首先要做的是把精力放到数据包转换技术的提升上。全IP网络将会提供一个持续的革新方案和优化方案，使运营商在产品的性价比方面更具有竞争性。扁平化IP的优点有以下5点：
●更少的支出。
●全球性无缝链接。
●更好的用户体验。
●减少系统延迟。
●核心网络进化。
对于全IP网络，驱使其发展的核心是要提供严格的IP化设备与终端，这就要求我们大力发展多核技术。同时，在网络基础建设不断发展的过程中，也要求运营商提供更好的有线与无线通信服务，来满足快速发展的网络需求。
4. 5G中OSI模型简述
5G技术的移动设备将能支持多种无线网络，因此网络层将分为两个子层，对于移动终端来说，属于上级网络层，对于接口来说，属于下级网络层，这是互联网的初始设计，所有的路径都有IP地址为基础，根据不同的IP地址来区分网络中的不同终端与设备。
在无线领域，越高的比特率会引起更高的损耗，在5G无线通信技术中，损耗是由开放式传输协议(OpenTransport Protoco1)来控制的。同时，5G网络中的传输层和对话层也支持这个协议。对于不用的网络协议，应用层提供的服务管理的质量也不同(见表1)。
对于5G来说，最重要的表现在于双向超大带宽、拥塞少、平等的网络利用率、lGbit ／s的连接速度(见表2)。
表1 开放系统互连(OS1)模型实现
表2 5G通信技术简介
5. 射束分割多址技术(BDMA)在5G中的应用
移动通信的目的是让更少的话费享受更先进、更多样化的通信服务。由于有限的频率范围，为用户提供更多的系统空间和高质量的服务势必会给无线通信带来巨大的挑战。应对这个挑战的方法就在于如何利用有限的频率与时隙，而多址技术能很好地完成了这个目的。目前，多址技术包括频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、正交频分多址(OFDMA)，具体如下：
●频分多址：就是分割频率资源并将其分配给不同的移动台，同时允许提供多个信道地址。
●时分多址：就是分割时隙资源并将其分配给不同的移动台，同时允许提供多个信道地址。
●码分多址：就是将正交码分配给不同的移动台，并允许提供多个信道地址。
●正交频分多址：就是分割并分配正交频率资源，以最大化资源功效。
在移动通信系统中，因为有限的频率资源与时隙资源被分割，并被不同的用户使用，所以有限的频率与时隙决定了移动通信系统的容量。所以，不断地增加移动基站数量与各自基站的数据量是未来网络建设的趋势。但是，由于频率与时隙资源的有限
陛，这就要求我们必须发展新的技术，而这种技术并不是通过频率与时隙资源来实现系统容量增加的。
5.1. 射束分割多址的概念
当基站与移动台之间产生通信连接时，一个正交的射束就会被分配给每一个移动台。目前的射束分割多址技术主要内容是根据移动台的位置，将一个天线射束分割，并允许移动台提供多个信道，这样会有效地提高系统的容量。当移动台与某个基站清楚地明确彼此的位置的时候，它们就会在同一瞄准线上，这样，就可以通过直接传输射束到彼此的位置上来进行通信，这样可以避免干扰小区内其他移动台。当不同的移动台跟基站形成不同的方向角时，基站会根据不同的方向角同时发送射束来实现对不同的移动站发送数据。任何一个移动站不能利用唯一的一个射束，但是可以与其他相似角度的移动站分享同一个射束来实现与基站的通信连接。这些分享同一个射束的移动站被分割成同样的频率与时隙资源，并利用同样的正交资源。根据不同的移动站的通信环境，基站可以更好地改变射束的方向、数量和带宽。射束可以被分割成三维，这样，频率与时隙资源的空间将被最大化的利用。在通信建立的初始化阶段，基站与移动站并不知道彼此的位置，这时移动站将会探测它们的位置和移动速度，并将探测到的位置与移动速度传送给基站。接着，基站会根据移动站传输来的数据计算出一个下行射束的方向与带宽。随后，基站将根据计算出的方向与带宽将这个下行射束发送到之前提供信息的移动站上。当移动基站接收到这个计算过方向和带宽的下行射束时，它会追踪这个下行射束的方向，并根据这个方向产生一个上行射束，然后按着这个方向传送这个上行射束。当移动站产生上行射束后，在移动站与基站之间会形成一个周期性的射束传输系统。
6. 5G的应用
随着目前电子制造业与软件业的快速发展，越来越多的革新产品层出不穷，此时通信行业不仅要提供优越的服务，更要提供高质量的通信网络环境。现代通信不但要满足日常的语音与短信业务，还要提供强大的数据业务。5G技术的发展可以给客户带来的最直的观感就是高速度、高兼容性。
6.1. 5G的高速度
根据目前4G中TD．LTE的官方统计数据来看，TD—LTE可以带来40Mbi~s的下载速度，这样的速度可以满足高清视频，高质量的音乐等大数据量传输的数据业务。而5G的下载速度可以达到3．6G／s，也就是28．8Gbifs。就目前市面上的硬盘读写速度来说，普通的硬盘读写速度达到了100M／s，而所谓突破了读写瓶颈的固态硬盘的读写速度达到了250M／s。可以看出，5G的速度远远超过了硬盘的读写速度，这意味着，传统的储存设备将在5G网络中失去位置。我们可以做个大胆的假设，未来的移动终端是没有储存设备的，所有储存将通过“云技术”实现。同样，从新型的4k显像技术来看，未来的视频像素将达到超视网膜的显示程度，这必然将视频的数据大小提高到新的程度，所以对于在线视频观看的要求就要更高，3．6G ／s的下载速度可以完全满足这样高清视频的在线应用。下面介绍几个具体应用。
(1)5G高速度在安卓系统(Android)的应用
安卓系统是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备(如智能手机和平板电脑)。Android的系统架构和其操作系统一样，采用了分层的架构。从架构看(见表3)，Android分为4个层，从高层到低层分别是应用程序层、
应用程序框架层、系统运行库层和系统内核层。其中，在系统内核层中可以运用5G 纳米核心技术，来完成Android基础文件与硬件驱动的完美分离。由于5G高速无线传输的特点可以无缝隙地将硬件驱动从云储存端同步于终端，不但节省了终端的储存空间，也极大地丰富了终端的硬件外设装置。
表3 Android架构
由于安卓系统本身的开放性会导致安全性的降低，这往往对通信中的保密性要求带来考验，5G纳米技术中的高保密性可以通过量子密码学的相关加密，对安卓终端在通讯中的信息泄露形成保护。
(2)光场相机
光场相机就是一种可以先拍照后对焦的照相设备，通过光场技术的应用，拍照的时候只需要构图即可，不需要对焦(因为这个可以在拍照完后在电脑上对焦)，这将会改变现在的拍照习惯。而这类相机将成为抓拍利器：无论抓拍的照片模糊与否，只要在相机的焦距范围内，对焦点都可以在拍完之后随意选择，因为相机在拍照的时候就已经把焦距范围内所有光学信息都记录在内了。因此，光场照片的容量将极大，一张照片可达到200—500M左右，这需要强大的传输速度与储存空间作为支持，
5G的高速和云存储的概念将大大满足需求。该类产品对于将来的安防监控工作也会产生巨大作用。对于用户来说，5G技术将提供更多的储存空间与安全服务；对于营运商来说，5G终端将带来更多的数据业务。
6.2. 5G的高兼容性
5G作为未来通信发展的趋势，势必承担着统一通信行业的重任，根据5G技术的设计方向，将来的5G技术是一个可以囊括4G、3G、2G中所有通信协议以及Wi．Fi、NFC、BLUETOOTH等无线通信技术的全能通信平台。高兼容性的通信平台不但为运营商及设备商提供了更好的资源整合解决方案，大量地节约资本开支，更能大幅减少维护成本。
6.2.1. 利用5G高兼容性实现比特币应用
随着NFC(近距离无线技术)等无接触技术的广泛使用，5G技术更能满足高兼容性、安全的支付方式，由此衍生出的一系列概念型产品也将慢慢受到世界各国金融界的认可，比特币就是其中一个代表。
比特币是一种由开源的P2P软件产生的电子货币，是一种网络虚拟货币。比特币不依靠特定货币机构发行，而是通过特定算法的大量计算产生。比特币经济使用整个P2P网络中众多节点构成的分布式数据库来确认并记录所有的交易行为，P2P的去中心化特性与算法本身可以确保无法通过大量制造比特币来人为操控币值。
比特币作为一种虚拟货币，慢慢被世界认可，并带有了自身价值。随着全球经济一体化，比特币为世界经济贸易提供了一个新的支付平台与方式。5G通信技术的安全、兼容性，可以为比特币的交易提供一个有力的保障。
7. 结束语
5G通信技术的研发，势必给通信行业带来新一代的革新。根据目前中国运营商的运营收入成分来看，大多集中于语音、SMS服务上，所谓的高速数据服务还在一个相对缓慢的发展期，即将商业化的4G通信技术将会有效地缓解运营商资本支出与收入不匹配的尴尬境遇。但是，随着网络的日益强大，用户对网络的要求也更高，5G 的研发与发展也被业内重视起来。
5G通信技术带来的不仅仅是高速、安全的网络，更多地是带来全球化网络的无缝连接，5G的兼容性，给各国通信行业带来了一个新的平台。在平等的条件下，中国的营运商如何提高服务，如何合理地建设网络、调整运营策略，就变成了新的挑战和任务。5G的兼容性也可以把终端生产厂商统一到一个平台上，不同制式、规格的无线终端将被集成，这为全球的通信发展制定了统一的道路。
在5G通信技术发展的道路上，中国可以更好地引领世界经济共同发展，更好地同步信息，促进全球经济一体化。5G的未来对军事、医疗、建筑、教育等各个方面都会带来前所未有的信息便利，整个世界将建成更加智能、完善的移动网络。
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;
常用无线通信协议 目前使用较广泛的近距无线通信技术有蓝牙(Bluetooth),无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外线数据传输(IrDA).此外，还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，分别是ZigBee,超宽频,短距通信,WiMedia,GPS,DECT,无线1394和专用无线系统等。 蓝牙(Bluetooth)技术 蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。蓝牙技术的实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHzISM频段，提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 优势：⑴全性高。蓝牙设备在通信时，工作的频率是不停地同步变化的，也就是跳频通信。双方的信息很难被抓获，防止被破解或恶意插入欺骗信息。⑵于使用。蓝牙技术是一项即时技术，不要求固定的基础设施，且易于安装和设置。 不足：⑴通信速度不高。蓝牙设备的通信速度较慢，有很多的应用需求不能得到满足。⑵传输距离短。蓝牙规范最初为近距离通信而设计，所以他的通信距离比较短，一般不超过10m。 Wi-Fi(无线高保真)技术 无线宽带是Wi-Fi的俗称。所谓Wi-Fi就是IEEE 802.11b的别称，它是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s，电波的覆盖范围可达200m左右。 优势：⑴覆盖广。其无线电波的覆盖范围广，穿透力强。可以方便地为整栋大楼提供无线的宽带互联网的接入。⑵速度高。Wi-Fi技术的传输速度非常快，通信速度可达300Mb/s，能满足用户接入互联网，浏览和下载各类信息的要求。 不足：安全性不好。由于Wi-Fi设备在通信中没有使用跳频等技术，虽然使用了加密协议，但还是存在被破解的隐患。 IrDA(红外线数据协会)技术 IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。 IrDA 的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而该技术只能用于 2 台（非多台）设备之间的连接。 优势：⑴无需申请频率的使用权，因此红外线通信成本低廉。⑵移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用。⑶外线发射角度较小，传输上安全性高。 不足：IrDA是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而只用于两台设备之间连接。ZigBee(紫蜂)技术 ZigBee使用2.4 GHz 波段，采用跳频技术。它的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s 时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。另外，它可与254个节点联网。 优势：⑴功耗低。在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月以上。⑵成本低。因ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以成本很低。⑶网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备。⑷作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧)及915MHz(美)，均为免执照频段。 不足：⑴数据传输速率低。只有10kb/s~250kb/s，专注于低传输应用。⑵有效范围小。有效覆盖范围为10~75m之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。 UWB(超宽带)技术 UWB（Ultra Wideband）是一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB 有可能在10 m 范围内，支持高达110 Mb/s的数据传输率，不需要压缩数据，可以快速、简单、经济地完成视频数据处理。 特点：⑴系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，载货能力低。⑵定位精度高，相容性好，速度高。⑶成本低，功耗低，可穿透障碍物。近距离无线传输 NFC(近距离无线传输)技术 NFC采用了双向的识别和连接。在20cm 距离内工作于13.56MHz 频率范围。NFC现已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi 设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。 特点：NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。NFC 通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务，帮助解决记忆多个密码的麻烦，同时也保证了数据的安全保护。此外NFC 还可以将其它类型无线通讯(如Wi-Fi 和蓝牙)“加速”，实现更快和更远距离的数据传输。
几种无线通信技术的比 较 The manuscript was revised on the evening of 2021
几种无线通信技术的比较 摘要:随着电子技术、计算机技术的发展,近年来无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信方式进行了分析对比,并总结和预见了它们今后的发展方向。 关键词:Zigbee Bluetooth UWB Wi-Fi NFC Several Wireless Communications Technology Comparison Abstract:As the development of electronic technology,computer technology, wireless communication technology have a rapid development in recent years,emerged wireless data transmission standard,they have their advantages and disadvantages,and different applications,the application of various wireless communication were analyzed and compared,and summarized and foresee their future development. 一．几种无线通讯技术 （一）ZigBee 1.简介： Zigbee是基于标准的低功耗个域网。根据这个规定的技术是一种短距离、低功耗的技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于和网络。ZigBee数传模块类似于移动网络。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee是一个由可多到65000个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台，在整个网络范围内，每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m无限扩展。与的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音
常见无线通信组网方式 采用何种无线组网方式，比较合适、比较经济。我公司根据两年多来的行业应用推广经验，针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案 GPRS/CDMA无线通信的移动性、实时在线、按流量计费、通信速度快、网络覆盖范围广等诸多优点，越来越被行业应用所认识，逐步在行业内大量推广使用。在使用推广过程中，出现了一些困惑行业客户的问题：无线应用有哪些组网方式；采用何种组网方式，比较合适、比较经济。根据我们的行业应用推广经验，下面针对不同的行业应用的要求不同，提供几种比较实用的应用方案。 根据数据中心组网方式不同，无线组网方式可以有下面几种联网方式： 一、专线联网方式 联网拓扑图： 系统组成： A、业务处理系统：处理无线端末设备（无线终端、RTU+DTU、无线POS等）提交的各项业务数据 B、网关设备：桥接移动网络与业务处理系统间的通信通道，（可以是路由器、可以是路由器＋防火墙、可以是路由器＋银行网控器等设备） C、GPRS网关支持点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）:桥接GPRS无线内部网络和客户间的网关设备。 D、GPRS网络：无线数据传输平台 E、基站：连接无线端末设备和GPRS无线内部网络的节点。 F、无线端末设备：可以是无线POS、无线终端以及嵌入式应用中的DTU设备 +各类嵌入式检测控制设备（RTU,比如环境监测设备、油田检测设备、污水监测设备等） 系统工程： 用户端： A、提供网关设备，并和无线运营商一道，调试网关设备和移动GGSN间的通信通路。 B、用户和无线运营商一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） C、增加防火墙（可选项，主要是增加系统安全性，视实际情况而定） D、调试端末设备应用程序 E、调试业务主机设备 移动运营商： A、提供到用户端的专线（或由用户从电信声请获得） B、配置GGSN，调通GGSN和用户网关设备的通信通路。 C、和用户一道配置GGSN到用户网关设备间的VPN通道（可选项，主要是增加系统安全性） 系统处理流程： 无线端末设备先通过基站以无线方式登陆到无线网络，获得IP地址，然后与业务处理中心建立TCP连接，数据由移动运营商的GGSN经数据专线连接至用户的数据中心。 系统特点： 数据安全性好；通信速度快；通信质量稳定；系统初期建设成本高；适合安全性和实时性要求较高的应用场合 二、企业公网联网方式 联网拓扑图：
常用无线网络通信技术解析 发表时间：2017-10-19T10:33:32.157Z 来源：《基层建设》2017年第17期作者：陶庆东 [导读] 摘要：随着我国信息技术不断发展，促进了无线网络通信技术的不断进步，出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术，在实际应用过程中，发挥了至关重要的作用，因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术，旨在为相关工作者提供借鉴。 广东省电信工程有限公司广东东莞 523000 摘要：随着我国信息技术不断发展，促进了无线网络通信技术的不断进步，出现了GPS检测、挖掘机器人设计等相关技术，在实际应用过程中，发挥了至关重要的作用，因此本文主要探讨了常用无线网络通信技术，旨在为相关工作者提供借鉴。 关键词：无线网络；通信技术；分析 无线网络随着局域网的发展而不断发展，无线网络不需要进行布线，就可以实现信息传输，为人们的通信提供了较大的便利。无线网络不仅具有质量高的优点，同时还可以降低通信成本，所以在许多的领域中，都可以应用无线网络通信，以此提高各领域的工作效率，充分发挥无限网络的的应用优势。目前我国无线网络通信技术有很多种，与人们的生活也息息相关，所以应常用网线网络技术的深入的分析，以此不断提高无线网络通信技术水平。 1 无线广域网 无线广域网不仅可以实现与私人网络进行无线连接，同时还可以与遥远的观众进行无限连接。在无限广域网中，常使用的通信技术，主要有以下几种，GPS、GSM、以及3G，下面就针对这三种技术进行探讨。 1.1 GPS GPS是一项重要的定位技术，其主要基础为子午仪卫星导航系统，它可以在海陆空进行三维导航，同时还具有较强的定位能力，美国在1994年全面建成。GPS系统主要由GPS卫星星座、地面监控系统以及GPS信号接收机三部分组成，GPS系统的卫星共有24颗，它们在轨道平面上均匀分布，其主要负责两方面工作，其一是对卫星进行监控，其二计算卫星星历；对于GPS用户设备主要由两部分组成，一部分为GPS信号接收机硬件，另一部分为GPS信号接收机处理软件。GPS在工作过程中，通常利用GPS信号接收机，对GPS卫星信号进行接收，并对信号进行相应的处理，进行确定相关的信息，包括用户位置以及速度等等，以此实现GPS定位以及导航的目的。GPS系统具有一定的特点，包括操作简便、高效率以及多功能等，最初，在军事领域中应用GPS，随着GPS系统的不断发展，GPS应用范围越来越广，在民用领域中应用力度逐渐加大，特别是在工程测量中，可以实现全天候的准确监测，大大提高了工程测量的精度，促进工程测量的行业的不断发展。 1.2 GSM GSM是全球移动通信系统的简称，是蜂窝系统之一。GSM发展的较为迅速，在欧洲和亚洲，已经将GSM作为标准，目前在世界上许多的国家，都建立的GSM系统，这主要是因为GSM系统具有一定的优势，如稳定性强、通话质量高、以及网络容量等等，这主要是因为GSM系统在工作中，可以实现多组通话在同一射频进行，GSM系统一般主要有包括三个频段，即1800MHZ、900MHz以及1900MHz。 1.3 GPRS GPRS是指通用分组无线业务，它是一种新的分组传输技术，在应用过程中，GPRS具有较多的优点，包括广域的无线IP连接、接口传输速率块等等。在GPRS系统运行过程中，通过分组交换技术，一方面可以实现多个无线信号共一个移动用户使用，另一方面可以实现一个无线信道共多个移动用户使用。信道资源会在移动用户进行无数据传输过程中让出来，这样可以实现无线频带资源利用率的提升。 2 无线局域网 无线局域网主要指的网络传输主要通过无线媒介，包括无线电波以及红外线等。对于无线局域网通信技术覆盖范围，一般情况下，在半径100m左右，目前IEEE制订的无线局域网标准，主要采用的是IEEE802.11系列标准，对于网络的物理层，作出的主要规定，同时还规定了媒质访问控制层。该系列的标准有很多种，包括IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b等等,对此进行简单的介绍。 2.1 IEEE802.11 对于无线局域网络，最早的网络规定为IEEE802.11，2.4GHZ的ISM工作频段是其工作的主要频段，物理层主要采用技术主要有两项，即红外线技术、跳频扩频技术等等，主要能够解决两项问题，一种为办公室局域网问题，另一种为校园网络用户终端无线接入问题。IEEE802.11数据传输速率可以达到2Mbps，随着我国网络技术的发展，IEEE802.11也得到了研究和发展，陆续推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a,其中陆续推出了IEEE802.11b的数据传输速率可以达到11Mbps，IEEE802.11a的数据传输速率可以达到54Mbps，以此满足不断发展的高带宽带网络应用的需要、 2.2 IEEE802.11b 在现实生活使用中，我们可以将IEEE802.11b称作为Wi-Fi，2.4GHz频带是IEEE802.11b工作主要的频带之一，物理层主要由支持两个速率，即5.5Mbps和11Mbps，IEEE802.11b传输速率会受许多因素的影响，包括环境干扰和传输距离等，传输速率可以进行相应的切换。直接序列扩频DSSS技术是IEEE802.11b主要采用的技术。对于IEEE802.11b，可以将其工作模式可以分为两种，一种为点对点模式，另一种为基本模式，其中点对点模式是指两个无线网卡计算机之间的相互通信；基本模式还包括两种通信方式，一种为无线网络的扩充的时的通信方式，另一种指的是有线网络并存时的通信方式。 2.3IEEE802.11a 在美国，IEEE802.11a主要有三个频段范围，即5.15-5.25GHz、5.725-5.825GHz，物理层和传输层的速率可以达到54Mbps和 25Mbps，正交频分复用的独特扩频技术是IEEE802.11a主要采用的技术，通过该技术，可以实现传输范围的扩大，同时对于数据加密，可以达到152位的WEP。 3 无线个域网 在网络架构的底层，设置无线个域网WPAN，一般点对点的短距离连接使用无线个域网。对于无线个域网，使用的通信技术包括红外、蓝牙以及UWB等等，对此下面进行详细的介绍和分析。 3.1 蓝牙 蓝牙作为一种短距离无线通信技术，主要应用小范围的无线连接。蓝牙技术的传输速率为1Mbps，有效的通信范围在10m-100m范围，2.4GHz频段是蓝牙运行的频段，传输速率可以通过GFSK调制技术来实现，同时通过FHSS扩频技术还可以将信道分成若个的时隙，
常见无线传感网通信技术简介 根据国际上所采用的通信技术种类可将无线传感器网络划分为无线广域网（WWAN）、无线城域网（WMAN）、无线局域网（WLAN）、无线个域网（WPAN）、低速率无线个域网（LR-WPAN）。以下对各类网络各自常见和常用的通信技术进行简单介绍。 1. 无线广域网WWAN 无线广域网 WWAN（Wireless Wide Area Networks）主要是为了满足超出一个城市范围的信息交流和网际接入需求，让用户可以和在遥远地方的公众或私人网络建立无线连接。在无线广域网的通信中一般要用到GSM、GPRS、GPS、CDMA 和3G 等通信技术。 2. 无线城域网WMAN 在1999 年，美国电气与电子工程师学会（Institute of Electrical andElectronic Engineers，IEEE）设立了IEEE 802.16 工作组，其主要工作是建立和推进全球统一的无线城域网技术标准。在IEEE 802.16 工作组的努力下，近些年陆续推出了IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE802.16b、IEEE 802.16d 等一系列标准。然而IEEE 主要负责标准的制订，为了使IEEE 802.16 系列技术得到推广，在2001年成立了WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互通）论坛组织，因而相关无线城域网技术在市场上又被称为“WiMAX 技术”。 WiMAX 技术的物理层和媒质访问控制层（MAC）技术基于IEEE 802.16 标准，可以在5.8 GHz、3.5 GHz 和2.5 GHz 这三个频段上运行。WiMAX 利用无线发射塔或天线，能提供面向互联网的高速连接。其接入速率最高达75 Mbps，胜过有线DSL 技术，最大距离可达50km，覆盖半径达1.6km，它可以替代现有的有线和DSL 连接方式，用来提供最后1km 的无线宽带接入。WiMAX 论坛组织是WiMAX 推广的大力支持者，目前该组织拥有近300 个成员，其中包括Alcatel、AT＆T、FUJITSU、英国电信、诺基亚和英特尔等行业巨头。
无线通信技术各自的特点和相互比较 目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：Zigbee、超宽频(Ultra WideBand)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求;或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。 1、蓝牙技术 bluetooth技术是近几年出现的，广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口，将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM 频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。 蓝牙技术诞生于1994年，Ericsson当时决定开发一种低功耗、低成本的无线接口，以建立手机及其附件间的通信。该技术还陆续获得PC行业业界巨头的支持。1998年，蓝牙技术协议由Ericsson、IBM、Intel、NOKIA、Toshiba等5家公司达成一致。 蓝牙协议的标准版本为802.15.1，由蓝牙小组(SIG)负责开发。802.15.1的最初标准基于蓝牙1.1实现，后者已构建到现行很多蓝牙设备中。新版802.15.1a 基本等同于蓝牙1.2标准，具备一定的QoS特性，并完整保持后向兼容性。 但蓝牙技术遭遇了最大的障碍是过于昂贵。突出表现在芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。这就使得许多用户不愿意花大价钱来购买这种无线设备。因此，业内专家认为，蓝牙的市场前景取决于蓝牙价格和基于蓝牙的应用是否能达到一定的规模。 2、Wi-Fi技术 Wi-Fi(Wireless Fidelity,无线高保真)也是一种无线通信协议，正式名称是IEEE802.11b，与蓝牙一样，同属于短距离无线通信技术。Wi-Fi速率最高可达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，但在电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100 m左右。 Wi-Fi是以太网的一种无线扩展，理论上只要用户位于一个接入点四周的一定区域内，就能以最高约11Mb/s的速度接入Web。但实际上，如果有多个用户同时通过一个点接入，带宽被多个用户分享，Wi-Fi的连接速度一般将只有几百kb/s的信号不受墙壁阻隔，但在建筑物内的有效传输距离小于户外。 WLAN未来最具潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可将Wi-Fi与基于XML或Java的Web服务融合起来，可
常见无线通信技术蓝牙超宽带技术ZigBe Wi 一F zigBee 的产生 ZigBee 的优势 zigBee 的应用 1.典型的短距离无线数据网络技术 典型的短距离无线系统由一个无线发射器（包括 数据源、调制器、RF源、RF功率放大器、天线、电源组成）和一个无线接收器（包括数据接收电路、RF 解调器、译码器、RF 低噪声放大器、天线、电源）组成。 随着无线的发展，网络化、标准化、要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。下面我们来看看目前比较热门的几种无线网络技术标准、 5种短程无线连接技术正在成为业界谈论的焦点，它们分别是ZigBee、无线局域网（Wi-Fi ）、蓝牙（Bluetooth）、超宽频（Ultra Wide Band）和近距离无线传输（NFC）。 1.ZigBee ZigBee 是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它此前被称作HomeRFLite或FireFly无线技术，主要用于近距离无线连接。它有自己的无线电标准，在数
千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器 只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。最后，这些数据可以进入计算机，用于分析或者被另一种无线技术如WiMaX攵集。 ZigBee的基础是IEEE 802.15.4，这是IEEE无线个人区域网(PAN,Personal AreaNetwork)工作组的一项标准，被称作IEEE 802.15.4 (ZigBee)技术标准。 ZigBee不仅只是802.15.4的名字。IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，所以ZigBee联盟对其网络层协议和API 进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本点的4KB或者作为Hub路 由器的协调器的32KB。每个协调器可连接多达255 个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制。ZigBee 联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络 的远距离传输不会被其他节点获得。、 2.Wi-Fi Wi-Fi是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准(IEEE802.11 )。Wi-Fi的第1个版本发表于1997 年，其中定义了介质访问接入控制层( MAC!)和物 理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段懂行的两
姓名：张健康学号：02121222 姓名：王晨阳学号：02121202 姓名：王李宁学号：02121209
[摘要] (2) 1．引言 (3) 2．无线通信技术概念 (3) 2.1 3G即将成为过去 (3) 2.2 4G 是现在 (4) 2.3 5G是未来 (5) 2.4各国研究进展 (6) 3．5G性能指标 (7) 4．5G关键技术 (8) 4．1 新型多天线技术 (8) 4．2 高频段的使用 (9) 4．3 同时同频全双工 (9) 4．4终端直通技术（D2D） (9) 4．5 密集网络 (9) 4.6新型网络架构 (10) 5．结束语 (10) 中国--机遇与竞争并存 (11) 参考文献： (11) [摘要] 第五代通信系统是面向2020年以后人类信息社会需求的无线移动通信系
统，它是一个多业务技术融合的网络，通过技术的演进和创新，满足未来广泛的数据、连接的各种业务不断发展的需要，提升用户体验。本文首先介绍5G的概念，然后阐述了5G的性能指标，重点对5G的关键技术进行论述，这些关键技术包括新型多天线技术、微波段的使用、同时同频全双工、设备间直接通信技术、自组织网络。 [关键词] 5G；无线通信；关键技术；移动通信技术 1．引言 4G网络部署正在如火如荼地进行时，关于5G的研究也拉开了序幕。2012年，由欧盟出资2700亿欧元支持的5G研究项目METIS（Mobile and Wireless Communications Enablers for the2020Information Society）[1]正式启动，项目分为八个组分别对场景需求、空口技术、多天线技术、网络架构、频谱分析、仿真及测试平台等方面进行深入研究；英国政府联合多家企业，创立5G创新中心，致力于未来用户需求、5G网络关键性能指标、核心技术的研究与评估验证；韩国由韩国科技部、ICT和未来计划部共同推动成立了韩国“5G Forum”，专门推动其国内5G进展；中国，工业和信息化部、发改委和科技部共同成立IMT-2020推进组，作为5G工作的平台，旨在推动国内自主研发的5G技术成为国际标准。可见，对于5G的研究，许多国家或组织都在积极地进行中，未来5G技术将使人们的通信生活发展到一个全新的阶段。 2．无线通信技术概念 GSM是第一代的无线通信技术 为模拟技术，采用的是频分多址方 式，频谱的利用效率非常低下。GSM 诞生之初的目的为使用数字技术取 代模拟技术，提高语音通话的质量， 提高频谱利用效率，降低组网成本。 GSM可以说是迄今为止最为成功的 无线通信技术，可以实现全球漫游。 GSM主要解决的是语音通话问题，而 随着对移动数据的要求提高，提出了 第三代移动通信技术(3G)。 2.1 3G即将成为过去
Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术 本栏目责任编辑：冯蕾 第8卷第5期(2012年2月) 常用无线通信技术简介 陈高锋 （杨凌职业技术学院，陕西杨凌712100） 摘要：随着社会的不断进步和发展，通信与交流已经成为人们工作和生活中非常重要的部分，无线通信技术以其成本低、扩展性好、使用方便等优势，近些年而得到了长足的发展和广泛的应用。该文从远距离和近距离两个方面分别介绍了常用的无线通信技术。关键词：无线通信；远距离；短距离 中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)05-1062-03 Introduction to Wireless Communication Technology Used CHEN Gao-feng （Yangling Vocational&Technical College,Yangling712100,China） Abstract:With the continuous progress and development，communication and exchange of work and life has become a very important，wireless communications technology with its low cost,scalable,easy to use and other advantages,and in recent years has been considerable development and a wide range of applications.In this paper,both distance and close-introduced the popular wireless communication tech?nology. Key words:wireless communication;long distance;short distance 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，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信技术自身有很多优点，成本较低，无线通信技术不必建立物理线路，更不用大量的人力去铺设电缆，而且无线通信技术不受工业环境的限制，对抗环境的变化能力较强，故障诊断也较为容易，相对于传统的有线通信的设置与维修，无线网络的维修可以通过远程诊断完成，更加便捷；扩展性强，当网络需要扩展时，无线通信不需要扩展布线；灵活性强，无线网络不受环境、地形等限制，而且在使用环境发生变化时，无线网络只需要做很少的调整，就能适应新环境的要求。 1常用的远距离无线通信技术 目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区，如：煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。 1.1GPRS/CDMA无线通信技术 GPRS(通用无线分组业务)是由中国移动开发运营的一种基于GSM通信系统的无线分组交换技术，是介于第二代和第三代之间的技术，通常称为2.5G。它是利用“包交换”概念发展的一种无线传输方式。包交换就将数据封装成许多独立的包，再将这些包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹，其优势在于有资料需要传送时才会占用频宽，而且是以资料量计价，有效的提高网络的利用率。GPRS网络同时支持电路型数据和分组交换数据，从而GPRS网络能够方便的和因特网互相连接，相比原来的GSM网络的电路交换数据传送方式，GPRS的分组交换技术具有实时在线、按量计费、高速传输等优点[1]。 CDMA是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，是由中国电信运行的一种基于码分技术和多址技术的新的无线通信系统，其原理基于扩频技术。其最早是由于军事上对高质量无线通讯技术的需要而开发设计。CDMA在数据传送过程中，将数据用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使数据信号的带宽被扩展，然后经载波调制将数据发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，进行相反过程的处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号从而进行解扩，以实现数据传输。其特点是抗干扰能力强、抗衰落能力强、信号隐蔽性强、抗截获的能力强、可以多用户同时接收发送。 1.2数传电台通信 数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的工作频率大多使用220～240MHz或400～470MHz频段，具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次投资、没有运行使用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。数传电台的有效覆盖半径约有几十公里，可以覆盖一个城市或一定的区域[2]。数传电台通常提供标准的RS-232数据接口，可直接与计算机、数据采集器、RTU、PLC、数据终端、GPS接收机、数码相机等连接。传输速率从9600到19200bps，误码低于10-6(-110dBm时)，可工作于单工、半双工、时分双工TDD、全 收稿日期：2012-01-15 作者简介：陈高锋（1976-），男，陕西杨凌人，讲师，硕士研究生，主要从事程序设计，嵌入式系统等方面的教学研究工作。 E-mail:info@https://www.doczj.com/doc/e75652702.html, https://www.doczj.com/doc/e75652702.html, Tel:+86-551-56909635690964 ISSN1009-3044 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术 Vol.8,No.5,February2012 1062
无线通信技术 1、传输介质 传输介质就是连接通信设备,为通信设备之间提供信息传输的物理通道;就是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输,都就是电磁波在不同介质中的传播过程,在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类:①有线通信,②无线通信,③光纤通信。 对于不同的传输介质,适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即就是可供使用的频谱宽度,高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”,两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。 无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB,(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落(骤然降低)。引起衰落的因素有环境有关。
2、1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下: ①直射:即无线信号在自由空间中的传播; ②反射:当电磁波遇到比波长大得多的物体时,发生反射,反射一般在地球表面,建筑物、墙壁表面发生; ③绕射:当接收机与发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射; ④散射:当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上,一般树叶、灯柱等会引起散射。 2、2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗:电波弥散特性造成,反映在公里量级空间距离内,接收信号电平的衰减(也称为大尺度衰落); ②阴影衰落:即慢衰落,就是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化,一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的; ③多径衰落:即快衰落,就是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化,一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延:包括传播时延的平均值、传播时延的最大值与传播时延的统计特性等; (3)时延扩展:信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展,时延扩展就是对信道色散效应的描述; (4)多普勒扩展:就是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散,又称时间选择性衰落,就是对信道时变效应的描述; (5)干扰:包括干扰的性质以及干扰的强度。 2、3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型与室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型与微蜂窝模型。 (1)室内传播模型:室内传播模型的主要特点就是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响,但受建筑材料影响大。典型模型包括:对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等; (2)室外宏蜂窝模型:当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般就是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划; (3)室外微蜂窝模型:当基站天线的架设高度在3~6m时,多使用室外微蜂窝模型;其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。
无线通信技术的分类及发展 发表时间：2017-09-13T15:05:20.503Z 来源：《防护工程》2017年第10期作者：聂向东冯治寰[导读] 指出了无线通信技术在未来的发展方向，对无线通信技术的发展趋势具有一定的指导意义。 河南耀天工程建设有限公司河南省濮阳市 457000 摘要：近些年无线通信技术与互联网系统，移动媒体终端系统融合越来越紧密，发展势头迅猛。基于其可移动的特点，无线通信技术给用户提供了更加丰富多彩的服务，以前人们想象中的移动办公，实时服务现在都在无线通信技术的支持下成为了现实。对无线通信技术在国内外的发展进行了阐述，将无线通信技术的特点进行了分析，指出了无线通信技术在未来的发展方向，对无线通信技术的发展趋势具有一定的指导意义。 关键词：无线通信；技术；分类；发展引言 现如今我们正处于信息爆炸的时代，网络已经成为人们生产生活所必须的工具，因此作为网络应用基础的通信技术越来越受到人们的重视。目前无线通信技术是人们应用的最为广泛的技术，因为其不受地域和空间的限制，节省了有线网络通信中的很多硬件资源，能进一步的融合整合各类服务，因此对于今后无线通信技术发展趋势的研究具有现实意义。 1 无线通信技术 无线通信技术就是依靠电磁波信号能够随意的在三维空间内的任何方向进行传播，实现信息的传播和交换的一种信号传播方式。随着科技的快速发展，无线通信技术成为了在社会生活中运用最广的一项技术，在社会中承担着不可或缺的角色，尤其是在移动通信领域。无线移动通信领域涉及的包括电磁波、卫星通信以及近场通信等等都是人民生活接触最为频繁的技术。同时，这项技术也能够实现远距离信息传送，从而实现人与人跨越距离的限制进行交流。 2 无线通信技术的分类 在无线通信技术当中，可以分为几种不同的无线通信技术，其中分别是WLAN技术、WiMax技术、3G技术以及卫星通信等这几种类别。在每一种当中都具有不同的特点，在WLAN技术当中，属于一种有线网络，利用特殊的宽带来实现数据信息的传输，在一定范围内的局域网当中，在一定程度上会存在黑客入侵的现象。在WiMax技术当中，推出的时间是相对较晚的，但是在可以最大限度的满足其用户的最大需求，保证在室内或者室外的环境当中都可以获得良好的通信信号，最终实现信息数据的互联互通。在进行此种该技术的应用过程当中，可以实现远距离的有效传输。在3G技术方面，被广泛的应用在了商业网络当中，并且在不断应用的过程当中也得到了充分完善的建设和优化。在卫星通信技术方面，主要是依托于卫星来作为信号数据的接入设备，从而实现良好的宽带信息数据的传输，在经济效益方面是相当良好的，并且在地面基站的建设成本方面也具有相当有利的条件，在带宽的限制基础上，会在经济上带来相当大的制约条件。 3 无线通信技术的发展 3.1 无线通信技术相融合 对传统的无线通信技术进行应用的过程中，不同的领域场所的多种无线通信技术有着非常大的区别。不过，目前，多种无线通信技术之间实现了有效的沟通和交流，彼此取长补短，同时，多种无线通信技术能够适应的方式和趋势也不断一致，多种无线通信技术之间也越来越接近融合，对于今后的无线技术的更加深层次的技术突破有着非常重要的作用和意义。 3.2 蓝牙技术将成为无线通信业发展的契机 蓝牙技术有着非常鲜明的优势和特点!其便捷性是非常突出的。在很大程度上解放了人们的双手。吸引了众多的消费者的注意。并且得到了充分的广泛的应用、在无线通信行业中占据着至关重要的位置。是其重要的组成部分。要使其在越来越激烈的市场竞争中占据一席之地。就需要抓住这个发展机遇。 3.3 无线通信系统不断融合 在此方面。主要包括三项内容：（1）多种无线通信系统中的不同适用标准有着相应的追求，朝着相互融合和取长补短的方向发展。（2）不同的系统之间，进行了相应的磨合，在此过程中多种系统都在不断改进和完善。（3）无线通信系统和互联网之间也实现了相应的融合，对于IP业务的传输的透明化的实现是非常有利的。 3.4 高效频谱接入 无线频谱资源是固有的战略资源，各国都在争用无线频谱信道进行无线通信技术的研究与应用。如何高效的利用无线频谱是无线通信技术领域里亟待解决的问题。认知无线电技术的出现很好的解决了这个问题，认知无线电技术特点是通过不断的训练学习构建应用系统模型，使之能够动态地认知并判断其工作环境，自适应地调整工作频率及其相关操作参数，以便更加高效地占用频谱信道，提高整个信道的利用率。 3.5 网络优化无线通信技术 近年来，我国的科学技术迅猛发展，在此过程中，网络得到了充分的优化，大部分的移动运营商都凭借增量升级。在4G网络市场中占据一席之地，同时，网络的融合和对于目前的无线通信技术的发展是非常重要的，是其重要的发展方向。无线通信技术得到了全面的改革和完善，使得市场竞争越来越激烈，这对于网络的完善是非常有利的。 3.6 通信与保密相融合 无线通信容易暴露出通信双方的信息，现在越来越多的用户要求在通信时采取与之相适应的保密手段。当前大多数保密机或保密卡依靠通信设备提供的通信链路实现保密通信，这种方法会带来较大的额外带宽开销，降低了通信效率，使无线频谱资源白白遭受损失。通过深入分析会发现战术电台中的通信与保密在很大程度上可以相互结合，降低无线信道的开销，在技术体制上，完全可以实现通信同步与保密同步二合一，跳频图案由保密算法导出等，一方面减少了通信频谱的开销，另一方面使得侦察和破译的概率大大降低，充分发挥出通信与保密相结合的优势。 3.7 跳频抗干扰