无线通信技术-无线风光在通信

　层出不穷的无线通信技术，令人目不暇接；

　　而名目繁多的技术术语，又使人如坠五里雾中。

　　为了对林林总总的无线通信技术有个全面的了解

　　我们——

图1 2G向3G网络发展

图2 3G技术的后续演进过程

图3 网络覆盖范围

　　在数字无线通信时代，电子电路技术和通信技术的发展推动着通信系统的飞速发展。目前，较受关注的是第三代蜂窝移动通信系统(3G)和IEEE 802系列，它们分别体现在无线通信的移动性和宽带性两个方面。这两种技术的深入发展则体现了两个方面的融合。

　　移动宽带化

　　蜂窝移动通信系统的发展体现了无线通信发展史，从第一代模拟移动通信系统，到第二代数字移动通信系统，再到第三代以及基于全IP的超三代移动通信系统。

　　第一代移动通信(1G) 主要采用模拟语音调制技术和频分多址(FDMA)技术，传输速率约2.4kb/s，不能进行长途漫游，是区域性的移动通信系统。1G有多种制式，但它们之间互不兼容。同时，1G存在很多不足之处，如容量有限，制式太多，互不兼容，保密性差，通话质量不高，不能提供数据业务，不能提供自动漫游，设备价格高等。

　　第二代移动通信(2G) 主要采用数字的时分多址(TDMA)技术和码分多址(CDMA)技术，传输速率为9.6kb/s。全球主要有GSM和CDMA(IS-95)两种体制。2G主要提供数字化的语音业务及低速数据业务。2G克服了模拟系统的弱点，话音质量和保密性能得到很大的提高，并可进行省内、省际自动漫游；但无法进行全球漫游。

　　第三代移动通信(3G) 将有更宽的带宽和更高的速率。2G到3G的发展是一个逐步的过程，如图1所示。3G与之前的技术相比将有更高的带宽，其传输速率高达2Mb/s。目前全球有三大标准：欧洲提出的WCDMA、美国提出的CDMA2000和我国提出的TD-SCDMA。3G不仅传输话音，还支持高速数据传输和宽带多媒体服务。它提供全球覆盖并实现各种网络之间业务的无缝连接，支持多媒体业务，为用户提供更好的无线通信服务。

　　技术的推陈出新，使3G仍在不断地前进，以提供更高的数据速率和更完善的业务支持，图2给出了3G技术后续演进的步骤。

　　高速分组接入(HSPA) 具有更高的数据传输速率和更低的时延。HSPA将分区业务吞吐量提高3~5倍，有助于刺激和推动数据密集型应用的消费。

　　长期演化进程(LTE) 改进并增强了3G的空中接入技术，其频谱利用率为HSPA的2~4倍，用户平均吞吐量为HSPA的2~4倍。LTE能够提高小区容量和降低系统延迟。

　　超3G(B3G) 2003年，ITU-R WP8F工作组对B3G的关键性能指标做了定义，即最高数据速率达到1Gb/s。2005年，ITU正式将B3G命名为IMT-Advanced。根据工作计划，ITU将在2007年底的WRC07大会上确定IMT-Advanced使用的频谱资源。WP8F将在2008年初向全世界公开征集IMT-Advanced的候选技术。

　　第四代移动通信(4G) 是一个基本概念，仍然处在研究阶段。4G要在传统网络和技术的基础上提高网络效率和功能，提高数据通信速率，增强通信网络间的互通性。4G能够根据移动速度可变地支持各种数据传输速率；以IP为基础进行无线接续，支持QoS；各系统之间实现无缝的业务支持；支持全球漫游；支持多重模式；支持对称和非对称业务等。

　　带宽移动化

　　如果以通信距离划分无线通信，包括无线广域网、无线城域网、无线局域网和无线个域网，图3给出了网络覆盖范围的一个示意图。蜂窝移动通信属于无线广域网技术，而IEEE 802系列涵盖了这几个方面。

　　802.15,无线个域网(WPAN)，覆盖的范围一般在半径10m以内。WPAN是基于计算机通信的专用网，是在个人操作环境下由需要相互通信的装置构成的一个网络。它无需任何中央管理装置，为电子设备之间提供方便、快速的数据传输。

　　802.11，无线局域网接入技术(WLAN)，覆盖距离通常有10~300m，解决的是“最后一百米”的通信接入。WiFi比较适合突发性较大的业务种类，可以提供较短的响应时间，最高速率达54Mb/s。

　　802.16，无线城域网技术(WiMAX)，提供比WLAN更宽广的地域范围，覆盖可高达50km，是可与DSL竞争的“最后一公里”宽带接入解决方案。

　　802.20，移动宽带无线接入(MBWA)，也被称为MobileFi，主要是弥补802.1x协议族在移动性方面的劣势。MBWA在高达250km/h的移动速度下，可实现1Mb/s以上的移动通信能力，非视距环境下单小区覆盖半径为15km。

　　802.22，无线区域网(WRAN)，能够支持个人家庭住户、多聚居单元、小型工作/家庭场所(SOHO)等场景的一系列通信服务。

　　发展现状与趋势

　　在市场方面，目前GSM技术仍在全球移动通信市场占居优势地位。而对Wi-Fi、WiMAX、MBWA和3G，数据通信厂商亲睐前三者，而传统电信企业则拥抱3G。

　　Wi-Fi、WiMAX、MBWA和3G在高速无线数据通信领域都将扮演重要角色。这几种技术都具有相当可观的市场前景，它们彼此互补，既在局部会有部分竞争与融合，又不可互相取代。

　　从竞争的角度来看，Wi-Fi主要被定位在室内或小范围内的热点覆盖，提供宽带无线数据业务，并结合VoIP提供语音业务；3G所提供数据业务主要是在室内低移动速度的环境下，而在高速移动时以语音业务为主。因此两者在室内数据业务方面存在明显的竞争关系。WiMAX已由固定无线演进为移动无线，并结合VoIP解决语音接入问题，使得固定运营商可利用WiMAX技术来构建一个可以和3G网络抗衡的移动通信网，与3G构成了一定的竞争。WBMA与3G两者存在较多的相似性，导致它们的竞争较大。

　　从融合的角度来看，在技术方面WiFi、WiMAX、MBWA仅定义了空中接口的物理层和MAC层，而3G技术作为一个完整的网络，空中接口、核心网以及业务等规范都已经完成了标准化工作。在业务方面，Wi-Fi、WiMAX、WBMA提供的主要是具有一定移动特性的宽带数据业务，而3G最初就是为话音业务和数据业务共同设计的。双方侧重点不同，使得在一定程度上需要互相协作、互相补充。

　　未来的无线通信系统，将是多个现有系统的融合与发展，为用户提供全接入的信息服务。未来终端的趋势是小型化、多媒体化、网络化、个性化，并将计算、娱乐、通信等功能集于一身。移动终端将会面向不同的无线接入网络。这些接入网络覆盖不同的区域，具有不同的技术参数，可以提供不同的业务能力，相互补充、协同工作，实现用户在无线环境中的无缝漫游。

4类无线通信技术对比

　　大事记

　　● 1901年，马可尼成功地进行了越洋远距离无线电报通讯。

　　● 20世纪20年代，美国等国开始启用各国开始启用车载无线电等专用无线通信系统。

　　● 1945，RFID技术诞生。

　　● 20世纪60年代，卫星通信兴起，UWB技术诞生。

　　● 1971年，全球首个无线局域网络建成。

　　● 1973年，全球首个模拟移动电话系统原型建成。

　　● 70年代中期至80年代中期，模拟话音系统开始支持移动性。

　　● 1983年，全球首个商用移动电话发布。

　　● 20世纪80年代中期，数字无线移动通信系统开始在世界各地迅速发展。

　　● 1987年11月18日，我国第一个TACS模拟蜂窝移动电话系统建成商用。

　　● 1991年，摩托罗拉建成全球首个GSM网络。

　　● 1995年，中国移动的GSM和中国联通的GSM130数字移动电话网开通。

　　● 2000年5月5日，在土耳其召开的ITU 2000年世界无线大会上，中国提出的第三代移动通信制式TD-SCDMA被批准为ITU的正式标准。

　　● 2001年3月，3GPP正式接纳了由中国提出的TD-SCDMA第三代移动通信标准全部技术方案，并包含在3GPP的R4版本中。