海軍通信工程勘察設(shè)計(jì)應(yīng)用研究所 張 兵

海軍通信訓(xùn)練辦公室 黃威剛

一、目前主流無(wú)線寬帶通信技術(shù)

(一)Wi-Fi技術(shù)

Wi-Fi技術(shù)是一項(xiàng)得到廣泛部署的高速無(wú)線寬帶接入技術(shù)，其推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織“Wi-Fi聯(lián)盟”完成，并且制定了802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等一系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決“最后100米”的末端接入問(wèn)題，可有效拓展有線通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍。

(二)WiMAX技術(shù)

WiMAX全稱是Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯(lián)接入，是一項(xiàng)基于802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對(duì)微波和毫米波段提出的無(wú)線接口協(xié)議。

(三)3G技術(shù)

3G技術(shù)是指第三代移動(dòng)通信技術(shù)，它是將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)，目前3G技術(shù)存在三種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。

(四)LTE技術(shù)

LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))是由3GPP(第三代合作伙伴計(jì)劃)組織制定的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)，于2004年12月在3GPP多倫多TSG RAN#26會(huì)議上正式立項(xiàng)并啟動(dòng)。LTE系統(tǒng)引入了OFDM(正交頻分復(fù)用)和MIMO(多輸入多輸出)等關(guān)鍵傳輸技術(shù)，顯著增加了頻譜效率和數(shù)據(jù)傳輸速率，并支持多種帶寬分配，且支持全球主流2G/3G頻段和一些新增頻段，因而頻譜分配更加靈活，系統(tǒng)容量和覆蓋也顯著提升。LTE系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更加扁平化簡(jiǎn)單化，減少了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)復(fù)雜度，從而減小了系統(tǒng)時(shí)延，也降低了網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)成本。

二、我國(guó)無(wú)線寬帶通信應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在中國(guó)，Wi-Fi和WiMAX在應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的新要求時(shí)努力尋求新的機(jī)遇，表現(xiàn)出了良好的發(fā)展勢(shì)頭。互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心中國(guó)分析師認(rèn)為：日趨強(qiáng)烈的移動(dòng)需求、不斷增加的用戶群規(guī)模、持續(xù)降低的終端價(jià)格以及在企業(yè)應(yīng)用中接入無(wú)線網(wǎng)的終端設(shè)備越來(lái)越多樣化，應(yīng)用在掌上游戲機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電子書閱讀器、藍(lán)光設(shè)備和個(gè)人視頻錄像機(jī)等每一種終端設(shè)備都是拉動(dòng)無(wú)線接入市場(chǎng)發(fā)展的助推器；隨著企業(yè)市場(chǎng)趨于成熟和數(shù)字家庭市場(chǎng)持續(xù)火爆，中國(guó)無(wú)線寬帶接入市場(chǎng)將出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)。

國(guó)內(nèi)多家知名電信企業(yè)在無(wú)線寬帶領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)表現(xiàn)在：

(1)結(jié)合聯(lián)合檢測(cè)提高抗干擾能力，增強(qiáng)零陷技術(shù)和智能天線實(shí)現(xiàn)了高干擾抵消性能以及高移動(dòng)性能。

(2)切換過(guò)程的可靠性和切換成功率通過(guò)適用性強(qiáng)的先建后拆切換技術(shù)來(lái)加以保證，提高了移動(dòng)狀態(tài)下的業(yè)務(wù)性能。

(3)為確保提高動(dòng)態(tài)調(diào)制的判決準(zhǔn)確度，自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)性能改進(jìn)通過(guò)噪聲預(yù)估和精確信道。

(4)為避免相鄰小區(qū)同頻干擾，采用動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)通過(guò)動(dòng)態(tài)信道分配。

目前，我國(guó)配用電通信主要采用電力230MHz無(wú)線通信專網(wǎng)以及公網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)等，由于受、通信傳輸容量有限、頻點(diǎn)數(shù)量少、通道傳輸數(shù)據(jù)的安全性等問(wèn)題制約，無(wú)法滿足智能電網(wǎng)中配用電業(yè)務(wù)全面寬帶化、人工智能化、互動(dòng)協(xié)作化的需求，成為實(shí)現(xiàn)配用電系統(tǒng)智能化的主要瓶頸之一。國(guó)家電網(wǎng)此次成功研發(fā)的電力無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)單扇區(qū)通信速率達(dá)到上行時(shí)的1.76Mbit/s和下行時(shí)0.711Mbit/s，無(wú)中繼覆蓋達(dá)到密集城區(qū)3千米、郊區(qū)30千米的水平。單基站支持同時(shí)在線用戶13320個(gè)，具備業(yè)務(wù)應(yīng)用接口多樣豐富、組網(wǎng)便捷靈活、支持多種信息加密技術(shù)等特點(diǎn)，不但能夠滿足智能電網(wǎng)中智能配網(wǎng)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)視頻傳輸、應(yīng)急通信等業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)、高可靠通信需求，而且將在配電監(jiān)測(cè)、智能用電、電動(dòng)汽車運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)建設(shè)等方面發(fā)揮重要作用。

三、我國(guó)無(wú)線寬帶通信發(fā)展趨勢(shì)

談及我國(guó)無(wú)線寬帶通信的發(fā)展，頻譜這個(gè)問(wèn)題是未來(lái)一個(gè)寬帶移動(dòng)通信里面最大的問(wèn)題，核心的問(wèn)題，解決不了它，等于是在那看著一個(gè)很漂亮的辦公大樓卻不能使用。所以，頻譜的這種使用策略就非常值得研究，使其更快的投入實(shí)際使用中。在這里面我們用來(lái)克服這個(gè)瓶頸，克服這個(gè)瓶頸里面我們需要考慮研究的成果，在這里面智能高效例如新技術(shù)引入，智能高效頻譜利用認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)也是在未來(lái)有影響有作用的。簡(jiǎn)單來(lái)講，無(wú)線設(shè)備通過(guò)感知周圍環(huán)境，并調(diào)整自身的操作參數(shù)，從而智能、動(dòng)態(tài)使用那些暫時(shí)閑置的頻譜，這就為我們提供這樣一個(gè)策略。所以科研機(jī)構(gòu)需要去做一些這種理論上講成立的、需要去研究頻譜管制的策略。其中有相當(dāng)一部分項(xiàng)目已經(jīng)在國(guó)家層面上設(shè)立起來(lái)，也跟國(guó)際上許多技術(shù)開發(fā)者交流，在ICU里面也已經(jīng)立項(xiàng)，機(jī)構(gòu)以及科研工作者必須選擇好工作頻段。目前市場(chǎng)中的主流企業(yè)對(duì)于工作頻段的選取有著固定特有的較強(qiáng)需求，在這里面2300-2400是項(xiàng)目首選頻段。實(shí)際上在做測(cè)試的時(shí)候，科研工作者在全國(guó)做眾多測(cè)試過(guò)程中絕大部分頻段為閑置狀態(tài)，效果并不理想。

在發(fā)展趨勢(shì)中，WiMAX和WiFi結(jié)合提供的無(wú)線傳輸鏈路優(yōu)勢(shì)為：支持組播轉(zhuǎn)發(fā)控制、避免廣播風(fēng)暴能力；單扇區(qū)提供18Mbps帶寬，支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)組網(wǎng)；支持?jǐn)?shù)據(jù)超遠(yuǎn)距離傳輸；帶寬管理(避免不同路的攝像頭爭(zhēng)搶帶寬)；安裝方便，維護(hù)簡(jiǎn)單。數(shù)據(jù)顯示，目前Wi-Fi在全球行業(yè)總值將達(dá)到190億美元，2014年Wi-Fi功能手機(jī)將達(dá)到5億部，全球業(yè)務(wù)年增長(zhǎng)率為25%；中國(guó)Wi-Fi在數(shù)字家庭、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)及醫(yī)療衛(wèi)生與健康等主要市場(chǎng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)應(yīng)用布點(diǎn)，到2010年的規(guī)模將達(dá)到二十八萬(wàn)多個(gè)，未來(lái)三年內(nèi)預(yù)期還將增長(zhǎng)四倍。自從2002年啟動(dòng)中國(guó)的Wi-Fi市場(chǎng)以來(lái)，除去訪問(wèn)點(diǎn)和外部網(wǎng)卡的市場(chǎng)占有量，中國(guó)企業(yè)Wi-Fi市場(chǎng)的規(guī)模每年的增長(zhǎng)率將穩(wěn)定在45%；中國(guó)筆記本電腦內(nèi)置有Wi-Fi芯片的產(chǎn)品出貨量中的90%以上，消費(fèi)移動(dòng)電話以及移動(dòng)平板電腦在Wi-Fi設(shè)備整體市場(chǎng)中所占的比重也越來(lái)越大。尤其需要指出的是，無(wú)線寬帶所能提供的高移動(dòng)性與平板電腦的普及并能夠推動(dòng)“內(nèi)部應(yīng)用駐地網(wǎng)”發(fā)展主要原因是市場(chǎng)企業(yè)提高辦公效率是所有企事業(yè)單位追求的目標(biāo)。

以上是寬帶無(wú)線發(fā)展目前的關(guān)鍵要素，但是系統(tǒng)的容量始終是無(wú)線移動(dòng)寬帶發(fā)展的主要問(wèn)題，科研工作者必須研究更新更可靠地技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)信息論、壓縮感知還有認(rèn)知無(wú)線電等等，這些都可能為我們未來(lái)的發(fā)展提供技術(shù)手段。所不同的是我國(guó)的研發(fā)實(shí)力還較為欠缺，還需要研究，在我們運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商、政府部門監(jiān)管政策會(huì)面臨的挑戰(zhàn)，最重要是我們安全面臨什么樣的挑戰(zhàn)，只有這樣來(lái)做才能把我們寬帶無(wú)線通信朝著一個(gè)健康、有序的方向發(fā)展。

綜合分析顯示在目前中國(guó)的寬帶通信市場(chǎng)中，雖然Wi-Fi和WiMAX無(wú)線寬帶通信接入技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還處于擴(kuò)張階段，但已展示出了強(qiáng)大的發(fā)展?jié)摿?；隨著技術(shù)與設(shè)備的完善及產(chǎn)業(yè)鏈的逐步形成，其市場(chǎng)正步入高速發(fā)展時(shí)期。

[1]韓旭東,周飚.下一代高速無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電信科技,2005(03).