未来无线通信技术的展望

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                           图 未来无线通信网络构架 

无线通信技术的飞速发展，源于人们摆脱束缚的愿望。近年来，3G、WiMAX、WLAN、UWB和Zigbee等各种无线通信技术层出不穷，人们在享受自由通信的同时也不得不面对这样一个问题：无线技术将朝着怎样的方向发展？

“4化”成为发展趋势 

当前，无线通信技术和市场飞速发展，在新技术和市场需求的共同作用下，未来的无线通信技术呈现出网络异构化、扁平化、IP化、泛在化等几大趋势。 

异构化 异构无线网络融合是移动通信系统发展的重要趋势。为了适应不同的通信环境以及满足用户业务的宽带化、个性化、智能化要求，无线接入网络出现了多种技术并存的情况。一方面，3G技术拥有强大的网络管理和业务提供能力；另一方面，IEEE 802系列的技术研发和商业应用的速度非常迅速，并且其鲜明的技术特征、清晰的市场定位成为这些技术快速占领市场的关键。此外，包括超宽带(UWB)、蓝牙等在内的短距离无线通信为用户提供了更高速、更快捷的无线接入。因此，异构性更强、多样化更明显成为今后无线通信发展的主旋律。 

扁平化 未来无线通信的发展中，扁平化也是一个重要的特征。层次复杂的网络结构，会造成一些严重的问题：首先，全网多级投资计划建设，建设模式不尽相同，缺乏统一规划和管理，难以达到全网最优化设计；其次，网络结构层次和网络管理层次增多，会造成网络的性能指标下降，同时加大了建设和维护成本；第三，较多的网络层次，会使业务开展成本和业务维护成本增加，尤其是给全网性增值业务的开放带来困难。因此，网络结构的简单化、扁平化已成为未来无线通信发展的一个重要趋势。 

IP化 随着IP技术的发展，移动网络逐渐面向全IP网络的趋势发展。业界希望最终能够形成具备互操作的、融合的网络结构，这将使得企业节省大量的投资，控制成本和风险，对最终用户实现各种网络的漫游和业务接入。未来要实现不同无线技术共用同一个核心网络，就必须积极推动网络融合工作，网络的全IP化有助于无线技术和核心技术的紧密集成。除此之外，全球移动用户和业务流量将不断增加，无线通信中不同的应用和服务对数据速度和带宽会产生不同的需求，只有使网络向着全IP的方向演进，才能同时满足各种高流量等级和不断变化的需求。未来网络的全IP化将是一个渐进的过程，它会逐步从核心网到接入网再到移动台。 

泛在化随着IT产业的深入发展，信息逐渐渗透到人们日常生活的方方面面。网络的泛在化使得任何人无论何时何地都可以通过合适的终端设备与网络进行连接，获取个性化的信息服务。在未来的泛在网络环境中，网络将自然而深刻地融入人们日常的工作和生活中，主动感知用户场景的变化并进行信息交互，通过分析用户的个性化要求主动地提供服务。相应地，终端设备也将具备智能型接口及环境感知能力，使用户的使用更加简单和方便，从而满足我们对未来无线通信技术以用户为中心、随时随地接入网络的要求。 

3大关键技术 

未来无线通信技术的传输速率更高，同时具有更高的安全性、智能性和灵活性，以及更好的传输质量和服务质量。为了达到这样的设计目标，未来无线通信系统中，将可能采用以下一些关键技术。 

智能天线 智能天线采用空分多址(SDMA)技术，利用有用信号和干扰信号在传播方向上的差别，选择恰当的合并权值，形成正确的天线接收模式，将同频率、同时隙的信号从空域区分开来。它能够成倍地扩展通信容量，并能够和其他复用技术相结合，最大限度地利用有限的频谱资源，同时还可以有效地克服无线通信中复杂地形、建筑物结构等对电波传播的影响，以及多径、共信道干扰等产生的不利影响。随着技术的日益成熟，智能天线将在未来的无线通信中得到更为广泛的应用。 


软件无线电 软件无线电技术的基本思想是将宽带A/D(模-数转换)和D/A(数-模转换)靠近射频天线，并尽可能多地用软件来定义无线功能，使得各种功能和信号处理都尽量用软件实现。其技术核心是在通用的通信硬件平台上，加载不同的通信软件以实现不同通信方式的转换。它不仅能够极大地缩短通信系统开发的时间和成本，还可以解决未来不同标准的系统间的兼容性，满足系统高度灵活性和扩展升级能力的需求。 

MIMO技术 MIMO技术是指在发射和接收端同时使用多个天线传送和接收信号的无线通信技术。它运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，开发空间资源，建立空间并行传输通道，在不增加带宽与发射功率的情况下，成倍提高无线通信的质量与数据速率。具体而言，它具有减轻多径衰落、有效抑制或消除共道干扰、提高频谱利用率、增加发射效率、减小空间电磁干扰及增大系统容量等优点，有效地提高了系统性能，是未来无线通信系统的关键技术。 

OFDM技术 OFDM技术的基本思想是将高速数据流分解成多个低速数据流，使各个低速数据流在不同的子载波上并行传输。子载波上较低的传输速率意味着每个子载波信道都具有平衰落特性，从而有效克服频率选择性衰落带来的不利影响，减少由于符号间干扰所带来的性能损失。最大限度地利用频谱资源来提高系统吞吐量。未来,OFDM技术可用来解决高速信息流在无线信道中的传输问题，实现更为广泛的多媒体业务和更快的传输速度。 

融合成为主旋律 

无线通信飞速发展，新的技术和标准层出不穷,但是，孤立的网络连接在未来通信中是毫无意义的。用户更希望能通过手中的多模终端，根据自己的需求随意地接入合适的网络进行通信,即未来各无线技术间应该是融合的、可快速切换的。 

融合是未来无线技术发展的主旋律，具体来讲，主要有以下几个鲜明的发展方向： 

第一，网络泛在化推动短距离无线技术与蜂窝网技术走向融合。短距离无线通信技术一直多用于物流和消费电子产品领域，主要实现计费和监测功能。近年来，随着通信技术和集成电路技术的发展，RFID、Zigbee、蓝牙等短距离无线技术开始和蜂窝网技术结合，并衍生出了一系列新业务。日韩、欧洲推出的无所不在的网络(泛在网络)概念中，短距离无线通信也被赋予了关键的任务。在香港，首个融合了RFID与3G技术的物业资产管理解决方案已经在数码港试用，并达到了缩短物业管理人员检查和响应时间的效果。随着IPv6以及物流技术的发展，短距离无线技术会更多地与蜂窝网技术结合应用。 

第二，移动与宽带无线技术在互补和竞争中走向融合。移动通信的成功发展、宽带业务的迅速增长以及Wi-Fi的成功，促成了WiMAX、Flash-OFDM等多种宽带无线技术的诞生。另一方面，WiMAX的出现又推动了3G增强型技术的发展。两者将在互补和相互竞争中发展，最终在4G时代实现融合。在具体实现上，既要兼顾网络设备端对宽带无线技术与3G的支持，又要对终端产品进行改造。目前，众多手机和比较本电脑制造商都开始大力开发3G/WiMAX双模甚至3G/WiMAX/Wi-Fi三模手机，以及兼容这些无线技术的笔记本电脑，并已经在一些发达国家成功应用。 

第三，视频、多媒体业务的需求刺激数字电视广播和无线通信技术走向融合。利用地面数字电视广播技术为移动用户提供语音、视频节目也是无线通信技术的一个发展方向。就视频业务来说，在现有的移动网络上开展视频业务存在着网络带宽、功耗、资费以及合适的商业模式等问题。而地面数字电视广播则具有高传输码率、大带宽的广播信道，资费相对低廉等特点，两者的结合可以为移动网络中存在的上述问题提供新的思路。 

灵活、便捷、无限自由沟通是人们对未来通信的需求，也是推动通信技术发展的源动力。多样化的无线技术的背后是各种技术融合的发展趋势。如何将应用于不同场景下的无线技术融于全IP的泛在网络是一个十分具有挑战性的课题。