無線通信技術前沿介紹

1、寧波理工學院無線通信技術前沿介紹XXXXXXXXXXXX專業(yè)班級XXXXXXXXXXXXXXX指導教師XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX完成日期2012年11月1日隨著電子技術和網絡技術的不斷完善和進步，我們的生活發(fā)生了翻天覆地的 變化，無線通信技術作為傳統(tǒng)通信技術的改良和換代產品，在技術方向和實現手 段等方面都將帶領我們進入一個全新的數字通信時代。本文通過對無線通信技術的現狀分析以及在我國的發(fā)展來介紹這些技術的 前沿狀況。關鍵詞：無線通信；通信技術；應用；發(fā)展；前沿概述初談無線通信技術現狀背景2012年4月11日，由專注于微波、射頻、無線技術的行業(yè)門戶網站微波射 頻網與中國歷史最

2、悠久、最權威的中國電子展聯(lián)合主辦的2012射頻及無線通信 測試研討會于深圳會展中心開啟。在本次研討會的內容有 RFID、ZigBee、LTE 到 LTE-advanced、802.11ac(5G WiFi)等熱門技術，由此我們可以了解到當今最前沿的技術和未來10年極具市場 潛力的新興技術。分析無線通信前沿技術1、RFID技術概念RFID(RadioFrequencyIdentification)是一種無線射頻識別技術，它是自動 識別技術的一種。RFID類似于條碼掃描，條碼技術是將已編碼的條形碼附著于 目標物并使用專用的掃描讀寫器利用光信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器； 而RFID則使用專用的

3、RFID讀寫器及專門的可附著于目標物的RFID標簽，利用 頻率信號將信息由RFID標簽傳送至RFID讀寫器。射頻識別是信息技術與無線電技術在自動識別領域中的結合，以該技術為基 礎構建的射頻識別系統(tǒng)通常由電子標簽、讀寫器、天線組成。射頻識別系統(tǒng)實際 上是讀寫器與電子標簽之間用無線電頻率進行通訊的無線通訊系統(tǒng)。1應用自2004年國家金卡工程2將物聯(lián)網RFID應用試點列為重點工作以來，金 卡工程每年都推出新的RFID應用試點工程。該產業(yè)市場規(guī)模在逐年增加，2009 年85億，2010年120億，2011年已達到179.7億。射頻識別RFID技術已在我 國第二代居民身份證、城市公共交通“一卡通”、電子

4、證照與商品防偽、特種設備強檢、安全管理、動植物電子標識、以及現代物流管理等領域啟動了應用試點 并發(fā)揮了巨大能量。c）淺析RFID射頻標簽是承印物與電子技術的一個典型組合應用。其在承印物上就包 含了存有產品信息的IC芯片與天線組成的射頻電路，通過天線接收來自專用閱 讀器所發(fā)射的射頻信號，并應答出標簽芯片中所包含的數據信息，也可送入主計 算機進行處理，從而實現產品非接觸式的識別、查找與管理，打破了傳統(tǒng)條形碼 識別的局限性。2RFID的優(yōu)勢在于，其具有安全性、可重復使用、穿透性、抗污染和耐用性、 體積小形狀多樣、數據容量大、可靠識別高速移動物體，遠距離讀取等。但RFID 并非已經取代條碼技術，因成本

5、低，有完善的標準體系和普遍的市場接受力，條 碼技術仍有市場，而RFID的內存芯片成本相對較貴，且開發(fā)難度大，目前在我 國仍有較大的發(fā)展空間。2、ZigBee 技術a）概念ZigBee是一組基于IEEE批準通過的802.15.4無線標準研制開發(fā)的，有關組 網、安全和應用軟件方面的技術標準IEEE僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議， ZigBee聯(lián)盟對其網絡層協(xié)議和API進行了標準化ZigBee聯(lián)盟還開發(fā)了安全層， 以保證這種便攜設備不會意外泄漏其標識，而且這種利用網絡的遠距離傳輸不會 被其它節(jié)點獲得。3b）應用該項技術主要適合于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備中，同時 支持地理定位功能?？梢?/p>

6、針對工業(yè)自動化、家庭自動化、遙測遙控、汽車自動化、 農業(yè)自動化和醫(yī)療護理、油田、電力、礦山和物流管理等應用領域。c）淺析具有低功耗、低成本、低速率、近距離、短時延、高容量、高安全、免執(zhí)照頻段等特點的ZigBee技術，目前已經展示出了非凡的應用價值。因其超低功耗、 抗干擾和網絡的健壯性等優(yōu)點，使其在無線傳感器領域發(fā)揮出巨大的作用。該技術的出發(fā)點是發(fā)展成為易搭建、低成本的無線網絡。當產品需求為成本 低、電力要求低、體積小、避免頻繁更換電池、覆蓋較大范圍時，則可以考慮使 用ZigBee技術。但事實上，目前的Zigbee最大的缺點卻是價格相對昂貴，其次協(xié)議占帶寬 的開銷量對信道帶寬要求較高，而這反過來

7、會影響通訊距離和環(huán)境適應性，于是 只好提高發(fā)射功率，進而無法滿足低功耗等優(yōu)勢特點?？梢?，現下Zigbee最大 的優(yōu)點是提供了一個業(yè)界標準，從而可以實現不同廠家的產品互相替代，對促進 競爭、繁榮市場以及長遠意義上的環(huán)保有利，但這一點是經濟學上的優(yōu)點，不少 技術人員并未理解到，從而在技術角度片面夸大了那些本不是優(yōu)點的“優(yōu)點”。 這也說明了 ZigBee技術的開發(fā)難度在于其復雜的協(xié)議。3、3G技術a）概念3G，即國際電信聯(lián)盟定義的IMT-2000，第三代移動通信，是將無線通信與國 際互聯(lián)網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統(tǒng)。能處理圖像、音樂、視頻流 等多種媒體形式，提供包括網頁瀏覽、電話會議、電子

8、商務等多種信息服務，支 持不同的數據傳輸速度。3G技術標準有三種，CDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA， 由3GPP和3GPP2來負責具體的標準化工作。而這三種技術全是以CDMA碼分址技 術為核心。Time Division Synchronous CDMA，時分同步碼分多址技術，是我國提出的 具有自主知識產權的技術。TD-SCDMA在頻譜利用率、對業(yè)務支持的靈活性、頻 率靈活性以及成本方面有其獨特的優(yōu)勢。TD-SCDMA由于采用了時分雙工，上行 和下行信道特性基本一致，因此，基站根據接受信號能夠較易地估計上、下行信 道特性。而其使用智能天線技術的先天優(yōu)勢，可以減少用戶間的干擾，從而

9、提高 頻譜利用率。4b）應用和淺析3G時代的到來，使運營商、設備制造商都迎來了謀求新一輪發(fā)展的重要機遇。3G帶來的不僅僅是技術的創(chuàng)新和業(yè)務功能的豐富，更重要的是我國移動通信產業(yè) 的重新整合與完善。其市場的成功關鍵在于它提供個性化多媒體業(yè)務的能力。多 媒體信息服務、移動定位服務，使得企業(yè)和個人可以快速獲取、選擇、發(fā)送或刪 除照片、錄像等信息，大大增加了操作有效性和反應次數，并提供了移動用戶的 地理位置和相關服務。更大的業(yè)務傳輸速率也使得在移動通信服務中占據了越來 越重的位置。移動電子商務的發(fā)展，則成為主要的潛力應用和最大受益者，股票 交易、移動辦公室、網上購物和電子雜志分銷等電子商務得到快速應用

10、。4、5G WiFi(802.11ac)概念802.11ac的核心技術主要基于802.11a，繼續(xù)工作在5.0GHz頻段上以保證向 下兼容性，但數據傳輸通道會大大擴充，在當前20MHz的基礎上增至40MHz或者 80MHz，甚至有可能達到160MHz。再加上大約10%的實際頻率調制效率提升，新標 準的理論傳輸速度最高有望 達到1 Gbps，是802.11n 300Mbps的三倍多。應用和淺析作為無線世界的高速公路，WiFi正面臨著時時堵車的窘境。幸好擁有8車道 的第五代無線標準(5G WiFi)802.11ac已經上路了，它的到來將有望改變 WiFi “嚴重堵車”的現狀！802.11ad的出現

11、針對的是多路高清視頻和無損音頻超過1Gbps的碼率的要 求，它將被用于實現家庭內部無線高清音視頻信號的傳輸，為家庭多媒體應用帶 來更完備的高清視頻解決方案。新技術、新變化、新需求為工程師們創(chuàng)造了一個非常復雜的全新環(huán)境，他們 需要使用新一代射頻及無線測試工具，來應對當前更為嚴峻的設計挑戰(zhàn)。而隨 著近年來電子設備的高度集成，3G、4G(LTE、WiMAX)、5G WiFi(802.11ac)為代 表的無線通信的快速發(fā)展，以及物聯(lián)網、RFID、ZigBee的廣泛應用。新應用領域、新技術推動射頻微波及無線通信技術全面快速的發(fā)展，中國已成為該領域增 長速度最快的市場之一。參考文獻引自RFID技術與在物聯(lián)網中的應用電子設計工程2011/17期引自基