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无线通信网络理论与技术

发布时间:2025-09-13 01:24:40

❶ 从1G到4G:无线通信原理浅析

1G——2G——2.5G——3G——4G

让我们从一个电磁波开始

我们知道,随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。

但是有一个问题, 传输距离短 ,这些电磁波往往是低频的,发射能力很弱,所以我们需要找一些高频信号把这些低频信号载到遥远的地方。像这样把低频信号加载到高频信号上去,叫做调制,他的反过程叫做解调。好,现在我们可以发射信号了

还有一个问题, 信号衰减怎么办?不能增加发射功率,那样只能让手机越做越大,要用蜂窝。每个蜂窝中有一个基站,对信号进行放大增强。为了不冲突,相邻的蜂窝之间不能使用相同频段的信号(相同频段,互相干扰,所以在蜂窝之上进行跳频传输)

有了这些理论,我们的1G网络诞生了。1G网络传输的是模拟信号,他采集到模拟信号,经过放大加强,调制之后发射出去,然后通过蜂窝进行传输。

简易的振荡发射电路,(声音采集,放大,调制)它可以用作无线麦克,无线遥控和窃听,1G网络最经典的应用就是大哥大。模拟信号手机,9字头的号码,只能打电话,不可以互通短信。当时的大哥大设备极其昂贵,只有香港的大哥们用得起,所以江湖人称大哥大,绝对是身份与地位的象征,在当时的上流社会,就像阿玛尼一样流行。

但是大哥大有一个特性十分令人忧伤,就是 1G网络通话不能保密 ,只要我们用一个振荡电路,调到相应的频率,就可以窃听语音通话,商业洽谈,私人聚会,情侣之间,都可以,甚至有私家侦探通过窃听大哥大来调查婚外情。日本作家东野圭吾还以这种窃听为原型写了一本悬疑书,叫做《嫌疑人X的现身》。 被人窃听,这实在是太糟糕了。另外通话质量差,不能提供数据业务都昭示着它终将被时代所淘汰,成为历史。

那么怎么保密呢, 电磁波整段传输十分容易被窃听 ,一位科学家就想,可不可以把它化整为零,切成小的数据块在不同的频段和时段来传输呢。这就的是数字通信的雏形。这位科学家没有想到,这样一个简单的想法,竟给通信领域带来了翻天覆地的变革。

数字信号产生,很简单,就是对模拟信号进行采样量化, 采样频率是指一秒钟内采样的次数。量化位数是对信号的幅度进行数字化。位数越高越接近原始的波形。

而量化采样所带来的问题就是 失真 ,那么如何保真?

GSM解决了1G网络的所有疑难杂症,他使用13和15字头的号码,抗干扰能力强,安全性高,支持低速数据业务(比如浏览网站,短信和彩信),但是这一切依旧不能改变 GSM效率低下 的事实。

GSM网络使用的是电路交换,类似于我们所使用的电话,通信双方通过拨号连接到网络,然后进行通信,一旦连接建立,始终占用信道,直到停止拨号。这就是我们所俗称的长连接。

所以GSM这种特点为他带来了两个极其尖锐的缺点。

1.信道利用率低,信道有限,一旦拨号,即使什么也不做,也会占用信道,限制了带宽,限制了数据业务的应用,也无法实现移动的多媒体业务。造成资源的浪费。

2.短信送达不及时,当用户发送短信的时候,短消息首先被发送到短信中心的服务器中,再由服务器转发给接收用户。如果用户不在线,不能正常通信,则该条短消息进行一定的延时后重新发送。如果接收方一直不上网,由于服务器缓存有限,也许过上一两天,这条短信就丢掉了。

于是GPRS网络应运而生了,通用无线分组业务,GPRS采用分组交换技术来提高效率,用户只有在发送或接收数据期间才占用资源。这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道,从而提高了资源的利用率。另外GPRS使用了实时在线策略, 手机一开机就自动附着到GPRS网络上,采用这种附着方式连接网络是免费的,用户只有数据流量传递时,才会收取费用。以流量为依据,多用多收,少用少收。所以我们可以看到,从GPRS开始,2G网络的性能有了极大的提高,同时也有了数据流量的概念,为之后3G时代的开启奠定了基础。所以说GPRS是承前启后的一部杰作,我们习惯上把他定义为2.5G网络。

GPRS在获得极大成功的同时,也为我们带来了新的问题:数据片如何重组,如何排序,如何同步,以及如何纠错。这些问题在经典的TCPIP中,给出了详尽的答案,不作赘述。可以看出,当进入2.5G分组时代,所面临的已经是网络问题了,互联网与通信网相融合已经初露端倪。

随着手机上网用户的激增,GPRS开始变得拥挤,不堪重负 ,效率低下又一次来临了。如何提高效率,频率已经趋于饱和,而且已经运用了分组技术,那么我们还能怎么办?

可以看出,通信技术的每一次进步,都是对原有系统的切割细化过程。无线电波在传输过程中有衰减,那么我们把传输距离切割,加入多个基站,形成蜂窝系统,使中远距离通信成为可能。模拟信号在传输中易被窃听,那么我们把模拟信号进行切割,形成数字信号跳频传输,使数据安全得以保障,于是有了GSM网络。GSM是单用户独占信道,效率低下,我们把信道的使用权进行切割,多用户分时共用信道,于是有了分组网络GPRS。由于用户激增,GPRS变得拥挤,我们为每个用户贴上识别码,多用户同时共用信道,于是有了3GCDMA网络。

三个标准共存,谁也不能保证自己能笑到最后,用穷举法去应对不确定性才是大国战略,所以中国并没有竭尽全力去发展TD-SCDMA,而是让联通购买WCDMA使用权,电信购买CDMA2000使用权,而让在GPRS时代大赚了一笔的移动去开发TD-SCDMA。

WCDMA全称为Wideband CDMA宽频分码多重存取,联通2G时代的基建本身就很少很差,所以直接跳过这些2G基站,在各大城市建设了很多新的WCDMA基站。所以3G时代在城市里,联通的信号是最好的。机型也最多,由于WCDMA是欧洲制式,那时任何一款水货智能机基本上都支持WCDMA(iphone,爱立信、诺基亚、富士通、夏普,三星,谷歌)。以前诺基亚一家独大,他的GSM系统在全球极其完善,因此WCDMA具有先天的市场优势。是当时世界上使用最广泛,服务种类最丰富的3G标准,占据全球80%以上市场份额。

CDMA2000是高通的技术,其中的CDMA20003x方案是3G标准,实际上就是把三个低速的CDMA20001x信道捆绑在一起,应用了多路载波技术,达到了提速的目的,虽然简单,但是由于没有采用新的通信协议,不用新建基站,所以对于走农村包围城市路线的电信来说是不小的福音,因而从CDMA2000城市到村镇,覆盖面最广。但是手机终端较贵。因为高通要收取的高额专利费。所以很多手机厂商做多模手机时,联通+移动版和电信版往往会分开来做,而三网通手机往往会昂贵不少,那就是交的专利钱。

TD-SCDMA就很一般了,中国的国企,执行能力非常强悍,能够吃苦耐劳,但是因为通信技术起步较晚,技术不成熟,产业链不完整,导致产品远远落后于上述两个标准,传输速度很慢,基站笨重且辐射大(由于建筑物密集,一般大城市都限制基站布设,谁也不愿意这样一个庞然大物整天在自己头上朝着自己辐射高频电磁信号),而且由于技术方面的原因,移动速度超过120KM/小时,接受不到稳定的信号,这是简直是出差族的噩梦。但由于中国人自己研发,具有知识产权,所以被大量用作军用通信网的核心交换任务。所以TD-SCDMA的最大用户不是中国人民,而是中国人民解放军。

从2G时代的时分、频分到3G时代的码分,其实无线通信信道的效率已经被我们压榨的差不多了,当人们还在疑惑通信速率是否已经到达瓶颈的时候,来自IT行业的降维打击到来了。

碎碎念了这么多,感谢你能看到这里,在不远的将来,我们将会迎来5G时代,科技在进步,愿我们的生活也将越加美好。

❷ 无线传输的方式及原理

也是使用tcp/ip协议通信传输网络,和有线网大同小异,只是传输介质不同,有线使用铜线介质传输,无线使用无线电波传输,这样无线电有频率和波段,大多数咱们使用的无线路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信号传输。

与有线传输相比,无线传输具有许多优点。或许最重要的是,它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。
在无线通信中频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。
信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。接收和发送信号都需要天线,天线分为全向天线和定向天线。在信号的传播中由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地,形成多径信号。
无线通信原理——基本原理
无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。简单讲,无线通信是仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式。
1,无线频谱
所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。声音和光是电磁波得两个例子。无线频谱(也就是说,用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波)中的波是不可见也不可听的——至少在接收器进行解码之前是这样的。
“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体,这些波具有不同的频率和波长。无线频谱包括了9khz到300 000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如,AM广播涉及无线通信波谱的低端频率,使用535到1605khz之间的频率。
当然,通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此,全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构,它确定了国际无线服务的标准,包括频率分配、无线电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准,那么在制造无线设备的国家之外就可能无法使用它们。
2,无线传输的特征
虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处——例如,包括协议和编码的使用——但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。
正如有线信号一样,无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。
3,天线
每一种无线服务都需要专门设计的天线。服务的规范决定了天线的功率输出、频率及辐射图。
无线信号传输中的一个重要考虑是天线可以将信号传输的距离,同时还使信号能够足够强,能够被接收机清晰地解释。无线传输的一个简单原则是,较强的信号将传输的比较弱的信号更远。
正确的天线位置对于确保无线系统的最佳性能也是非常重要的。用于远程信号传输的天线经常都安装在塔上或者高层的顶部。从高处发射信号确保了更少的障碍和更好的信号接收。
4,信号传播
在理想情况下,无线信号直接在从发射器到预期接收器的一条直线中传播。这种传播被称为“视线”(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,并且可以接收到非常清晰的信号。不过,因为空气是无制导介质,而发射器与接收器之间的路径并不是很清晰,所以无线信号通常不会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信号的路线时,信号可能会绕过该物体、被该物体吸收,也可能发生以下任何一种现象:发射、衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生这三种现象中的那一种。
(1)反射、衍射和散射
无线信号传输中的“反射”与其他电磁波(如光或声音)的反射没有什么不同。波遇到一个障碍物并反射——或者弹回——到其来源。对于尺寸大于信号平均波长的物体,无线信号将会弹回。例如,考虑一下微波炉。因为微波的平均波长小于1毫米,所以一旦发出微波,它们就会在微波炉的内壁(通常至少有15cm长)上反射。究竟哪些物体会导致无线信号反射取决于信号的波长。在无线LAN中,可能使用波长在1~10米之间的信号,因此这些物体包括墙壁、地板天花板及地面。
在“衍射”中,无线信号在遇到一个障碍物时将分解为次级波。次级波继续在它们分解的方向上传播。如果能够看到衍射的无线电信号,则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的物体——包括墙壁和桌子的角——会导致衍射。
“散射”就是信号在许多不同方向上扩散或反射。散射发生在一个无线信号遇到尺寸比信号的波长更小的物体时。散射还与无线信号遇到的表面的粗糙度有关。表面也粗糙,信号在遇到该表面是就越容易散射。在户外,树木会路标都会导致移动电话信号的散射。
另外,环境状况(如雾、雨、雪)也可能导致反射、散射和衍射
(2)多路径信号
由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地。这样的信号被称为“多路径信号”。多路径信号的产生并不取决于信号是如何发出的。它们可能从来源开始在许多方向上以相同的辐射强度,也可能从来源开始主要在一个方向上辐射。不过,一旦发出了信号,由于反射、衍射和散射的影响,它们就将沿着许多路径传播。
无线信号的多路径性质既是一个优点又是一个缺点。一方面,因为信号在障碍物上反射,所以它们更可能到达目的地。在办公楼这样的环境中,无线服务依赖于信号在墙壁、天花板、地板以及家具上的反射,这样最终才能到达目的地。
多路径信号传输的缺点是因为它的不同路径,多路径信号在发射器与接收器之间的不同距离上传播。因此,同一个信号的多个实例将在不同的时间到达接收器,导致衰落和延时。
5,固定和移动
每一种无线通信都属于以下两个类别之一:固定或移动。在“固定”无线系统中,发射器和接收器的位置是不变的。传输天线将它的能量直接对准接收器天线,因此,就有更多的能量用于该信号。对于必须跨越很长的距离或者复杂地形的情况,固定的无线连接比铺设电缆更经济。
不过,并非所有通信都适用固定无线。例如,移动用户不能使用要求他们保留在一个位置来接收一个信号的服务。相反,移动电话、寻呼、无线LAN以及 其它许多服务都在使用“移动”无线系统。在移动无线系统中,接收器可以位于发射器特定范围内部的任何地方。这就允许接收器从一个位置移动到另一个位置,同时还继续接受信号。
具体的数据传输原理是一样的:数据是0和1 任何复杂的数据都是通过0和1表达出来的 比如说 发送 您好 两个字 还原成最本质的数据就是一串0和1混在一起的数字 而0和1对于物理层来说 就是两种状态 所以理论上 任何能表示两种状态的物理现象并且可以传播的都可以用于传输数据 包括光 电 电磁波等等

比如说 可以用灯灭表示0 灯亮表示1 那我在远处对着你恍恍手电筒就完成了一次无线传输。
而对于日常用到的无线传输 采用的是电磁波的方式
电磁波的传输原理大概是:电流流过导体时 会对周围产生电磁波 而导体在电磁波环境中 会产生电流
这样 我这边用一根铁棍 两边接上电 然后控制铁棍中的电流 就会在空间中产生一定规律的电磁波 而对应的 另一方在我产生的电磁波的范围内 放另一根铁棍 这根铁棍里就会产生有规律的电流 这样就完成了物理层面上最基本的两种状态的表达 从而传输了数据。
通常我们管这样的铁棍叫做天线

❸ 无线通信技术分为哪些种类

1、无线通信技术的发展过程

回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。 无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800khz中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。 在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。

20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年代发展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字hdtv传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;

第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150mhz vhf单工汽车公用移动电话系统mts。

第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至uhf450mhz,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。

第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800mhz,美国bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了amps试验。

第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了d-amps、tacs、etacs、gsm/dcs、cdmaone、pdc、phs、dect、pacs、pcs等各类系统与业务运行,频段扩展至900mhz~1.9ghz,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。

第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动tmt-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的itu-r tg8/1第18次会议上5类rtt技术标准共6种方案成为最终结果。中国的td-scdma方案也已成为其中之一。应该指出,utrawcdma ds及tia cdma2000mc的相应起步样机已经诞生,包括以gsm、csmaone后向兼容为基础的第二代半过渡设备(g)edge、cdma is-95b hdr(2.4mbit/s峰值速率,64qam调制)及cdma2000-1x等亦已推出。

此外,为接续internet移动游览应用的无线应用协议(wap)与无线连接技术蓝牙(blue tooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(phs、pas、pacs、dect)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(blue tooth)、红外线、dect、ieee802.11和共享无线接入协议(swap)/homerf等系统。继广域网(wan、wind、area network或城域网,man,metropolitan area network)、局域网(lan,local area network)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(wpan、wireless personal area network)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,wpan成为一个受人瞩目的新热点,wpan的研究组成立不到1上,就演变为ieee的专门工作组ieee802.5(即wpan working group,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。

比较而言,blue tooth系统更具有代表性,它正根据wpan的概念向前发展。事实上,blue tooth和wpan的概念相辅相成,blue tooth已经是wpan的一个雏形。从它最初由ericsson,ibm,inter,nokia和toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3com,lucent,microsoft和motorola,与上述5公司一样作为blue tooth的发起组织,使它在与swap、ieee802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动blue tooth的发展,blue tooth的标准是非专利的,blue tooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。

2、我国无线通信技术的发展

当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个tacs制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了gsm数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了gsm移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了gsm网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。

从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是gsm网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为gsm系统在技术和经济方面均比tacs系统有较大的优势,更重要的是我国在gsm运营领域引入了竞争机制,促进了gsm网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。

近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。

3、今后无线通信技术的趋势

21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及ip技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:

(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2mbit/s发展。

(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(wap)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与ip业务的融合。

(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动ip正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种ip应用以及移动ip技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与ip技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。

(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向ip网络过渡的趋势已不可阻挡,ip技术将成为未来网络的核心关键技术,ip协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(gprs)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以ip为基础组网,开始了移动骨干网ip应用的实践。

4、无线通信技术在数字社区中的应用

无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。blue tooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,blue tooth标准已制定了和计算机以及与internet、pstn、isdn(integrated services digital network)、lan、wan、xdsl (xdigital subscriber loop)等网络的接口协议,其目标是用单一的blue tooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据ieee802.15的发展计划,可以将速率提高到20mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。

internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上blue tooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上blue tooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。pda(personal digital assistant)装上blue tooth系统后,采用无线方式收、发e-mail甚至浏览网页将更为方便。blue tooth的硬件电路可以做到微型化,在headset上应用非常合适。装上blue tooth系统的headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给blue tooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,blue tooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或ic锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到internet上的话,可以实现网上购物。

未来的信息家电将以internet和家庭网络为基础、以无线连接实现双向传输,是具有一定智能的3c(computer、communication和consumer)相融合的信息产品。以蓝牙技术设计的数字手机、家庭及办公室电话、小型pbx等电话系统,实现了真正意义上的个人通信。蓝牙提供了低成本、低功耗的无线接入式,顺应了现代通信技术和应用的发展潮流,在信息家电和移动通信等方面具有巨大的发展潜力。蓝牙技术自提出以来,在短短的2年内已风靡全球。根据市场调查和预测,1999年蓝牙技术的产品全球销量几乎为零,2000年猛增到3670万美元,2001年将在到1.26亿美元,2006年可达到到6.99亿美元;2002年,全球使用蓝牙技术的计算机外围设备将达到1.5亿台,使用蓝牙技术笔记本电脑将达到2500万部;2003年全球90%以上的笔记本电脑将使用蓝牙技术,2006年全球将推出6.7亿台使用蓝牙技术的信息家电。

回顾无线通信的发展历程,个人通信的移动性与无缝隙覆盖多媒体综合业务需求将愈来愈突出。频谱延伸至毫米波、亚毫米波的电磁“无线光纤”乃至激光与粒子通信范畴的无线通信将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。市场是发展的驱动力。尽管我国的移动通信和互联网发展十分迅速,但我国目前的移动电话和网络用户普及率还很低,面对我国12亿人口,我国在网络规模和容量方面有很大的发展空间。同时,竞争局面的形成,促使运营企业积极拓展新业务、新应用,向用户提供丰富的选择,以满足用户多方面、多层次的需求。因此,在移动通信和互联网上的应用开发也有很大的发展潜力。我们要积极促进无线领域的科技进步、技术创新,为实现科教兴国战略,增强中华民族的综合国力,为全球信息化及经济全球化环境下的国际社会与全人类的发展而积极贡献力量。

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