时间：2023-03-17 18:02:48
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由于煤炭生产的施工环境比较复杂，井下人员较多，设备流动性也较大，在生产操作中，常常采用多工种联合流水作业的形式进行煤矿开采，这就要求需要大量的重型设备参与到煤矿生产中，无论是在设备运输中，还是在安装、调试中，其都有较高的要求，若不注重煤炭井上井下的协同生产，则容易发生瓦斯爆炸等事故。然而，随着移动通信技术的发展，建立基于4G通信技术的无线移动通信系统，并将其应用于煤矿生产中，其不仅可以确保煤矿生产顺利进行，还可以完成紧急事故的处理，因此，煤矿4G无线通信移动系统的实现，具有十分重要的意义。
二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统
（一）无线移动通信系统架构
针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求，利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络，建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统，打破当前煤矿系统安全生产局面，将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署，有效解决信息孤岛的问题，确保煤矿安全生产，从而提高煤矿的生产效率。因此，建立基于分时长期演进（TD-LTE）的宽带无线网络，由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s，100Mb/s，其接入时延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比，因此，采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输，也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析：1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及核心网通信构成，其中，核心网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能，其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中，增强区域的覆盖范围，通过自身的传输网络统一接入到安全网关中，采用IPSEC的方式，以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5]，其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务，为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务，则可以通过直接接入3GPP核心网来满足不同的产品需求，实现统一的业务活动，建立以SmallCell为基站的网管系统，从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心网[6]。在系统中设置核心网，其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能，分析该系统的核心网系统AXUNiEPC-5[7]，其主要依托电信级EPC核心网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式，该核心网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务，其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外，核心网系统还利应用了IMS系统，其是一种全新的多媒体业务形式，其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求，还可以实现LTE语音业务系统，并且DSS核心网可以实现LTE的集群呼叫功能，DSS与EPC相比，其都采用了ATCA架构，并且都可以实现设备小型化的核心网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台，为了构建灵活、适用强的处理平台，应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8]，实现数据传输、视频及语音等各类业务，提供统一的数据存储及应用接口，从而实现自动化管理的应用系统。
（二）无线移动通信系统功能概述
1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段，生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源，并对煤矿生产中各种突发状况进行处理，以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务：第一，移动电话，其可以提供语音通信功能；第二，紧急呼叫业务，当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫，呼叫中心将会做出答复，其类似与电话业务，具有简单方便、快速的特点；第三，主叫号码识别显示业务，其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信，利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能，与公众无线移动通信相比，无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外，还可以提高双向通话功能，通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能，以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中，主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务，其中，对于视频通话，通过手机实时进行无线视频业务，以便于井上工作人员的判断和决策；数据网接入，通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集，并利用物联网提供终端接入；手机终端定位，即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位，即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息，这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息，其可以确保煤矿井下的安全生产，同时也可以提供实时信息；数据业务，为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求，实现高速分组无线数据业务，并通过智能手机绑定内部系统，实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能，将综合自动化系统应用于系统中，实现组态软件实时显示功能，当煤矿井下出现异常情况，系统将会提供自动报警提示功能。
三、结束语
1．1时变多径信道模型在矿井巷道环境下，障碍物对电磁波进行反射、散射和折射，使电磁波在巷道内形成复杂的多径传播，同时，工作人员及设备的移动作业，导致产生多普勒频移，使巷道内的多径信道具有时变性。因此，矿井巷道信道是具有时变特性的复杂多径信道。因此，将相位分量视为常数是不够准确的［10］。本文将相位分量建模为时间的变量，将信道冲激响应定义为。
1．2仿真分析采用MATLAB仿真工具，对矿井巷道时变多径信道模型自相关函数仿真。图1描述了传统信道模型，带宽为500Hz和1000Hz的时变多径信道模型下接收信号的自相关谱，其中，横坐标表示延时，纵坐标表示自相关函数。分析发现，时变多径信道模型与实际接收信号自相关谱较为符合，此信道模型适合矿井无线通信。
2系统性能分析
根据多径时变信道模型，假设接收天线总功率与发射总功率相等，且等于Pe，信道噪声是加性白高斯噪声，每根接收天线的噪声功率为σ2，则信噪比SNR:ξ=Pe/σ2。
2．1系统容量分析实际的无线信道是时变的，受到衰落的影响。对于单天线系统，即单输入单输出(SISO)系统的信道容量可用下式计算。图2给出了单输入单输出(SISO)系统和多输入单输出(MISO)系统的信道容量与发射天线数目之间关系的仿真结果，横坐标表示信道容量，纵坐标表示概率。其中，仿真参数设定为信噪比10dB，迭代次数为1000，接收天线为1，发射天线数目分别为1，2，3。仿真结果表明，SISO系统信道容量最小，发射天线数目从1依次增加时，信道容量也依次增加。图3给出了MIMO系统的信道容量与发射天线数目之间关系的仿真结果，横坐标表示信道容量，纵坐标表示概率。其中，仿真参数的设定同上，发射天线数目分别为2，3，4，接收天线对应为2，3，4。从仿真结果可以看出，MIMO系统信道容量随着收发天线数目的增加而增加。对比图2与图3发现，MIMO系统的信道容量显然比SISO系统的信道容量有了较大增加。
2．2误码率分析令xm(l)表示第m根天线的第l个子载波上的发射信号(l=0，…，L－1)，经历时变多径衰落信道传输和FFT变换后，在t时刻第n根接收天线的第l个子载波上得到的信号yn(t)可由下式得到。采用MATLAB对MIMO－OFDM系统在不同天线数目下进行误码率性能对比，具体实验流程如下:1)初始化过程。给定发射信号及时变多径衰落信道的冲激响应初始值。接收端采用最小均方误差(MMSE)检测算法。2)确定接收信号过程。输入数据经过串/并转换、空时编码、IFFT变换并添加循环前缀后经时变多径衰落信道到达接收方，根据式(5)确定接收信号形式。3)对接收信号去除循环前缀、FFT变换、空时译码及并/串变换后，计算MMSE检测加权矩阵，并进一步得到MMSE判决数据。4)误码率计算过程。根据数据检测与判决结果，与初始输入数据对比，计算系统误码率。基于上述分析与描述，设置的仿真参数如表1所示。仿真在收发天线数目相等的情况下进行，天线数目分别为1，2，3，多径数目假设为2，接收端采用MMSE检测。图4给出了收发天线数目相等，不同天线数目情况下的MIMO－OFDM系统的误码率性能，其中，横坐标表示信噪比，纵坐标表示误码率。从仿真结果可以看出，随着收发天线数目的依次递增，从1增加到3，在BER为0．02处，天线数目选取3相对于选取数目2和1分别有4dB和9．6dB的增益，系统的误码率依次下降且抗多径衰落的能力依次增强。图5反映的是多径对MIMO－OFDM系统性能的影响。图中，横坐标表示信噪比，纵坐标表示误码率。这里假设发射天线数目为2，接收天线数目为2，接收端采用MMSE检测，多径数目取2，4，6。分析发现，随着多径数目的递增，在BER为0．02处，多径数目选取6相对于选取数目4和2分别有4．3dB和9．7dB的增益，给定一定的信噪比值，误码率随着多径数目的递增而递减，此结果与MIMO－OFDM技术对抗多径衰落相符，是一种更适合于矿井巷道通信的无线技术。
3结束语
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150MHZVHF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。
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。
2无线通信领域的未来发展趋势
首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。
其次，我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求，综合地规划自己的无线通信网络，实现资源的有效配置和利用。当然，政府也需要加强对有限频率资源的管理，对于企业闲置不用的频率占用，考虑适当的手段予以收回。
其三，从公众移动通信网络发展来看，3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通过3G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟，目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言，也要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，就应提前培育新兴移动市场。目前，政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题，把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四，从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中，我们应该从全局的观点来把握，使之成为与移动网络互补的重要技术手段，这样既可以充分发挥其技术个性，又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五，移动与无线技术在演进中走向融合。当前，移动、无线技术领域正处在一个高速发展的时期，各种创新移动、无线技术不断涌现并快速步入商用，移动、无线应用市场异常活跃，移动、无线技术自身也在快速演进中不断革新。在网络融合的大趋势下，3G、WiMAX、WLAN等各种移动、无线技术在演进中相互融合。
在多元融合的大趋势下，3G、WiMAX、WLAN等各种无线技术在竞争中互相借鉴和学习，涌现出了同时被上述无线技术采用的新型射频技术，如MIMO和OFDM技术等。与此同时，在以ITU和3GPP/3GPP2为引领的蜂窝移动通信从3G到E3G，再走向B3G/4G的演进道路上，以及IEEE引领的无线宽带接入从无线个人域网到无线局域网、无线城域网，再到无线广域网的演进道路上，都开始增加对方的内容，例如：移动通信不断强化宽带传输性能，无线宽带接入不断增强漫游性能以及安全性能。
借鉴WiMAX的高速数据传输特性，蜂窝移动通信启动了LTE，即“3G长期演进”项目，用以增强宽带传输性能。LTE的确立，令蜂窝移动通信系统的技术线路与定位为“低移动性宽带接入”的WiMAX有了很多的相似之处。
在“无线＋宽带”的大趋势下，无论是蜂窝移动通信技术还是WiMAX、WLAN等无线宽带技术，都面临着同样的考验：信道多径衰落和频谱效率。在这样的情况下，OFDM和MIMO就成为各种无线技术的共同选择。OFDM在解决多径衰落问题的同时，增加了载波的数量，造成了系统复杂度的提升和带宽的增大；MIMO则能够有效提高系统的传输速率，在不增加系统带宽的情况下提高频谱效率。因此，OFDM和MIMO的结合，成为推动“无线＋宽带”发展的重要力量。
其六，更远的未来，按当前专家们的预想，通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中，固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上，各种接入手段将成为网络的触手，向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案，都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折。
由于无线通信网络存在的带宽需求和移动网络带宽不足的矛盾，用户地域分布和对应用需求不平衡的矛盾以及不同技术优势和不足共存的矛盾，因此，决定了发展无线通信网络需要综合运用各种技术手段，从全局和长远的眼光出发，采取一体化的思路规划和建设网络。发挥不同技术的个性，综合布局，解决不同区域、不同用户群对带宽及业务的不同需求，达成无线通信网络的整体优势和综合能力。对此，我国政府管理部门也应该积极为运营商配备充足的频谱资源，为其综合规划提供有力的支撑和保障。
总之，无线通信中期未来的发展趋势表现为：各种无线技术互补发展，各尽所长，向接入多元化、网络一体化、应用综合化的宽带无线网络发展，并逐步实现和宽带固定网络的有机融合。
采用APN专网接入首先要做的就是与移动申请APN专网业务，随后移动会为客户分配专用的APN，而对于普通用户就没有这种权利。使用GPRS专网的SIM卡只能开通专用APN不能使用其他的。APN专网接入方式主要有：（3）中心采用主副GPRS-DTU，采用移动APN专网固定IP，在专网得到APN后给数据终端以及中心DTU分配移动内部固定IP，GPRS在数据终端附着时，SGSN会向HLR查询是否是所允许使用的，再通过DNS把APN解析成相应的IP地址。这种接入方式相对于公网接入方式而言，不仅缺少了DNS解析，又因为其本身自带移动内网固定IP，所以减少了中间环节有利于提高稳定性，另外还不用付宽带费，有比较好的性价比；（4）中心采用APN专线，其与子站点一律采用APN内网固定IP，这种方案所有的数据都在移动GPRS的APN网内传输，不用经过公网。采用这种方案有许多好处如可以在整个传输过程中防止泄露信息，还可以在IP地址和端口进行过滤。
2中心服务器通道管理软件
中心服务器通道管理软件包括数据转发模块、系统设置模块、数据库模块、下位机管理模块通信协议栈模块、数据加密模块以及GPRS通信模块通道管理软件是目前所有电网调度自动化系统中的通信方式与通信规约的集成所在。其中通道管理软件每个模块都有各自的功能，系统设置模块主要是拥有用户权限管理、用户注销以及更改用户等功能系统设置在数据库中保存；数据库模块由系统配置库、报表库以及采集转发数据库三个子库组成，而系统配置库又包括系统设置库、下位机信息库以及通信协议栈库三个子库；每个子库又都有不同的模块来组成，每个模块都有其各自的作用，这里就不再进行一一的描述了。
3GPRS的安全性分析
3.1GPRS所采用的安全措施
与固定网络相比，无线网络在安全性方面做得还不够到位，为了使这种状况得到改善，对用户的传输信息进行保密，GPRS采用了GSM中大量的安全保证措施。
（1）为了不让未注册的用户接入，GPRS采用了GSM的移动终端鉴别方法进行加密，从而对SIM卡的有效性进行确认。
（2）运营商和用户首先商量好使用GPRS服务的区域，一旦离开这个区域就不能享受一定级别的QOS这是接入控制。
（3）由于GPRS中的所有安全功能都与SIM卡有关，所以对SIM卡进行了独特的设计，想要对其进行复制或伪造都是很难的，从而为网络以及用户的安全提供了可靠保障。根据对GPRS四点安全机制的描述不难看出，在GPRS的安全性已经能使电力系统的相关应用要求得到满足，最重要的就是对SIM卡的安全保护，确保用户信息不被泄露；除此之外GPRS本身也有不足之处，不能确保用户连接的GPRS网络都是真实的。
3.2应用GPRS的安全性建议
根据GPRS的变电站自动化监控系统情况，不光要在GPRS本身安全机制上作改变，还要加强应用层的安全保护。
（1）采用APN接入方式，利用SIM卡的唯一性来进行保护，只有是规定的SIM卡手机号才能访问，在移动终端与数据中心采用专门的APN进行无线网络接入，普通手机做不到。
（2）使用V.25协议的点对点传输方式。从调度自动化系统所处的位置来看，为了安全性考虑其不能采用TCP/IP网络与其他分区直接相连。利用V.25协议的点对点传输方式，不仅使调度自动化系统与外部公网的网络有所区分，而且这样是符合国家经济贸易委员会第30号令《电网和电厂计算机监控系统及调度数据网络安全防护规定》，同时也满足了电力系统二次安全防护的分区要求。
4GPRS技术特点
GPRS的分组交换技术与以前的GSM拔号方式的电路交换数据传送方式相比有许多优点，例如：（1）高速率。GPRS在理论上的最高速率能够达到171.2kbit/s。相比于现有的电路交换数据服务与短消息服务GPRS虽不能分配所有的时隙给数据服务但相比之下已有非常大的优越性。除此之外，与电路交换数据服务按连接时长计费法GPRS按数据通信量进行计费比较，后者更能享受实惠。（2）永远在线。无论是发送或者接收信息，GPRS能够立刻连接起来在无线信道内。当用户一直处在在线状态的时候，用户可以更快的进行连接不再需要复杂的程序。（3）费用低廉。GPRS付费按照接收和发送数据包的数据来进行付费，当用户不接收数据包时就算在网上挂着也不会有费用的流出。中国移动对GPRS的收费是按照1K数据1min来收取的，而且不收漫游费，非常有利于野外施工以及长途运输等行业。
5结束语
在智慧家庭的建设中，互联互通的控制系统成为关键，如果我们采用有线系统，将对建筑的设计提出极大的挑战，尤其是对已有建筑进行改造，将会产生巨大的工程量，而且未来物品的移动也会受到很大有限制。而采用无线系统则可以让我们摆脱物理连接上的限制，可以灵活地将各种设备接入家庭网络，而短距离无线通信组网与控制也成了我们必然选择的技术。近年来，包括蓝牙、Wi-Fi、ZigBee、UWB和NFC等短距离无线通信技术日益成熟，为家用设备实现局部组网奠定了基础，使得智慧家庭应用由愿望变为现实。其中，蓝牙技术经历了1.1、1.2、2.0、2.1、3.0、4.0各版本，以及即将到来的4.1版本，其稳定性、兼容性、传输速率、以及功耗等各个方面不断改进，被广泛应用于各种电子设备，如PC、手机、平板电脑、无线音箱、无线耳机以及近年来非常火热的可穿戴式电子设备上，使消费者摆脱了传统线缆的束缚。
Wi-Fi作为主流短距离无线传输技术，标准完善、技术成熟、稳定易用、兼容性好，已经成为智能家电网络化方案的主流互联技术，一些家电企业已开始在电视机、空调、冰箱、热水器、酒柜中大规模采用嵌入式Wi-Fi模块，将分散在家中的各个家电产品联成一个整体控制系统，改变单一的被动控制。值得一提的是，面对家庭对各种视频内容的消费所带来的网络流量爆发式增长，第5代Wi-F（i802.11ac）应运而生，为家庭网络提供了更高的带宽、更快的传输速度，为智慧家庭实现提供更有力的支持。通过第5代Wi-Fi进行无线连接，网络带宽可以达到千兆级别，可顺畅、无间断地播放流视频及下载高带宽应用程序，比现有网络增速10倍。ZigBee多用于家庭自动化、安全保障系统等。在利用Zigbee技术搭建的无线传感器网络中，通过在无线门磁/窗磁报警器、红外感应闯入探测器、保险柜/抽屉振动监测器等防盗报警器以及燃气、烟雾、氧气、温度、湿度等传感器内安装Zigbee模块，可实现数据的无线传输、分析和报警。此外，ZigBee在灯光控制、家用智能开关、门禁系统、智能抄表等应用中，也发挥了良好的作用。
随着技术的不断发展，UWB以其高质量的近距离通信能力，成为智能家庭数据传输领域的中坚力量之一。UWB可以运用于机顶盒和DVD播放机到数字电视的无线连接，PDA、手机和数码相机与PC机的同步等家庭设备音视频数据传输等方面。NFC技术的传输速率较低，并不适合直接用于传输音视频等需要较高带宽的应用，但是，NFC技术允许电子设备在不到0.1s的时间内闪电建立连接，加之其良好的保密性能，成为了在不同场合、不同应用领域中其他无线通信技术的最佳拍档。例如，将NFC和蓝牙技术配合使用，可以先通过NFC技术近距离快速建立连接，再利用蓝牙技术在手机、电脑、音频设备或打印机之间进行数据传输，将会给用户带来前所未有的体验。对于设备制造商而言，未来智慧家庭中家居产品的开发，除了在功能和外观上的创新以外，采用什么样的通信协议以及如何将通信模块与主系统集成在一起也将是需要重点考虑的内容。
2结语
关键词：超宽带（UWB）脉形调制（PSM）正交改进型hermite脉冲
超宽带（UltraWideBand）作为一种新型的无线通信技术与传统的通信方式相比有着很大的区别。由于它不需使用载波电路，而是通过发送纳秒级脉冲传输数据，因此该技术具有发射和接收电路简单、功耗低、对现存通信系统影响小、传输速率高的优点，此外它还具有多径分辨能力强、穿透力强、隐蔽性好、系统容量大、定位精度高等优势。根据FCC的规定，从3.1GHz～10.6GHz之间的7.5GHz带宽频率都将作为UWB通信设备所使用。但出于对现存无线系统影响的考虑，UWB的发射功率被限制在1mW/MHz以下。
UWB是一种可以为无线局域网LAN、个人域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。它解决了困扰传统无线技术多年的重大难题，开发了一个具有对信道衰落特性不敏感、发射信号功率普密度低、不易被截获、复杂度不高等众多优点的传输技术。该技术尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。
图1
1基本概念
超宽带（UWB）又被称为脉冲无线电（ImpulseRadio）,具体定义为相对带宽（信号带宽与中心频率的比）大于25%的信号，即：
Bf=B/fc=(fh-fl)/[(fh+fl)/2]>25%(1)
或者是带宽超过1.5GHz。实际上UWB信号是一种持续时间极短、带宽很宽的短时脉冲。它的主要形式是超短基带脉冲，宽度一般在0.1～20ns，脉冲间隔为2～5000ns，精度可控，频谱为50MHz～10GHz，频带大于100%中心频率，典型点空比为0.1%。
传统的UWB系统使用一种被称为“单周期（monocycle）脉形”的脉冲。一般情况下，通过随道二极管或者水银开关产生。在计算机仿真中用高斯脉冲来近似代替它。由于天线对脉冲的影响不同，所以可以假设发送脉冲为：
而接收端收到的信号为：
tc是脉冲的时移，2tau为脉冲的宽度。图1给出了发射脉冲和接收脉冲的时域脉形。
2UWB的性能特点
超宽带有别于其它现存的一些通信技术，其最根本的区别在于无需载波，大大降低了发射和接收设备的复杂性，从根本上降低了通信的成本。
UWB的优点可以归纳为以下八个方面：
（1）无需载波，发送和接收设备简单。由于UWB信号是一些超短时的脉冲，其频率很高，所以它不象传统的基带信号那样需要将其调制到某个发射频率上才能在信道中传输。因此，必然会使发射机和接收机的结构简单化。
图2
（2）功耗低。由于UWB信号无需载波，工作在频谱的电子噪声波段，所以它只需要很低的电源功率。一般UWB系统只需要50～70mW的电源，而这只是移动电话的百分之一，蓝牙技术的十分之一。
（3）传输速率高。极宽的带宽使UWB具有很高的传输速率，一般情况下，其最大数据传输速度可以达到几百Mbps～1Gbps。美国英特尔公司于2002年4月在“IDF2002SpringJapan”上对该技术进行了演示，在数米的距离内传输速率可达100Mbps。
（4）隐蔽性好，安全性高。由于UWB信号的带宽很宽，且发射功率很低，这必然使该项通信技术具有低截获能力LPD（LowProbabilityofDetection）的优点。另外超宽带还采用了跳时TH（TimeHopping）扩频技术，接收端必须在知道发射端扩频码的条件下才能解调出发送的数据信息。
（5）多径分辨能力强。从时域角度看，超宽带系统采用脉冲宽度为几纳秒的窄信号，因此具有很高的时间分辨力，相应的多径分辨率小于几十厘米；从频域的角度分析，由于UWB信号的带宽极宽，所以信号在传输过程中出现频率选择性衰落出现是一定的。然而正是因为极宽的带宽，多径衰落只在某些频点处出现，从整体上考虑，衰落掉的能量只是信号总能量很小的部分，所以该技术在抗多径方面仍具有鲁棒性。
（6）系统容量大。香农公式给出
C=Blog2(1+S/N)(4)
可以看出，带宽增加使信道容量的升高远远大于信号功率上升所带来的效应，这一点也正是提出超宽带技术的理论机理。
（7）高精度的距离分辨力。由于超宽带定位设备的时间抖动小于20ps，如果采用GPS相同的工作原理和算法，相应的距离不确定性小于1cm。而在实际应用中，超宽带雷达系统使用的超窄脉冲信号，其距离分辨率小于30cm。
（8）穿透能力强。在具有相同带宽的无线信号中，超宽带的频率最低，因此，它在具有大容量和高距离分辨率的同时相对于毫米波信号具有更强的穿透能力。
3UWB信号的调制方式
UWB的调制方式有许多，以脉冲调制PPM（PulsePositionModulation）为例作为一个举例分析。
首先定义一个单周期脉形：
s(k)代表信号kth,w(t)为传输的单周期脉冲。
将其移至每一帧的开始：
Tf代表脉冲重复周期，j表示第j个单脉冲。
加入伪随机跳时码：
最后加入调制数据：
其中，d(k)是信息数据，δ为时移。为了满足多用户的需求，提高通信的安全性和对系统功率谱密度PSD（PowerSpectralDensity）的考虑，引入了跳时码，下面就从功率谱密度的角度来分析这个问题。
假设采用图1（a）给出的高斯单脉冲作为发送信号，且只是一串周期性的脉冲序列，由于时域信号的周期性导致其频域出现了强烈的能量类峰，这些类峰将对现存传统的无线信号造成干扰。因此需要采取某种措施将其平滑。如果采用PPM调制对脉冲的位置做出调整，可以看到：由于调制的置乱效果，频域的尖峰得到了一定的控制，但此时仍比较明显。为了进一步降低类峰的幅度，引入跳时码，这样发送信号的功率谱就会得到进一步的平滑，几乎近似于背景噪声，这也正是UWB系统能与现存无线系统并存的原因之一。图2给出了上述不同信号的PSD图和引入跳时码后的时域波形。
除PPM外，UWB信号还可以采用脉幅调制PAM（PulseAmplitudeModulation），开关键OOK（On-OffKey）和二相移键控BPSK（Bi-PhaseShiftKey）等。在接收端，单脉冲信号可以通过相关技术实现可靠接收。实际应用中常使用相关器（correlator），它用准备好的模板波形乘以接收到的射频信号，再积分就得到一个直流输出电压。相关器输出的是接收到的单周期脉冲和模板波形的相对时间位置差，从输出中寻找时间位置差为0的即为要接收的信号。
为了追求更高效率的信息传输，近来人们提出了一种新型脉冲调制方式——脉形调制PSM（PulseShapeModulation）。PSM就是对脉冲的形状进行调制从而实现信息的载荷，因此脉冲形状的选择是十分重要的。它的提出得益于人们对hermite多项式的研究。由于hermite多项式的数学表达式与高斯单脉冲很接近，而且随着阶数的变化，波形的持续时间不会有很大的变化，因此人们便想到了用hermite多项式数的变化产生形状各异的脉冲，实现多元化的调制。为了寻求正交的波形，需对hermite多项式进行修正，即：
经过改动之后，便可以得到彼此正交的各阶hermite多项式了。这时可以在发送端同时发送n个不同形状的单脉冲，正交性使其互不干扰，接收端用相关接收技术即可把每一个信号分离出来。
图3给出了改进型hermite多项式时域波形。与此同时还可以通过搭建simulink电路得到想要的各阶hermite多项式脉冲。如图4给出了搭建电路和仿真波形。在simulink电路中，Hermite多项式的阶数由脉冲阶数单元控制，示波器1、2给出相应阶数和相应阶数减1阶的hermite脉形。
传输效率的提高带来系统性能的下降，这是许多系统所不能容忍的，因此需要进行编码。首先在形域采用BCH（7，4）对信号编码，这样一来传输速率是单脉冲的4倍，而误码性能则与单脉冲基本相同，随后在时域对信息帧进行BCH（31，11）编码，使性能进一步提高，最后还可以在时域和形域联合编码，误码性能会得到大幅度的改善，而传输效率仍然高于单脉冲系统。性能曲线如图5所示。
4应用前景和发展方向
凭借自身的众多优势，超宽带技术具有广阔的应用前景，UWB首先在美国军方和政府部门得到了实质性关注，并迅速应用于美国军队的无线电台组网（Adhoc）和高精度雷达检测系统中。2002年2月FCC准许UWB技术进入民用领域，条件是：“在发送功率低于美国放射噪音规定值-41.3dBm/MHz（换算成功率则为1mW/MHz）的条件下，可将3.1G～10.6GHz的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像系统、汽车防撞雷达以及在家电终端和便携式终端间进行测距和无线数据通信”。尽管该技术在应用中有如此多的限制，但它仍受到广大电信开发商的青睐。TimeDomain和MultispectralSolutions等公司已经向IEEE-802.15委员会提出了采用超宽带技术的议案，众多公司的研究部门乃至学校也都将该技术的研究提到了日程中来。许多现已成熟的技术纷纷与UWB进行结合，如UWB-OFDM、UWB-Adhoc、UWB-Wavelet、UWB-Neuralnetwork等，有的公司甚至已经利用这些技术生产出了实际的民用产品。
图4
笔者把超宽带技术的应用归纳为短距离无线通信、雷达探测和精确定位三个最主要的方面。其中在短距离无线通信中可用于密文传送、音/视频流传输、射频标签识别以及无中心自纺织网络（Adhoc）的物理层等领域；雷达方面主要用作防撞雷达检测、精密测高学、穿墙成像和探地雷达系统；精确定位则可用于资源跟踪和全球定位系统GPS（GlobalPositionSystem）。由此可见，UWB技术的背后蕴藏着巨大的商机。
当然，超宽带技术若要真正用于人们的日常生活，还有许多极具挑战性的课题，这也是超宽带技术近来乃至今后很长一段时间内研究和发展的方向。
（1）建立时域内的超宽带无线电发射器的模型，从时域角度设计天线的传输函数；
（2）研究超宽带信号产生和基本功能的优化；
（3）研究低电平赶宽带无线电信号集合而千万的干扰，有效平衡功率和通信范围的关系；
（4）超宽带跳时码的研究；
（5）研究移动Adhoc网络协议和路由协议，将超宽带技术应用于分布式的网络结构、盲捕获和自配置功能中；研究适用于超宽带类似于“蓝牙”系统的组网协议；
（6）研究基于超宽带无线电传输技术的无线IP协议；
（7）研究超宽带无线电的测试技术，包括传输信道的测试、估计、信道模型等。
蓝牙无线通信技术设计之初就是要使得电子设备和数字移动设备之间无需电缆就能实现连接,解决不兼容设备之间不能实现通讯连接的问题。由于无线技术设备所占的体积比较小,能耗很少,很多对数据传输速率要求不是很高的数字和电子设备来说都会首先考虑使用蓝牙技术进行通讯。蓝牙无线通信技术的的广泛应用主要有以下特点:
1.1适应范围广
蓝牙无线通信技术之所以能够在全球范围内广泛使用就在于其工作频段的范围,由于蓝牙技术研发之时选择在全球统一开发的2.4GHz医学、工业和科学ISM频段,全世界范围内多数国家所使用的SM频段是在2.4到2.4835GHz之间,SM频段包含在全球统一的频段之中,各种在使用蓝牙无线通信技术的时候可以不受限于其所在地区的无线电资源部门的许可与否皆可使用。
1.2可同时传输语音和数据
蓝牙采用的是分组交换和电力交换技术,支持异步数据信道、三路语音信道或者语音和异步数据同时传输的信道。除此之外,蓝牙定义了面向同步链接链路SCO以及异步无连接链路ACL两种链路类型,其中ACL主要负责数据的传输,而SCO主要负责语音传输。也就是说蓝牙无线通信技术可以同时进行语音和数据的传输。
1.3能实现临时性对等链接
蓝牙设备在进行对等连接的时候,主动发起连接请求的一方为主设备,被发起连接请求的一方为从设备。蓝牙的基本网络为由链接通信组成的微微网,当一个微微网形成时有一个主设备和主设备以外的一个或者多个从设备。
1.4抗干扰能力强
蓝牙无线通信技术具备良好的抗干扰能力主要在于其使用跳频的工作方式来进行频谱的扩展。现在很多生活中使用的电器设备、局域网和无线设备等会在ISM频段工作,这就和蓝牙设备所在的频段可能会有冲突,这样的情况下,蓝牙设备将2.402到2.48GHz的频段分割成79个频点,相邻频点之间间隔1MHz,数据分组在任意频点发出之后继续跳到另一个频点发送,并且频点的选择顺序没有规律性,频率改变为1600次/s每个频率只持续625μs,由此,蓝牙设备的工作就不会受到其他设备的频段的干扰。
1.5体积小,功耗小
现在电子设备的更新换代越来越快,体积越来越小越来越薄,所以这些设备中的蓝牙模块的体积也需随之改善,以便更好的集成到各种电子设备中去。蓝牙设备的耗能会根据其工作状态的不同会有所增减,处于工作状态的蓝牙一般耗能不多,而非工作状态下的呼吸模式(Sniff)、保持模式(Hold)、休眠模式(Park)消耗的能量较之更少。也就是说,蓝牙设备的体积比较小而且使用的时候均为低耗能模式。
1.6开放接口标准,成本低廉
在蓝牙无线通信技术推广的过程中,SIG将该技术各种标准向全世界公开,所以,企业在研发和生产产品的时候要是能够兼容SIG的蓝牙产品,那么这样的产品在市场上的适用性就更强,与此同时,蓝牙相关的应用程序也随之得到极大的推广。在这样的背景之下,蓝牙技术得到广范围的普及,制造蓝牙产品所需的投资也很大程度上降低了。
2蓝牙无线通信技术的应用
蓝牙无线通信技术的研发初衷就是要在尽可能多的领域实现数字移动设备之间的非电缆的无线通讯连接和相关数据的传输,很多数字和电子设备之间的联网信息能够实现实时的共享,蓝牙技术让设备的功能得到一定范围内的扩充。加之,蓝牙设备大多是成本比较低且体积比较小的集成模块,将其集成于电子设备中之后有利于形成了一些应用模型的出现。无线键盘和鼠标是以电子计算机为连接中心的无线连接;一台打印机可以覆盖多台计算机的打印任务或者其他资源的共享;掌上电脑、数字照相机、智能手机可以通过打开蓝牙无线连接电脑进行信息数据的传输;办公室多台电脑通过蓝牙形成一个无线网络局域网;以及可以实现无线语音通信的新型的蓝牙扩展技术,如无线耳机的应用;集成蓝牙技术的电子小设备,腕表、车钥匙、电子笔等的应用也涉及到各个领域。这些都是对蓝牙无线通信技术的很好应用。蓝牙技术可以通过网络接入点和拨号上网两种方式连接互联网,拨号上网可以让便携式计算机通过移动电话接入internet,蓝牙无线网络接入还可以作为公用电话交换网的接入点使用,这有利于家用电器的无线组网和网络控制,使得上网更加方便快捷。
3蓝牙技术的应用前景的新思考
3.1蓝牙所产生的电磁波对于人的身体健康不会有伤害
因为蓝牙设备在工作的时候起功率比较低,向对的,移动电话这样的高功率设备一般都会产生有损人体健康的电磁辐射,所以集成蓝牙设备的各种类型的电子装置将有很好的应用市场,比如用蓝牙耳机代替手机听筒进行手机对话将会减少手机辐射对大脑的影响。
3.2红外线技术应用的时候会受制于红外线两个传输口的位置和防线
而蓝牙技术则能够突破这样的限制,将其适用范围拓展到三维立体覆盖的面,能够在一定范围内自动的识别和连接设备。除此之外,蓝牙无线通信的1MB/s的速度比红外线技术快,也就是说蓝牙技术相比较于红外线技术能够适用于更多的场合和更复杂的环境。鉴于这些特征,在工业自动化控制领域很多需要立体空间多方位的移动产品的检索识别、信息采集和数据整合等工作都得应用到蓝牙设备。
3.3在信息技术时代,蓝牙技术在电子传感器的信息传输方面应用广泛。
由于蓝牙技术的短距离数据传输速度快、不受限于方向和位置,所以能够将各类传感电子元件采集到的信息通过布设的线缆传输到处理单元;蓝牙技术可以使得小范围内的设备间视频传输变得更加快捷。从音频到视频的扩展完全可以在众多的应用领域得到实现,完全不受限于多媒体的类型。
（正文）一、全球趋势：公众移动保持增长宽带无线热点不断
当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。
资料显示，在全球电信市场普遍低调的背景下，移动通信依然保持了较好的增长态势。统计显示，2003年全球移动用户数增长率在17％以上，总计达到13.54亿户。在市场值方面，全球移动业务市场在2003年已达到4680亿欧元，比上年增长了11.3％以上。
尽管全球移动市场在增长，但这种增长也呈现出很大的不均衡性。从用户数来看，在北美、欧洲等发达国家和地区，由于移动用户普及率已经很高，因此新增用户数日益减少；而在亚洲、非洲等地区，特别是像中国这样的发展中国家，移动用户数增长迅猛。从用户创造的价值来看，欧美发达国家的ARPU值远远超过了新兴的发展中国家。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。
目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至4月底，移动用户总数达到2.96亿，用户普及率达到20.9％。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA1X等2.5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。而3G还处在技术试验阶段，政府依然保持谨慎态度。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等等，呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。
二、热点解析：五大技术引领应用模式各展所长
前文对全球无线通信领域的发展情况作了概要性介绍，以下将重点就当前无线通信领域的焦点问题和热点技术展开较深入的介绍和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大热点。
1.举世瞩目的3G
今天，第三代移动通信3G格外引人瞩目，成为无线通信产业的最大热点。
首先，从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟。cdma2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。TD－SCDMA技术要相对滞后一些。
总的说来，当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。
其次，目前欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。3G网络的商用部署正在全球一步步地铺展开来。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已经发放了120份牌照，签署了91份商业部署合同，目前已有二十多家网络投入商用，预计到2004年年底总数将超过40家。目前两家韩国运营商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也开始了EV－DO网络的商用，而Verizon也即将参与该制式下3G网络的部署。
应该说，2004年已经进入了全球3G的商用部署年。
第三，部分运营商的3G用户数量开始呈现快速增长的局面。最早推出3G商用业务的NTTDoCoMo近期宣布，在距离突破200万用户仅仅两个月的时间内，他们的3G用户总数就增长至300万大关。5月中下旬，和记黄埔表示，在过去两个月中，3G用户数出现了快速增加，目前在全球范围内已经达到了173万。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA标准制式的3G用户数已经达到了7300万。
从全球来看，3G商用在部分地区已取得了初步成功。
第四，我国3G处在黎明的前夕。我国对3G一直采取积极稳健的态度，目前，我国正在进行第二阶段的网络技术试验，或称外场测试。自今年3月起，开始启动WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的测试工作，由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。测试的重点包括：3G网络覆盖、容量等性能试验；不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存；各种3G业务及业务兼容性试验；3G终端和系统之间互操作试验；3G和2G之间的互操作试验。
预计此阶段试验将在今年10月份完成，试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。由于此次试验由运营商参与，且属于网络试验。因此，预计若此次试验结果令人满意的话，我国的3G牌照发放工作有可能顺势展开。
趋势分析3G一波三折，曾经有一段时间，人们对3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理阴影。对3G问题，我国应如何把握呢？笔者认为，目前，3G已处在商用的爆发阶段，由于3G技术和产品的成熟，3G的商用已不容置疑地摆在了我们面前。欧美等国运营商加紧部署3G网络以及日韩等国3G用户的快速增长，表明3G已经成为全球移动通信领域新的成长点，我国需要当机立断，尽快开展3G牌照的发放工作和商用部署工作。这样才不至于坐失机遇，在本来领先的移动网络建设中落后。同时，3G也为国内的电信制造商提供了绝佳的机遇，这也是我国移动通信产业的一次发展良机。
应该说，目前3G还存在一些问题，主要表现在市场还处在启蒙阶段，杀手级的业务还没有呈现，终端还不够多。在我国，政府将考虑对市场竞争度的把握，涉及3G网络发放几张牌照的问题，同时，还将考虑设备国产化问题。这些问题已经属于次要矛盾，目前最重要的是要选择恰当时机尽快推动3G网络平台的建设，这才是解决以上矛盾的关键环节和引导环节。
这主要是因为我国3G网络建设不同于西方发达国家，我国移动话音用户市场还有很大的成长空间，这就能够避免出现因为发展初期新应用新业务不足无法支撑网络生存的状况。同时，我国有迫切需要进入移动市场的“新”运营商，中国电信和中国网通如果被允许经营移动通信业务，其网络建设必然会选择3G，这从中远期的网络成本上要远远低于2G技术。此外，尽快发放3G牌照，对解决现有的小灵通（PHS）的矛盾，也有重要的战略意义。目前，日本都已经弃PHS而转攻3G，其目的十分明显，即要纠正自己早期大上带有强烈本土化特征的PHS导致失去移动领域国际领先地位的失误，重新用全球性的先进技术武装自己的移动通信产业，实现在该领域的战略性崛起。如果我国反其道而行之，将是不明智的，这关键还是政府的决策引导问题，而不能抱怨运营商。总之，3G不是一蹴而就的，如果迟迟不进行网络的建设，其他的矛盾将继续积聚，难以得到根本性的解决。
2.3.5GHz宽带固定无线接入的推广应用
3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS，是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术。今年4月份，第三批3.5GHz宽带固定无线接入频率评选（招标）工作在我国进行，使MMDS技术在我国的应用进一步扩大，这也使3.5GHz固定无线接入技术成为今年业界的热点之一。
在此次评选（招标）工作中，中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通五大运营商分别获得河北、山西、内蒙古等27个省（区）的3.5GHz频段2×30MHz频率使用权，并将获准经营相应电信业务。加上此前的两次3.5GHz频率使用权分配，我国3.5GHz频段已在绝大部分地区分配完毕。这表明，我国的3.5GHz宽带固定无线接入进入了规模商用。
前一段时间，无线电管理局副局长刘岩率领由无线电管理局、电信管理局、电信研究院共同组成的调研组，对第二批3.5GHz中标企业的工作情况进行了调研。通过调研发现，在第二批中标的9家企业中有7家建设开通了网络，这7家企业在一半以上的中标城市建设了自己的网络。目前运营商倾向于提供的业务包括：语音接入业务（本地和IP电话），数据专线业务，Internet接入业务等。调研中还发现，如果将3.5GHz网络作为单一网络来经营，盈利困难比较大，特别是对于大型企业。调研中，运营企业对进一步获得3.5GHz频率资源表现出了很大热情。
趋势分析宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点，受到了业界的关注。但这项技术也有其局限性，比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大，而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。因此，对于宽带固定无线接入技术，我们应该回归理性的认识。它具有自身的优势，但也有其固有的缺陷，因此在应用中要实事求是。
就目前重点推广的3.5GHz技术来看，运营商的经营经验表明，若单独把MMDS技术作为一个独立网络来运作，由于其技术、用户规模和频率带宽的限制，较难实现盈利。因此，我们应该进一步放宽眼光，把它推广至更大的应用领域。比如可以考虑像现在某些运营商所采用的，将之作为移动基站的回路。
对于3.5GHzMMDS技术，我们一方面要积极推动其综合业务的应用，比如数据增值业务的开发和经营。同时也要从全局的角度考虑，使之成为移动通信网络的有效补充手段。这样才能充分发挥3.5GHz频段的效率。未来，随着3G技术的商用，3.5GHz将有望成为移动网络重要的接入补充手段，并对3G网络的搭建起到支撑作用。
3.沸沸扬扬的WLAN标准之争
无线局域网技术WLAN（Wi－Fi），其技术标准为802.11，可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络，支持11Mbps的无线接入。作为近年来的一项新技术，WLAN在欧美等国快速发展，在我国近两年也得到了几大运营商的追捧。而自去年开始的WAPI标准之争，吸引了全球的关注目光。
2003年5月12日，由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的无线局域网两项国家标准（即WAPI标准），由国家信息产业部报送国家标准化管理委员会正式颁布。2003年12月1日，国家认证认可监督管理委员会2003年第113号公告，宣布对无线局域网产品实施强制性产品认证，要求所有产品都要加载我国拥有自主知识产权的安全保密协议WAPI，从2004年6月1日起，不符合WAPI标准的无线局域网产品不得出厂、进口、销售或者在其他经营活动中使用。但2004年4月22日，国务院副总理吴仪表示中国已经同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到来之时强制实施WAPI标准。2004年4月29日，国家质检总局、认监委、国标委联合了2004年第44号公告。公告强调：WAPI标准实施时间只是推迟，并没有取消，也没有取消标准的强制性属性。
笔者认为，之所以出现WAPI标准之争，除了国家出于自身信息安全的考虑外，我国无线通信设备厂商希望成长壮大，占领新兴技术市场的渴望也是重要因素。但该标准的无限期推迟，也暴露出一些问题。那就是，我国的无线技术的核心能力，与国际水平相比还有一定差距，还难以撼动国际主流的技术集团。同时，我国通信技术标准的制订策略，还存在封闭性的问题，这也是其受到国际社会普遍攻击的重要原因。当然，WAPI标准的推迟执行，也是出于更大的国家利益的考虑。
趋势分析WAPI标准之争，表明WLAN技术在全球的重要战略地位。其战略意义不只在于网络的部署、用户的发展、业务的经营范畴，更在于其对IT通信产品领域的巨大拉动力量，特别是对计算机芯片的突出贡献。因此，我国应该积极推进WLAN核心技术的研究工作，这不仅涉及通信产业，而且涉及IT领域的巨大利益。
抛开WAPI标准之争，我们如何把握WLAN技术的发展趋势呢？应该说，WLAN在我国目前的工作，陷入了低潮阶段。这主要是受制于WLAN技术自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何计费等等，还没有得到妥善的解决。另外，高端商业用户的不足，使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了运营商的积极性。未来，随着技术的进一步成熟，WLAN技术将在特定的区域和范围，特别是热点区域和高速信息接入领域，发挥对移动通信网络的重要补充作用。3G网络商用后，WLAN将成为弥补3G固定区域高速覆盖的不足。总体来看，WLAN具有很强的生命力，但其在运营领域的发展速度估计会低于过去的预期。
4.宽带无线技术新宠WiMAX
有资料显示，“WiMAX”已经成为近期互联网上搜索量最大的通信关键词，该项技术以其远覆盖和高带宽特性，成为无线业界的新宠。
WiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系统，其技术标准为IEEE802.16。WiMAX也组织了自己的联盟。目前这个联盟已经发展了数十家会员，该联盟由Intel牵头，我国中兴通讯也名列其中。WiMAX的目标是促进IEEE802.16的应用。
WiMAX相对于Wi－Fi的优势主要体现在Wi－Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi－Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi－Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆。有专家认为，WiMAX的覆盖范围和传输速度将对3G构成威胁。在成本等各个方面的优势使得业内人士将WiMAX技术看作是一项打破产业格局的技术。
近期，英国电信（BT）、法国电信、Qwest通信公司、Reliance电信和XO通信加入了WiMAX论坛，目前WiMAX论坛已经拥有98个成员，运营商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年开始将会在其生产的芯片中部分采用WiMAX标准。
趋势分析对于今天异常火热的WiMAX技术，我们该如何看待？它会成为3G技术的终结者吗？笔者认为，这种观点不尽正确。首先，从技术自身角度来看，WiMAX还不具备公众移动通信网络的广域漫游、安全特性、终端便携等移动特性。其次，WiMAX标准还不成熟，因此预计商用还需要至少两年以上的时间，规模普及还要五年左右的时间。其三，WiMAX的特点是高速的数据传输能力，但其还没有对实时话音业务的高效支持能力，这将限制其作为公众移动通信的应用。其四，WiMAX的产业规模以及技术和设备成熟性还远远难以和3G相抗衡，其推广期也将滞后于已经开始启动的3G技术。其五，WiMAX技术有可能受到传统移动通信运营商或制造商的抵制，从而限制其发展。
对于WiMAX技术，笔者认为它具有巨大的潜力，但尚处在襁褓阶段，目前还难以对当前的全球无线通信格局产生重大的影响。由于3G的实施，WiMAX将可能成为未来3G网络的补充手段，在高速信息接入领域发挥其特性。但受其自身移动性和话音支持能力的限制，WiMAX不大可能杀死3G。
5.超宽带无线接入技术UWB
无线技术领域的活跃除表现在新技术不断涌现外，还表现在其传输能力的不断拓展。近两年，一项超高速的无线接入技术受到了大家的关注，那就是UWB。
UWB是一种时域通信技术，它采用超短周期脉冲进行调制，把信号直接按照0或1发送出去，而不使用载波，这与此前的无线通信截然不同。脉冲调制产生的信号为超宽带信号，谱密度极低，信号的中心频率在650MHz～5GHz之间，平均功率为亚毫瓦量级，抗干扰和多径的能力强，具有多个可利用信道。与CDMA系统相比，时域通信系统结构简单，成本相对较低。UWB技术具有高速率、低成本、低功耗的显著特性。
UWB最引人注目的特点是具有很高的数据传输速率。XtremeSpectrum公司预测，他们即将开发出的产品具有在10米内传输约100Mbps的能力，Intel则把目标定在了500Mbps。
趋势分析对于UWB技术，我们应该这样看待，它以其独特的速率锋芒以及特殊的应用范围，也将在无线通信领域占据一席之地。由于其高速、窄覆盖的特点，它很适合组建家庭的高速信息网络。它对蓝牙技术具有一定的冲击，但对当前的移动技术、WLAN等技术的威胁不大，甚至可以成为其良好的能力补充。
三、走势把握：接入多元网络一体综合布局代表方向
以上，就当前无线通信领域的热点和焦点问题进行了叙述和讨论。那么，我们该如何把握中期未来无线领域的发展趋势呢？
首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。
其次，我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求，综合地规划自己的无线通信网络，实现资源的有效配置和利用。当然，政府也需要加强对有限频率资源的管理，对于企业闲置不用的频率占用，考虑适当的手段予以收回。
其三，从公众移动通信网络发展来看，3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通过3G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟，目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言，也要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，就应提前培育新兴移动市场。目前，政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题，把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四，从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中，我们应该从全局的观点来把握，使之成为与移动网络互补的重要技术手段，这样既可以充分发挥其技术个性，又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五，未来的无线通信网络应该是怎样的呢？专家认为，未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案。各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其自己不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，与公众移动通信网络形成有效互补。
其六，更远的未来，按当前专家们的预想，通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中，固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上，各种接入手段将成为网络的触手，向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案，都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折。
四、结束语
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