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新兴无线通信技术类型、动向、趋势与应用前景

戴晨昱;林海

【摘要】针对目前业界对无线通信的需求和无线通信技术发展面临的关键问题,选

取近年来新兴发展的无线通信技术进行分析,重点评述了以超宽带无线技术、认知

无线技术、可见光通信技术为代表的新兴无线通信技术,同时结合市场对无线通信

技术的要求以及目前的研发动向,分析无线通信技术未来的发展趋势与应用前景.

【期刊名称】《现代电信科技》

【年(卷),期】2017(047)004

【总页数】5页(P25-29)

【关键词】超宽带无线技术;认知无线技术;可见光通信技术;频谱资源利用;无线通信

【作者】戴晨昱;林海

【作者单位】中国移动广东公司信息系统部,广州510623;中国信息通信研究院产

业规划研究所,广州510060

【正文语种】中文

【中图分类】TN926

无线通信技术的发展最早可追溯至古代的狼烟、旗语、火炬等信号传递方法，近代

无线电的出现实现了远距离的传输需求，使得人们体验了无线通信带来的便利。在

过去的三十年中，人们逐渐从工业化时代进入信息化时代，对无线通信的需求急剧

上升，无线通信技术也得到了迅猛的发展。无线移动通信经历了采用模拟信号传输

的1G时代，到以数字语音传输为核心技术的2G时代，再到仍以数字技术为核心

但传输速度大幅提升的3G时代，目前已经进入传输速度更为迅速的4G时代，很

快又将迎来“万物互联”的5G时代。

在此迅猛发展过程中，各种无线通信技术日益深入渗透到人们的日常生活中。典型

的如Wi-Fi技术，但因其仍然存在网络承载量低、覆盖面积小、连接不稳定等诸

多问题，在一些人员密集的公共场所经常形同虚设。为了满足日益增长的移动通信

需求，人们一直致力于新技术的改进和研发，一些令人兴奋的技术逐渐被研发出来。

近年来发展迅速且具有代表性的无线技术首选超宽带无线技术、认知无线技术和可

见光通信技术，它们在传输速率、传输效益与资源利用等方面具有非常显著的提升

效果，为无线通信技术的发展增添了新的活力。本文主要围绕上述三种技术进行分

析，探讨无线通信技术未来的发展趋势与应用前景。

目前，业界对无线通信的需求主要体现在三个方面：一是高速的传输速率，从移动

通信技术的发展来看，2G、3G、4G的主要区别就是传输速度的改进；二是超大

的容量需求，随着智能终端设备的流行，内容服务提供商的发展以及物联网等新一

代信息化产业的兴起，无线通信容量需求也急剧上升；三是低功耗的需求，随着通

信业务量的增加，通信产业已经成为全球第五大耗能产业，在提升无线通信传输速

率和扩充容量的同时，能量消耗的降低也成为业界的重要需求之一。面对迫切的市

场需求，以超宽带无线技术、认知无线技术、可见光通信技术为代表的无线通信技

术逐渐发展起来，下面将逐一进行评述。

日益增长的无线业务需求与逐渐匮乏的频谱资源之间的矛盾是制约无线技术发展的

重要挑战，如何实现频谱资源的有效利用成为了无线通信发展的重要挑战。超宽带

无线技术采取频谱重叠的方式进行传输，实现了频谱资源的共享，在无线通信技术

的发展史上具有里程碑的意义。传统的无线通信技术主要采用正弦波进行传输，而

超宽带无线技术则是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲进行数据传输，其可占用的频谱

范围非常宽。同时，超宽带无线技术通过严格控制传输功率尽可能减少了对现存系

统的干扰。超宽带无线技术主要具有以下四个特点。

（1）高传输速率、系统结构简单：根据香农定理，如果要提高信息的传输速率，

那么只有两种方法，一是提高信号的带宽，二是提高信号的信噪比。传统的无线载

波通信使用的是窄脉冲，必须进行调制才能使信号的传输速率达到100Mbit/s以

上，需要保证信噪比维持很高的水平，这时系统的构建就变得更复杂。而超宽带无

线通信在传输过程中，不需要载波的参与，系统结构相对简单，且其使用的带宽高

达数G，在10米范围内传输速率可以达到500Mbit/s以上。

（2）高分辨和低功耗：超宽带无线技术采用的脉冲时间为纳秒级，信号占空比极

低，因此其传输功率也非常低。也因超宽带无线技术的脉冲时间极短，在传输过程

中与不同路径的信号可在时间上发生分离，从而具有较高的分辨率。

（3）适用于短距离传输：由于随传输距离的增加，高频信号的衰减过快，占用宽

频带的无线通信技术更适合短距离通信。

（4）穿透力强：超宽带无线利用极窄的脉冲进行传输，具有较强的穿透力。

面对频谱资源匮乏的重要挑战，除了实现频谱资源的共享，还可以通过提高频谱资

源的利用效率从而实现频谱资源的有效利用，认知无线技术正是