無線通信技術(shù)下的發(fā)展研究

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摘要:隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)成為互聯(lián)互通的重要技術(shù)，相應(yīng)增加了無線通信用戶數(shù)量，因此對(duì)于技術(shù)提出更高要求。為了滿足時(shí)展要求，應(yīng)當(dāng)優(yōu)化整合技術(shù)類型，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久穩(wěn)定發(fā)展。此次研究主要是探討分析無線通信技術(shù)的發(fā)展問題，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人員起到參考性價(jià)值。

關(guān)鍵詞:無線通信技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相應(yīng)促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)朝著數(shù)字化和科學(xué)化方向發(fā)展。然而，隨著技術(shù)更新速度的加快，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度也持續(xù)提升，人們對(duì)于信息獲取提出了更多要求。為了全面處理好無線通信技術(shù)的應(yīng)用問題，必須全面遵循創(chuàng)新理念，合理應(yīng)用技術(shù)手段，滿足信息獲取需求，全面促進(jìn)無線通信技術(shù)的發(fā)展。

1無線通信技術(shù)的發(fā)展歷程

煤礦在應(yīng)用無線通信技術(shù)之后，歷經(jīng)PHS(小靈通)、WiFi、3G、4G制式通信技術(shù)，且不同技術(shù)在不同歷史時(shí)期均具備顯著作用。隨著市場(chǎng)需求的變化，技術(shù)更替演進(jìn)速度加快，PHS技術(shù)強(qiáng)制清頻，3G技術(shù)也逐漸淘汰。煤礦生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)在主要應(yīng)用4G和WiFi無線通信技術(shù)，同時(shí)迎來了5G通信技術(shù)發(fā)展時(shí)代。接下來對(duì)不同的無線通信技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。［1］

1．1WiFi通信技術(shù)

該類通信技術(shù)屬于無線局域網(wǎng)技術(shù)，建立在IEEE802．11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)，主要確保無線連接效果。在世界范圍內(nèi)，WiFi無線網(wǎng)絡(luò)頻段均無需電信運(yùn)營(yíng)執(zhí)照，所以可以應(yīng)用到世界任何地區(qū)，應(yīng)用成本低，數(shù)據(jù)帶寬高，可以實(shí)現(xiàn)無線空中接口，具備較強(qiáng)易用性和開放性優(yōu)勢(shì)。但是WiFi并非國(guó)際電信聯(lián)盟的規(guī)定的信令規(guī)范，所以不能通過WiFi撥打電話。地面WiFi可用于上網(wǎng)，通過通信軟件和APP可以實(shí)現(xiàn)視頻通話和語音通話。但是在初期應(yīng)用中，WiFi由于呼叫無應(yīng)答、漫游斷線、異常離線等問題，從而影響技術(shù)應(yīng)用。隨著技術(shù)的深度研發(fā)，明顯改善了WiFi的電話接聽、通話質(zhì)量等。由于WiFi技術(shù)的應(yīng)用成本低廉，因此被廣泛應(yīng)用在煤礦企業(yè)中。盡管WiFi技術(shù)具備較多優(yōu)勢(shì)，然而在通話質(zhì)量上還是無法與移動(dòng)通信技術(shù)相比［2］。

1．24G通信技術(shù)

該項(xiàng)技術(shù)屬于即時(shí)語音通信標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)前4G的工作形式主要為時(shí)分雙工和頻分雙工。不管采用哪種制式，所應(yīng)用的技術(shù)手段都非常成熟，并且可以廣泛應(yīng)用到煤礦領(lǐng)域。4G通信技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)，可以通過正交分頻多任務(wù)技術(shù)，提供多項(xiàng)增值服務(wù)，避免信號(hào)干擾影響。此外，4G通信技術(shù)具備較強(qiáng)的覆蓋能力，能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸過程的智能化效果。從網(wǎng)絡(luò)理論上分析，4G網(wǎng)速可以達(dá)到50～100M/s，高于3G技術(shù)20倍。由于4G通信技術(shù)具備低延時(shí)性和高帶寬特點(diǎn)，因此誕生了移動(dòng)電視和視頻直播等行業(yè)。當(dāng)前，4G無線通信技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用到多個(gè)領(lǐng)域。煤礦井下4G通信技術(shù)的可靠性與穩(wěn)定性較高，且部分生產(chǎn)廠家開始生產(chǎn)井下4G技術(shù)設(shè)備，具備高清晰度的視頻通話與語音通話功能，可以實(shí)現(xiàn)煤礦井下的可視化巡檢、可視化操作。此外，4G通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高帶寬數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)井下移動(dòng)互聯(lián)效果，為終端應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸提供了通道，滿足煤礦井下語音、視頻、數(shù)據(jù)、聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)需求，是目前最主流的礦用通信技術(shù)。

1．35G通信技術(shù)

隨著4G技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸研發(fā)出5G通信技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)理論下行速度為10G/s。運(yùn)營(yíng)商只能解決地面手機(jī)的5G上網(wǎng)問題，并未將5G應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，且物聯(lián)網(wǎng)模塊的成熟度不夠，處于技術(shù)開發(fā)研究階段。即使可以將5G通信技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下作業(yè)，但應(yīng)用效果和4G通信技術(shù)的效果無差別，所以在未來發(fā)展中，5G通信技術(shù)還面臨升級(jí)改造與擴(kuò)展問題［3］。5G通信系統(tǒng)的特點(diǎn)在于高帶寬，低時(shí)延，能夠處理解決地面人員集中區(qū)域上網(wǎng)的高帶寬問題、汽車無人駕駛等需要超低延時(shí)的數(shù)傳問題。目前煤礦井下的作用環(huán)境比較特殊，且一個(gè)分站下的終端數(shù)量比較少。但是4G技術(shù)已經(jīng)完全能夠滿足煤礦井下的帶寬需求，針對(duì)煤礦控制應(yīng)用，當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)延與工業(yè)環(huán)網(wǎng)的自愈時(shí)間50ms基本一致，能夠解決煤礦存在的已知控制系統(tǒng)時(shí)延要求。此外，我國(guó)煤礦還未出現(xiàn)5G通信技術(shù)的應(yīng)用案例，通過分析3G、4G通信技術(shù)的應(yīng)用情況可知，在未來2～3年，地面將可以成功應(yīng)用5G通信技術(shù)，之后經(jīng)過技術(shù)改良與創(chuàng)新改造，才可以應(yīng)用到煤礦井下生產(chǎn)領(lǐng)域［4］。通過上述分析可知。WiFi通信系統(tǒng)不屬于真正的移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，為了提升通話和視頻效果，不建議使用WiFi通信系統(tǒng)。但是此種通信技術(shù)具備開放性特點(diǎn)，可以作為終端互聯(lián)的技術(shù)通道。對(duì)于5G通信系統(tǒng)來說，運(yùn)營(yíng)商仍處于地面試驗(yàn)及重點(diǎn)區(qū)域覆蓋階段，5G通信技術(shù)尚未形成最終標(biāo)準(zhǔn)，需要長(zhǎng)期成熟穩(wěn)定期。對(duì)于煤礦井下專網(wǎng)的無線通信技術(shù)應(yīng)用，需要在地面成熟應(yīng)用之后，進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)與創(chuàng)新，才可以應(yīng)用到煤礦井下生產(chǎn)領(lǐng)域。所以，在當(dāng)前發(fā)展中，煤礦井下生產(chǎn)還無法應(yīng)用5G通信技術(shù)。通過技術(shù)應(yīng)用分析可知，4G通信技術(shù)既有良好的語音和視頻通話效果，也有足夠的帶寬滿足井下網(wǎng)絡(luò)連接需求，同時(shí)也在煤礦有眾多成功應(yīng)用案例與經(jīng)驗(yàn)，因此目前階段認(rèn)為4G技術(shù)仍然是最適合煤礦專網(wǎng)的通信系統(tǒng)。

2無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)與前景展望

在現(xiàn)代信息技術(shù)快速發(fā)展過程中，無線通信技術(shù)的成熟度日益提升，在新技術(shù)發(fā)展支持下，無線通信技術(shù)也會(huì)實(shí)現(xiàn)深化改革發(fā)展。基于理論知識(shí)，結(jié)合市場(chǎng)實(shí)際需求，無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下方面。第一，加強(qiáng)無線通信技術(shù)的互補(bǔ)性。接入技術(shù)的不同，在技術(shù)特點(diǎn)、覆蓋范圍、接入速率及使用區(qū)域等方面存在明顯差異。例如，4G技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)廣域無縫隙覆蓋，同時(shí)可以滿足漫游移動(dòng)需求。WLAN技術(shù)能夠處理中距離、高數(shù)據(jù)傳輸問題。UWB技術(shù)能夠處理短距離、高數(shù)據(jù)的傳輸問題。所以在未來發(fā)展中，應(yīng)當(dāng)深入研究和開發(fā)無線通信技術(shù)的多規(guī)格模式，合理應(yīng)用多種不同的無線接入技術(shù)，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多元化與一體化發(fā)展［5］。第二，無線網(wǎng)絡(luò)的寬帶化、一體化與聯(lián)合化。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合發(fā)展，涉及業(yè)務(wù)、接入網(wǎng)、核心網(wǎng)與終端等多種融合方式。當(dāng)接入網(wǎng)絡(luò)不同時(shí)，需要通過協(xié)同方式滿足用戶在不同場(chǎng)合的應(yīng)用需求。通過分析無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可知，LTE技術(shù)將會(huì)成為主流技術(shù)，能夠無縫覆蓋全世界的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于WLAN和WiMAX等寬帶接入技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)不同移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和覆蓋范圍的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在未來發(fā)展中，通信終端將會(huì)成為計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的融合技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用期間，不同用戶的通信終端處于獨(dú)立狀態(tài)，可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)選擇與感知，同時(shí)能夠?qū)浖螺d與升級(jí)進(jìn)行優(yōu)化。由于用戶業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速度快，無線通信網(wǎng)絡(luò)的多功能化集合將會(huì)成為未來的發(fā)展趨勢(shì)。將4G技術(shù)和超4G技術(shù)作為主導(dǎo)，可以實(shí)現(xiàn)WLAN和WiMAX等寬帶接入技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，綜合IP業(yè)務(wù)與非IP業(yè)務(wù)，綜合圖像業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)與語音業(yè)務(wù)，綜合多MAC接入技術(shù)，綜合無線傳輸模式，綜合服務(wù)模式等。第三，無線通信終端的信息個(gè)人化。在終端設(shè)備發(fā)展過程中，運(yùn)營(yíng)商關(guān)注信息個(gè)人化發(fā)展，此種技術(shù)開始被廣泛應(yīng)用到平板電腦、智能手機(jī)和智能移動(dòng)終端上，用戶接受度與喜愛度較高，可以全面促進(jìn)無線通信行業(yè)的發(fā)展。在近幾年的發(fā)展中，無線通信市場(chǎng)對(duì)于智能終端的需求量持續(xù)加大。第四，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化融合和演進(jìn)并行。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和演進(jìn)速度日益加快，多數(shù)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商通過增量升級(jí)方式，全面擴(kuò)大4G通信技術(shù)的市場(chǎng)，而且網(wǎng)絡(luò)融合已經(jīng)成為通信技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展趨勢(shì)。在時(shí)代進(jìn)步發(fā)展中，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、用戶需求持續(xù)變化，從而出現(xiàn)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)局面，電視網(wǎng)絡(luò)、電信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開始實(shí)現(xiàn)一體化發(fā)展，寬帶IP技術(shù)將會(huì)成為三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)與支撐點(diǎn)，持續(xù)加大三網(wǎng)融合管理力度，實(shí)現(xiàn)接入層、骨干層、業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)相互分離的架構(gòu)［6］。第五，無線通信技術(shù)的跨行業(yè)應(yīng)用。在無線通信技術(shù)快速發(fā)展過程中，各行業(yè)領(lǐng)域也開始應(yīng)用無線新技術(shù)。社會(huì)各界認(rèn)為，無線通信技術(shù)屬于原動(dòng)力技術(shù)，能夠有效聯(lián)系不同學(xué)科共同組建的物聯(lián)網(wǎng)，例如信息學(xué)科、生物環(huán)境學(xué)科和醫(yī)療健康學(xué)科等，關(guān)聯(lián)度持續(xù)提升。在醫(yī)療行業(yè)，社會(huì)群眾要求改善醫(yī)療衛(wèi)生質(zhì)量，全面降低醫(yī)療成本與費(fèi)用。醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)合無線通信技術(shù)，能夠?qū)o線傳感器設(shè)置在用戶手機(jī)上，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用戶的身體狀態(tài)。

3結(jié)束語

綜上所述，在社會(huì)進(jìn)步發(fā)展過程中，各類需求持續(xù)增加，無線通信技術(shù)可以通過先進(jìn)技術(shù)的高融合度，全面滿足不同用戶的移動(dòng)使用需求。在未來，多項(xiàng)無線通信技術(shù)將并存發(fā)展，應(yīng)用于不同行業(yè)領(lǐng)域。以5G技術(shù)為載體的智能化與寬帶化技術(shù)，將會(huì)成為無線通信技術(shù)的主流發(fā)展趨勢(shì)。

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作者：任晨 單位：內(nèi)蒙古雙欣礦業(yè)有限公司