無線世界六大技術(shù)發(fā)展趨勢

　　MIMO帶動WLAN性能提升

　　在大多數(shù)的信息技術(shù)發(fā)展中，性能在促進無線網(wǎng)絡市場成熟與發(fā)展方面發(fā)揮著重要的作用。在不久之前，無線網(wǎng)絡首次突破了1Mbps的性能障礙，進入快速發(fā)展期。緊接著，IEEE802.11b的傳輸速度超過了以太網(wǎng)的10Mbps，獲得了市場的廣泛認可（實際上WLAN的世界吞吐率比以太網(wǎng)低很多）。最近，WLAN又獲得新突破，Airgo Networks公司提供的技術(shù)是WLAN傳輸速度首次超過了百兆快速以太網(wǎng)，這種基于工業(yè)標準的網(wǎng)絡技術(shù)，可以使得在家里、辦公室或公共場所使用的個人計算機連接家庭網(wǎng)絡或者企業(yè)網(wǎng)絡。無論是在家里、辦公室或者是路途中都具有更快更遠更可靠的無線連接技術(shù)。

　　Airgo Networks推出新一代的True MIMO芯片組相對比較通用的Intel Centrino 802.11g和802.11a/b/g而言，具有更高的性能和更低成本與功耗的產(chǎn)品。對于前一代芯片組，Airgo Networks將原料成本（BOM）降低了20％，并且將其功耗減少了18％。這種新型MIMO芯片能夠使WLAN達到240Mbps，而最快的Wi-Fi芯片速度也不過54Mbps。

　　多入多出（MIMO）或多發(fā)多發(fā)收天線（MTMRA）技術(shù)是無線移動通信領域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是新一代移動通信系統(tǒng)必須采用的關鍵技術(shù)。Airgo具有一項稱作多輸入 輸出（MIMO）的領先技術(shù)，這種技術(shù)通過從三個天線同時發(fā)射無線電信號而提高數(shù)據(jù)傳輸速度。采用MIMO技術(shù)，完全兼容于當前的IEEE 802.11a/b/g標準，并且同時擴展了信號范圍，在單個20MHz頻道中具有更高的數(shù)據(jù)傳輸率。True MIMO能夠確保一個在傳輸范圍內(nèi)信號的穩(wěn)固無線連接，還能保證其他高價設備所要求的各種信號范圍的服務品質(zhì)。消費者將會從這種增加的信號范圍、大的傳輸量、較高的可靠性和有效的功耗方面受益，同時它還保持著對網(wǎng)絡上其他設備的兼容性，對周圍的網(wǎng)絡沒有任何影響。

　　Airgo的基本用戶使消費者和中小企業(yè)用戶，走得是大批量生產(chǎn)這條路。但是，目前大多數(shù)家庭用戶采用5Mbps的共享寬帶連接，因此大多數(shù)家庭可能還不能接受240Mbps的高速無線帶寬，除非其成本能夠大幅度降低。這樣，在Airgo于2006年推出當前產(chǎn)品價格低達20％的第三代芯片True MIMO Gen3（零售價為近100美元）時，家庭用戶將大幅增長，應用也將更普遍。屆時，消費電子廠商會在像電視機、機頂盒等產(chǎn)品中引入MIMO技術(shù)，消費者會利用該技術(shù)把不同房間的電視連接起來，傳輸視頻數(shù)據(jù)，可以改進家庭無線網(wǎng)絡。

　　對于企業(yè)用戶而言，不言而喻，MIMO代表了未來。對企業(yè)用戶而言，應該重新考慮大規(guī)模部署11g和11a網(wǎng)絡的計劃。我們不期望大多數(shù)的企業(yè)網(wǎng)絡經(jīng)理對Gen3感興趣，這些經(jīng)理在網(wǎng)絡架構(gòu)上的決策大多受開放標準的驅(qū)使。顯而易見，Airgo最新技術(shù)將對WLAN討論更高速度的標準產(chǎn)生巨大壓力。不過我們不會很快忘掉Gen3超過有線網(wǎng)絡 傳輸速度的現(xiàn)狀，在千兆無線網(wǎng)絡推出以前，Gen3還會有很長的一段使用時間。這些技術(shù)為大家構(gòu)建真正的“無線企業(yè)”提供了更多的想象空間。

　　移動寬帶技術(shù)HSDPA即將商用

　　假如你對HSDPA一無所知，那么告訴你，HSDPA是改善現(xiàn)有3G WCDMA用戶傳輸速度和能力的一項技術(shù)。過去，HSDPA默默無聞，可現(xiàn)在已經(jīng)開始步入商用化階段。專家說，這一新技術(shù)與現(xiàn)有網(wǎng)絡的ADSL服務類似，可以讓3G網(wǎng)絡可以提供更高的速度。

　　日本的Vodafone在今年3月份宣傳成功對無線寬帶技術(shù)HSDPA（High Speed Download Packet Access，高速下行分組接入）的測試成功，成為世界上第一個HSDPA試驗網(wǎng)。9月底，Vodafone宣布在明年初進行商業(yè)應用測試，并在2006年年中開始商業(yè)應用。根據(jù)測試結(jié)果，HSDPA提供的實際無線下行傳輸速度可達到1.6Mbps，并隨未來技術(shù)的更新下行傳輸速度 將達到7Mbps。開始，顯然大多數(shù)用戶獲得傳輸速度將接近425Kbps，比Vodafone所采用的3G網(wǎng)絡WCDMA所提供的120Kbps速度高很多。Vodafone也期望在2007年或者2008年采用HSUPA（High Speed Upload Packet Access，高速上行分組接入）。

　　HSUPA可以提供的理論上最大傳輸速度可以達到5.8Mbps。另外，該技術(shù)可以讓VoIP（Voice over Internet Protocol）在無線網(wǎng)絡上實現(xiàn)。

　　目前在全球26個國家和地區(qū)中的60個3G/WCDMA網(wǎng)絡已經(jīng)商用，用戶數(shù)超過1600萬。如果說WCDMA作為GSM的演進正在進入成熟期，那么HSDPA作為WCDMA的演進正在成為業(yè)界關注的焦點，全球范圍內(nèi)已經(jīng)商用3G（WCDMA）和準備商用3G（WCDMA）的運營商，更表現(xiàn)出對HSDPA的極大興趣。HSDPA是基于現(xiàn)有WCDMA網(wǎng)絡的演進，引入HSDPA只要在WCDMA無線網(wǎng)絡部分作相應升級，將WCDMA下行速率從384Kbps提升到14Mbps，而整個網(wǎng)絡架構(gòu)及整個核心網(wǎng)絡都保持不變；另一方面，HSDPA將繼續(xù)使用WCDMA的頻率而不需要單獨的載頻。HSDPA不但有效地保護了運營商的投資成本（CAPEX），還擴大了運營商的業(yè)務范圍，為提高APRU創(chuàng)造了條件。Vodafone的CTO Tom Geitner認為，HSDPA是Vodafone在現(xiàn)有3G網(wǎng)絡上提高傳輸速度和傳輸能力的最好選擇。HSDPA不是我們選擇的固有的技術(shù)發(fā)展路線中的一個，但是與其他技術(shù)比較而言，在相同的頻譜的性能表現(xiàn)上，HSDPA表現(xiàn)最好。

　　高速下行分組接入，即HSDPA（High Speed Download Packet Access）是基于WCDMA的移動寬帶解決方案，在WCDMA的無線接入部分增加相應基帶處理功能，即可將WCDMA系統(tǒng)下行速率大幅度提升，峰值 速率可達14Mb/s，同時增加系統(tǒng)容量并大大降低時延。

　　HSDPA的競爭技術(shù)包括EV-DO和有線ADSL等。但是請記住這些3G技術(shù)提供的數(shù)據(jù)下載速度是否超過了2Mbps？在試驗室里，這些技術(shù)可以實現(xiàn)這樣的傳輸速度。這些理論上的傳輸速度在實際應用時幾乎是不可能實現(xiàn)的。1999年發(fā)布的第一撥3G技術(shù)版本提供的最大傳輸速度達到了 384Kbps，這是理論上的峰值傳輸速度，可能在早上5點只有一個人單獨使用時才能獲得。大多數(shù)情況下，你獲得的傳輸速度在150Kbps～250Kbps之間。而采用HSDPA，期望的傳輸速度應該在400Kbps～600Kbps，峰值速度可以達到14.4Mbps。

　　HSDPA（高速下行分組接入）是實現(xiàn)提高WCMA網(wǎng)絡高速下行數(shù)據(jù)傳輸速率最為重要的技術(shù)，是3GPP在Rel5協(xié)議中為了滿足上下行數(shù)據(jù)業(yè)務不對稱的需求提出來的，它可以在不改變已經(jīng)建設的WCDMA系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的基礎上，大大提高用戶下行數(shù)據(jù)業(yè)務速率，該技術(shù)是WCDMA網(wǎng)絡建設后期提高下行容量和數(shù)據(jù)業(yè)務速率的一種重要技術(shù)。

　　HSDPA之所以備受業(yè)界推崇，最為重要的是在幾個關鍵要素上對原有網(wǎng)絡性能突破。HSDPA采用的關鍵技術(shù)為自適應調(diào)制編碼（AMC）和混合自動重復（H-ARQ）。Node B根據(jù)功率、ACK/NACK比率以及用戶反饋 ，估計出每個活躍的HSDPA用戶的信道質(zhì)量。根據(jù)目前的信道質(zhì)量，Node B內(nèi)的AMC會采取相應最合適的調(diào)制及編碼算法，發(fā)射數(shù)據(jù)。信道編碼采用R99 1/3Turbo碼以及通過相應碼率匹配后產(chǎn)生的其他速率的Turbo碼，調(diào)制方式可選擇QPSK、8PSK、16QAM等。通過編碼和調(diào)制方式的組合，產(chǎn)生不同的傳輸速率。而H-ARQ基于信道條件提供精確的編碼速率調(diào)節(jié)，可自動適應瞬時信道條件，且對延遲和誤差不敏感。HSDPA技術(shù)通過增加高速下行共享信道（HS-DSCH），并依靠HARQ和AMC還增加了共享控制信道（HS-SCCH），與HS-DSCH相關的上行采用DPCCH-HS信道，承載HARQ的ACK/NACK信息和信道質(zhì)量測量指示（CQI）。同時增加了MAC-hs實體，該功能實體包含HARQ和HSDPA的調(diào)度功能以及對HS-DSCH的控制功能，MAC-hs功能實體位于NodeB中。作為技術(shù)含量較高的3G設備，基站對HSDPA的支持對于應用效果是最為重要和顯著的，我們非常欣慰地看到，在全球WCDMA系統(tǒng)設備市場占有率最高的NEC通訊，已經(jīng)實現(xiàn)了在最新基站產(chǎn)品上全面支持HSDPA。

　　在HSDPA技術(shù)發(fā)展中，提高下行數(shù)據(jù)速率的一種方法是采用多天線發(fā)射和多天線接收（MIMO）技術(shù)，它可以大大提高系統(tǒng)容量。MIMO技術(shù)傳送業(yè)務基于信道還是高速下行共享信道（HS-DSCH），在基帶處理部分需要MCS功能，定義天線傳播模型，根據(jù)用戶業(yè)務請求等級不同和傳播質(zhì)量情況配置。NodeB有M個發(fā)射天線，用戶終端UE有N個接收天線，那么NodeB與UE之間的下行發(fā)射通道有M*N個。如果MIMO技術(shù)要求在NodeB中有1、2、4副天線，在UE中有1、2、4副天線，那么天線的配置限制有(1，1)、(1，2)、(1，4)、(2，1)、(2，2)、(2，4)、(4，1)、(4，2)、(4，4)。所以發(fā)射機和接收機之間天線配置不同，可以滿足數(shù)據(jù)速率從低到高的變化，根據(jù)信道質(zhì)量來自適應調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)速率。系統(tǒng)中還有UE到NodeB的物理層反饋信息、實時控制和上下行高層信令控制功能等。

　　通過在網(wǎng)絡系統(tǒng)中的融合與應用，HSDPA可實現(xiàn)和無線LAN同等的速率（是現(xiàn)有3G網(wǎng)絡速度的30倍），使人們在高速移動中享受平滑的移動流媒體業(yè)務。在3G系統(tǒng)的演進中。HSDPA成為了WCDMA發(fā)展中非常重要的技術(shù)應用，能夠很好地解決WCDMA系統(tǒng)覆蓋和容量的矛盾，消除干擾，提升系統(tǒng)容量，滿足用戶業(yè)務需求。按照標準，HSDPA將使速率達到14.4M的速度。這個高速率帶來的直接影響是什么？引用在移動通信技術(shù)領域先鋒廠商NEC通訊的話說，那就是將實現(xiàn)移動網(wǎng)絡跟寬帶網(wǎng)相結(jié)合，這種結(jié)合帶來的應用效果是不言而喻的。推進HSDPA技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為了來自3G系統(tǒng)強烈的需求呼喚。

　　Flash OFDM改變網(wǎng)絡的未來

　　Flash(fast low-latency access with seamless hand-off)OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

　　在無線廣域網(wǎng)絡領域，網(wǎng)絡的終端一般是移動電話 或者調(diào)制解調(diào)器Modem。Modem通常被裝在PDA或者筆記本電腦里。網(wǎng)絡的終端的使用者一般是你和我這樣的普通用戶。但是這種格局在最近發(fā)生了一些變化。網(wǎng)絡公司Netgear9月低宣布推出了一款支持Flash OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)技術(shù)的無線寬帶路由器。Netgear的路由器使用了Flarion公司（Flarion是2000年從Lucent分拆出來的高科技公司，現(xiàn)在被Qualcomm收購）發(fā)明的Flash OFDM技術(shù)，完成廣域連接，使用Wi-Fi和Ethernet完成本地連接。目前，美國還沒有Flash OFDM網(wǎng)絡，但是，Cingular和Sprint公司已經(jīng)提出了發(fā)展計劃，Verizon公司緊跟其后。現(xiàn)在無線網(wǎng)絡的終點不再僅僅是個人，而有可能是一個網(wǎng)絡。我們已經(jīng)在8月30日看到了D-Link推出的無線路由器。

　　Flash OFDM技術(shù)的前身OFDM技術(shù)已有近40年歷史，起初使用在軍事高頻無線應用上�，F(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應用在DSL、無線廣播、數(shù)字電視、移動數(shù)據(jù)通信以及無線局域網(wǎng)上。Flash-OFDM是由Flarion公司自行研發(fā)出來的無線寬帶技術(shù)，因為擁有低延遲的特點，所以能夠應用在實時數(shù)據(jù)傳輸上。Flarion是2000年從Lucent分拆出來的高科技 公司，總部位于新澤西州。8月11日，Qualcomm宣布以6億美元的價格收購Flarion公司。Qualcomm公司是全球著名的CDMA無線通信技術(shù)重點供應商，這一標準在美國和亞洲得到了廣泛的應用。目前此項技術(shù)正由韓國的三家電信服務商。美國Nextel。日本沃達豐（Vadafone)等進行開局測試。

　　Flarion公司從2003年開始測試無線IP（Internet Protocol）技術(shù)。Flarion是基于IP的無線寬帶服務Flash（fast low-latency access with seamless hand-off,無線傳輸?shù)牡脱舆t訪問）OFDMA的先驅(qū)。

　　Flash-OFDM是一種專有的蜂窩寬帶技術(shù)，既可以供網(wǎng)絡運營商來部署連接移動用戶的筆記本電腦，也可以作為固定的無線接入系統(tǒng)，以把家庭或小型辦公室內(nèi)的計算機進行最后連接。這種技術(shù)的重要特點是包括所有的IP體系，并且速度比較快。利用這種技術(shù)，即使用戶正在以每小時250公里的速度旅行，其數(shù)據(jù)下載速度也可以達到1.5Mbps，上傳速度則可達到500Kbps。

　　Flash-OFDM是一個私人擁有的寬帶蜂窩技術(shù)，它讓運營商既可以連接移動用戶的筆記本電腦，也可以連接固定的無線接入系統(tǒng)的服務器，這些無線接入系統(tǒng)服務器作為寬帶的最后一公里，將家庭和小企業(yè)進入寬帶網(wǎng)絡。它包括的關鍵特征包括：全IP架構(gòu)和更快的傳輸速度。該技術(shù)能使用戶在妙小時250公里的移動速度下，以1.5Mbps速度下載或者以500Kbps速度上傳信息。

　　Flash-OFDM備受矚目的應該是美國Nextel所推出的無線寬帶服務。2004年2月Nextel宣布采用Flarion的Flash-OFDM技術(shù)，在美國North Carolina州的Raleigh、Durham與Chapel Hill進行相關的無線寬帶接入技術(shù)測試，之后在4月14日 普及到整個North Carolina州。

　　OFDM既是一種調(diào)制解調(diào)技術(shù)，也是一種多載波（Multicarrier）的傳送方式，是將數(shù)據(jù)流用低傳輸率的子載波來傳送。

　　OFDM技術(shù)的關鍵環(huán)節(jié)是可增加抵抗 頻率選擇衰減(frequency selective fading)或窄帶干擾(narrowband interference)的能力。在單一載波系統(tǒng)中(例如GSM系統(tǒng))，一個的衰減將可能會造成整個通訊的中斷，但在多載波的系統(tǒng)中，因每個載波同時受到衰減的幾率很小,故可用ECC (error correction coding)技術(shù)將這些零星的錯誤更正,這種技術(shù)就是所謂的并口數(shù)據(jù)傳輸(parallel data transmission)及頻分復用(frequency division multiplexing),并結(jié)合頻率分集擴展頻譜碼分多址(Frequency Diversity/Spread Spectrum Multiple Access）等技術(shù)。

　　Flash-OFDM技術(shù)在時間上以跳頻方式使用OFDM的副載波。特點是：高速切換副載波，因而相鄰節(jié)點可以使用 相同頻率的副載波。因此，可提高頻率利用效率。頻帶寬度為1.25MHz此外，使用頻率間隔為12.5KHz的副載波，最大轉(zhuǎn)輸速度為3.2Mbps，平均數(shù)據(jù)傳輸速度達1.5Mbps。

　　2004年10月8日，西門子AG公司宣布，將Flash-OFDM技術(shù)集成到器新的寬帶無線接入系統(tǒng)中 ，并于2004年底三季度提供基站、modems和基于Flash-OFDM的PC卡產(chǎn)品。T-Mobile International AG，歐洲最大的移動運營商和3G移動Internet服務提供商開始在荷蘭海牙開始全球第一個Flash-OFDMA技術(shù)的試驗與測試。Vodafone Group PLC計劃在2005年底在東京開始測試試驗。

　　手機將成為家庭網(wǎng)絡的主要平臺

　　早上當你出門時是否忘 了關燈？不過沒有關系，拿出你的手機，按幾個鍵盤，就可以關燈了。你可能關心新來的保姆在家里都干什么事情？同樣可以拿出手機，屏幕上即可顯示出家庭里的情況。

　　數(shù)據(jù)集成商認為，手機將會成為家庭應用集成的下一個最大的平臺，給用戶提供一個控制家庭大量設備的一個工具。手機將會像iPod或者媒體服務器一樣，成為家庭用戶的一個工具。手機也可以同樣IP訪問家庭網(wǎng)絡，不管你走到那兒，都可以在用戶設置安全預警后接收警報信號，或者通過家庭里安裝的攝像頭，監(jiān)視家庭安全情況。

　　發(fā)展結(jié)果是完成集成、咨詢服務和實施的方案提供商成倍的增長。另外手機走向智能化，耗電量和內(nèi)存增加，并集成像PDA一樣的功能。智能手機的發(fā)展幾乎是無止境的，豐富多彩。

　　紐約一家智能建筑集成商Cytexone的CEO Dan Levine說：“你幾乎可以控制整個房子。該公司提供控制家庭系統(tǒng)的一系列設備，如果能夠語音操作的Pocket PC�，F(xiàn)在最大的障礙是互連，但是這些障礙正在逐漸被克服�！�

　　Motorola公司Connected Home Solutons部的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理Dan Quigley說：“所有手機連接在一起的無線網(wǎng)絡能夠提供越來越在的帶寬，能夠提供比傳統(tǒng)電話多得多的功能。同時手機具有許多高附加值，如終端用戶習慣使用、應用廣泛和始終連接網(wǎng)絡�！�

　　手機的應用非常普遍，現(xiàn)在已知的包括手機游戲、通過網(wǎng)絡進行軟件分發(fā)、傳遞短信等。但是它也適合發(fā)送控制信息，可以從不同的地方如家里，汽車里或者任何其他地方可以發(fā)送控制 信息。家庭的許多事情從開關燈，到給草坪撒水，從開動加熱器到關閉冷氣系統(tǒng)燈，都可以通過電話遠程控制�！拔覀冇心芰�控制家庭里的任何設備，所有這些事情不僅是可能的，而且在今天的實驗室里已經(jīng)實現(xiàn)�！�

　　Motorola已經(jīng)在這一未來發(fā)展方向上采取了行動。公司最近發(fā)布一個新的家庭監(jiān)控系列產(chǎn)品————Homesight，它包括曲線攝像機和傳感器，用在讓用戶在不在家時監(jiān)視自己的家里。通過一臺PC或者一部能夠發(fā)送文本和圖形信息的智能手機，Homesight就能夠向用戶通報許多種事情，從自來水泄露到門或者窗被打開。

　　“假如你的門在星期四下午的3：30被打開，而你知道十幾歲的小孩即將從學�；丶遥坏�是假如門在半夜被打開，而你正在外邊旅行，你可能要采取行動�！盡otorola的產(chǎn)品經(jīng)理Jim Panacek說。Motorola的Homesight Easy Start Kit售價僅為299美元，包括一個基站/網(wǎng)關、無線攝像頭、適配器和軟件，同時包括門、水、溫度等傳感器。