无线通信发展趋势及其频率规划思路.ppt

无线通信发展趋势及其频率规划 中国无线电协会常务副理事长朱三保 当今世界是个信息化社会 信息化是当今世界科技 经济与社会发展的必然趋势 无线电通信是实现全球信息化的重要手段 无线电通信技术已广泛渗透到经济和社会的各个领域 推动人类社会生产力达到一个崭新的高度 无线通信发展趋势及其频率规划 一 公众移动通信保持增长二 无线电通信新技术层出不穷三 多种技术共存和融合大势所趋四 频率规划的基本原则五 几种典型业务的频率规划 一 公众移动通信保持增长 在去年经济出现危机 全球电信市场普遍低迷的情况下 移动通信依然保持了较好的增长态势 统计显示 2009年全球移动用户数总计超过45亿户 预测2010年全球移动用户将接近50亿 近几年 全球每年平均增加4亿移动通信用户 2002年 全球移动用户已经超过固定用户 成为人类第一大通信手段 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 截至2009年底 中国大陆移动用户总数达到74738 4万户 用户普及率达到56 3 比2008年底提高7 8 考虑闲置的充值卡和一人双机的情况 中国大陆移动通信由于用户普及率相对还比较低 仍有相当大的和持久的增长空间 除传统的公众移动通信外 全球的宽带无线接入新技术不断出现 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 RFID 认知无线电 物联网技术等等 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 无线电通信新技术层出不穷 2 1 3G移动业务2 2 3 5GHz宽带固定无线接入的推广应用2 3 认知无线电2 4 宽带无线技术WiMAX2 5 超宽带无线接入技术UWB2 6 RFID技术 2 1 3G移动业务 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 从技术角度来看 3G主流技术已经成熟 WCDMA CDMA2000和TD SCDMA三种国际标准体制都已进入大规模商用阶段 从业务发展看 2008年3G发展进程明显加快 截止2008年底 全球WCDMA用户数达到3 3亿 CDMA2000用户达到4 67亿 共计7 97亿户 2009年底3G用户达到9 88亿户 比2008年增长24 预计到2010年底 全球3G用户将达到12 35亿户 中国大陆对3G一直采取积极稳妥的态度 2009年作为中国大陆的3G元年 3G发展总体进展顺利 3G投资稳步落实 中国移动 中国电信 中国联通三家基础运营商2009年底完成3G投资1609亿元 2009年共完成3G基站建设32 5万个 建设规模超过十年来累计规模的一半 在大规模投资的拉动下 3G网络质量逐步提高 3G用户迅速增长 截止2009年底 中国大陆3G用户达到1500万户 其中TD SCDMA用户达到500万户 截止2010年6月份 国内全行业在网3G用户已达2520万户 其中TD用户达1046万户 目前 世界各个国家正在着手研究后3G技术 国际电联也在为4G技术体制和标准的研究制定及频谱分配做工作 2 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是工作于3 5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术 2004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 使该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当年业界的热点之一 在第三批评选 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 据了解 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 2 3 认知无线电 从广义上讲 认知无线电是指无线终端具备足够的认知和感知能力 通过对周围无线电波环境的历史和当前状况进行监测 分析 学习 推理和规划 利用相应结果调整自己的传输参数 使用最合适的无线电资源 包括频率 调制方式 发射功率等 完成无线传输 其特征是能够从其工作的无线电环境中捕获或者感知信息 从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资源 并选择最适当频谱和工作参数 并可以根据无线电环境动态编程 从而允许认知无线电设备采用不同的无线传输技术收发信息 认知无线电不仅包括信号处理 还包括根据相应的任务 政策 规划和目标进行推理和自适应规划的高层功能 认知无线电的提出 为从根本上解决日益增长的无线电通信需求与有限的无线电频谱资源之间的矛盾开辟了一条行之有效的解决途径 是未来无线电通信产业发展的方向 目前 认知无线电技术从概念到应用都尚面临许多挑战 许多关键技术需要突破 特别是如何制定管理规则 是近年来国际电联研究热点之一 2 4 宽带无线技术WiMAX WiMAX的另一个名字是802 16 是一项新兴的宽带无线接入技术 能提供面向互联网的高速连接 数据传输距离最远可达50km WiMAX还具有QoS保障 传输速率高 业务丰富多样等优点 WiMAX不仅在北美 欧洲迅猛发展 而且这股浪潮已经推进到亚洲 WiMAX又称为802 16无线城域网 是又一种为企业和家庭用户提供 最后一英里 的宽带无线连接方案 WiMAX之所以能掀起大风大浪 显然是有自身的许多优势 其一 实现更远的传输距离 WiMAX所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的 其二 提供70M更高速的宽带接入 其三 提供优良的最后一公里网络接入服务 其四 提供多媒体通信服务 WiMAX论坛于2001年6月在美国加州注册 目前已拥有超过522个成员 其中包括中兴 华为 微软 英特尔和三星等全球领先的著名设备厂商 服务提供商 系统集成商和科研机构 其成员和合作伙伴遍及全球 2 5 超宽带无线接入技术UWB UWB是一种时域通信技术 它采用超短周期脉冲进行调制 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 UWB技术具有高速率 低成本 低功耗的显著特性 UWB技术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 如家庭多媒体应用 计算机桌面应用 多媒体会议应用等 2 6 RFID技术 RFID 无线射频识别 RadioFrequencyIdentification 是一种非接触式的自动识别技术 最简单的RFID系统由标签 Tag 阅读器 Reader 和数据管理系统三部分组成 在实际应用中还需要其他硬件和软件的支持 其工作原理并不复杂 标签进入磁场后 接收阅读器发出的射频信号 凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息 PassiveTag 无源标签或被动标签 或者主动发送某一频率的信号 ActiveTag 有源标签或主动标签 阅读器读取信息并解码后 送至中央信息系统进行有关数据处理 在零售业中 RFID被认为是条形码的终结者 目前全世界已经安装了大量的RFID系统 实际年销售额约几十亿甚至上百亿美元 但主要用于宠物与野生动物跟踪 公路和停车收费等有限的领域 但事实上 RFID还有望在高速公路自动收费及交通管理 门禁保安 RFID卡收费 生产线自动化 仓储管理 汽车防盗 防伪 电子物品监视系统 火车和货运集装箱的识别 物流管理 生产线追踪等领域大展身手 RFID是实现物联网的关键技术 也是达到智慧地球的重要手段 三 多种技术共存和融合大势所趋 在当今信息化时代 人们对通信的要求愈来愈高 不仅要在任何时间 任何地点实行同任何人通信 还要扩展到人与物 物与物之间的通信 不仅要实行语音通信 还要实行数据 多媒体通信 为了顺应这一要求 相关行业必须实行融合 这不仅要在网络上实行融合 而且要在业务上 终端上实行融合 移动通信和互联网的迅猛发展以及固定和移动宽带化的发展为融合提供了可能 通过一系列新技术和新业务的采用达到融合的目的 值得提出的是 多种无线技术的采用是实现上述目标的必由之路 包括采用蜂窝移动通信技术 宽带无线接入技术 如WIMAX WiFi等 以及各种短距离无线技术 如UWB RFID等 通过网络无缝切换 实现无处不在的最佳服务 四 频率规划的基本原则 中国大陆无线电管理主管部门在进行频率规划时一般要考虑以下几个方面 1 公平 公开 公正 合理地分配频谱资源 使其得到充分 有效地利用 并发挥其最大的社会效益和经济效益 同时兼顾长远需求与近期需求 做到分步实施 平滑过渡 便于调整 2 根据各种无线电业务和技术发展情况 统筹考虑各个部门 各种无线电业务对无线电频谱资源的实际需求和未来发展 进行科学规划 促使各种无线电业务健康 有序地发展 3 要充分考虑无线电安全业务频率使用的特殊性 努力做到安全使用 4 在规划新业务 新技术的频谱需求时 充分考虑我国频谱使用的现实状况 妥善处理无线电业务效益与设备成本的关系 做到既鼓励采用新技术 又不脱离实际 5 根据国际电联最新频率划分及我国频率划分规定 在进行新的频率规划时 综合考虑政治 经济和技术的因素 做到既要符合国情 又要尽量与国际频率划分一致 与国际标准接轨 6 选择技术成熟 先进可靠 应用广泛和对外公开的无线电系统的标准和体制 积极支持频谱利用率高的通信方式 既要保护中国的民族工业 又要打破垄断 鼓励不同厂家 不同技术体制合理竞争 7 要考虑无线电设备的可供性以及技术的可操作性 8 深入研究各类无线电业务 无线电系统之间的电磁兼容和频率共用的可能性 提倡多种无线电业务共用频率 以提高频谱利用率 五 几种典型业务的频率规划 5 1 第三代移动通信 3G 5 2 3 5GHz频带地面固定无线接入5 3 RFID5 4 UWB 1 1 5 1 第三代移动通信 3G 国家已规划的3G主要工作频段 频分双工 FDD 方式 1920 1980MHz 2110 2170MHz 时分双工 TDD 方式 1880 1920MHz 2010 2025MHz补充工作频段 频分双工 FDD 方式 1755 1785MHz 1850 1880MHz 时分双工 TDD 方式 2300 2400MHz 与无线电定位业务共用 均为主要业务 共用标准另行制定 扩展频段 825 835MHz 870 880MHz 885 915MHz 930 960MHz和1710 1755MHz 1805 1850MHz频段 目前中国移动和中国联通正在使用 5 2 3 5GHz频带地面固定无线接入 3399 50 3431 00MHz 3