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【摘要】隨著經濟高速發展，我國電子產業水平不斷進步，無線通信已成為電信行業中最大的產業之一，同時也必將是我國外來發展的重點。目前無線通信不僅應用到了各行各業，還全面滲透到了每個家庭、每個人的生活中。個人無線設備快速普及，無線通信使用率爆炸式增長，充分展示出無線通信在當今社會的巨大價值，也顯示出其未來發展的光明前景。本文首先簡單介紹無線通信的概念、原理與發展歷程；隨后詳細分析無線通信的特點與優勢，闡述其發展現狀及產業水平；最后，思考無線通信發展規律，并對其未來發展趨勢做出展望。

【關鍵詞】無線通信；發展歷程；產業；發展趨勢

1無線通信技術

1.1原理與發展歷程

無線通信是近些年通信領域中發展最快、應用最廣的通信方式，其利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換。移動通信是在移動中實現的無線通信。人們把這兩者合成為無線移動通信。無線通信的工作原理是將信號發射、接收、處理、傳輸。以手機為例，兩部手機進行無線通信時，其中一部將無線信號發射出去，基站接收信號并進行處理，傳輸給另一基站，另一基站將信號處理后再以電磁波形式發出，另一部手機接收基站發出的電磁波信號，實現無線通信。此外，在無線傳輸過程中還要進行加密處理，保證信息安全。前工業化時期出現了閃光鏡、火炬等原始的無線通信方式。1838年，塞繆爾•莫爾斯發明電報網，替代了這些原始通信網。接著電話發明，取代了電報。直到1895年，馬可尼首次從英國懷特島到30km之外的一條拖船之間成功進行了無線傳輸，現代意義下的無線通信從此誕生。20世紀70年代，人們開始研究無線網。到了20世紀80年代，伴隨以太局域網的飛速發展，無線網憑借著不用架線，靈活性強的優勢彌補有線網的不足，取得了市場的認可，成為了有線網的一種補充。近現代無線通信技術高速發展的過程中，隨著傳播距離越來越遠，通信質量越來越高，體積、功耗越來越小，價格越來越低廉，使公網和專網的無線通信、無線電視、無線網絡等成為現實，無線通信真正融入了每個人的生活。

1.2與有線通信的對比

盡管近年來更為先進的無線通信技術發展迅速，無線通信依然無法取代傳統的有線通信。目前，依然有眾多有線通信設備存在于通信設備市場。例如我們正使用的寬帶，現今市場仍分無線網絡和有線網絡。這是因為有線通信傳輸數據更加穩定、快速、安全，可傳輸的信息量更大。電子計算機的出現使整個人類社會發生了翻天覆地的變化，引發產業變革和技術變革的同時，也推動了通信技術的長足發展。但就目前看來，電子計算機工作時連接有線網絡的信號交換律遠高于無線網絡。一方面是因為電子計算機只有安裝無線網卡才能實現無線網絡傳輸。另一方面是在運行網頁或進行網絡游戲的時候，會產生很大的數據流量，有線網絡的數據傳遞速度遠遠高于無線網絡，且前者的穩定性也優于后者。

2無線通信產業

當今無線通信已廣泛應用于人們生活的方方面面。手機、PC、可穿戴設備、智能家居等都至少具有一種或多種無線通信能力。每種通信功能都需要一支或幾支天線，而如移動電話等無線通訊設備往往需要大量基站建立支持。因此隨著無線通信在生活中的普及，相關產業也蓬勃發展。

2.1天線產業

通常，智能手機需要2G、3G、4G天線，WiFi、藍牙天線，GPS天線，NFC天線和無線充電天線等；移動PC至少需要WiFi、藍牙天線，一些平板電腦還會配置GPS天線；智能手表普遍配有藍牙天線和GPS天線；智能家居設備通常配有WiFi天線或者ZigBee天線。據預測到2020年，全球物聯網設備數量將增加至208億個，天線市場規模有望突破1000億。

2.2智能設備產業

在智能手機方面，主流研究機構對智能機出貨量預測趨于一致，到2020年將穩定在18億部左右。在PC方面，據統計和預測，全球PC市場已趨于穩定，2016~2020年將維持在5億部左右，其中具備無線通信功能（WiFi、藍牙等）的筆記本電腦和平板電腦的出貨量維持在4億部左右。在可穿戴智能設備方面，到2020年出貨量將達到2億部，CARG約為20%。在智能家居方面，多家大公司推出相關產品應用，例如蘋果公司構建的HomeKit智能家居平臺，通過與飛利浦等廠商合作來提供智能燈泡產品。谷歌和亞馬遜分別推出了智能音箱設備。三星通過打造SmartThings智能家居物聯網平臺，為用戶提供室內燈光、運動、溫度、濕度等多種傳感器設備。據統計，在智能家居方面，2015年全球智能家居市場將以60%的年符合率增長，銷量達到4700萬臺。預計到2020年其銷售量將達到4.77億臺。

3現狀與未來

3.1現狀發展

移動通信方面，已經廣泛普及4G（LTE）相對前代已表現出很大的先進性。LTE應用OFDM技術、MIMO技術、高階調制技術，降低了時延、提高了傳輸速率、提高了信道利用率。不僅提升了用戶對于移動通信的體驗，還能夠為運營商們帶來更大的技術優勢和成本優勢。4G廣泛應用的同時，5G的研究與商業化也在有條不紊地進行中。5G商用時間基本上可以劃分為三個階段：第一階段，到2015年底對于5G完成宏觀描述；第二階段，2016~2017年底進行技術準備；第三階段，各國和國際組織從2017年底開始向ITU提交候選技術，同時力爭達成一致。正式的商用5G標準將于2020年底由ITU。至此，5G技術將正式投入商用。藍牙技術是以現代化無線通信技術為基礎的，適用于短距離的無線通信。其利用語音和無線數據為載體實現短距離無線通信，主要服務于移動及固定的終端設備。藍牙技術能為用戶提供信息和數據傳輸服務，其頻段為2.4GHz，傳輸速率約1Mbps，無遮擋最大傳輸距離約10m，是短距離無線傳輸數據的極佳選擇。無線寬帶技術近年蓬勃發展，目前的無線寬帶接入方式主要有四種：①微波寬帶接入技術。微波寬帶的工作頻段大約是28GHz，其利用蜂窩式的網絡布局降低傳輸距離損耗，進而降低無線信號發射功率，能為用戶提供近距離雙線數據、圖像、語言等傳輸服務。②衛星接入技術。該技術具有互聯網高速接入、數據包快速分發能力，并且穩定性強，多被應用于金融行業、房地產及教育等領域。③紅外光通信接入。該技術使用光學儀器進行無線信號的發射和接收，理論上能夠實現高達3~621Mbps的數據傳輸速度。由于紅外線的傳播特點，紅外光通信傳輸距離可達上百米，且不會干擾其他通信系統。在中距離大數據流傳輸方面其優勢極為凸顯。④多點微波接入技術。該技術工作頻段僅限于5.8GHz，2.5Ghz和3.5GHz三種低頻段，這也就決定了其應用范圍較小。

3.2未來發展趨勢

無線通信技術作為通信基礎技術，在未來一定有巨大的發展空間和潛力。就現有的無線技術發展來看，我認為未來無線通信將有以下發展趨勢：藍牙網格聚合。目前市場上有許多產品都用到藍牙技術。現今藍牙連接了82億個設備；據ABIResearch研究顯示，2021年預計會有60%的設備使用藍牙。因此藍牙技術的更新是廣泛需求背景下的必然結果。藍牙從經典的“一對一”通信模式發展到“一對多”廣播模式，未來將出現“多對多”通信模式，應用于大型聯網服務，如資產跟蹤、家居和樓宇自動化、照明、信標和智能計量等等。“多對多”模式的“藍牙網”中所有設備路由通信，因此該模式具有通信范圍更廣、自我修復力強、可靠性高、擴展性大等傳統藍牙模式所不具有的優勢。目前對“藍牙網”的研究正在進行中。短距離定向通信普及。未來短距離定向通信在輔助藍牙配對方面會有較大價值。藍牙設備的普及是當今市場發展的趨勢。當人們在生活中大量使用藍牙設備的時候，傳統的人工檢索配對方式就會變得低效甚至不便。此時，如果使用短距離定向通信，使兩設備快速鎖定彼此并進行簡單的口令互換，就能大大縮短整個人工藍牙配對過程所需時間。可以使用的方式有近距離無線通信（NFC），紅外線通信等，未來還可能將可視波通信投入應用。日本索尼公司于2017年9月的藍牙耳機wi-1000x使用了NFC配對功能，大大簡化了傳統藍牙配對操作。相信未來短距離定向通信輔助藍牙配對將會更加普及。此外，因其定向性，短距離定向通信相對傳統輻射式信號有更好的安全性，未來可用于家庭與單位網絡架設等。

4總結

回望無線通信從誕生，到發展，再到壯大，它的潛力被一步步挖掘，優勢被一步步強化。無線通信擁有架設靈活，不受地形障礙等有線通信無法企及的優勢，但其信息安全性和信息傳遞穩定方面無線通信還是遠比不上有線通信。隨著科技進步，無線通信相關產業也快速發展，其中天線產業與智能設備產業一直呈增長趨勢。目前，無線寬帶、藍牙、移動通信等無線通信方式已經得到廣泛應用，并且各自都處在不斷進步、完善的過程中。在未來，各種無線通信方式在不斷強化自身優勢的同時，也可以通過互連融合來彌補各自的不足，形成一個聚合網絡，真正實現“一網行天下”。

參考文獻

[1]周怡頲，凌志浩，吳勤勤.ZigBee無線通信技術及其應用探討[J].自動化儀表，2005，26（6）：5~9.

[2]張方奎，張春業.短距離無線通信技術及其融合發展研究[J].電測與儀表，2007，44（10）：48~52.

作者：黃俊愷 單位：山東省青島第二中學