数字文化的无线传输-文化与科技融合初探

2023-10-17 理论教育版权反馈

【摘要】：无线通信技术包括了第三代移动通信技术3G、长期演进LTE、微波存取全球互通WiMAX、近场通信NFC等，为数字文化的传输提供了灵活的方式。3G无线网络能够支持不同的数据传输速度。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输，是基于GSM网发展出来的3G技术规范。TD－SCDMA辐射低，被称为绿色3G，将智能无线、同步CDMA和软件无线电等技术融于其中。采用在2GHz～66GHz之间未授权的频段进行传输。

无线通信技术包括了第三代移动通信技术3G、长期演进LTE、微波存取全球互通WiMAX、近场通信NFC等，为数字文化的传输提供了灵活的方式。

第一代移动通信技术（1G）是模拟制式手机通信，第二代移动通信技术（2G）是GSM、TDMA等数字手机通信，GPRS是2.5G通信，主要用来承载数据业务。第三代手机通信技术（3G）是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的移动通信系统，能处理文字、图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供网页浏览、电话会议、电子商务、移动办公、移动网游等多种信息服务。3G无线网络能够支持不同的数据传输速度。在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mb/s、384Kb/s以及144Kb/s的传输速度。目前国际上的3G技术主要有WCDMA、CDMA2000、TD－SCDMA三种标准^[3]。

WCDMA也称为Wideband CDMA，意为宽频分码多重存取。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输，是基于GSM网发展出来的3G技术规范。WCDMA有HSUPA和HSPA＋等标准，其中HSUPA能提供14.4Mb/s的下行速率和5.75Mb/s的上行速率。HSPA＋能够提供28Mb/s的下行速率和5.8Mb/s的上行速率。WCDMA能够实现可视电话、高速数据上网、彩信、语音和短信等功能，在世界范围内被广泛使用。截至2010年底，全球8亿3G用户中使用WCDMA的占到总数的75%。

CDMA2000也称为CDMA Multi－Carrier，是由窄带CDMA技术发展而来的宽带CDMA技术，因此可以从原有的CDMA 1x结构直接升级到3G，建设成本低廉。CDMA2000有CDMA 1X和CDMA EVDO（CDMA EVDO又分为Rev0、RevA、RevB）等标准，其中EVDO RevA能提供3.1Mb/s的下行速率和1.8Mb/s的上行速率。EVDO RevB能够提供9.3Mb/s的下行速率和5.4Mb/s的上行速率。CDMA2000支持可视电话、高速数据上网、彩信、语音和短信等业务。使用CDMA2000的地区有日韩、北美和中国，CDMA2000的用户数量也没有WCDMA多。

TD－SCDMA全称为Time Division－Synchronous CDMA，意为时分同步CDMA，是由中国内地独自制定的3G标准。TD－SCDMA辐射低，被称为绿色3G，将智能无线、同步CDMA和软件无线电等技术融于其中。在频谱利用率、业务支持、频率灵活性及成本等方面具有独特优势。该标准提出不经过2.5G的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。TD－SCDMA有TD－SCDMA、TD－HSDPA、TD－HSUPA等多个标准，其中TD－SCDMA提供384Kb/s的下行速率和128Kb/s的上行速率，TD－HSDPA提供2.8Mb/s的下行速率和384Kb/s的上行速率。TD－SCDMA用户主要在中国内地和台湾地区。

3G通信正在中国迅速发展。根据统计，2013年1月，中国移动3G用户新增705万人，总用户数增至9 497.9万人，中国联通3G用户新增366.9万人，中国电信新增3G用户301万人，累计用户达7 206万人。

4G指的是3G之后的下一代网络通信技术。按照国际电信联盟（ITU）的定义，静态传输速率能达到1Gbps，用户在高速移动状态下可以达到100Mbps，就可以作为4G的技术之一。4G通信终端能够拥有更多的功能，支持多媒体通信、远端控制等，能够与局域网、互联网、电信网、广播网、卫星网等融为一体组成一个通播网，进而使用户可以享受高品质的信息服务。4G基于长期演进（LTE）和微波存取全球互通（WiMAX）两种技术发展而来。(www.chuimin.cn)

长期演进（LTE）并不是通常意义上的4G，是介于3G和4G之间的技术。LTE以OFDM/FDMA为核心，主要是改进和增强了3G的空中接入技术，可以被看做“准4G”技术。LTE的主要性能包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mb/s、上行50Mb/s的速率；支持100km半径的覆盖；降低系统延迟，其中，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；能为速度为350km/h高速移动用户提供大于100Kb/s的接入服务；支持成对或非成对频谱，能够使用1.25 MHz到20MHz之间的多种带宽。增强版的LTE能够在100MHz的带宽范围内提供下行1Gb/s和上行500Mb/s的速率。

WiMAX的全名是微波存取全球互通，也称为符合IEEE 802.16无线城域网。采用在2GHz～66GHz之间未授权的频段进行传输。WiMAX具有服务质量保障、传输速率高、覆盖面积大、业务丰富多样等优点。WiMAX使用窄的频段，能够有效地避开干扰，同时又能够根据需要，灵活地调整带宽。WiMAX在概念上和WiFi类似，但有更大的基站覆盖面积；更大的传输距离（可达50km）；更快的传输速率（其中WiMAX2能够在20MHz的频道中，提供300Mb/s的速率）；更小的延迟。

近场通信（NFC）是近距离高频无线通信技术。该技术允许设备在几十厘米的范围内进行非接触式点对点数据传输。近场通信是一种短距高频的无线电技术，在13.56MHz的频率上运行于20厘米距离内。传输速度有106Kb/s、212Kb/s和424Kb/s三种。NFC有卡模式、点对点模式和读卡器模式三种工作模式。

近场设备在卡模式下相当于采用RFID技术的IC卡。可以替代公交卡、门禁、标示卡乃至信用卡等等。在这种方式下，卡片通过非接触读卡器的RF域来供电。点对点模式可用于数据交换，具有传输距离短、传输创建快、传输速度快、功耗低等特性。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如相互之间下载音乐，交换图片或者同步设备地址簿。

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