芯片技术突破对于无线通信技术的意义

摘要：芯片技术从问世至今，已有至少60年的发展历史，它的技术突破对于无线通信技术的发展有着积极意义。芯片是无线通信技术发展的重要支撑，其技术发展也就意味着无线通信技术的发展。基于此，本文就芯片技术突破对于无线通信技术的意义展开分析讨论，以此验证芯片技术突破的重要价值与意义。

关键词：芯片技术；突破；无线通信技术；意义

一、引言

无线通信技术是一种信息交换的通信方式。无线通信技术从80年代开始研发，发展至今，给人们的生产生活带来极大影响，越来越多的社会大众成为新的无线通信用户。而随着用户对信息传输的要求越来越高，进一步推动了无线通信技术的迅猛发展。其中，芯片技术突破对于无线通信技术而言更具时代意义和现实意义。纵观历史，当新的通信技术升级时，芯片技术也会随之突破；反之，当芯片技术获得突破时，无线通信技术也迎来新的发展与挑战。因此，研究芯片技术突破对于无线通信技术的意义很有必要。

二、芯片技术突破对于无线通信技术的意义

无线通信技术是一种可以利用电磁波信号进行信息传递与传播的通信方式，最为常见的无线通信技术有远距离无线传输技术和近距离无线通信技术两种。其中，远距离无线传输技术包括以下几种：

1.GPRS/CDMA无线通信技术，前者是中国移动开发运营的一种基于GSM通信系统的无线分组交换技术，其优势在于可将数据分装成一个个独立的包，再将这些包一个个传送出去，可以实现传输多少信息用多少频宽的优势。而后者是由中国电信运行的一种基于码分技术和多址技术的新的无线通信系统，其原理是扩频技术。

2.数传电台通信，其最大的特点是一次投资、稳定性好、在恶劣环境中也可适用，覆盖范围广，在无线通信领域中的应用价值很高。

3.扩频微波通信，是一种扩展信息传递所用带宽大于信息本身带宽的一种通信技术。

4.无线网桥，是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。

5.卫星通信，即以人造地球卫星为中继站实现无线电信号的传递。

6.短波通信，主要是指频率为3-30MHz，波长为10-100M的电磁波，可以进行无线电通信，又称之为高频通信。

此外，近距离无线通信技术又包括以下几种。

1.Zig-Bee，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

2.蓝牙技术，可以实现点对点或者是一点对多点的无线数据和声音传输。

3.无线宽带（Wi-Fi），是一种无线局域网接入技术，也是目前发展速度最快的技术。

4.超带宽（UWB），是一种无载波通信技术，传输速率高，发射功率低。

5.NFC技术，是一种新的近距离无线通信技术。

从以上浅显分析中可以发现，无线通信技术包含众多技术，其每一项技术的发展都与芯片技术有着或大或小的联系。芯片技术突破也就意味着无线通信技术的再一次突破，进而可以确定芯片技术突破对于无线通信技术的意义是突破、是进步、是发展，更是创新。

三、芯片技术突破在无线通信技术中的应用

（一）射频（RF）芯片

射频（RF）芯片在无线通信技术中的应用是非常广泛的，其作用主要是发射和接收无线信号，具体包括两部分：一是射频前端，二是射频调制解调器。射频是一种变化频次大于10000次的高频电流，射频（RF）芯片技术主要在蓝牙、网络优化以及下一代WLAN等无线通信技术领域应用。从技术应用角度分析，射频（RF）芯片技术在无线通信领域具有不可替代作用。

首先，以蓝牙射频技术为例进行射频（RF）芯片技术突破在无线通信技术中应用分析，蓝牙无线技术原理是增加带宽、扩展频谱，以跳频来降低带宽上的信号功率谱密度，此时系统的抗电磁干扰能力将显著提高，蓝牙的无线数据传输功能会更加强大和可靠。

从表1的数据信息中可以看出，蓝牙系统对于频率、频段都有相关规定，只有在满足规定要求的情况下，才能够确保蓝牙射频技术发挥作用，并达到应用目的。

其次，以WLAN射频技术为例进行应用分析可知，在第一代的WLAN射频技术应用过程中，当用户的密度发生一些变化时，反应能力不佳，难以优化宽带资源。而随着信息化的到来，各种智能化、信息化要求随之提出，用户量增加使得负载增大，影响了信息传递速度和质量。在最新一代的WLAN射频技术应用过程中，实现了信息的自动接入和自动调整功能。例如，当某一个信息接入点发生问题，处于失效状态，那么系统会自动调整选取下一个接入点完成信息传递，此时网络的稳定性增强，负载更轻松。

最后，以超宽带（UWB）无线技术为例进行应用分析，随着芯片技术的成功突破，信息传输速度进入高速状态，并且在此过程中的功耗消耗变得非常低，成为高品质多媒体内容的首选传输技术。

（二）数字信号处理器（DSP）芯片

数字信号处理器（DSP）芯片在无线通信技术中的应用价值主要是处理数字信号、音频信号、视频编解码、滤波以及信号调整等。数字信号处理器随着电子技术的飞速发展而不断创新发展，属于微处理器中的一种，既拥有微处理器自有系统的优势特点，也兼具高效的数字信号处理运算能力。数字信号处理器（DSP）芯片有以下特点：零消耗循环控制、执行时间的可预测性以及硬件乘法累加操作等。由以上特点的浅显分析中可以发现，数字信号处理器（DSP）芯片的结构与指令更多是针对信号的处理设计和开发的，评价此芯片的应用性能最为常用手段是速度，速度快则表示信息处理能力高，反之则表示此芯片的应用价值不高。近年来，由于数字信号处理器（DSP）芯片的性能受传统结构影响而无法有效提高，故创新研发思路从其他方面入手，提高时钟频率可以取得的效果是有限的。因此，在研究提高时钟频率的同时，需要继续深入研究并行性性能的提高方法。

目前已经取得一定成功的提高方法有两个，一是提高操作数量，此时的数量主要是指指令执行操作的数量要提高；二是提高指令数量，此时的数量主要是指每个指令在一个周期内执行时的指令数量。以上两种提高方法的并行，衍生出多种的数字信号处理器新结构，使得芯片技术获得突破。

总之，数字信号处理器（DSP）芯片在无线通信技术中的应用是非常广泛的，并且以稳定性好、功能强大、精度高以及易于变成和开发等优势著称。随着芯片技术的突破性发展，无线通信技术也将迎来新的发展机遇，并为数字化发展奠定扎实基础。

（三）功率放大器芯片

芯片在现实生活中的应用范围越来越广泛，并且已经占据重要技术地位。功率放大器芯片的主要作用是用于无线信号的功率放大，以此增加信号的传输距离。提到芯片，大部分人的认知是手机芯片、汽车芯片等，对于功率放大器芯片的了解不多。什么是功率放大器芯片呢？从其字面意义上可以看出，其最大的作用是“功率放大”，比如常见的电流放大、电压放大等。功率放大器芯片通常需要在大信号状态下工作，在无线通信技术应用中也多集中在播放设备部分，也可以说是这类具有播放功能设备的“心脏”。若功率放大器芯片的质量非常好，那么其播放设备的音质也将非常理想，反之则会给人不舒服之感。由此浅显分析中可以看出功率放大器芯片的重要性与必要性。功率放大器芯片的特点是将信号源的微弱电信号放大，处理以后，再经过驱动扬声器来发出声音。功率放大器芯片也形象地称之为“扩音机”，在音响设备中最为常见。在现实生活中，芯片的存在价值和意义越来越广泛，已经与人们的现实生活产生密切联系，所以功率放大器芯片的研发机构也在不断进行技术创新与突破，通过提高芯片技术实力，以满足各行业的不同需求以及无线通信技术发展需求。从表2中的数据信息表述中可以确定，目前我国无线通信系统的适用频率范围并不集中，需要针对实际应用情况选择适合的频率范围，此时功率放大器芯片也将发挥其重要作用。

总之，功率放大器芯片在无线通信技术中的应用价值极高，其是播放设备的核心基础且不可替代。因此，当此技术取得突破性进展时，其对无线通信技术起到的作用价值也是无限的。

（四）调制解调器芯片

调制解调器芯片的主要功能是实现无线信号的调制解调功能，包括调制解调算法和相关模块。什么是调制解调器？简单而言，就是用基带信号对载波信号进行几个量或者参量的变化控制，使经过调制的信号可以顺利传输出去，解调则是相反操作，以一定的方法将被调制的信号进行参量变化，由此恢复成最初的基带信号。在无线通信技术中，调制解调器芯片的存在价值是不可替代的，是信号传输的重要环节之一。之所以需要在无线通信技术中应用调制解调器芯片，其目的是将需要被传输的数字信号或者是模拟信号进行调制，变成适用于某一信道传输的信号。简而言之，就是将基带信号变成一个相对而言更好传输的带通信号，此时这个信号会被称之为已调信号，被调节的基带信号会被称之为调制信号。调制解调器处于通信系统的发端，接收端需要将已经经过解调的信号还原为需要被传输的原始信号，当基带信号经过载波信号的提取，以便于接收者更好理解和处理的过程，这个过程将被称之为解调。

从图1和图2显示的信息中可以看出信号的具体调制和解调流程，进而对应用在无线通信技术中的调制解调器芯片的作用有一个较为清晰地认知：计算机内部使用的信号是“数字信号”，经过电话线传递出的信号是“模拟信号”，当信号被发送出来时，芯片可以进行信号快速的调制和解调，有助于信号的快速不失真传输。

总之，调制解调器芯片在无线通信技术中的应用效能是不容忽视的，技术人员需要重视继续研发调制解调器芯片技术，以实现技术突破，提高无线通信技术。

（五）GPS芯片

GPS芯片在无线通信技术中的应用价值非常高，其主要作用是借助全球定位系统（GPS）定位和导航功能，提供精准的地理位置信息。从GPS的应用范围中可以看出，其最大的优势特点是定位精度高，在50千米的范围内进行的地理位置信息定位误差仅有6-10米左右，超过1000千米的地理位置信息定位误差也仅有9—10米。在早期，GPS芯片的应用主要集中在军事、国家地理信息搜集等方面。直至2007年开始，GPS芯片开始大众化、应用普及化，不仅在导航装置领域有非常显著的发展，在其他行业领域也迎来发展机遇。从2007年开始至今，GPS芯片应用跨足到PND以外的终端，并且开始与具备通讯能力的装置结合，比如智能手机、平板电脑等。GPS芯片技术一直处于不断研发、不断创新、不断发展阶段，通过与其他无线技术整合，在移动通信市场有了突飞发展。此外，GPS芯片的技术性能也发生了技术性改革创新，已经开始应用于捕获时间方面。

GPS时钟的同步所采取的是锁相环的技术原理，其主要是通过获取由GPS时钟和本地时钟分别发出的PPIS信号，针对两个信号产生的相位误差来实现信号的定位与跟踪服务。在锁相环的基本原理中，本地时钟是一直在跟随GPS时钟的，经过PID算法的精准计算来调节本地的OCXO，此时两个时钟之间的相位误差会被有效消除，进而达到频率与相位同步的目的。GPS已经在全球范围内同步应用，所以GPS的时间是相对而言最为准确的，此时的无线通信系统应用GPS芯片，也就是将本地时间与GPS时钟时间同步，以达到全网时钟同步目的，确保无线通信系统的时间同步。

四、结束语

综上分析可知，芯片技术突破对于无线通信技术具有重要意义。从芯片技术突破在无线通信技术中的应用可以看出，射频（RF）芯片、数字信号处理器（DSP）芯片、功率放大器芯片、调制解调器芯片以及GPS芯片等技术的突破为无线通信技术的发展与创新提供新思路和新方向。尽管现在难以从无线通信技术的发展中看到其对人们生活的重要影响，但技术的创新与发展无疑为人们创造了更加美好的未来。因此，在研究芯片技术突破对于无线通信技术的意义过程中，人们需要重视进一步探索芯片技术突破在无线通信技术中的具体应用优势与价值。

作者单位：徐权武汉虹信技术服务有限责任公司

参考文献

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