無線移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

摘 要：伴隨著大網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的高速發(fā)展，無線通信技術(shù)正在以驚人的速度向前發(fā)展。無線通信系統(tǒng)的發(fā)展速度令人瞠目，在這種環(huán)境之下，無線通信系統(tǒng)的研發(fā)便成為了我們工作的重點(diǎn)，無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究，也正是研發(fā)工作的重中之重。

關(guān)鍵詞：無線通信；正交頻分復(fù)用；移動(dòng)通信技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.089

在當(dāng)今社會(huì)，信息的重要性不言自明，能否獲得及時(shí)可靠的信息，是各行各業(yè)獲得成功的重要手段，不及時(shí)或有錯(cuò)誤的信息就像上星期的報(bào)紙、昨天的天氣預(yù)報(bào)，一文不值。在手機(jī)普及之后，消費(fèi)者對(duì)于無線通信的要求越來越高。從起初的單純?cè)拕?wù)，到后來的短信業(yè)務(wù)、手機(jī)上網(wǎng)。直到現(xiàn)在，無線通信系統(tǒng)已經(jīng)成為了現(xiàn)代人們?nèi)粘Ｉ钪蝎@取資訊，交流信息的重要平臺(tái)。不過，人們對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的要求，相應(yīng)的也越來越高。

1 無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀

2008年，第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3G）正式進(jìn)入商用。同上一代2G網(wǎng)絡(luò)相比，3G的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了3Mb/s，雖然在傳輸速率上已經(jīng)有了很大程度的加強(qiáng)，但是仍然難以滿足消費(fèi)者的需求。所以，在4G網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)中，技術(shù)人員盡可能充分的考慮到了消費(fèi)者對(duì)無線通信網(wǎng)絡(luò)的可能性需求。例如視頻會(huì)議、文件傳輸、遠(yuǎn)程醫(yī)療和數(shù)據(jù)庫訪問等諸多功能，在4G無線通信系統(tǒng)中得到了加強(qiáng)。單純從傳輸速率上來說，4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率（FDD-LTE）在理論上已經(jīng)達(dá)到了150Mb/s，雖然在傳輸效率上有了好呢大的提高，離真正達(dá)到理想狀態(tài)還有一定的距離。

2 無線通信技術(shù)發(fā)展前瞻

無線通信，在當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)成為了各個(gè)領(lǐng)域中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。所以在無線通信技術(shù)的研發(fā)與使用從來都不會(huì)受到輕視。

2.1 高性能的物理層

物理層性能的高低對(duì)于信息的傳輸速率有著基礎(chǔ)性的影響。面對(duì)即將到來的5G網(wǎng)絡(luò)，比較現(xiàn)有的3G/4G網(wǎng)絡(luò)，它的傳輸速率更為驚人。根據(jù)英國(guó)薩里大學(xué)的專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)研究，5G已經(jīng)能達(dá)到1Tb/s，是現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的65000倍。所以，要達(dá)到如此之高的傳輸速率，缺少不了高性能物理層的支持。通過提高數(shù)據(jù)傳輸效率，使無線信道的傳輸能力大大加強(qiáng)，成為真正的寬帶。因此，在技術(shù)層面，更加復(fù)雜的多徑技術(shù)就必然會(huì)被投入使用，用來處理大量系統(tǒng)運(yùn)行過程中的大量隨機(jī)路徑。正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）便是提高物理層性能的重要技術(shù)之一。

2.2 信號(hào)的處理和傳輸

有了高效能物理層的支持，作為無線通信系統(tǒng)，信號(hào)的處理和傳輸是整個(gè)系統(tǒng)中的下一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。在3G網(wǎng)絡(luò)中，各家運(yùn)營(yíng)商采用的基本都是CDMA的技術(shù)對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行處理和傳輸，當(dāng)然，因?yàn)槎嘀贩绞降牟煌址譃镾D-CDMA、WCDMA、CDMA2000。為了解決信號(hào)傳輸中的出現(xiàn)的衰減、干擾等問題。所以O(shè)FDM技術(shù)也被使用在了信號(hào)的處理和傳輸中。

首先是同步。OFDM是一項(xiàng)調(diào)制技術(shù)，針對(duì)的是系統(tǒng)工作中產(chǎn)生的頻率便宜和時(shí)間偏移進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過保護(hù)間隔進(jìn)行同步、導(dǎo)頻進(jìn)行同步、盲同步三種方式，來實(shí)現(xiàn)常規(guī)的頻率同步和時(shí)間同步。

在保護(hù)間隔進(jìn)行同步時(shí)，通過對(duì)采樣時(shí)鐘頻率的敏感性進(jìn)行降低調(diào)試， 加上運(yùn)用大運(yùn)算量和加大運(yùn)算復(fù)雜程度用于提升性能；同樣，還可以減少符號(hào)之間的擾動(dòng)，并且對(duì)于保護(hù)間隔獲取的同步信號(hào)的算法金星推算，便可以獲得整數(shù)倍的偏頻。

對(duì)于導(dǎo)頻進(jìn)行同步，傳統(tǒng)上通常會(huì)遵循最大似然估計(jì)原理，即ML原理。但是這一原理也存在著一定程度上的問題，包括算法搜索時(shí)間長(zhǎng)、誤差較大等。

OFDM技術(shù)，與其他的信號(hào)處理技術(shù)相比，可以更好的避免其他信號(hào)所產(chǎn)生的干擾，提高頻譜的利用率，同時(shí)可以更好的解決噪聲、和多普勒效應(yīng)造成的干擾。 同時(shí)，通過ODFM技術(shù)的運(yùn)用，無線通信系統(tǒng)的信號(hào)傳播速率更高，抵抗各種干擾的能力更強(qiáng)。為了更好的完成信號(hào)的處理與傳輸，在設(shè)備的終端也也有必要采取相應(yīng)的技術(shù)手段。迭代接收技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的主要用途是提高處理器的運(yùn)算能力，改良信號(hào)接收的效果。隨著多核處理器的出現(xiàn)與不斷改良，迭代接收技術(shù)的運(yùn)用得到了更好的普及。

2.3 MIMO

MIMO，也就是多進(jìn)多出技術(shù)的簡(jiǎn)稱。目前的無線通信技術(shù)發(fā)展主要是經(jīng)歷了三個(gè)階段：首先是單純的話務(wù)需求階段，也就是單純的基礎(chǔ)語音通訊；第二階段中，不但實(shí)現(xiàn)了語音通訊，同時(shí)也可以進(jìn)行短信的收發(fā)；第三階段，便是結(jié)合語音話務(wù)、文字信息收發(fā)、上網(wǎng)功能齊全并且可以同時(shí)使用的第三階段。如今，無線通信技術(shù)的第三階段已經(jīng)發(fā)展到了一個(gè)新的高度，不但實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的功能，更能進(jìn)行視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)庫訪問等高端功能。而這些功能的實(shí)現(xiàn)，全都離不開MIMO技術(shù)。利用信號(hào)輸出端和接收終端之間的多條天線設(shè)備，在保證網(wǎng)絡(luò)的總帶寬和傳輸功率不受影響的同時(shí)，對(duì)無線信號(hào)進(jìn)行處理。

2.4 智能天線

天線作為無線通信系統(tǒng)中最前沿的硬件設(shè)備，具有十分重要的地位，是信號(hào)的接收、發(fā)射和傳輸?shù)闹饕O(shè)備。在以往的基站建設(shè)中，為了解決各種不良因素對(duì)于信號(hào)傳輸造成的影響。通常會(huì)采用一些大功率的發(fā)射裝置、性能良好的天線。但是隨著技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)要求的不斷提高，在硬件設(shè)備上的升級(jí)空間已經(jīng)越來越小。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)于天線的要求也越來越高，不論是性能還是體積，對(duì)天線要求的標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格。所以，在硬件上無法實(shí)現(xiàn)的突破，在軟件方面得到了實(shí)現(xiàn)。在這種前提下，智能天線應(yīng)運(yùn)而生。智能天線在一定程度上擴(kuò)大了信號(hào)的覆蓋范圍，同時(shí)也降低了無線移動(dòng)系統(tǒng)的建設(shè)成本。

不論在當(dāng)今社會(huì)的任何一個(gè)領(lǐng)域，無線移動(dòng)通信的作用已經(jīng)無可替代。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國(guó)的無線移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)取得了令人矚目的成績(jī)。同時(shí)也在提醒我們，對(duì)于無線移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究必須提到一個(gè)更新更高的高度。相信在不遠(yuǎn)的未來，我們一定會(huì)取得更優(yōu)異的成績(jī)。盡管無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展會(huì)面臨很多難以攻克的技術(shù)難關(guān)，但是我們應(yīng)該對(duì)無線移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究有信心，無線通信技術(shù)的前途是光明的。

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作者簡(jiǎn)介：劉丹（1983-），女，回族，黑龍江雞西人，碩士研究生，講師，中共黨員，研究方向：通信工程。