無線移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

蔡森昊

摘 要：無線移動通信系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，如何提高無線信號傳輸?shù)男?、提高天線接收效率等問題，將是未來一段時間內(nèi)，人們研究的主要問題。本文在無線移動通信系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國自身的實際情況，從信號的處理和傳輸、多入多出技術(shù)、智能天線技術(shù)和傳輸協(xié)議等方面，對未來無線移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，進行了深入的分析，希望能給實際無線移動通信系統(tǒng)的研究，提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：無線移動通信；關(guān)鍵技術(shù)；信號傳輸；天線

從古時候開始，遠距離的通信問題一直受到人們的重視，如書信、狼煙等都是重要的通信方式，近代自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了電子信息技術(shù)，在模擬信息的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了無線通信技術(shù)，由于天線和信號處理技術(shù)的水平較低，無線通信的有效距離較短，而且通信的效果較差。隨著數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，無線移動通信技術(shù)有了飛速的發(fā)展，現(xiàn)在我國的第三代移動通信技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，新一代的LTE移動通信系統(tǒng)也在一些發(fā)達地區(qū)試運營，并取得了良好的效果。

1 無線移動通信系統(tǒng)的發(fā)展

無線移動通信系統(tǒng)到現(xiàn)在，一共經(jīng)過了四代技術(shù)的更新，第一代無線移動通信技術(shù)，主要采用模擬信號，受到當時設(shè)備自身等技術(shù)的限制，只能實現(xiàn)語音通話等功能，而且通話的質(zhì)量較差，經(jīng)常會出現(xiàn)掉線等情況，由于當時無線設(shè)備的成本較高，無法得到普及應(yīng)用，只能作為奢侈品來使用?？紤]到無線移動通信系統(tǒng)的特點，能夠?qū)崿F(xiàn)遠距離的即時通話，因此非常受到人們的重視，但受到特殊的歷史因素影響，我國的經(jīng)濟和科技起步較晚，在無線移動通信系統(tǒng)的研究上，與西方發(fā)達國家相比，還存在一定的差距，沒有自主研發(fā)無線移動通信系統(tǒng)的能力，在這種背景下，只能從國外引進第二代無線移動通信系統(tǒng)。由于采用了國外的專利和技術(shù)，每年都需要支付大量的費用，為了從根本上解決這個問題，我國投入了大量的人力和物力，對無線移動通信技術(shù)進行研究，終于研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA無線通信技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，推出了LTE第四代無線移動通信標準。

2 無線移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信號的處理和傳輸

對于無線移動通信系統(tǒng)來說，如何進行信號的處理和傳輸，是系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)，在第三代無線移動通信系統(tǒng)中，主要采用CDMA技術(shù)來進行信號的處理和傳輸，但是天線在移動的過程中，會產(chǎn)生一定的多普勒頻移，使得信號出現(xiàn)衰減，為了很好地解決這個問題，人們研發(fā)了新的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，如現(xiàn)在應(yīng)用較多的OFDM技術(shù)，可以很好地避免多普勒頻移。與傳統(tǒng)的信號處理和傳輸技術(shù)相比，OFDM的速度更快、抗干擾能力更強，由于采用了子信道正交的方式，可以很好地避免不同信號之間的干擾，同時最大程度的利用頻譜，對于噪聲比較大的信號，這樣的方式依然可以很好地進行信號的傳輸。由于我國的地域面積較大，不同地區(qū)的地理條件具有一定的差異，因此，多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)對于我國實現(xiàn)無線信號的全面覆蓋來說，具有非常重要的作用。要想提高信號處理和傳輸?shù)男Ч?，還應(yīng)該在設(shè)備終端采取一定的措施，如迭代接收技術(shù)，在迭代技術(shù)提出的早期，受到終端設(shè)備水平的限制，處理器的運算能力較差，無法滿足技術(shù)應(yīng)用的要求，因此信號接收的效果較差，但是隨著近些年移動設(shè)備的發(fā)展，尤其是多核處理器的應(yīng)用，迭代接收技術(shù)將會得到普及應(yīng)用。

2.2 MIMO技術(shù)

在無線移動通信系統(tǒng)研發(fā)的初期，只能實現(xiàn)基礎(chǔ)的語音通話功能，隨著技術(shù)自身的進步，逐漸地出現(xiàn)了短信、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用，極大地豐富了無線移動通信系統(tǒng)的功能，但是在實際應(yīng)用的過程中，人們希望能夠在語音通話的同時，進行短信的發(fā)送或上網(wǎng)等功能，傳統(tǒng)的無線移動通信系統(tǒng)，顯然無法滿足這個要求。即使現(xiàn)在應(yīng)用較多的第三代移動通信系統(tǒng)，一些功能還是無法同時使用，在這種背景下，多入多出技術(shù)成為了很多專家和學(xué)者研究的重點，多入多出技術(shù)的實現(xiàn)，主要依靠信號輸出端和終端之間的多個天線，在不影響總帶寬和功率的基礎(chǔ)上，對傳輸?shù)男盘栠M行處理。隨著近些年無線移動通信技術(shù)的發(fā)展，MIMO技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，如現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的3G和WIFI等傳輸協(xié)議中，都加入了多入多出技術(shù)，很好地實現(xiàn)了多個功能共同使用，尤其是智能移動設(shè)備的出現(xiàn)，能夠同時處理多個任務(wù)，多線程操作系統(tǒng)的特點已經(jīng)被人們認可，而MIMO技術(shù)可以很好地滿足終端設(shè)備多線程任務(wù)處理的要求。

2.3 智能天線

在無線移動通信系統(tǒng)中，信號的發(fā)射、傳輸和接收，是決定通信效果的主要因素，在無線通信技術(shù)發(fā)展的初期，信號傳輸技術(shù)水平有限，為了提高實際通信的效果，都會采用大功率的發(fā)射裝置，以及性能較好的天線。受到各種因素的影響，還需要對天線進行調(diào)整，來提高實際的接收效果，由此可以看出，天線在無線移動通信系統(tǒng)中的重要性。近些年無線終端設(shè)備的發(fā)展，對天線的性能和體積，都有了更高的要求，從硬件方面來說，已經(jīng)無法繼續(xù)對天線進行優(yōu)化，只能采用軟件方面的技術(shù)，來提高實際的接受效果，智能天線技術(shù)就是在這種背景下產(chǎn)生的，該技術(shù)利用成形波束在一定范圍內(nèi)的互相抑制和干擾，增強特定范圍的信號。與傳統(tǒng)的天線技術(shù)相比，智能天線可以很好地消除噪聲，同時增加信號覆蓋的范圍，由于不需要硬件上的改動就可以提高信號接收的效果，對于控制無線移動通信系統(tǒng)的成本來說，也具有非常重要的作用。

3 結(jié)語

我國無線移動通信系統(tǒng)經(jīng)過了多年的發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代無線移動通信技術(shù)，并在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上，推出了LTE第四代傳輸標準，經(jīng)過了一段時間的試驗后，已經(jīng)在一些發(fā)達城市商業(yè)運營，并取得了良好的效果，表明我國的無線移動通信技術(shù)已經(jīng)達到了世界先進水平。但是通過深入的分析可以知道，目前新一代的無線移動通信系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，很多方面都需要進一步的完善，要想保證我國無線移動通信領(lǐng)域的優(yōu)勢，必須對系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究，相信未來通信系統(tǒng)將會具有更高的傳輸效率、頻譜利用率和豐富的業(yè)務(wù)。

參考文獻

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