蔡森昊
摘 要:無線移動通信系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及應用,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)展的基礎上,結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、智能天線技術和傳輸協(xié)議等方面,對未來無線移動通信系統(tǒng)的關鍵技術,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。
關鍵詞:無線移動通信;關鍵技術;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,近代自然科學技術的發(fā)展,出現(xiàn)了電子信息技術,在模擬信息的基礎上,研發(fā)出了無線通信技術,由于天線和信號處理技術的水平較低,無線通信的有效距離較短,而且通信的效果較差。隨著數(shù)字信號處理技術的發(fā)展,無線移動通信技術有了飛速的發(fā)展,現(xiàn)在我國的第三代移動通信技術已經(jīng)得到了普及應用,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)過了四代技術的更新,第一代無線移動通信技術,主要采用模擬信號,受到當時設備自身等技術的限制,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,由于當時無線設備的成本較高,無法得到普及應用,只能作為奢侈品來使用??紤]到無線移動通信系統(tǒng)的特點,能夠實現(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,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進行研究,終于研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的TD-SCDMA無線通信技術,并在此基礎上,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)的關鍵技術
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)的一個關鍵技術,在第三代無線移動通信系統(tǒng)中,主要采用CDMA技術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,如現(xiàn)在應用較多的OFDM技術,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,多載波正交頻分復用調(diào)制技術對于我國實現(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€應該在設備終端采取一定的措施,如迭代接收技術,在迭代技術提出的早期,受到終端設備水平的限制,處理器的運算能力較差,無法滿足技術應用的要求,因此信號接收的效果較差,但是隨著近些年移動設備的發(fā)展,尤其是多核處理器的應用,迭代接收技術將會得到普及應用。
2.2 MIMO技術
在無線移動通信系統(tǒng)研發(fā)的初期,只能實現(xiàn)基礎的語音通話功能,隨著技術自身的進步,逐漸地出現(xiàn)了短信、網(wǎng)絡等應用,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,多入多出技術成為了很多專家和學者研究的重點,多入多出技術的實現(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的發(fā)展,MIMO技術已經(jīng)得到了普及應用,如現(xiàn)在廣泛應用的3G和WIFI等傳輸協(xié)議中,都加入了多入多出技術,很好地實現(xiàn)了多個功能共同使用,尤其是智能移動設備的出現(xiàn),能夠同時處理多個任務,多線程操作系統(tǒng)的特點已經(jīng)被人們認可,而MIMO技術可以很好地滿足終端設備多線程任務處理的要求。
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,在無線通信技術發(fā)展的初期,信號傳輸技術水平有限,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,來提高實際的接受效果,智能天線技術就是在這種背景下產(chǎn)生的,該技術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)權的第三代無線移動通信技術,并在TD-SCDMA的基礎上,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域的優(yōu)勢,必須對系統(tǒng)的關鍵技術進行研究,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。
參考文獻
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