蔡森昊

摘 要：無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，如何提高無(wú)線信號(hào)傳輸?shù)男?、提高天線接收效率等問(wèn)題，將是未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，人們研究的主要問(wèn)題。本文在無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)自身的實(shí)際情況，從信號(hào)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(duì)未來(lái)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)行了深入的分析，希望能給實(shí)際無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究，提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)線移動(dòng)通信；關(guān)鍵技術(shù)；信號(hào)傳輸；天線

從古時(shí)候開始，遠(yuǎn)距離的通信問(wèn)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(wú)線通信技術(shù)，由于天線和信號(hào)處理技術(shù)的水平較低，無(wú)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(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)有了飛速的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)的第三代移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)得到了普及應(yīng)用，新一代的LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)也在一些發(fā)達(dá)地區(qū)試運(yùn)營(yíng)，并取得了良好的效果。

1 無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展

無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)到現(xiàn)在，一共經(jīng)過(guò)了四代技術(shù)的更新，第一代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，主要采用模擬信號(hào)，受到當(dāng)時(shí)設(shè)備自身等技術(shù)的限制，只能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話等功能，而且通話的質(zhì)量較差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)掉線等情況，由于當(dāng)時(shí)無(wú)線設(shè)備的成本較高，無(wú)法得到普及應(yīng)用，只能作為奢侈品來(lái)使用?？紤]到無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離的即時(shí)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(guó)的經(jīng)濟(jì)和科技起步較晚，在無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究上，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距，沒(méi)有自主研發(fā)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的能力，在這種背景下，只能從國(guó)外引進(jìn)第二代無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)。由于采用了國(guó)外的專利和技術(shù)，每年都需要支付大量的費(fèi)用，為了從根本上解決這個(gè)問(wèn)題，我國(guó)投入了大量的人力和物力，對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)行研究，終于研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA無(wú)線通信技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，推出了LTE第四代無(wú)線移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。

2 無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 信號(hào)的處理和傳輸

對(duì)于無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如何進(jìn)行信號(hào)的處理和傳輸，是系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，在第三代無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)中，主要采用CDMA技術(shù)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的處理和傳輸，但是天線在移動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生一定的多普勒頻移，使得信號(hào)出現(xiàn)衰減，為了很好地解決這個(gè)問(wèn)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(hào)處理和傳輸技術(shù)相比，OFDM的速度更快、抗干擾能力更強(qiáng)，由于采用了子信道正交的方式，可以很好地避免不同信號(hào)之間的干擾，同時(shí)最大程度的利用頻譜，對(duì)于噪聲比較大的信號(hào)，這樣的方式依然可以很好地進(jìn)行信號(hào)的傳輸。由于我國(guó)的地域面積較大，不同地區(qū)的地理?xiàng)l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(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)無(wú)線信號(hào)的全面覆蓋來(lái)說(shuō)，具有非常重要的作用。要想提高信號(hào)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(yùn)算能力較差，無(wú)法滿足技術(shù)應(yīng)用的要求，因此信號(hào)接收的效果較差，但是隨著近些年移動(dòng)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(huì)得到普及應(yīng)用。

2.2 MIMO技術(shù)

在無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)研發(fā)的初期，只能實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的語(yǔ)音通話功能，隨著技術(shù)自身的進(jìn)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(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能，但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，人們希望能夠在語(yǔ)音通話的同時(shí)，進(jìn)行短信的發(fā)送或上網(wǎng)等功能，傳統(tǒng)的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，顯然無(wú)法滿足這個(gè)要求。即使現(xiàn)在應(yīng)用較多的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)，一些功能還是無(wú)法同時(shí)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(diǎn)，多入多出技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，主要依靠信號(hào)輸出端和終端之間的多個(gè)天線，在不影響總帶寬和功率的基礎(chǔ)上，對(duì)傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行處理。隨著近些年無(wú)線移動(dòng)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(shí)現(xiàn)了多個(gè)功能共同使用，尤其是智能移動(dòng)設(shè)備的出現(xiàn)，能夠同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，多線程操作系統(tǒng)的特點(diǎn)已經(jīng)被人們認(rèn)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(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)中，信號(hào)的發(fā)射、傳輸和接收，是決定通信效果的主要因素，在無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展的初期，信號(hào)傳輸技術(shù)水平有限，為了提高實(shí)際通信的效果，都會(huì)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(duì)天線進(jìn)行調(diào)整，來(lái)提高實(shí)際的接收效果，由此可以看出，天線在無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要性。近些年無(wú)線終端設(shè)備的發(fā)展，對(duì)天線的性能和體積，都有了更高的要求，從硬件方面來(lái)說(shuō)，已經(jīng)無(wú)法繼續(xù)對(duì)天線進(jìn)行優(yōu)化，只能采用軟件方面的技術(shù)，來(lái)提高實(shí)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(qiáng)特定范圍的信號(hào)。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(shí)增加信號(hào)覆蓋的范圍，由于不需要硬件上的改動(dòng)就可以提高信號(hào)接收的效果，對(duì)于控制無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的成本來(lái)說(shuō)，也具有非常重要的作用。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了多年的發(fā)展，已經(jīng)研發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)，并在TD-SCDMA的基礎(chǔ)上，推出了LTE第四代傳輸標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)了一段時(shí)間的試驗(yàn)后，已經(jīng)在一些發(fā)達(dá)城市商業(yè)運(yùn)營(yíng)，并取得了良好的效果，表明我國(guó)的無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。但是通過(guò)深入的分析可以知道，目前新一代的無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，很多方面都需要進(jìn)一步的完善，要想保證我國(guó)無(wú)線移動(dòng)通信領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，必須對(duì)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，相信未來(lái)通信系統(tǒng)將會(huì)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(xiàn)

[1]張立峰.IEEE 802.11n高速無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2009，（5）：41-44.

[2]周奇.4G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].電腦與電信，2006，（10）：18-21.