夏金

摘要：伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，通信的重要程度已經(jīng)變得越來越高，無線通訊更是飛速發(fā)展，同時(shí)它的優(yōu)點(diǎn)也是十分明顯的。無線通信系統(tǒng)它的傳輸技術(shù)有很多種類型，因此在此篇文章當(dāng)中就針對目前關(guān)于無線通信系統(tǒng)當(dāng)中的傳輸技術(shù)進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的分析與介紹。

關(guān)鍵詞：無線通信系統(tǒng)；傳輸技術(shù)；分析

1.前言

當(dāng)前我們所處的時(shí)代正是一個(gè)信息化的時(shí)代，所以通信已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的組成部分，尤其是無線通信更是以難以想象的速度發(fā)展著，由于其具備的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無線通信系統(tǒng)中的傳輸技術(shù)有多種類型，想要將這些技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際生活中，必須了解這些技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容以及實(shí)現(xiàn)方式。因此，在此篇文章當(dāng)中就對這些主要的技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的介紹與分析。

2.當(dāng)前無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景

21世紀(jì)信息化進(jìn)程不斷加快，新的無線標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不斷出現(xiàn)，對于上下游服務(wù)和供應(yīng)商而言，必須要對自己的系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)的升級，這樣才可以保障自己的技術(shù)能夠滿足人們不斷增長和變化的需求。雖然世界上各個(gè)地區(qū)的無線通信技術(shù)都在不停的發(fā)展，但是就區(qū)域發(fā)展來看，每個(gè)地區(qū)發(fā)展的程度是不同的，也就是說其發(fā)展的并不均衡。在韓國和日本等國家，他們新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長十分快速，甚至已經(jīng)在世界移動(dòng)通訊發(fā)展中形成新的發(fā)展方向。

2.1無線電通信中主要傳輸技術(shù)

MIMO技術(shù)主要是利用多個(gè)天線進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多發(fā)和多收的目的，當(dāng)然天線數(shù)量越多，信道的容量也會(huì)越大，通過MIMO技術(shù)的應(yīng)用可以使信道的傳輸可靠性大大提高，信道的容量也得到進(jìn)一步的提升，誤碼率有效降低。截止到今天，MIMO相關(guān)的理論已經(jīng)不斷成熟，國內(nèi)外很多的機(jī)構(gòu)都專門建設(shè)了研究MIMO技術(shù)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，比如在我國的東南大學(xué)和北京郵電大學(xué)就有專門的實(shí)驗(yàn)室。OFDM技術(shù)它可以有效的克服信道的頻率選擇性衰落，其實(shí)是多載波調(diào)制的一種。這種技術(shù)使用的原則是把信道分成多個(gè)正交子信道，然后再把高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行的低速字?jǐn)?shù)據(jù)流，再分別調(diào)制到子信道上進(jìn)行傳輸。我們都知道子信道上的信號貸款必然小于信道的相關(guān)帶寬，所以可以把每一個(gè)子信道都看成是一個(gè)平淡的衰落信道，在OFDM技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，其本質(zhì)就是和交織、糾錯(cuò)編碼結(jié)合在一起的。自適應(yīng)傳輸則可以根據(jù)不同的環(huán)境、業(yè)務(wù)需求等對傳輸?shù)哪Ｊ?、功率和帶寬等進(jìn)行有效的改變，這樣不但保證了傳輸?shù)馁|(zhì)量而且也提高了對信道的使用效率。OFDM是一種單用戶多載波的調(diào)制方式。但由于它實(shí)用的復(fù)雜性，直到最近才開始應(yīng)用，并被一些系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)。廣泛的應(yīng)用表明，它可以替代傳統(tǒng)的信道均衡輔助的串行調(diào)制解調(diào)[5]技術(shù)克服信道散布。

經(jīng)過30多年的研發(fā)，OFDM被廣泛地用于高速數(shù)字通信中。由于近來數(shù)字信號處理（DSP）和超大規(guī)模集成（VLSI）技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM最初應(yīng)用時(shí)的障礙，如大量復(fù)雜的計(jì)算、高速存儲(chǔ)問題已經(jīng)不存在了，同時(shí)，快速付立葉變換（FFT）算法的采用消除了正弦信號產(chǎn)生器以及并行數(shù)據(jù)系統(tǒng)的相干解調(diào)。OFDM變得越來越廣泛的另一個(gè)原因是它的最佳性能已被理論證明。

OFDM的基本原理是將串行高速數(shù)據(jù)信號先轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，再使用相互正交的一組子載波構(gòu)成的子信道來傳輸各個(gè)子數(shù)據(jù)流，所有子信道都是窄帶的，可以認(rèn)為是平坦的衰落。由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，與串行系統(tǒng)相比，其均衡變得簡單了。

OFDM子信道的頻譜是可以相互重疊且正交的，因此，OFDM是一種頻譜效率高的調(diào)制方式。我們知道，正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，以消除信道間干擾（ICI）。但在OFDM信號通過一個(gè)時(shí)間彌散信道時(shí)，會(huì)產(chǎn)生ISI和破壞子載波間的正交性，在接收機(jī)進(jìn)行解調(diào)時(shí)就很難將原始數(shù)據(jù)恢復(fù)出來。為此，就是用OFDM原始信元的循環(huán)擴(kuò)展來增大傳輸信元的周期，同時(shí)使得發(fā)送信號周期化，這樣，當(dāng)CP長度大于信道的沖擊響應(yīng)時(shí)，就能克服ISI對有用信號的影響和避免ICI。OFDM傳輸對載波頻率偏差（CFO）非常敏感，因此許多文獻(xiàn)討論了頻率同步問題。一類是利用導(dǎo)頻信號或訓(xùn)練序列完成OFDM載波同步，這種方法的性能好，但會(huì)造成帶寬和功率的損失。另一類是盲估計(jì)方法，其中最簡單的是直接判決，它利用解調(diào)后信元速率數(shù)據(jù)檢測相位或頻率誤差，因此，估計(jì)的范圍不超過信元速率的1/2。前者利用保護(hù)間隔進(jìn)行頻偏估計(jì)，估計(jì)的范圍被限制在信元速率的1/2；后者利用多載波信號原有的結(jié)構(gòu)，提出了頻率選擇性瑞利衰落信道中載波頻偏的MLE，可以達(dá)到更寬的估計(jì)范圍和更高的準(zhǔn)確性。

3.無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用傳輸技術(shù)的特點(diǎn)

在OFDM調(diào)制系統(tǒng)中，輸出信號峰值平均功率比（PAPR）大，與系統(tǒng)中載波個(gè)數(shù)成正比。如果在大的峰值功率時(shí)出現(xiàn)非線性，會(huì)產(chǎn)生子載波間的交調(diào)干擾和帶外輻射。因此，要求功率放大器的線性范圍大，這樣功放的效率就低。已經(jīng)提出的許多降低PAPR的方法中，最有名的是基于幅度限制和編碼設(shè)計(jì)（不但提供糾錯(cuò)能力，還能降低峰值平均功率比）。前者是最簡單和直接的，但這種方法會(huì)引起限幅噪聲，造成性能下降。它通過引入小的冗余來提高PAPR的統(tǒng)計(jì)特性。在SLM（選擇映射）中，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生一系列不同候選信號的集合，這些信號表示的是相同的信息，從中選擇最好（使PAPR最?。┑募蟻戆l(fā)射，這樣峰值功率的降低就是無畸變的。它的基本原理是保持大的信號、放大小的信號。它的缺點(diǎn)是功率放大器的輸入信號的平均功率增加了，這對大功率放大器的非線性更敏感。為此文獻(xiàn)15將限幅和壓縮方法結(jié)合，提出了壓縮轉(zhuǎn)換降低PAPR的方法，它的基本原理則是壓縮大的信號、放大小的信號，使得發(fā)射信號的平均功率保持不變，這樣可以提高性能。為了評估各種PAPR降低方法的能力或設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的非線性器件，需要知道OFDM信號中PAPR的特性。在OFDM系統(tǒng)中，同步問題包括載波頻率同步和時(shí)間同步，而時(shí)間同步又可以進(jìn)一步分為信元同步和采樣時(shí)鐘同步[18]。信元同步的目的是找到FFT窗的正確位置，可以用專用的訓(xùn)練序列來進(jìn)行信元同步，保護(hù)間隔的循環(huán)特性也可以用作信元同步，這樣就不需要訓(xùn)練序列了。但是在多徑衰落信道中，保護(hù)間隔通常會(huì)受到干擾，OFDM信號的周期特性也就被破壞了，因此在ISI環(huán)境中不能保證正確的信元同步，如果信元同步的時(shí)間誤差超過保護(hù)間隔，還會(huì)破壞子載波間的正交性。采樣時(shí)鐘同步的目的是使接收機(jī)的采樣時(shí)鐘頻率與發(fā)射機(jī)一致。采樣時(shí)鐘頻率誤差會(huì)引起ICI，采樣時(shí)鐘頻率誤差進(jìn)一步還會(huì)導(dǎo)致信元定時(shí)的漂移并使信元同步問題變得更壞。OFDM中的信元同步與幀同步密切相關(guān)，如果信元定時(shí)建立，幀同步也就隨之完成。OFDM系統(tǒng)中載波頻率同步的誤差使得接收信號發(fā)生頻域偏移，破壞子載波間的正交性，造成ICI。

4.結(jié)束語

根據(jù)此篇文章當(dāng)中對于無線通信系統(tǒng)中的傳輸技術(shù)的分析與介紹可以看出目前在我們國家的無線通訊發(fā)展過程當(dāng)中還有很多技術(shù)沒有得到很好的利用，也想能夠更好的促進(jìn)無線通訊發(fā)展的話，就必須加強(qiáng)對這些技術(shù)的研究。

參考文獻(xiàn)

[1]高峰，張文安，俞立，盧尚瓊，徐青青.現(xiàn)代通信技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用綜述[J].浙江林學(xué)院學(xué)報(bào).2009，（05）.

[2]王寧.淺談無線通信產(chǎn)業(yè)的未來――3G技術(shù)[J].科學(xué)論壇.2010，（13）.

（作者單位：中通服網(wǎng)盈科技有限公司南京分公司）