論LTE無(wú)線(xiàn)通信若干關(guān)鍵技術(shù)

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【摘要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也不斷帶動(dòng)通訊技術(shù)的提升，為此，無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)被大范圍的普及和應(yīng)用，為此，如何提升無(wú)線(xiàn)通訊的傳輸以及天線(xiàn)的接收效率是當(dāng)前首要研究的一大課題。本文以我國(guó)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r出發(fā)，針對(duì)性的分析了信號(hào)的處理和傳輸、智能天線(xiàn)技術(shù)等多個(gè)方面，從而對(duì)提高未來(lái)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)能給予幫助。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信；關(guān)鍵技術(shù)；信號(hào)傳輸；天線(xiàn)

前言

自古一來(lái)，通信都是人們交流必不可少的重要方式，如古代的書(shū)信、狼煙等。伴隨著科學(xué)技術(shù)與自然科學(xué)的發(fā)展，電子信息技術(shù)出現(xiàn)，于是，在模擬信息的基礎(chǔ)上，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也得到了研發(fā)。但是，因?yàn)槲覈?guó)目前技術(shù)有限，天線(xiàn)和信號(hào)處理技術(shù)的水平還比較低，導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)通訊的有效距離比較短，因此，并沒(méi)有形成一個(gè)良好的通訊效果。伴隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的較快發(fā)展，我國(guó)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)也不斷提升與改進(jìn)，當(dāng)前，新研究的第三代移動(dòng)通信技術(shù)也相對(duì)比較完善和成熟，也投入新一代的lte移動(dòng)通信系統(tǒng)在一些地區(qū)進(jìn)行試運(yùn)營(yíng)，通過(guò)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，該項(xiàng)試運(yùn)營(yíng)也取得較好的效果。

1無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展

無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)從前期研制到如今的不斷的改革與發(fā)展，已經(jīng)經(jīng)歷四代的技術(shù)更新，第一代以模擬信號(hào)傳輸，受設(shè)備技術(shù)的限制，僅僅能實(shí)現(xiàn)音質(zhì)較差的語(yǔ)音通話(huà)而且會(huì)經(jīng)常斷線(xiàn)。由于無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離即時(shí)通話(huà)的優(yōu)點(diǎn)，無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)成為人們較為重視的一種科學(xué)技術(shù)，同時(shí)又由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的缺陷，只能引進(jìn)新技術(shù)的使用，于是第二代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)產(chǎn)生。但是，因?yàn)槭峭鈦?lái)技術(shù)，不僅需要投入大量的人力、物力和財(cái)力，而且我國(guó)整體沒(méi)有形成一套完備的成熟技術(shù)。為此，我國(guó)政府開(kāi)始著手重點(diǎn)研究該項(xiàng)技術(shù)，于是，第三代具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)產(chǎn)生，隨著社會(huì)需求與技術(shù)提升，第四代LTE無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)產(chǎn)生，且得到較為廣泛的應(yīng)用。

2無(wú)線(xiàn)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

信號(hào)而定處理和傳輸方式是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)。第三代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)是以CDMA技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的處理和傳輸?shù)模怯捎谝苿?dòng)過(guò)程中多普勒頻移的產(chǎn)生，信號(hào)強(qiáng)度被弱化，無(wú)線(xiàn)通信受到影響。因此，為了更好的解決這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家開(kāi)始研究新的技術(shù)來(lái)改善多普勒頻移的影響，于是新的調(diào)制解調(diào)技術(shù)衍生，OFDM技術(shù)就是被廣泛應(yīng)用的且能較好的克制多普勒頻移。該項(xiàng)新技術(shù)主要是子信道正交的方式進(jìn)行傳輸，不僅可以更為巧妙的利用頻道，同時(shí)還可以克制信號(hào)之間的干擾，實(shí)現(xiàn)高速率傳輸。當(dāng)然，該項(xiàng)技術(shù)還可以弱化噪音，實(shí)現(xiàn)良好的傳輸效果。由于我國(guó)地理地勢(shì)的獨(dú)特性，即地域面積廣闊，地理?xiàng)l件差異較大，因此，多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)是在我國(guó)復(fù)雜地勢(shì)的基礎(chǔ)上研究出的一個(gè)新技術(shù)，能更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)全面覆蓋的信號(hào)傳輸。當(dāng)然，這樣實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的全覆蓋，但是若想取得更好的傳輸效果，必須在終端采取一定的措施，才能更好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)的良好處理與傳輸。

2.2MIMO技術(shù)

前期的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通話(huà)功能且效果不佳，但是隨著技術(shù)的提升與改善，無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充，衍生出短信、網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用形式，但是，單一獨(dú)立的應(yīng)用不能較好的滿(mǎn)足人們的需求，人們追求更高的技術(shù)，語(yǔ)音通話(huà)的同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)短信編輯或者網(wǎng)頁(yè)瀏覽的需求，而傳統(tǒng)技術(shù)無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求，為此，為了滿(mǎn)足人們對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的追求，我國(guó)開(kāi)始重點(diǎn)研究，于是多入多出技術(shù)成為專(zhuān)家的重點(diǎn)項(xiàng)目。該項(xiàng)技術(shù)是需要信號(hào)輸出端與終端的多個(gè)天線(xiàn)來(lái)支持，并且不能影響總的寬帶和功率來(lái)實(shí)現(xiàn)的信號(hào)處理功能。隨著研究?jī)?nèi)容的深入以及研究水平的提升，MIMO技術(shù)已經(jīng)大范圍得到普及和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)上述人民對(duì)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信的需求，可以同時(shí)滿(mǎn)足多個(gè)功能，進(jìn)行多個(gè)功能的同時(shí)進(jìn)行，為此，MIMO技術(shù)可以更好的滿(mǎn)足人們對(duì)多線(xiàn)程多任務(wù)的綜合處理的需求。

2.3智能天線(xiàn)

信號(hào)的發(fā)射、傳輸和接收，是反映通信效果的三大因素，初期的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，因?yàn)榧夹g(shù)水平有限，往往采取大功率發(fā)射裝置、高性能天線(xiàn)來(lái)提升通信的實(shí)際效果，當(dāng)然，也因?yàn)楦鞣N因素的干擾，還需要調(diào)整天線(xiàn)的角度和方位，是實(shí)際的接收效果加強(qiáng)，因此，天線(xiàn)也是無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)非常重要的一部分。隨著無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的天線(xiàn)性能和體積都無(wú)法滿(mǎn)足當(dāng)代無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備的需求，為此，必須優(yōu)化天線(xiàn)的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，硬件條件已經(jīng)無(wú)法改變，而軟件技術(shù)是改善的一個(gè)核心點(diǎn)。于是智能天線(xiàn)的出現(xiàn)，很好的提高了接收效果。智能天線(xiàn)以成形波束來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸，與傳統(tǒng)天線(xiàn)技術(shù)相比，前者不僅可以在消除噪音的基礎(chǔ)上提升信號(hào)強(qiáng)度，擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍，同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)低成本下的良好接收效果。

3LTE無(wú)線(xiàn)資源管理研究的必要性

（1）用戶(hù)使用的廣泛性。移動(dòng)通信信號(hào)的覆蓋范圍是有限的，偏遠(yuǎn)的山區(qū)用戶(hù)可能無(wú)法得到覆蓋，為此，網(wǎng)絡(luò)間接接入點(diǎn)繼續(xù)改變；（2）網(wǎng)絡(luò)與用戶(hù)終端設(shè)備隨機(jī)安排線(xiàn)路。用戶(hù)之間是競(jìng)爭(zhēng)使用無(wú)線(xiàn)資源，用戶(hù)數(shù)量的多少相同流量的網(wǎng)絡(luò)是不同的，數(shù)量越多，網(wǎng)絡(luò)越慢；為此，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的合理調(diào)度和分配；（3）無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)是未來(lái)通信領(lǐng)域的核心。我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷提升與改革，網(wǎng)絡(luò)性能不斷提升，為此，LTE技術(shù)將會(huì)成為下一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)先的一個(gè)新方向。

4無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的算法

（1）正交頻分復(fù)用技術(shù)下的蜂窩中繼網(wǎng)絡(luò)，有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)較高的覆蓋范圍以及較高的傳輸速率。與傳統(tǒng)頻率分配方式相比，正交頻分復(fù)用技術(shù)不僅可以利用干擾指標(biāo)實(shí)現(xiàn)干擾回避同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載自適應(yīng)。如果一旦出現(xiàn)負(fù)載狀況，可以動(dòng)態(tài)化的分配可用頻率，是子載波信干燥比提升，實(shí)現(xiàn)信息的高吞吐量，更加合理的分配頻率的利用效率，有效的降低信息的阻塞率。（2）切換算法是解決LTE蜂窩中繼網(wǎng)絡(luò)的重要算法。對(duì)比傳統(tǒng)切換算法，上述更加細(xì)致的考慮了用戶(hù)之間的公平性以及資源利用的有效性，使用戶(hù)之間最大限度的實(shí)現(xiàn)公平、公正。所謂的仿真平臺(tái)，就是重建協(xié)議棧并且加以有效管理，實(shí)現(xiàn)中繼算法的選擇以及對(duì)無(wú)線(xiàn)資源的有效管理的過(guò)程，當(dāng)然，也可以實(shí)現(xiàn)單播業(yè)務(wù)的新建立以及一些創(chuàng)新算法的衍生。（3）無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信的未來(lái)發(fā)展方向清晰明了，是我國(guó)應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)研究的一個(gè)方向，為此，我國(guó)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的重視，科學(xué)、合理的規(guī)劃，在位置上占據(jù)一定的先機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)對(duì)“通信強(qiáng)國(guó)”的定位。

5結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)已成功研制出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)，并且結(jié)合實(shí)際需求，成功推出第四代通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，經(jīng)過(guò)在一些地區(qū)的試點(diǎn)，已取得良好的效果，因此，也證明，我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)水平在國(guó)際上也得到了廣大的認(rèn)可。盡管我國(guó)技術(shù)已經(jīng)取得一定的良好效果，但是，畢竟我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)剛剛推出不久，尚處于發(fā)展階段，其體系還不算完整，有些方面尚存在眾多的不足，為了更好的提升我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，必須加強(qiáng)對(duì)其的研究深度和廣度，更好的研究其核心技術(shù)，使其以更快的傳輸效率、更廣的覆蓋范圍等優(yōu)勢(shì)為用戶(hù)服務(wù)，盡可能的減少現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺點(diǎn)，最大限度的減少用戶(hù)在使用時(shí)所產(chǎn)生的不良影響。當(dāng)然，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商方面，也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與通信方面的合作，加大投入力度，積極主動(dòng)的參與到實(shí)際開(kāi)發(fā)中來(lái)，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)與凈競(jìng)爭(zhēng)者之間加強(qiáng)交流與合作，從而更好的促進(jìn)我國(guó)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展與提升，盡可能的縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，使無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)更好的服務(wù)廣大用戶(hù)，盡可能的提升用戶(hù)的使用效果。

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作者:藍(lán)章健 單位:廣西通信規(guī)劃設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司