無線移動通信系統關鍵技術研究

摘 要：伴隨著大網絡時代的高速發展，無線通信技術正在以驚人的速度向前發展。無線通信系統的發展速度令人瞠目，在這種環境之下，無線通信系統的研發便成為了我們工作的重點，無線通信系統的關鍵技術研究，也正是研發工作的重中之重。

關鍵詞：無線通信；正交頻分復用；移動通信技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.089

在當今社會，信息的重要性不言自明，能否獲得及時可靠的信息，是各行各業獲得成功的重要手段，不及時或有錯誤的信息就像上星期的報紙、昨天的天氣預報，一文不值。在手機普及之后，消費者對于無線通信的要求越來越高。從起初的單純話務，到后來的短信業務、手機上網。直到現在，無線通信系統已經成為了現代人們日常生活中獲取資訊，交流信息的重要平臺。不過，人們對無線網絡的要求，相應的也越來越高。

1 無線通信技術的現狀

2008年，第三代移動通信技術（3G）正式進入商用。同上一代2G網絡相比，3G的傳輸速率已經達到了3Mb/s，雖然在傳輸速率上已經有了很大程度的加強，但是仍然難以滿足消費者的需求。所以，在4G網絡的研發中，技術人員盡可能充分的考慮到了消費者對無線通信網絡的可能性需求。例如視頻會議、文件傳輸、遠程醫療和數據庫訪問等諸多功能，在4G無線通信系統中得到了加強。單純從傳輸速率上來說，4G網絡的傳輸速率（FDD-LTE）在理論上已經達到了150Mb/s，雖然在傳輸效率上有了好呢大的提高，離真正達到理想狀態還有一定的距離。

2 無線通信技術發展前瞻

無線通信，在當今社會已經成為了各個領域中的一個重要環節。所以在無線通信技術的研發與使用從來都不會受到輕視。

2.1 高性能的物理層

物理層性能的高低對于信息的傳輸速率有著基礎性的影響。面對即將到來的5G網絡，比較現有的3G/4G網絡，它的傳輸速率更為驚人。根據英國薩里大學的專項實驗研究，5G已經能達到1Tb/s，是現有4G網絡的65000倍。所以，要達到如此之高的傳輸速率，缺少不了高性能物理層的支持。通過提高數據傳輸效率，使無線信道的傳輸能力大大加強，成為真正的寬帶。因此，在技術層面，更加復雜的多徑技術就必然會被投入使用，用來處理大量系統運行過程中的大量隨機路徑。正交頻分復用技術（OFDM）便是提高物理層性能的重要技術之一。

2.2 信號的處理和傳輸

有了高效能物理層的支持，作為無線通信系統，信號的處理和傳輸是整個系統中的下一項關鍵技術。在3G網絡中，各家運營商采用的基本都是CDMA的技術對無線信號進行處理和傳輸，當然，因為多址方式的不同又分為SD-CDMA、WCDMA、CDMA2000。為了解決信號傳輸中的出現的衰減、干擾等問題。所以OFDM技術也被使用在了信號的處理和傳輸中。

首先是同步。OFDM是一項調制技術，針對的是系統工作中產生的頻率便宜和時間偏移進行調節。通過保護間隔進行同步、導頻進行同步、盲同步三種方式，來實現常規的頻率同步和時間同步。

在保護間隔進行同步時，通過對采樣時鐘頻率的敏感性進行降低調試， 加上運用大運算量和加大運算復雜程度用于提升性能；同樣，還可以減少符號之間的擾動，并且對于保護間隔獲取的同步信號的算法金星推算，便可以獲得整數倍的偏頻。

對于導頻進行同步，傳統上通常會遵循最大似然估計原理，即ML原理。但是這一原理也存在著一定程度上的問題，包括算法搜索時間長、誤差較大等。

OFDM技術，與其他的信號處理技術相比，可以更好的避免其他信號所產生的干擾，提高頻譜的利用率，同時可以更好的解決噪聲、和多普勒效應造成的干擾。 同時，通過ODFM技術的運用，無線通信系統的信號傳播速率更高，抵抗各種干擾的能力更強。為了更好的完成信號的處理與傳輸，在設備的終端也也有必要采取相應的技術手段。迭代接收技術。這項技術的主要用途是提高處理器的運算能力，改良信號接收的效果。隨著多核處理器的出現與不斷改良，迭代接收技術的運用得到了更好的普及。

2.3 MIMO

MIMO，也就是多進多出技術的簡稱。目前的無線通信技術發展主要是經歷了三個階段：首先是單純的話務需求階段，也就是單純的基礎語音通訊；第二階段中，不但實現了語音通訊，同時也可以進行短信的收發；第三階段，便是結合語音話務、文字信息收發、上網功能齊全并且可以同時使用的第三階段。如今，無線通信技術的第三階段已經發展到了一個新的高度，不但實現了傳統的功能，更能進行視頻會議、數據庫訪問等高端功能。而這些功能的實現，全都離不開MIMO技術。利用信號輸出端和接收終端之間的多條天線設備，在保證網絡的總帶寬和傳輸功率不受影響的同時，對無線信號進行處理。

2.4 智能天線

天線作為無線通信系統中最前沿的硬件設備，具有十分重要的地位，是信號的接收、發射和傳輸的主要設備。在以往的基站建設中，為了解決各種不良因素對于信號傳輸造成的影響。通常會采用一些大功率的發射裝置、性能良好的天線。但是隨著技術的發展和網絡要求的不斷提高，在硬件設備上的升級空間已經越來越小。隨著技術的不斷發展，對于天線的要求也越來越高，不論是性能還是體積，對天線要求的標準越來越嚴格。所以，在硬件上無法實現的突破，在軟件方面得到了實現。在這種前提下，智能天線應運而生。智能天線在一定程度上擴大了信號的覆蓋范圍，同時也降低了無線移動系統的建設成本。

不論在當今社會的任何一個領域，無線移動通信的作用已經無可替代。經過多年的發展，我國的無線移動通信系統已經取得了令人矚目的成績。同時也在提醒我們，對于無線移動通信系統關鍵技術的研究必須提到一個更新更高的高度。相信在不遠的未來，我們一定會取得更優異的成績。盡管無線移動通信系統的建設和發展會面臨很多難以攻克的技術難關，但是我們應該對無線移動通信系統關鍵技術的研究有信心，無線通信技術的前途是光明的。

參考文獻：

[1]劉婷婷，方華麗.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展[J]. 科技信息，2013，（09）：298.

[2]張平.第四代移動通信系統的關鍵技術及分析[J].電信科學，2002，（08）：30-34.

作者簡介：劉丹（1983-），女，回族，黑龍江雞西人，碩士研究生，講師，中共黨員，研究方向：通信工程。