寬帶無線數字通信關鍵技術探討

崔陽

摘 要：寬帶無線數字通信技術發展過程中，勢必涉及到正交頻分復用技術、多速率傳輸協議、空時編碼技術等各種關鍵技術。只有根據實際情況，將這些關鍵技術合理運用到寬帶無線數字通信領域，才能保障寬帶數字無線通信系統高效運行。此外，充分發揮正交頻分復用技術、多速率傳輸協議、空時編碼技術等關鍵技術在寬帶無線數字通信領域的應用價值，有利于促進寬帶無線數字通信技術的進步和發展。

關鍵詞：寬帶無線數字通信;關鍵技術;應用

1 寬帶無線數字通信技術的基本介紹

1.1 寬帶無線數字通信的特點

傳統的無線通信技術只采用頻分多址和模擬調制的方式，而隨著通信技術的不斷發展，三代（3G）移動通信不斷壯大，傳輸速率達到了一個新的高度，無線寬帶固定接入系統也更加成熟，同時本地多點分配業務也進行了大量的試驗，取得了不錯的成績，可綜合提供語音、數據、視頻等業務，被稱作“無線光纖”。這些通信系統主要有一下四個特點：第一：頻帶寬，載頻高。目前的無線通信系統可提供的傳輸速率都較大，較寬的頻帶也使其具有高程度的載頻。第二：無線信道的頻率資源有限，噪聲干擾比較嚴重。所以為了實現可靠傳輸，現代信號處理技術、無線接入等技術必須要被實施并發展起來，以削弱該弱點，實現可靠高速的無線通信，但這一目標實現難度較大。第三：毫米波電波傳輸容易受氣候影響。降雨極易影響毫米波，傳送距離越大，損耗越多，如果再加上自由空間的傳輸損耗，通信可能會中斷。第四：毫米波波長較短，只適合視距通信。電波在自由空間的傳輸會損耗載頻，LMDS系統的覆蓋范圍也僅僅局限于5km以內，所以對于超過一定范圍的通信進程要設置中繼站。

1.2 移動無線通信技術

根據現狀來看，我國移動無線通信技術可以劃分為移動寬帶系統、3G移動通信標準、無線局域網等幾個部分。其中，移動寬帶系統的主要目的是提供更加先進和豐富的業務，既適用于專用系統，也適用于公用系統，且覆蓋范圍較大，能夠無限制應用到室內、室外的移動通信系統中。一般移動寬帶系統都由基站和移動站組成，是保證電話通信質量的重要基礎。3G移動通信標準指多業務、多用途、多功能的數字移動通信系統，能夠覆蓋全球范圍，支持語音、分組數據和多媒體業務等，依據通信需求提供相應帶寬，有效保障通信服務質量。無線局域網體現了安全保密、自動頻率配置、面向連接和透明高速傳輸等特點。其協議參考模型可以劃分為匯聚層、數據鏈路層和物理層，比較適合一定范圍內的寬帶無線接入。

1.3 寬帶固定無線接入系統

當前寬帶固定無線接入系統包括多通道多點分配業務、本地多分配業務、自由空間光通信系統。多通道多點分配業務指固定的點對點寬帶無線接入系統，對保障雙向數據業務傳輸有積極作用。本地多分配業務由基站、骨干網、網管系統以及用戶終端等幾部分組成。用戶終端通常都是固定狀態，能夠提供豐富的業務，且容量較大，在增加新業務、擴充容量等方面比較方便，體現了干擾低、方向性好等特點。但是，其易受氣候環境的影響，且毫米波源傳輸距離不長，僅適用于短程通信。自由空間光通信系統以空氣為傳輸媒介，安裝和擴充比較方便，帶寬大，成本低，隱蔽性較高，但易受氣候環境的影響。

2 寬帶無線數字通信的關鍵技術

2.1 正交頻分復用技術

作為一種多載波數字通信調制技術，正交頻分復用技術的適用范圍較廣，在移動調頻信道的寬帶數字通信和無線局域網等方面體現出較高的應用價值。首先，該技術的抗多徑干擾能力較強，與單載波系統相比，能夠更加方便實現時延擴展，不需要借助單載波系統中的均衡器。其次，將正交頻分復用技術應用到慢變信道時，能夠結合各個子載波的信噪比調節傳輸速率，進而保證系統容量，體現較好的自適應能力，同時，這種系統不會受窄帶噪聲的影響。

2.2 多速率的傳輸協議

多速率傳輸協議下，能夠實現速率信息的互換和交流，能夠以提前預約的方式設定寬帶無線數字通信中的時長，還可以高效更新和計算網絡分配的某些矢量數據。寬帶無線數字通信系統運行過程中，有效應用多速率傳輸協議，能夠采用逐級遞變和跳級改變的方式改變傳輸速度，防止不同工作站出現相互干擾的情況，有效保障通信工作的質量。傳統通信系統中，缺乏多速率傳輸協議等可靠技術，易出現預約時間過長的情況，進而影響寬帶無線數字通信系統的正常工作。將多速率傳輸協議應用到寬帶無線通信領域，能夠有效提高寬帶質量和寬帶利用率。

2.3 空時編碼技術

將空時編碼技術應用到寬帶無線數字通信領域，能夠有效保證數據傳輸的可靠性及安全性。與其他編碼系統相比，空時編碼能夠在保留帶寬的基礎上，獲得更高的編碼增益，有效提升系統的抗干擾能力、抗噪聲能力。就實際情況來看，空時編碼技術包括需要信道估計的空時碼和無需信道估計的空時碼。

第一，需要信道估計的空時碼包括分層空時碼和分組空時碼。就分層空時碼來講，主要是直接將高速數據業務分配給若干個低速數據業務，利用傳統并行信道編碼器編碼，完成并行分層編碼調制，并利用若干天線進行發射，實現發射分集的作用。與單天線系統相比，分層時空碼能夠大幅度提高頻帶利用率及傳輸速率，但抗衰落性能較差。就分組空時碼來講，雖然其性能低于網格空時碼，但是譯碼過程比較簡單，且構造容易，能夠保證分集度及傳輸速率，在寬帶無線通信領域的應用前景較為廣闊。

第二，無需信道估計的空時碼包括酉空時碼和差分空時碼。就酉空時碼來講，其是一種基于快衰落信道創建的解決方案，雖然在寬帶無線數字通信領域較為重要，但是很難構建性能較好的酉空時碼，需要加強酉空時碼的研究。就差分空時碼來講，其是一種適合3G/4G快變衰落信道的空時編碼技術，將其應用到寬帶無線數字通信系統中，能夠在接收端沒有信道狀態信息時發揮良好性能。

結束語

近年來，隨著我國移動通信技術的持續發展，我國逐漸加強了寬帶無線數字通信技術的研究，通過提高寬帶無線數字通信技術的信息處理能力，服務于我國人民及社會。市場經濟體制不斷完善的背景下，我國對移動通信的需求不斷發生變化，要想保證信息傳輸過程的可靠性，使信息傳輸容量達到要求，必須提高頻譜利用率，有效提升移動通信系統的運行效率。

參考文獻

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