无线移动通信技术发展现状与趋势探析

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sz_ocean
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘 要]随着移动通讯技术的不断发展,移动计算机技术也会逐渐随着改变。移动计算机的发展趋势是高性能、低功耗、小型化和无线互联。文章对无线移动通讯技术进行了探讨。
  [关键词]移动通讯;无线;技术;4G
  中图分类号:F626.3文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0075-02
  4G是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像且图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。很明显,4G有着不可比拟的优越性。
  一、4G系统的关键技术
  4G能够提供多媒体业务,能够实现全球无缝隙漫游,具有更高的安全性、智能性、灵活性以及更高的传输质量和服务质量,能支持非对称性传输,并可支持多种业务是因为4G具有较高的数据速率和频谱利用率。这些相对于3G系统所表现出的优点主要是由于使用了许多新兴的、先进的无线通信技术。4G系统最主要的关键技术如下:
  1.1 智能天线技术
  智能天线主要是指自适应天线阵列,是利用移动用户和基站间各个传输链路空间特征的差异,在基站端运用信号处理技术和软件技术,通过多天线阵元结构,产生特定方向特性(主波束对准移动用户信号方向,旁瓣或邻瓣对准干扰信号方向)的天线波束,在同一信道上减少多个移动用户接收和发送信号的干扰,提高频谱利用率的一种分集技术,其本质是利用相位关系抑制多址干扰和多径干扰。智能天线技术的发展主要是考虑智能天线和移动通信环境的特性,如电波的传播特性、干扰和信号带宽的有效性等,通过链路级和系统级的仿真与实际验证,综合利用计算机处理技术优化天线阵列参数和设计数据业务的最优传输模式。智能天线除了在提高频谱利用率、抑制干扰等方面的优点外,还可以通过基站对移动用户发射信号的空间特征矩阵的分析,实现对用户空间位置的较精确定位。
  1.2 OFDM技术
  正交频分复用技术是一种无线环境下的高速传输技术,与3G的CDMA技术显著不同。它是对多载波调制技术的改进,可以认为是整个4G技术的核心。在高速移动的无线通信环境中,多普勒频移和多径效应会对信号的正确接收产生显著的干扰。OFDM技术是对抗频率选择性衰落和窄带干扰的有效途径,其基本原理是在频域内对传输信道进行分解,使各子载波相互正交,然后将高速数据流分解为多个低速数据片段,在各子载波上分别进行调制,使串行通信变换为多个独立子信道上的并行通信。一方面使每个子信道变得相对平坦,某个时刻只会有少部分信道受到深衰落的影响,不至于一次干扰就导致整个链路的失败,有效抑制了频率的选择性影响。另一方面由于高速数据流也进行了分解,每个子信道上传输的信号带宽小于信道的相应带宽,信号波形间的干扰也大大减少。
  1.3 MIMO技术
  多输入多输出技术本质是一种分集技术,是多天线技术的发展。它利用多个天线在收发两端同时工作,在空域上扩展传输通道进而提高系统的传输速率。并行工作的各个发送和接收天线通过角度扩展等多种途径减少空间相关,当彼此的信道冲击和响应相互独立时,信道的容量或者传输能力将随着天线数目的增加而线性增加,这样系统的通信能力将可以在不增加天线的发射功率和系统带宽的情况下得到成倍提高。
  MIMO技术是无线通信领域的重大突破,发展潜力巨大。通过近几年的不断完善和改进,已经越来越多地应用到各种无线通信系统中,被认为是现代无线通信的关键技术之一。其优点可以概括为:可降低码间干扰、可提高空间分集增益、可提高无线信道容量和频谱利用率。
  1.4 切换技术
  切换技术指的是移动终端从一个通信覆盖区移动到另一个通信覆盖区,为保持通信业务连续性而改变信道所进行的链路侦测、仲裁和建立、断开等操作的综合技术。切换是蜂窝移动通信系统中保持用户移动性的基本技术,是4G实现无缝、可靠漫游的基础。
  切换的实现在方式上可分为硬切换、接力切换、软切换和更软切换等多种方式,切换的发生时机包括移动终端在不同网络之间的接入和在不同基站之间的移动,也包括在同一基站的不同扇区或者不同频率之间的迁移,还包括随着信道变化进行链路的更新等情况。现有的切换控制机制主要有两种,一种是由智能化移动终端进行端口信号的强度和质量的检测,由终端的软件系统进行判决,主动发起和完成切换操作,另一种是由移动用户临近的基站监测各通信链路的信号状态,交换网中心根据监测数据完成切换。
  DSP和软件技术是4G切换技术的关键组成,高效智能的切换算法可以显著提高系统的切换效率和质量。在4G中将会综合两种控制机制的优点,发挥终端智能软件的优势,实现以软切换为主,辅助其它切换方式的综合切换技术。
  1.5 软件无线电技术
  软件无线电是改变传统的无线终端的设计以硬件为核心的观念,强调以可配置、可升级的软件编程和DSP技术为核心,尽量以最简化的、开放的、标准化的通用硬件平台来实现无线数据收发功能的设计技术。在系统组成上,软件无线电的硬件部分主要包括天线、射频前端、宽带数字/模拟转换器件、数字信号处理器件等基本单元。天线覆盖频段一般比较宽,频段特性均匀,射频前端完成发射时的上变频、濾波、功放以及接收时的滤波、放大和下变频等功能。信号在完成数字化的转换以后,几乎全部的工作都由软件来处理。
  软件部分主要包括类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件等。主要的通信子功能如基带处理、工作频段设置、数据格式、通信协议等全部用代码实现,即通过软件编程,使通用硬件平台成为一种多工作频段、多工作模式、多信号传输与处理的无线电系统。   软件无线电的灵魂是软件。针对传统的功能相对单一、难以扩展的硬件单元进行分析,通过建立适当的数学模型,研究高效实时的处理算法,开发出相应的软件模块来替代、提升相对应的硬件功能,是提高系统灵活性和扩展升级能力的有效途径。
  软件无线电技术是解决移动终端在不同无线环境中工作的关键技术,伴随芯片处理能力的提高和DSP技术的进步,发展空间很大,对于4G支持多种业务的完整融合,支持各类媒体及网络协议之间的“无缝连接”非常重要。
  1.6 对4G的讨论
  当无线通信系统从模拟技术为主发展到现在的全数化以后,软件的地位和作用就一步步得到增强。软件技术突出优点在于易升级、易扩展和基本上不占体积。随着通技术发展的速度越来越快,新技术的更新对保护运营商和户的现有投资是一对日渐突出的矛盾,智能手机和移动终的小型化更一直是设计者努力的方向,而软件技术的推广疑是解决这些问题的最有效方式。4G的软件无线电技术、智能天线技术、分组交换技术、据融合技术和切换技术都将在很大程度上依赖软件的实现手机芯片上的软件从单一的控制程序升级为独立的操作系已经是大势所趋。预计要不了多久,移动终端和智能手机上软件数量将超过台式电脑。
  二、结束语
  移动计算机是当前IT领域内发展速度最快的产业之一,其發展趋势是高性能、低功耗、小型化和无线互联。一般认为,高速数据通信能力和无线网络互联能力是移动计算机性能评价的主要方面,因此,无线通信技术的进步对移动计算机发展的意义就显得非同一般。各大计算机企业已纷纷把目光投向移动通信领域。
  参考文献
  [1] 鲍航.无线移动通信技术发展现状与趋势[J].咸宁学院学报,2012,(6).
  [2] 郎咸周.浅谈移动通信中的无线信道技术[J].无线互联科技,2012,(4).
  [3] 刘文波,陶莹.无线移动通信技术[J].数字技术与应用,2011,(1).
  [4] 朱晓华,张滋朋.4G移动通信技术的研究[J].电脑知识与技术,2009,(15).
  [5] 张献英.第四代移动通信技术浅析[J].数字通信世界,2008,(6).
  [6] 刘威.无线移动通信技术的发展及应用[J].北京城市学院学报(城市科学论集),2006,(S1).
其他文献
[摘 要]本文笔者结合工作实践,对测绘中地理信息系统应用的技术优势做了初步分析和探讨,为实现高精度及高效率的测绘提供参考。[关键词]地理信息系统 测绘 应用  中图分类号:P2文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0018-01  对地形进行测绘是一项繁重而又复杂的工作,目的在于为城市以及工程提供不同比例尺的地图,从而实现安全生产与生活。GIS是建立在测绘测量的基础上,应用数
期刊
[摘 要]地方煤矿由于建矿历史短,基础薄弱,机电管理存在职能部门作用不力、标准化工作开展不平衡、设备管理不到位、技术管理滞后、机电队伍素质低、机电培训走过场等问题。提高地方煤矿机电管理水平,具体途径需从基础工作做起,因矿制宜建立机电管理机构,切实抓好质量标准化工作,认真落实规章制度,做好设备的综合管理,突出机电管理的重点,提高机电队伍素质,明确机电工作指导思想,实行目标管理。  [关键词]管理 对
期刊
[摘 要]本文通过阐述水平定向钻施工技术的特点,说明了该技术设计的步骤和应该注意的事项,由此证明该施工技术在管道施工方面的优势和该项技术未来更加广泛的应用前景。  [关键词]水平定向钻;施工技术  中图分类号:TE682文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0007-02  概述  非开挖定向钻穿越技术是非开挖技术领域中占主导地位并且发展最快的高新技术之一,与传统开挖施工相比
期刊
[摘 要]人们为了有效提高产品精度和提高生产率,常采用合理选择切削用量和尽量选用通用夹具装夹工件及零件定位基准重合这些辅助方法来提高加工的精度。数控车削加工常用技巧有:程序首句用G00的技巧和控制尺寸精度的技巧两类方法。控制尺寸精度一般通过修改刀补值保证尺寸精度、消除丝杆间隙影响保证尺寸精度、程序编制保证尺寸精度及修改程序和刀补控制尺寸精度方式。  [关键词]提高产品精度、加工常用技巧、首句用G0
期刊
[摘 要]对于机械设备来讲,润滑工作非常重要,良好的润滑可以确保设备处于良好的工作状态,延长设备使用寿命。文章对水润滑技术在煤矿机械设备中的应用进行了介绍,分析了与传统润滑技术相比,水润滑技术的优势所在。最后,文章对水润滑摩擦副材料的选择进行了简要地探讨。  [关键词]煤矿机械;润滑;水润滑技术  中图分类号:TD40文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0019-01  煤
期刊
[摘 要]随着测绘技术、信息技术和计算机技术的迅速发展,航空摄影测量技术也有了前所未有的发展和进步,其空间数据获取已从单一的野外测量发展到内外业综合以内业为主的采集方式。  [关键词]数字航空 摄影测量 技术  中图分类号:F767.7文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0013-01  1 数字航空摄影测量的应用领域  数字航空摄影测量技术主要应用于高效率的地图数据更新、
期刊
[摘 要]JH-5型回柱绞车蜗轮减速箱中的蜗轮齿圈在生产中发生断裂现象,经分析蜗轮齿圈材料不合格导致强度不够,在交变应力作用下开裂。[关键词]蜗轮 强度  中图分类号:TH132.44文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0008-01  1 前言  2012年9月份新岭煤矿建设区井下JH-5型回柱绞车的蜗轮齿圈频繁发生断裂现象,最严重的一次是刚更换的新蜗轮,工作两个多小时齿
期刊
中图分类号:U66文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0015-01  为了加强船舶维修资金和进度管理,保证维修船厂完成工作量的资金使用,同时也为控制维修资金的投入,不发生超拨现象,对工程计量支付工作的方法和程序都进行分析,进一步明确工程计量支付工作对工程质量的保证、工程进度的控制所起的重要作用。现做一下计量支付的分析:  一、工程计量  (一)船舶工程计量的范围、依据及原
期刊
[摘 要]汽车制动性能是汽车安全性的主要指标之一, 作为汽车性能检测的最重要指标之一,它直接影响交通运输效率,和汽车速度性能的发挥,并且关系到乘员、车辆和行人的安全, 因此车辆制动性能的好坏是影响安全行车的一个重要因素。测试汽车制动性能的方法分两大类:(1)台测法;(2)路测法。其中台测法因其受外界环境影响小而广泛使用。台测法按原理不同,又可分为反力式和惯性式两类。本文就惯性式进行研究和设计,为汽
期刊
[摘 要]通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述,归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。  [关键词]建筑钢结构;无损检测  中图分类号:TU391文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)21-0024-01  一、前言  建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点,自上世纪90
期刊