前言：中文期刊網精心挑選了現代無線通信技術論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。
現代無線通信技術論文范文1
關鍵詞：3G視頻通信H.264/AVC容錯技術
傳統的視頻編碼標準都是圍繞比特流的概念組織的。實際上用于傳送數字視頻的大多數網絡體系結構并不適合直接傳輸比特流。在許多網絡體系結構中，比特流需要拆分為數據分組。這些分組的特性，如最小/最大尺寸、相關開銷和差錯屬性等在網絡體系結構間、甚至在某個給定的網絡體系結構內也是很不相同的。假如視頻編碼器自身能和網絡特性很好的匹配，將能夠獲得更好的視頻QoS。問題是如何容錯地支持易差錯的無線移動網絡？為了解決無線移動信道視頻的容錯傳輸，我們將采用如前向糾錯編碼及支持差錯復原的視頻壓縮編碼技術來解決。H.264編解碼器可以很好的解決易差錯信道的視頻容錯傳輸。在3GPP/3GPP2的傳輸環境下通過選擇適當的條帶長度使H.264編解碼器和無線移動信道的網絡特性得到很好的匹配，實現無線移動信道視頻的容錯傳輸。H.264標準適用于無線網絡傳輸的主要原因之一就是在概念上分為兩層：視頻編碼層VCL(VideoCodingLayer)和網絡抽象層NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL負責高效的視頻內容表示，它被設計成盡可能獨立的網絡，NAL負責對編碼信息進行打包封裝并通過指定網絡進行傳輸。H.264中還定義了兩種新的幀編碼類型，即SP幀和SI幀來完成不同流的切換，可以根據傳輸網絡和用戶終端的具體情況自適應地在不同碼率的視頻流之間切換，這大大改善了視頻流對3G網絡的適應性。
一、3G視頻通信中容錯技術的應用
3G通信技術的出現使對話式無線視頻業務成為可能，雖然3G網絡在移動環境下的帶寬可達384kbps，在靜止環境下的帶寬可以達到2Mbps，但是由于信道衰減、建筑物遮擋、終端移動、多用戶干涉等原因影響，使得信道是時變且高誤碼的，因此，在3G網絡上傳輸視頻流時，僅僅追求高的壓縮效率是不夠的，必須有一定的容錯和錯誤掩蓋措施。最新的3GPP/3GPP2標準要求3G終端支持H.264/AVC視頻編解碼技術，同時由于硬件的限制，3G終端只支持部分H.264/AVC的容錯工具。H.264中雖然提供了一些容錯工具，但是它們有各自不同的用途和目的，即在不同的場合需要選擇不同的組合來使用。
1.1錯誤隱藏技術由于錯誤隱藏技術能夠利用接收到的數據來恢復丟失的數據，因此一般都應用在解碼器端。在無線網絡環境中，解碼器的這種能力尤其重要，因為無線網絡環境中誤碼率高，很多RTP包在傳輸中被網關或者路由器丟棄，而這些丟失的數據又必須在解碼器端根據空間和時間上的相關性來恢復。錯誤隱藏技術的實現方法也很多，在JVT參考軟件中，就使用了一種空間相關性的方法，即使用被丟失宏塊周圍的4個宏塊來恢復被丟失的數據，其選用的標準是使恢復后邊緣數據的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。這種方法的效果雖不是最好，但是計算簡單有效。
1.22Slice結構為了滿足MTU大小的要求，在3G網絡視頻傳輸中對視頻進行分片壓縮顯得尤其重要。經過分片壓縮后的視頻中每個RTP包中包含一個片，一般每個slice中包含一個或者幾個宏塊，并以RTP包的大小滿足MTU的要求為準。
1.3幀內編碼塊刷新由于幀內編碼不依賴時間上相鄰幀的數據，所以幀內編碼塊能有效地阻止由于包丟失甚至幀丟失而引起的錯誤傳播。對于對話式視頻業務來說，由于實時性要求高，而且I幀刷新的頻率較低，因此可以用幀內編碼塊來部分代替I幀的作用。H.264／AVC提供了兩種幀內編碼塊刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一種是隨機模式，即用戶可以選擇幀內編碼塊的數目，而由編碼器隨機決定哪些哪些位置上的宏塊實行幀內編碼；另一種是行刷新模式，即編碼器在圖像中依次選擇一行進行幀內編碼，但圖像分辨率大小不同，每次需要幀內編碼塊的數目也不同，例如在QCIF格式圖像中，每次需要選擇一行，即11個宏塊進行幀內編碼，而在CIF格式圖像中，這個數字變成22。
1.4參數集(ParameterSets)H.264標準中，取消了序列層和圖像層，將原本屬于序列和圖像頭部的大部分句法元素分離出來形成序列參數集SPS(SequenceParameterSet)和圖像參數集PPS(PictureParame2terSet)。序列參數集包括了與一個圖像序列有關的所有信息，如編碼所用的檔次和級別、圖像大小等，應用于視頻序列。圖像參數集包含了屬于一個圖像的所有片的信息，如嫡編碼方法、FMO，宏塊到片組的映射方式等，應用視頻序列中的一個或多個獨立的圖像。多個不同序列參數集和圖像參數集被解碼器正確接收后，被存儲于不同的己編碼位置，解碼器依據每個己編碼片的片頭的存儲位置選擇合適的圖像參數集來使用。
1.5冗余片(RedundantSlice)H.264編碼器除了對片內的宏塊進行一次編碼外，還可以采用不同的編碼參數對同一個宏塊進行一次或多次編碼，生成冗余片，冗余片的信息也被編碼進同一個視頻流中。解碼器在能夠使用主片的情況下會拋棄冗余片，反之如果主片丟失，也可以通過冗余片來重構質量。
1.6靈活的宏塊排序(FMO)FMO技術通過片組(slicegroup)技術來實現。片組是由一個或者多個片組成，而每個片中通常包括一系列的宏塊。采用FMO進行視頻編碼的好處在于，可以使因信道傳輸而引起的錯誤分散。具體實施方法是：幀圖中的宏塊可以組成一個或幾個片組，每一個片組單獨傳輸，當一個片組發生丟失時，可以利用與之臨近的已經正確接收到的另一片組中的宏塊進行有效的錯誤掩蓋。片組組成方式可以是矩形方式或有規則的分散方式(例如，棋盤狀)，也可以是完全隨機的分散方式。采用FMO提高了碼流的容錯能力，卻使編碼效率有所降低，同時也會增加編碼延遲時間。
二、結論
通信技術的飛速發展，第三代數字無線移動通信網絡以及多媒體信息服務(MMS)的興起為無線移動環境下的多媒體通信業務(特別是視頻)提供了應用和發展的需求．多媒體業務是3G的基本業務之一，然而視頻通信業務對3G網絡還是一種挑戰，這是由于無線網絡是一種易錯網絡，容易受到多徑干擾、陰影衰落等多種條件的影響，致使視頻傳輸流中的RTP包會大量丟失，因此對于3G無線網絡中的視頻通信業務，容錯技術是不容忽視的。H.264／AVC視頻編碼標準本身提供了許多容錯工具，可以很好的解決易差錯信道的視頻容錯傳輸，提高3G視頻通信的可用性。
參考文獻：
[1]潘全衛.DHCP服務器容錯方案[J].網管員世界.2009.(5)：55-56.
現代無線通信技術論文范文2
［論文摘要］隨著現代科學技術的飛速發展，構建完善堅強可靠的通信網，顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性，分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：Infrared Data Association，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：Radio Frequency Identification，即射頻識別，俗稱標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：Ultra Wideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN 這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到檢測、、等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN 更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、模型預算以及仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營。與租用線路相比，微波系統的只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
現代無線通信技術論文范文3
【關鍵詞】煤礦；井下透地通信；現狀；應用
一、前言
我國是世界上最大的煤礦生產國，年產量達12億噸，占世界煤炭總產量的27%，同時我國也是煤炭消耗大國，煤炭工業在我國經濟建設中占有十分重要的地位。然而近年來國內持續不斷的礦難發生，給國家和人民帶來沉重的災難。此時礦場通信在任何時候任何地點都能進行可靠運行的重要性就凸顯出來，但由于煤礦井生產具有生產工序復雜，作業地點分散，人員流動性大，工作環境惡劣，事故隱患大等特點，所以要求煤礦井通信必須保證在事故發生時準確、及時、高效地進行通信聯絡，以便于井下緊急報警、人員撤離、搜尋救護目標等。
由于煤礦井的地層主要是由沉積巖構成的多層狀結構組成，各層分別屬于不同的層系，通常每一層系都有若干的礦物層和圍巖。所以，在發射天線的電磁場所覆蓋的通信區域內，可能會包含一些屬于不同地質年代的巖層。此外，地質構造運動的時有發生，各巖層的埋藏角差別很大，巖層的形狀有緩傾斜和急傾斜，其埋藏角不是一成不變的。同一巖層，在某些區域可能是緩傾斜，而在另一些區域可能是傾斜或急傾斜。最常見的是緩傾斜巖層和傾斜巖層。同時，各礦物層的層間距也有很大的差別，由相隔巖層的厚度決定，在各自的伸展方向上有可能加厚或變薄，甚至出現尖滅，分叉和斷層?？傊瑹o線電信號在煤礦井巖層中的傳輸條件極其復雜，這也是穿透巖層無線通信問題難以解決的種種問題之一。
二、我國煤礦井下透地通信的現狀
對于地下無線通信的研究，早在上個世紀三十年代就已經開始了，當時國外某些國家出于軍事目的希望采用地下無線通信的方式來解決地下核試驗場到控制所之間的數據傳輸、地下指揮所到地下發射井之間的通信聯絡，但其發展相當緩慢。上世紀50年代末，國內外才出現了一些有關地下通信的論文及研究報告。英、法、美、日、加拿大等國通過研發推出了各種類型的井下無線通信系統。
90年代中期，加拿大的愛儀公司和澳大利亞的礦通公司先后推出具有高速信息公路功能的井下漏泄通信系統。這些系統采用的頻率在145～180MHz范圍，該系統可提供32個話音和數據傳輸信道，以及16個圖像視頻單向傳輸頻道，并能傳輸人員和設備跟蹤信息，具有尋呼遙控和緊急預告功能。
我國的地下煤礦井通信是從改革開放以來才逐步發展起來的，主要向三個方向發展：全煤礦井調度通信、全煤礦井局部通信和全煤礦井無線通信。
1.全煤礦井調度通信
全煤礦井調度通信屬于有線通信范疇，是煤礦井通信的主體，主要進行生產調度、指揮等工作。其經歷了人工磁石式電話、共用式礦用人工電話、縱橫制礦用自動電話、空分制程控調度機等發展歷程。近年來出現了數字程控調度機，該機可以進行清晰的語音通信，還可以實現數據、圖像的交換通信功能。只是目前價格相對于空分制程控調度機比較昂貴，不太適宜工業場合的大范圍投入。
2.全煤礦井局部通信
全煤礦井局部通信也屬于有線通信，它采用電話線進行通信，在一條電纜上連接多臺電話，實現各分機之間的通信聯絡。該系統的架設比較容易，價格也比較低，可以廣泛應用于生產環節。
3.全煤礦井無線通信
隨著地面通信的飛速發展全煤礦井無線通信也在不斷的發展，各個時期的井下無線通信技術為煤礦井下的安全生產和現代化管理做出了不同貢獻。我國井下無線通信主要方式有動力線載波通信、感應通信、漏泄通信、小區蜂窩移動通信、礦用小靈通無線通信系統、基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信及超低頻透地無線通信等。
（1）動力線載波通信是應用在煤礦井架線機車上，借助動力電纜或機車架線作為信道，將語音信號調制成幾十千赫茲的載波信號在信道上傳輸。由于煤礦井載波通信采用的信道分支多，線路上設備啟動頻繁，造成信道參數隨時間和地點的變化很大，因而通信質量不理想。目前的載波通信系統在傳輸距離、通話清晰度、抗干擾性能和感應通信及漏泄通信技術相比有較大的差距。
（2）感應通信是通過架設專用的感應線或利用巷道內已有的導體如電纜，管道等進行通信。感應通信系統組成簡單、價格低廉，感應線鋪設簡便、無需中繼器等優點，使得該無線通信方式受到煤礦井的普遍采用。此外，它還能實現低發射功率遠傳輸距離，能同時向多方向傳輸信號。但是通信采用的信號頻率在兆赫茲以下，容易受到井內其他電磁噪聲的干擾，這樣使得感應通信的語音通話質量不理想。
（3）漏泄通信是通過在煤礦井中架設一條特制的同軸電纜，每隔一段距離在電纜上開一個槽孔，利用泄漏出的電磁場實現移動臺與移動臺之間，以及移動臺與固定臺之間的遠距離通信。該通信采用超高頻進行無線通信，信道穩定、電磁干擾小，但是系統的可靠性較差，抗故障能力差，只要某段中繼器與電纜之間發生故障，該中繼器后面的部分就會癱瘓，并且隨著中繼器的增加，噪聲也會逐級放大，以至于影響正常通信。除此之外，系統的維護和管理的成本也比較大，漏泄電纜的架設要求也比較高。
（4）小區蜂窩移動通信是一種建立在第二代GSM公共無線移動通信技術之上，將其大區域通信機制改為小區通信制的全雙工移動通信系統，本質上講，就是將地面蜂窩移動通信技術移植到煤煤礦井下應用，并用微小區概念來將井下巷道進行劃分，然后根據無線電波衰耗大小將全煤礦井服務范圍化為若干個較小服務范圍。然而，該系統在規劃井下部署和工作頻率時十分繁瑣，而且只支持語音，不支持圖像等視頻傳輸，也不能進行自行組網。
（5）礦用小靈通無線通信是按照煤礦安全相關標準，將城市中推行的公眾通信系統進行技術處理和移植，并延伸到煤礦井中使用，從而構建起井下無線通信網絡服務平臺。該服務平臺可實現高速數據業務、人員定位信息傳送等，可同時為煤煤礦井上、井下提供無線通信服務，在煤礦形成一整套覆蓋井上、井下立體的無線移動通信及生產調度系統。
（6）基于WiFi/ZigBee/RFID/UWB/WMN的短距離無線網絡與通信技術是以短距離的無線通信網絡技術為核心，以煤礦井工業以太網為整個系統的主干傳輸平臺，形成有線主干與無線終端相結合的通信方式。該通信系統具有低成本、低功耗、高擴展性、覆蓋靈活、易配置和部署等優點，迅速在煤礦井無線通信、人員和設備無線定位和跟蹤管理以及瓦斯無線監測系統中得到廣泛的應用。
（7）超低頻透地無線通信是一種電磁波穿透大地層的進行信息傳輸的無線通信方式，主要用于地面和井下應急救援人員通信。該系統能在充滿噪音、灰塵、照明度、電源供應等特定環境下進行工作，缺點是系統屬于單向通信、信道容量小，且無線通信速率低，傳輸帶寬比較窄，易受低頻電磁干擾。透地通信系統在地面所需的發射天線長達數千米，且其價格還比較昂貴，所以，只適合在大型煤礦中采用。
三、煤礦井下透地通信的應用研究
煤礦井透地無線通信系統是一種專用于煤礦井通信的無線通信系統。它主要用于礦場上指揮日常的生產管理和生產調度，并能在緊急情況下（如發生煤礦井坑道坍塌、透水、爆炸等突發事故時）仍然可以有效地進行地面與井下通信聯絡，這樣就可以為開展高效的施救行動帶來方便。
煤礦井透地無線通信采用極低頻（ELF，300～3000Hz）及甚低頻（VLF，3～30KHz）信號，因為這些頻段的電波能夠在巖層、沙壤、水等地層介質內傳播，且波長比較長其對地層穿透能力強，單位距離的衰減小，這在軍事上早有應用。本文提出的煤礦井透地無線通信系統就是基于極/甚低頻信號對地層具有較強的穿透能力這個機理來進行研究的。其通信系統組成如圖2.1，由地面通信部分、巖層信道及井下終端接收機構成。地面通信部分包括地面天線、地面電臺、監控室計算機等。監控室計算機用來向地面電臺發送數據，地面電臺對數據進行處理后控制地面天線的數據發送。該通信系統有三種工作模式：廣播、尋呼、緊急求救等。
當系統工作在廣播及尋呼模式下時，地面天線作為發射天線；地面電臺將監控室傳送來的廣播或尋呼數據，經過編碼、調制、功率放大等過程，產生低頻大功率激勵（預計可能需要數千瓦），施加于地面天線，激勵出低頻交變電磁場。低頻電磁場在穿越地層的過程中損耗較小，可以穿透100m～3km的地層，到達礦工所在的坑道。礦工隨身攜帶的終端機內藏有磁棒天線，耦合磁力線，變為電信號，再由選頻、放大、解調、解碼、糾錯、顯示等過程，完成數據接收過程。每臺終端機都具有唯一的編號，在尋呼模式下，只有編碼與尋呼編號一致的那一臺終端機響應并顯示尋呼內容；廣播模式下每一臺終端機都響應；還可根據班組編號實現群組廣播功能。
當發生緊急事故時，任何一臺終端機都可以緊急呼救，按壓呼救按鈕后，終端機發射求救信號，地面天線作為接收天線。終端機所發出的低頻信號穿透地層后被地面臺接收，經放大、選頻、解碼后，獲得求救人員信息。雖然終端機本身發射功率較小，但地面大面積的天線能夠提供較高的靈敏度。由于長波通信信道窄，要考慮信道復用問題，當多個終端機同時需要發送求救信號時，初步考慮采用載波監聽隨機競爭信道的方式互相錯讓發送時隙。
四、小結
我國煤礦井下透地通信的研究還處于不斷趨于成熟階段，經歷了有線到無線的過程，而透地通信在煤礦領域中有廣泛應用，對于促進人身安全和煤礦事業的發展具有重要的作用，將來在這一領域中必將會有更多更新的知識產生。
參考文獻
[1]李波，張毅.煤礦井下無線通信技術分析[J].科技信息，2008（28）.
[2]奧戈羅德涅丘克（蘇）著.吳榮光，虞夢先譯.礦井低頻無線通訊[M].北京：煤礦工業出版社，1981.
[3]李文耀.煤礦井下無線通信的現狀及發展[J].機械管理開發，2005（2）：53-54.
[4]劉富強，張申，程德強.井下無線通信系統設計及應用[J].電信科學，2001，17（9）.
[5]陳湘源.煤礦無線通信系統的現狀與發展[J].工礦自動化，2009，1：33-36.
現代無線通信技術論文范文4
關鍵詞：認知無線電；軟件通信體系結構；認知引擎；戰術電臺
中圖分類號：TN924 文獻標志碼：A DOI：
Research of Cognitive Radio Architecture
Zhang Jian－feng
（Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018）
Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.
Key words: Cognitive Radio；SCA；Cognitive Engine；Tactical Radio
0 引 言
隨著信息技術的不斷發展，軍事、民用、商業對通信要求也在不斷提高，新的通信設備和通信手段不斷出現，而目前采用的主要還是基于授權的靜態頻帶分配的方法，這就使得常用的無線頻帶越來越擁擠，頻譜資源已經成為一種緊缺資源。而過于擁擠的通信頻帶，帶來的就是設備通信能力的直線下降。因此，如何解決因頻帶擁擠帶來的通信能力下降的問題，已經成為一種迫在眉睫的需求。
認知無線電技術（Cognitive Radio，CR）[1]是解決上述問題的有效方法之一，它是一種新的智能無線通信技術，通過感知周圍環境的頻率、時間和空間等特征，對環境、信道條件、網絡協議、用戶需求以及設備本身的內部情況進行推理，根據推理結果實時調整傳輸參數，以保證信息的可靠快速傳輸。
本文結合認知無線電的技術特點以及戰場通信的實際需求，給出了一種基于認知無線電技術的戰術電臺架構，對其軟硬件組成及功能做了簡要分析。
1 認知無線電技術的概念及發展
上世紀90年代早期，J.Mitola提出了軟件無線電(Software DefinedRadios，SDR)的概念。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A／D和D／A變換器，將盡可能多的無線電臺的功能用軟件定義。它的出現使通信終端大大減小對硬件的要求，可以使相同的終端在不同的通信系統中使用。在2000年的論文中，Mitola將軟件無線電的概念進一步拓展，提出了認知無線電(CR)的概念。認知無線電可以感知周圍電磁環境，并實時調整傳輸參數，使通信系統的無線電參數不僅與規則相適應，而且能與環境相匹配，以達到無論何時何地都能達到通信系統的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說，SDR關注的是采用軟件方式實現無線電系統信號的處理；而CR強調的是無線系統能夠感知操作環境的變化，并據此調整系統工作參數，實現最佳適配。從這個意義上講，CR是更高層的概念，不僅包括信號處理，還包括根據相應的任務、政策、規則和目標進行推理和規劃的高層活動。所以，認知無線電是智能化的軟件無線電[2]。
此后，不同的機構和學者從不同的角度給出了CR的定義，其中比較有代表性的包括美國聯邦通信委員會(FCC)和著名學者Simon Haykin教授的定義。FCC認為：“CR是能夠基于對其工作環境的交互改變發射機參數的無線電”。Simon Haykin則從信號處理的角度出發，認為：“CR是一個智能無線通信系統。它能夠感知外界環境，并使用人工智能技術從環境中學習，通過實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計性變化，以達到以下目的：任何時間任何地點的高度可靠通信；對頻譜資源的有效利用?！?/p>
總結上述定義，CR應該具備以下3個主要特征：
(1)感知能力
感知能力使CR能夠感知其外部頻譜環境信息，發現空閑的頻譜資源或干擾信號，尋找合適的信道，這是CR工作的前提。
(2)推理和學習能力
推理和學習能力使CR能夠根據感知到的外界電磁環境和自身的狀況，同時結合過往的工作數據，得出當前的最佳通信參數的能力，這是CR工作的核心。
(2)重構能力
重構能力使得CR設備可以推理結果對設備的各種參數進行重設置的能力。可以重構的參數包括：頻率、發射功率、調制和編碼方式、通信協議等。
一個常見的CR設備工作流程如圖1所示：
如圖1所示，CR設備的工作過程一般分為以下三個階段：
1）感知階段：認知設備感知外界的電磁頻譜環境；
2）決策階段：根據感知到的外界電磁環境和已有的知識經驗，經過詳細的運算推理過程，得出最適合當前環境的通信參數；
3）重構階段：根據決策結果對認知設備進行參數加載或配置，完成通信過程。
感知、決策、重構這三個階段不斷的循環，構成了CR設備工作的全過程。
認知無線電的概念提出以后，眾多國家和國際組織都對其投入了巨大的研究精力，其中以美國和歐盟的研究最具代表性。美國的研究以認知無線電為主，歐盟則從異構網絡融合入手，并正朝著認知無線網絡方向發展。代表性的研究工作有：
1）2003年12月，美國聯邦通信委員會(FCC)對《FCC規則第15章》公布了修正案，規定：“只要具備認知無線電功能，即使是其用途未獲許可的無線終端，也能使用需要無線許可的現有無線頻帶”。并且將認知無線電的使用在5G頻段合法化，同時FCC正在考慮是否在TV頻段也將認知無線電合法化。
2）美國電氣和電子工程師協會（IEEE）于2004年11月正式成立IEEE802.22工作組，這是第一個世界范圍的基于認知無線電技術的空中接口標準化組織。
3）2005年3月，IEEE通信協會(ComSoc)和電磁兼容協會(EMC)共同成立了IEEE P1900標準工作組，該機構致力于推進與下一代無線通信技術和高級頻譜管理技術相關的電磁兼容研究。
4）IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月，IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月，IEEE J-STPTP 于2008年2月分別出版了關于認知無線電的專輯。
5）2008年2月，歐盟啟動的FP7（歐盟第七框架計劃）又加大了對下一代無線網絡研究的力度，力圖在網絡融合的基礎上進一步向認知無線網絡發展。
2 認知無線電技術的軍事意義
除了民用方面的研究，認知無線電技術還被發現有更多的軍事意義?，F代戰爭條件下戰場的電磁環境日益復雜，各種電磁輻射源如雷達、通信、導航、指控、電子對抗設備等數量成倍增加，覆蓋的頻譜越來越寬，多種電子設備在有限的地域內密集開設，使得頻譜資源異常緊張，電磁兼容問題越來越突出。認知無線電能夠主動的感知戰場電磁環境，并不斷的學習歸納，動態的利用頻譜資源，對信息進行智能化的傳輸，因此認知無線電技術能大大提高戰場無線通信的性能和可靠性，具體體現在通信容量、頻譜利用率、抗干擾能力等方面；同時，由于認知無線電設備能夠主動感知戰場電磁環境并對接收信號進行識別，因此可以一邊進行電磁頻譜偵察，一邊快速釋放或躲避干擾，實現傳統無線通信設備所不具備的電子對抗功能[3]。
隨著認知無線電技術與戰場環境的結合成為未來戰場通信的趨勢，越來越多的國家將此作為研究的焦點，但大多處于理論探索階段，只有美國DARPA(Defense Advance Research Products Agency，國防高級計劃研究局)的XG項目研究時間最長，進展最快，最為典型。從2003年開始，XG以CR技術為核心，著眼于開發認知無線電的實際標準和動態頻譜管理標準，采用軟件無線電技術來實現最大限度的時域、頻域和空間等信息的利用，并稱其論證的頻譜效率可使目前的頻譜利用率提高10～20倍。其基本思想是：設備首先“感知”周圍無線環境并確定頻譜特征，確定基本用戶的存在性并“描述”可用機會，通過對環境的理解和主動學習，遵守應用于該頻譜的管理策略，設備確定一種最佳計劃，實時調整傳輸參數比如功率、載波調制和編碼等，節點間相互通信協調使用機會，定義與應用干擾限定策略，然后以不與基本用戶發生沖突的方式發送信號，達到通信系統性能最優化的目的。
3 基于認知無線電的電臺架構
戰術電臺作為戰場通信的主要手段，對通信的實時性、可靠性、抗干擾能力有著更高的要求，而認知無線電的技術特點則決定了認知無線電技術必將在戰術電臺上得到廣泛應用。因此，采用一種什么架構來設計電臺，將認知無線電技術和戰術電臺的通信功能完美結合就變得十分重要。
由認知無線電的概念可知，認知無線電是智能化的軟件無線電，具有軟件無線電的所有特征。提到軟件無線電，就不能不提到軟件通信體系結構（SCA）[4]。SCA是實現軍用軟件無線電臺設計的一個有效規范和指導，是美軍針對下一代戰術無線通信系統的研制而的通用規范，它對多種類型軍用無線電臺的軟硬件體系結構進行了定義?；赟CA的戰術無線電臺具有通用性強、便于更新、便于維護和升級的特點，并且能夠實現不同軍兵種不同系列電臺之問的互連、互通和互操作。目前，美軍已了多個版本的SCA規范(最新版本是SCA 2.2.2)，研制并裝備了多種基于SCA的無線電臺。近年來，我軍一直在密切關注和跟蹤SCA的研究動向，并于2004年實施了適合我軍特點的相關國軍標，用來指導我軍下一代戰術無線電臺的研制和開發。因此，綜合考慮認知無線電和SCA的特點，同時結合戰術電臺的使用需求，參考SCA規范，提出一個基于認知無線電的電臺體系架構。如圖2所示。
該體系架構中，自底向上包括硬件平臺、BSP及設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層（MHAL）、核心框架、基礎服務、無線通信波形應用、頻譜感知波形、認知引擎等若干部分。
硬件平臺是實現通信功能和認知功能的基礎，由射頻模塊、數字信號處理模塊、主控模塊等組成。
BSP、設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層、核心框架共同構成一個通用開放的SCA軟件平臺。
基礎服務軟件為用戶提供通用、組件化的共，包括故障檢測、資源監控、信息輸入、時間服務等。
無線通信波形應用是由一組實現通信功能的波形組件構成的應用軟件，一種無線通信波形應用代表一種通信功能的實現。具備認知功能的電臺可以根據認知結果選擇最佳的波形和參數進行通信。
頻譜感知波形完成頻譜感知功能所需的信號處理工作，得到的感知結果是認知引擎工作的依據。電臺可以根據時間、空間、頻率等實際情況運行不同側重的頻譜感知波形以獲取最佳的感知結果。
認知引擎是在軟件無線電平臺上實現基于人工智能技術的推理與學習，實現并驅動整個認知環路，實現認知功能的核心部件。通常，認知引擎由推理機、學習機、知識庫等功能模塊組成。可以說，認知引擎是CR的“大腦”。
由圖 2所示的電臺體系架構可知，基于認知無線電的電臺在硬件上通常由以下模塊組成：
1）實現通信功能的射頻模塊；
2）實現頻譜感知功能的射頻模塊；
3）運行通信和頻譜感知波形的數字信號處理模塊；
4）運行認知引擎、完成對各模塊運行管理的主控模塊。
一個多通道的認知無線電臺硬件架構如圖3所示：
根據電臺使用需求的不同，可對圖 3所示的硬件架構進行裁減，但最少必須保留一個通信通道和一個認知通道。此時，數字信號處理模塊和主控模塊的功能也可以在一個硬件模塊上實現。一個典型的單通道認知無線電臺硬件架構如圖4所示。
圖中的射頻功能模塊完成通信射頻信號的處理；頻譜感知模塊根據需求完成對相應頻段的電磁環境探測；主控及數字信號處理模塊是電臺的核心，運行通信波形、認知引擎，同時負責電臺的控制管理。并且，按照圖 2所示的體系架構，在主控及數字信號處理模塊上還要運行嵌入式操作系統、核心框架、中間件、硬件抽象層等基礎軟件以滿足體系架構的要求。
4 結論
本文首先介紹了認知無線電技術的基本原理及，然后結合認知無線電技術的發展闡述了其在軍事上的用途，最后參考軟件通信體系結構（SCA）提出了一種基于認知無線電的電臺體系架構，對其軟硬件組成做了簡要分析。
認知無線電技術作為一種全新的通信技術，能有效提高通信設備的通信效能及抗干擾能力；以認知無線電設備組網，能大幅提高通信網絡的頻譜利用率及通信容量；結合世界軍事信息技術發展的特點，認知無線電技術的軍事用途更是不可低估。近年來，認知無線電技術已經受到廣泛和深入的研究，在不遠的將來，必將對現有的通信技術造成巨大的沖擊，在通信技術發展的歷史上留下深遠的影響。
參考文獻：
[1] J.Mitola，Cognitive Radio：An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D]，Sweden，KTH Royal Institute of Technology，2000 .
[2] 楊小牛，從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電[J]，中國電子科學研究院學報,2007,1：4
現代無線通信技術論文范文5
論文摘要：21世紀移動通信技術和市場飛速發展，在新技術和市場需求的共同作用下，未來移動通信技術將呈現以下幾大趨勢：網絡業務數據化、分組化，移動互聯網逐步形成；網絡技術數字化、寬帶化；網絡設備智能化、小型化；應用于更高的頻段，有效利用頻率；移動網絡的綜合化、全球化、個人化；各種網絡的融合；高速率、高質量、低費用。這正是第四代（4G）移動通信技術發展的方向和目標。
一、引言
移動通信是指移動用戶之間，或移動用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術的發展，特別是半導體、集
成電路和計算機技術的發展，移動通信得到了迅速的發展。隨著其應用領域的擴大和對性能要求的提高，促使移動通信在技術上和理論上向更高水平發展。20世紀80年代以來，移動通信已成為現代通信網中不可缺少并發展最快的通信方式之一。
回顧移動通信的發展歷程，移動通信的發展大致經歷了幾個發展階段：第一代移動通信技術主要指蜂窩式模擬移動通信，技術特征是蜂窩網絡結構克服了大區制容量低、活動范圍受限的問題。第二代移動通信是蜂窩數字移動通信，使蜂窩系統具有數字傳輸所能提供的綜合業務等種種優點。第三代移動通信的主要特征是除了能提供第二代移動通信系統所擁有的各種優點，克服了其缺點外，還能夠提供寬帶多媒體業務，能提供高質量的視頻寬帶多媒體綜合業務，并能實現全球漫游?，F在用的大多是第二代技術，第三代技術還不太成功，但已有了第四代技術的設想。第四代移動通信系統（4G）標準比第三代具有更多的功能。
二、4G移動通信簡介
第四代移動通信技術的概念可稱為寬帶接入和分布網絡，具有非對稱的超過2Mbit/s的數據傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網、移動寬帶系統和交互式廣播網絡。第四代移動通信標準比第三代標準擁有更多的功能。第四代移動通信可以在不同的固定、無線平臺和跨越不同的頻帶的網絡中提供無線服務，可以在任何地方用寬帶接入互聯網（包括衛星通信和平流層通信），能夠提供定位定時、數據采集、遠程控制等綜合功能。此外，第四代移動通信系統是集成多功能的寬帶移動通信系統，是寬帶接入IP系統。目前正在開發和研制中的4G通信將具有以下特征：
（一）通信速度更快
由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。專家預估，第四代移動通信系統的速度可達到10-20Mbit/s，最高可以達到100Mbit/s。
（二）網絡頻譜更寬
要想使4G通信達到100Mbit/s的傳輸速度，通信運營商必須在3G通信網絡的基礎上對其進行大幅度的改造，以便使4G網絡在通信帶寬上比3G網絡的帶寬高出許多。據研究，每個4G信道將占有100MHz的頻譜，相當于W-CDMA3G網絡的20倍。
（三）多種業務的完整融合
個人通信、信息系統、廣播、娛樂等業務無縫連接為一個整體，滿足用戶的各種需求。4G應能集成不同模式的無線通信——從無線局域網和藍牙等室內網絡、蜂窩信號、廣播電視到衛星通信，移動用戶可以自由地從一個標準漫游到另一個標準。各種業務應用、各種系統平臺間的互聯更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個性化。而且4G手機從外觀和式樣上看將有更驚人的突破，可以想象的是，眼鏡、手表、化妝盒、旅游鞋都有可能成為4G終端。
（四）智能性能更高
第四代移動通信的智能性更高，不僅表現在4G通信的終端設備的設計和操作具有智能化，更重要的是4G手機可以實現許多難以想象的功能。例如，4G手機將能根據環境、時間以及其他因素來適時提醒手機的主人。
（五）兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接受，還應該考慮到讓更多的用戶在投資最少的情況下輕易地過渡到4G通信。因此，從這個角度來看，4G通信系統應當具備全球漫游、接口開放、能跟多種網絡互聯、終端多樣化以及能從2G、3G平穩過渡等特點。
（六）實現更高質量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務將包括語音、數據、影像等，大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此4G也稱為“多媒體移動通信”。
（七）通信費用更加便宜
由于4G通信不僅解決了與3G的兼容性問題，讓更多的現有通信用戶能輕易地升級到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術，因此，相對其他技術來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運營成本。
三、4G移動通信的接入系統
4G移動通信接入系統的顯著特點是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺，通過各種接技術，在各種網絡系統（平臺）之間實現無縫連接和協作。在4G移動通信中，各種專門的接入系統都基于一個公共平臺，相互協作，以最優化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當多模式終端接入系統時，網絡會自適應分配頻帶、給出最優化路由，以達到最佳通信效果。目前，4G移動通信的主要接入技術有：無線蜂窩移動通信系統（例如2G、3G）；無繩系統（如DECT）；短距離連接系統（如藍牙）；WLAN系統；固定無線接入系統；衛星系統；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術發展和市場需求變化，新的接入技術將不斷出現。
不同類型的接入技術針對不同業務而設計，因此，我們根據接入技術的適用領域、移動小區半徑和工作環境，對接入技術進行分層。
分配層：主要由平流層通信、衛星通信和廣播電視通信組成，服務范圍覆蓋面積大。
蜂窩層：主要由2G、3G通信系統組成，服務范圍覆蓋面積較大。
熱點小區層：主要由WLAN網絡組成，服務范圍集中在校園、社區、會議中心等，移動通信能力很有限。
個人網絡層：主要應用于家庭、辦公室等場所，服務范圍覆蓋面積很小。移動通信能力有限，但可通過網絡接入系統連接其他網絡層。
固定網絡層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統。
網絡接入系統在整個移動網絡中處于十分重要的位置。未來的接入系統將主要在以下三個方面進行技術革新和突破：為最大限度開發利用有限的頻率資源，在接入系統的物理層，優化調制、信道編碼和信號傳輸技術，提高信號處理算法、信號檢測和數據壓縮技術，并在頻譜共享和新型天線方面做進一步研究。為提高網絡性能，在接入系統的高層協議方面，研究網絡自我優化和自動重構技術，動態頻譜分配和資源分配技術，網絡管理和不同接入系統間協作。提高和擴展IP技術在移動網絡中的應用；加強軟件無線電技術；優化無線電傳輸技術，如支持實時和非實時業務、無縫連接和網絡安全。
四、4G移動通信系統中的關鍵技術
（一）定位技術
定位是指移動終端位置的測量方法和計算方法。它主要分為基于移動終端定位、基于移動網絡定位或者混合定位三種方式。在4G移動通信系統中，移動終端可能在不同系統（平臺）間進行移動通信。因此，對移動終端的定位和跟蹤，是實現移動終端在不同系統（平臺）間無縫連接和系統中高速率和高質量的移動通信的前提和保障。中國-（二）切換技術
切換技術適用于移動終端在不同移動小區之間、不同頻率之間通信或者信號降低信道選擇等情況。切換技術是未來移動終端在眾多通信系統、移動小區之間建立可靠移動通信的基礎和重要技術。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統中，切換技術的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結合的方向發展。
（三）軟件無線電技術
在4G移動通信系統中，軟件將會變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術，將其作為從第二代移動通信通向第三代和第四代移動通信的橋梁。軟件無線電技術能夠將模擬信號的數字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進行信道分離、調制解調和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個無線電通信平臺，在平臺上運行各種軟件系統，以實現多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應用軟件無線電技術，一個移動終端，就可以實現在不同系統和平臺之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術有參數控制軟件無線電系統。
（四）智能天線技術
智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數字波束調節等智能功能，能滿足數據中心、移動IP網絡的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內抑制交互干擾，增強特殊范圍內想要的信號，這種技術既能改善信號質量又能增加傳輸容量。
（五）交互干擾抑制和多用戶識別
待開發的交互干擾抑制和多用戶識別技術應成為4G的組成部分，它們以交互干擾抑制的方式引入到基站和移動電話系統，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機的高質量接收信號。這種組合將滿足更大用戶容量的需求，還能增加覆蓋范圍。交互干擾抑制和多用戶識別兩種技術的組合將大大減少網絡基礎設施的部署，確保業務質量的改善。
（六）新的調制和信號傳輸技術
在高頻段進行高速移動通信，將面臨嚴重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號性能，研究和發展智能調制和解調技術，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復用技術（OFDM）、自適應均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術，來獲取更好的信號能量噪聲比。
五、OFDM技術在4G中的應用
若以技術層面來看，第三代移動通信系統主要是以CDMA為核心技術，第四代移動通信系統技術則以正交頻分復用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學者針對OFDM技術在移動通信技術上的應用，提出相關的理論基礎。例如無線區域環路（WLL）、數字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術，而第四代移動通信系統則計劃以OFDM為核心技術，提供增值服務。
在時代交替之際，舊有系統之整合與升級是產業關心的話題，目前大家談的是GSM如何升級到第三代移動通信系統；而未來則是CDMA如何與OFDM技術相結合?？梢灶A計，CDMA絕對不會在第四代移動通信系統中消失，而是成為其應用技術的一部份，或許未來也會有新的整合技術如OFDM/CDMA產生，前文所提到的數字音訊廣播，其實它真正運用的技術是OFDM/FDMA的整合技術，同樣是利用兩種技術的結合。因此未來以OFDM為核心技術的第四代移動通信系統，也將會結合兩項技術的優點，一部份將是以CDMA的延伸技術。
六、結束語
對于現在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認為第四代無線通信網絡系統是人類有史以來最復雜的技術系統?？偟膩碚f，要順利、全面地實施4G通信，還將可能遇到一些困難。
首先，人們對未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會得到極大提升，從理論上說最高可達到100Mbit/s，但手機的速度將受到通信系統容量的限制。據有關行家分析，4G手機將很難達到其理論速度。
其次，4G的發展還將面臨極大的市場壓力。有專家預測，在10年以后，2G的多媒體服務將進入第三個發展階段，此時覆蓋全球的3G網絡已經基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時，整個行業正在消化吸收第三代技術，對于4G技術的接受還需要一個逐步過渡的過程。
因此，在建設4G通信網絡系統時，通信運營商們將考慮直接在3G通信網絡的基礎設施之上，采用逐步引入的方法，使移動通信從3G逐步向4G過渡。
參考文獻：
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動通信技術[M].電子工業出版社,2005.
現代無線通信技術論文范文6
【關鍵詞】軟件無線電；中頻接收；模數轉換；數字下變頻
1.引言
軟件無線電提出了一種嶄新的設計、制造和使用無線通信系統與設備的思想，它擺脫了面向用途而完全依賴于硬件的傳統無線電設計思路，通過一種模塊化的通用硬件平臺，把系統提供的業務從長期依賴于固定電路的方式中解放出來，利用軟件可編程、易修改和成本低（硬件投入少）的優勢，把無線通信技術水平提升到一個新的高度。本文設計了一種基于軟件無線電中頻接收系統方案，并通過MATLAB軟件對其進行了仿真驗證。
2.軟件無線電基本結構
軟件無線電的結構基本上可以分為3種：射頻低通采樣數字化結構、射頻帶通采樣數字化結構和寬帶中頻帶通采樣數字化結構。本文不對其結構進行詳細闡述，針對其所存在的不足之處，結合軟件無線電接收機的兩種數學模型，提出了一種可供實現的基于軟件無線電中頻接收系統框圖結構，如圖1.1所示。圖中虛線框內的模塊即模數轉換（A/D）模塊和數字下變頻（DDC）模塊為本文的主要設計部分。
圖1.1 基于軟件無線電中頻接收系統
3.軟件無線電中頻接收系統的MATLAB程序設計
模數轉換器的工作過程大致可以分為采樣、量化、編碼等三個環節。圖3.1是A/D轉換模塊程序設計流程圖，圖3.2是數字下變頻模塊程序設計流程圖。
輸入信號是一個載頻為60MHz、帶寬為20MHz的帶通信號，如圖3.3所示。經過自然采樣（采樣頻率為80MHz）后，對得到的信號進行均勻量化，量化結果如圖3.4所示。最后對量化后得到的序列進行pcm編碼，輸出編碼序列。
數控振蕩器（NCO）的目標就是產生一個理想的數字可控的正弦或余弦波。振蕩信號與經過模數轉換得到的數字信號相乘，進行下變頻處理，如圖3.5所示。信號經混頻后，輸出到低通濾波器以濾除倍頻分量和帶外信號，經濾波后得到的信號頻譜圖如圖3.6所示，另外，經過低通濾波后的信號由于其數據流速很高，對后續的信號處理要求很高，這時就需要進行降速處理，具體的方法即整倍數抽取，圖3.7顯示的就是經過兩倍抽取后的得到的輸出信號。
以圖3.7所示基本說明了此方案的可行性和合理性，并且在其它的軟件無線帶你結構方面也進一步的改進，提升了系統的靈敏性。
4.小結
軟件無線電既是一種全新的理論與技術，也是一種先進的產品設計思路與方法，在新一代的無線系統中得到了廣泛的應用。本論文的主要工作是研究軟件無線電的基礎理論，設計基于軟件無線電的中頻接收系統，主要是對經混頻后得到的中頻信號的處理，通過編寫軟件程序來實現硬件模塊功能，包括模數轉換（A/D）模塊以及數字下變頻器（DDC）模塊等，通過MATLAB編程實現了模數轉換和數字下變頻器模塊的相關功能。
參考文獻
[1]楊小牛，樓才藝.徐建良.軟件無線電原理及應用[M].北京：電子工業出版社，2001：1-137.
[2][美]里德（Reed，J.H.）等著，陳強等譯.軟件無線電：無線電工程的現代方法[M].北京：人民郵電出版社，2004：4-6.
