无线通信工程论文

一、无线通信技术概述

1.1无线通信工程

最早的通信方式是采用狼烟、火光、闪光镜、信号弹或者旗语等方式进行短距离的信息传送。直到1838年这些原始的通信手段才被萨缪尔•莫尔斯的电报网所取代，之后被贝尔的电话取代。真正具有现代无线通信意义的事件是1895年马可尼实现了英国怀特岛与30公里以外的一条拖船之间的无线传输。之后随着通信技术的不断发展，可以实现更好通信质量、更高功效的信息传输，例如无线通信、无线电视、无线网络等等。通信工程属于是电子工程的一个分支。主要用于处理信息传输过程中对信号产生、传输和处理的问题。主要应用于计算机通信、卫星导航、数字信息传输、光纤通信、个人通信以及多媒体技术和数控应用等方面。无线通信工程是信息科学发展的一项重要的体现。不断应用与网络通信技术上，而且还体现在商业、工业、军事以及人们的日常交流当中。无线通信技术的推广和应用，为人们传递和获得信息带来了极大的便利。随着我国对通信工程不断进行投入和开发，其未来的发展前景将会非常的广阔。

1.2无线通信技术

无线电通信是指利用（电磁波）的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式。目前主要利用的无线通信技术有：2G（包括GSM、CDMA）、3G（包括wcdma、cdma-2000、TD-SCDMA）、4G(LTE-A)、WiMax、UWB、RFID以及WiFi。UWB和RFID主要用于短距离的无线通信。无线移动通信技术主要经历了4个发展时期。第一个发展时期。最早的移动通信电话采用模拟蜂窝通信技术和FDMA技术。由于受到传输能力的限制，不能用于长途漫游，只能作为一种区域性通信手段。第二个发展时期。这一时期，信息技术得到了极大的发展，因此移动通信采用了GSM和GPRS通信技术。由此，正式步入了数字化时代。在这一时期，为了增强数据传输效率，通信运营商开发出了EDGE技术，也就是人们常说的2.5G技术。第三个发展时期。这一时期主要的技术为3G技术。3G技术有不同的技术标准。分别为：WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000以及WiMax。目前各项标准都开发的比较成熟，使用范围也在不断的扩大。第四个发展时期。4G技术的广泛应用。4G能够满足更高的传输要求，通信速度更快、网络频谱更宽，通信方式更为灵活，同时实现终端设备的智能化。2013年12月4日国家工信部正式向中国移动、中国电信和中国联通三大运营商4G牌照，标志着我国正式步入4G时代。

1.3无线通信工程的特点

1.工程位置不固定。

无线通信工程要确保通信信号的质量和传输效率，就要保证工程的通信容量和覆盖面积。由于工程的区域通常比较分散，因此工程位置不固定。在一些人口密集的地区，通过设置加大容量的基站，保证通信的质量和效率。在偏远的地区设置基站，确保交通不便利的地区位于信号的覆盖范围之内。

2.工程干扰因素较多。

在进行基站建设时，常常会遇到周围居民因担心辐射而阻挠基站建设，同时在较远地区搭建信号塔和摆放通信设备时，还可以能要租用民宅，由于部分房屋的图纸很难寻找，往往对设备的安装造成影响。

3.运输线路较长。

通信工程主要利用传输光缆进行信息传输。因此在铺设时不但光缆的长度很长而且光缆间的间距小，在不同的地区或者地段的工作量相当之大。

二、无线通信工程发展现状和4G技术的介绍

2.1无线通信工程的发展状况

1.无线通信包含了无线通信设备的制造开发以及通信的服务行业两个大的部分。

一般来说，无线通信的服务行业主要是通过无线网络的通信技术运营实现的。

2.通信工程最重要的部分为通信制造。

目前我国主要普及的是3G技术，正在推广4G技术。3G技术为通信行业的发展带来了更广阔的市场和发展前景。目前，通信制造业不断进行改造和完善，出现了很多先进的通信产品。目前2013年全国3G用户高达9万余户。

3.通信工程的发展过程中最重要的支柱之一就是电信行业的发展。

我国电信行业近几年迅速发展主要是依靠3G时代的发展，因此我国要为能够更好地促进3G时代的发展做更多的努力，从而达到普及扩大通信工程的目的。但是就目前而言，我国很多企业在发展的过程中，还是存在一些技术或者资金相对不足的现象。

2.24G技术的介绍

4G移动系统网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接入和路由选择功能，它们由无线和核心网的结合格式完成。中间环境层的功能有QoS映射、地址变换和完全性管理等。物理网络层与中间环境层及其应用环境之间的接口是开放的，它使发展和提供新的应用及服务变得更为容易，提供无缝高数据率的无线服务，并运行于多个频带。

1.OFDM技术

在3G向4G转变的过程中，OFDM是关键的技术之一。它包含了V-OFDM，W-OFDM，F-OFDM，MIMO-OFDM，以及多带-OFDM这些类型。OFDM是多载波调制的一种，它的各种载波是相互正交的，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，然后进行子信道传输。由于子信道可以看成平坦性衰落，所以就消除了信道间的干扰。OFDM对脉冲噪音以及信道快衰落有很强的抵抗力。

2.SDR软件无线电技术

由于4G系统中的软件系统比较复杂，因此将SDR引入到4G移动通信系统之中。SDR能够减低系统开发的风险，减少硅芯片的容量，从而降低产品的开发成本和生产成本。SDR是以现代通信为基础，以数字信号处理为核心，实现把无线和通信功能编译为多信号进行传输，满足用户在不同地点对接入网络的需求。

3.SA智能天线技术

SA采用天线的原理进行无线信息传输。主要是利用信号传播方向的差异，讲同频率、同时隙的信号加以区分，能够最大限度的利用有限的频谱。智能天线技术可以成倍的扩充通信容量，可以有效解决大量用户产生时延扩散、瑞利衰落、多径、共信道干扰等影响。

4.MIMO技术

无线电传输信号时，每个信号都是一个空间流，使用单输入输出的系统只能收发一个空间流，而MIMO允许多个天线同时收发多个空间流。因此MIMO有时被称作空间多样。只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO时才能部署MIMO。目前它在3G通信系统中得到了广泛的应用，同时也是4G的关键技术。

5.载波聚合技术

LTE-A通过“载波聚合”（SpectrumAggregation）的方式进行带宽增强，即把几个基于20MHz的LTE设计捆绑在一起，通过提高可用带宽，LTE-A将带宽扩展到100M。但是实际上很可能没有一整块的空闲带宽，所以LTE-A允许离散频带的聚合。在具体应用中还面临很多问题，如载波聚合时多个可选载波是否需要划分可用集合和各种集合的等级划分；在切换中载波变化的通信问题；载波变化时的信令传输问题；各个载波的激活和去激活过程。这些问题都在3GPP会议中提出并存在多种方案。

6.无线中继技术

LTE-A系统容量要求很高，这样的容量需要较高的频段。为了满足下一代移动通信系统的高速率传输的要求，LTE-A技术引入了无线中继技术。用户终端可以通过中间接入点中继接入网络来获得带宽服务。减小无线链路的空间损耗，增大信噪比，进而提高边缘用户信道容量。无线中继技术包括Repeaters和Relay。

三、无线通信工程的发展前景

无线通信工程在未来的发展方向，应当是注重运用高速的网络传输技术，满足人们对信息传输的要求。例如，通过手机观看电视直播、参加手机会议、进行互动的游戏等等。将无线通信技术运用到人们的日常生活之中，不但能够使人们的生活更加的方便快捷，而且也能够促进其他行业的电子化、信息化发展。可以利用无线通信工程来完善IT服务。IT技术作为基础设施的使用和交付模式，目前已经在社会上广泛使用。通过IT可以实现在网络上的交易与服务，从而实现通信工程的全面运营与推广，发挥通信工程独特的功能。同时在无线通信领域，各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如4G、3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。4G和3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。从公众移动通信网络发展来看，4G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通4G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。无线通信工程的发展有赖于与无线通信技术的进步。通过对我国当前无线通信工程的发展状况进行全面的了解，抓住无线信息工程发展的良好态势，不断进行技术创新和应用，才能保证我国通信行业快速稳定的发展。

作者：罗涛 单位：湖南省通信建设有限公司