無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢探討(參考版)
2024-10-23 23:13本頁面
【正文】 同時，文中也敘述了在無線通信發(fā)展過程中遇到的諸如頻譜資源分配及利用不合理及其所造成的一系列相應(yīng)問題，分析 并論證 了在未來的發(fā)展中軟件無線電和認(rèn)知無線電 的重要性以及他們 將會帶來的革命性變革 以 及發(fā)展過程中必須 面臨的挑戰(zhàn)。這需要在對編碼調(diào)制或是其他相關(guān)方面進(jìn)行研究發(fā)展來避免或者克服相關(guān)的影響，這也將是無線通信技術(shù)在下一步發(fā)展的過程中所需要考慮的地方。 其次，針對局部無線接入來說，如何有效避免設(shè)備信號間干擾，達(dá)到設(shè)備應(yīng)有的數(shù)據(jù)傳輸能力也將是一個需要考慮的問題。這也是現(xiàn)有無線通信技術(shù)所面對的最大的一個挑戰(zhàn)。 現(xiàn)階段的科研力量都有針對頻譜資源的研究課題，目的就是為了實現(xiàn)從1G 到 3G 這個過程中，通話 —— 傳數(shù)據(jù)的變化，能夠在無線頻譜資源有限的情況下大量的開展相關(guān)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 5. 現(xiàn)階段所面臨的挑戰(zhàn) 作為無線通信來說，最大的問題就在與頻譜資源的分配不合理，而最明顯的情況就是某些頻段利用率不高而部分開放性頻段過分的擁擠。所以說 體系可以被應(yīng)用在類似農(nóng)村和偏遠(yuǎn) 地區(qū)的其他環(huán)境中。然而，這并非是說 的應(yīng)用僅僅局限于農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)。此外，由于很多家庭和公司使用電纜或人造衛(wèi)星服務(wù)，大部分電視廣播頻段通常處于空閑狀態(tài)。 實際上，正是由于是農(nóng)村和偏遠(yuǎn)地區(qū)， FCC 才選擇電視廣播頻段來提供這種寬帶服務(wù)。不僅在美國，在世界上絕大多數(shù)國家都有這樣的情況，尤其在南美、非洲和亞洲地區(qū)。以往的各種技術(shù)在市區(qū)和郊區(qū)實現(xiàn)無線寬帶介入還是比較容易的，盡管花費比較高。但以上這些具有基本認(rèn)知能力的技術(shù)只是 CR功能的極小一部分，這些技術(shù)可以按漸進(jìn)的方式 擴(kuò)展直到實現(xiàn) CR 承諾的全部性能。比如工作于45MHz 左右的無繩電話系統(tǒng)采用一種信道自動選擇機(jī)制避免使用已占用的信道；免授權(quán)的個人通信業(yè)務(wù) (Personal Communication Service, PCS)設(shè)備在傳輸數(shù)據(jù)之前預(yù)先偵聽頻譜的占用情況，以避免對其他免授權(quán)設(shè)備造成干擾；工作于5GHz 頻段的 IEEE 網(wǎng)絡(luò)，采用動態(tài)頻率選擇 (Dynamic Frequency Selection, DFS)和發(fā)送功率控制 (Transmit Power Control, TPC)機(jī)制，避免與雷達(dá)信號互干擾。目的是研究基于認(rèn)知無線電的物理層、媒體訪問控制 (MAC)層和空中接口，以無干擾的方式實用已分配給電視廣播的頻段，將分配給電視廣播的頻段的頻率用作為寬帶的接入頻譜。 2020 年 5 月 FCC 提出非授權(quán)無線電用戶可以使用廣播電視頻段。 認(rèn)知無線電用戶利用空閑頻譜的首要前提必須檢測出哪些頻譜空閑、哪些頻譜被占用，以避免對正在工作的授權(quán)用戶造成干擾。目前， CR 的應(yīng)用大多是基于 FCC 的觀點，因此也稱 CR為頻譜捷變無線電、機(jī)會頻譜接入無線電等。 CR 是一種新型無線電，它能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環(huán)境，探測合法的授權(quán)用戶 (主用戶 )的出現(xiàn)，能自適應(yīng)地占用即時可用的本地頻譜，同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。他們在 FCC03322 中建議任何具有自適應(yīng)頻譜意識的無線電都應(yīng)該被稱為認(rèn)知無線電 CR。最典型的一類是圍繞 Mitolo 博士提出的基于機(jī)器學(xué)習(xí)和模式推理的認(rèn)知循環(huán)模型來展開研究，他們強(qiáng)調(diào)軟件定義無線電 (Software Defined Radio， SDR)是 CR 實現(xiàn)的理想平臺 [21]。這樣， CR 有可能賦予無線電設(shè)備根據(jù)頻帶可用性、位置和過去的經(jīng)驗 來自主確定采用哪個頻帶的功能。 CR 的學(xué)習(xí)能力是使它從概念走向?qū)嶋H應(yīng)用的真正原因。 1999 年以后 ，集中關(guān)注使 SDR的 3G 成為可能的問題。同年，無線電科學(xué)家國際聯(lián)合會在日本舉行軟件無線電會議。 從 1999 年開始，由理想的 SWR 轉(zhuǎn)向與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的軟件無線電，即軟件定義的無線電（ Software Defined Radio， SDR）。 1996 年 3 月發(fā)起 “ 模塊化多功能信息變換系統(tǒng) ” （ MMITS）論壇 ， 1999 年 6月改名為 “ 軟件定義的無線電 ” （ SDR）論壇。 1995 年 IEEE 通信雜志（ Communication Magazine）出版了軟件無線電專集。 1992 年 5 月在美國通信系統(tǒng)會議上， Jeseph Mitola（約瑟夫 軟件無線電強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和全面可編程性，通過軟件更新改變硬件配置結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)新的功能。 軟件無線電 軟件無線電的基本思想是以一個通用、標(biāo)準(zhǔn)、模塊化的硬件平臺為依托，通過軟件編程來實現(xiàn)無線電臺的各種功能，從基于硬件、面向用途的電臺設(shè)計方法中解放出來。這其中 LTE 擁有最多的支持者， WiMAX 次之。 Node B 和 Node B之間將采用網(wǎng)格 (Mesh)方式直接互連，這也是對原有 UTRAN 結(jié)構(gòu)的重大修改 。 aGW 是一個邊界節(jié)點，若將其視為核心網(wǎng)的一部分，則接入網(wǎng)主要由 eNB 一層構(gòu)成。 3GPP 初步確定 LTE 的架構(gòu)也叫演進(jìn)型 UTRAN 結(jié)構(gòu) (EUTRAN)[3]。與傳統(tǒng)的 3GPP 接入網(wǎng)相比， LTE 減少了 RNC 節(jié)點。就目前的進(jìn)展來看，發(fā)展比計劃滯后了大概 3 個月，但經(jīng)過 3GPP 組織的努力， LTE 的系統(tǒng)框架大部分已經(jīng)完成 [19]。2020 年 6 月到 2020 年 6 月為WI(WorkItem)階段，完成核心技術(shù)的規(guī)范工作。 與 3G 相比， LTE 更具技術(shù)優(yōu)勢，具體體現(xiàn)在：高數(shù)據(jù)速率、分組傳送、延遲降低、廣域覆蓋和向下兼容。如 MBMS(多媒體廣播和組播業(yè)務(wù) )在小區(qū)邊界可提供 1bit/s/Hz的數(shù)據(jù)速率。 (6)降低無線網(wǎng)絡(luò)時延：子幀長度 和 ，解決了向下兼容的問題并降低了網(wǎng)絡(luò)時延，時延可達(dá) Uplan5ms， Cplan100ms。 (5)系統(tǒng)部署靈活，能夠支持 間的多種系統(tǒng)帶寬，并支持“paire
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