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摘 要:为了适应高速发展的无线业务需要,通信新技术的研究越来越朝着高效化、安全化和多元化方向迈进,这也给分布式无线电和蜂窝移动通信技术的发展提供了指导。本文首先阐述了分布式无线电技术和蜂窝移动通信结构的概念,然后研究了分布式无线电技术在移动通信网络结构中的应用情况,旨在为日后同行工作提供参参考借鉴。
关键词:分布式无线电;移动通信系统;蜂窝移动
从二十世纪八十年代至今,移动通信系统经历了模拟频分复用系统、复用分复用系统及高速无线传输系统三个发展阶段。眼下,全球无线通信技术已经进入到一个高速发展的新时期,不断提高无线通信系统性能已成为业界研究重点,是为用户全天候提供无缝通信服务的重要保障。面对这种社会发展背景,如何在蜂窝移动通信网络结构基础上,更好的研究分布式无线电技术的应用优势逐渐受到业界关注,这里我们也有必要对其进行研究。
1 分布式无线电和蜂窝移动通信网络结构概述
随着通信事业的发展,无线电技术与通信业务之间的矛盾越来越突出,其主要表现在无线电频谱资源短缺、无线信息传输安全、无线信息传输功率等方面。面对这种现象,通过研究无线网络构架来提高无线频谱资源的利用率、系统功率以及信息传输安全已成为当今业界研究重点。移动通信技术为了更好的满足这种要求,普遍采用了六边形等效全向天线无线信号传播模式,且形成了蜂窝式无线网络结构新体系。这种网络结构体系的应用有效降低无线信号发送功率,较大程度上方便了无线电信息的整合与传输。
1.1 分布式无线电
分布式无线电主要指的以光纤无线电等技术为核心的现代宽带信息传输技术,它是将移动通信网的基站与天线分开,让基站与天线分布在不同的地理位置上,改变传统集中处理方式,也让整个无线通信系统范围变得更加广阔。在分布式无线电中,天线和基站的分布可以根据无线电信号覆盖容量要求灵活布置,方便了无线信号覆盖范围的规划、频率资源的合理利用,也大大节省了移动通信领域的成本。
1.2 蜂窝移动通信网络结构
蜂窝移动通信网络是目前常见的移动通信技术,它是在传统移动通信体系基础上,通过优化设计思路、制定设计准则、提高系统容量、扩大覆盖范围、提高信息传输质量为目的的现代化通信体系,这一网络结构的应用有效减少了用户业务传输的网络成本和网络演进更新问题,很大程度上促进了网络系统的实用性。这里我们所谓的蜂窝移动通信网络结构也就是一小区域为单位,将覆盖地区按照用户要求划分成为若干个小区域,每个小区域的半径可使用户分布在5km左右,在小区域范围内设置一个基站作为本小区用户服务中心,从而提高系统的储存容量。目前,蜂窝移动通信网络结构主要包含了移动业务交换中心、基站设备、天线、移动台以及传输线路等。
2 分布式无线电技术在蜂窝移动通信结构中的应用
蜂窝移动通信网络设计准则在于提高系统的容量、扩大网络覆盖范围、保证网络信息传输质量、适应网络业务发展要求、减少网络用户信息传输成本。在移动通信网络领域,为了更好的保证这些要求,不仅在系统中设置了复杂的连接方式,而且不断地钻研这各种先进无线技术的选用,如分布式无线电技术、抗干扰技术、无线电切换技术等,其中以分布式无线电技术的应用最为广泛,下面我们就无线电技术在蜂窝移动通信结构中的具体应用情况进行研究和分析。
2.1 分布式无线电技术在蜂窝移动通信结构中的应用优势
在蜂窝移动通信系统的研究、设计和网络规划发展历程中,无线小区结构、系统无线资源管理调配策略、空中接日的信号传输、网络互联互通等相关技术是随着无线基带处理技术、射频和天线技术、网络传输技术和传输协议等各方而的进步以及移动通信系统的宽带传输和系统覆盖的需求而小断地演进和发展。其中,分布式无线电在移动通信系统中应用使系统的研究和发展更加具有活力,原本较为复杂或小易实现的相关技术得到了新的认识,新技术可以得到介理的应用,使未来移动通信系统的发展具有更大的前景。
2.2 多入多出天线技术在蜂窝移动通信结构中的应用
空中接日传输技术主要采用传统的多址接入方式提高无线链路传输吞吐量,同时还在进一步挖掘空间无线资源。多入多出(MIMO)天线技术能在小增加带宽情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。经工作实践理研究结果表明,MIMO系统可将多径作为有利因素加以利用,系统的频谱效率随天线个数线性增长。MIMO系统的空时处理技术是在空间域和时间域联介处理接收信号,利用信号的空间特征分开用户信号、提高抗干扰能力,(MAI)以及多径干扰信号,因此具有空间信号处理技术和时间信号处理技术的共同优势。另一方而,分集技术可采用时间分集、频率分集、空间分集、极化分集、角度分集和多用户分集等发送/接收分集方法改善无线信道的多径衰落、多址干扰和符号间干扰(ISI),在移动通信系统中得到较好的应用。
2.3 广义小区式蜂窝移动通信网
由于分布式无线电具有天线发送功率小、无线网络结构灵活、基带信号可集中处理等特点,能够适应未来移动通信系统以较小的发送功率传送无线信号的网络构架需求。同时,分布式无线网络结构使各天线与移动终端之间距离尽量短,将在较大程度上提高系统的功率效率和减少系统干扰。因此,可进一步探讨分布式无线网络的小区结构、无线资源管理模型和切换方法,使移动通信系统能够提高系统功率效率、充分利用无线资源、减小系统干扰和提高系统容量。广义小区内的无线资源分配可采用两种小同的方法,一是在广义小区内采用频率、时隙、码道复用的方法,如此能够提高系统容量但网络规划和信令系统较为复杂。二是广义小区内频率、时隙、码道小复用方法,多个移动终端可通过对频率、时隙、码道等资源的信道分配方法在广义小区中共享一个或多个射频小区,可使系统的网络规划和设计简单但系统容量较低。
结束语
随着移动通信系统使用更高的工作频点,功率受限的分布式无线电将在系统的发展过程中得到小断完善和广泛应用,在分布式无线网络构架下的各种无线资源(尤其是空间无线资源)的开发利用将成为减少系统干扰和提高系统容量的介理途径,进一步探讨移动通信系统的系统网络结构、空中接日的宽带传输技术、无线资源调配机制等各种技术将能有效地缓解无线频谱资源短缺与通信业务量增长之间的矛盾。
参考文献
[1]蒋占军,赵新胜,尤肖虎.一种分布式无线移动通信系统中远端天线单元动态选择模型[J].电子与信息学报,2014(2).
[2]蒋占军,潘文,尤肖虎.分布式无线移动通信系统中的一种越区切换分析模型[J].应用科学学报,2012(3).
[3]赵新胜,尤肖虎,朱定乾.分布式无线移动通信系统中远端天线单元动态选择方法研究[J].电子与信息学报,2011(12).
关键词:分布式无线电;移动通信系统;蜂窝移动
从二十世纪八十年代至今,移动通信系统经历了模拟频分复用系统、复用分复用系统及高速无线传输系统三个发展阶段。眼下,全球无线通信技术已经进入到一个高速发展的新时期,不断提高无线通信系统性能已成为业界研究重点,是为用户全天候提供无缝通信服务的重要保障。面对这种社会发展背景,如何在蜂窝移动通信网络结构基础上,更好的研究分布式无线电技术的应用优势逐渐受到业界关注,这里我们也有必要对其进行研究。
1 分布式无线电和蜂窝移动通信网络结构概述
随着通信事业的发展,无线电技术与通信业务之间的矛盾越来越突出,其主要表现在无线电频谱资源短缺、无线信息传输安全、无线信息传输功率等方面。面对这种现象,通过研究无线网络构架来提高无线频谱资源的利用率、系统功率以及信息传输安全已成为当今业界研究重点。移动通信技术为了更好的满足这种要求,普遍采用了六边形等效全向天线无线信号传播模式,且形成了蜂窝式无线网络结构新体系。这种网络结构体系的应用有效降低无线信号发送功率,较大程度上方便了无线电信息的整合与传输。
1.1 分布式无线电
分布式无线电主要指的以光纤无线电等技术为核心的现代宽带信息传输技术,它是将移动通信网的基站与天线分开,让基站与天线分布在不同的地理位置上,改变传统集中处理方式,也让整个无线通信系统范围变得更加广阔。在分布式无线电中,天线和基站的分布可以根据无线电信号覆盖容量要求灵活布置,方便了无线信号覆盖范围的规划、频率资源的合理利用,也大大节省了移动通信领域的成本。
1.2 蜂窝移动通信网络结构
蜂窝移动通信网络是目前常见的移动通信技术,它是在传统移动通信体系基础上,通过优化设计思路、制定设计准则、提高系统容量、扩大覆盖范围、提高信息传输质量为目的的现代化通信体系,这一网络结构的应用有效减少了用户业务传输的网络成本和网络演进更新问题,很大程度上促进了网络系统的实用性。这里我们所谓的蜂窝移动通信网络结构也就是一小区域为单位,将覆盖地区按照用户要求划分成为若干个小区域,每个小区域的半径可使用户分布在5km左右,在小区域范围内设置一个基站作为本小区用户服务中心,从而提高系统的储存容量。目前,蜂窝移动通信网络结构主要包含了移动业务交换中心、基站设备、天线、移动台以及传输线路等。
2 分布式无线电技术在蜂窝移动通信结构中的应用
蜂窝移动通信网络设计准则在于提高系统的容量、扩大网络覆盖范围、保证网络信息传输质量、适应网络业务发展要求、减少网络用户信息传输成本。在移动通信网络领域,为了更好的保证这些要求,不仅在系统中设置了复杂的连接方式,而且不断地钻研这各种先进无线技术的选用,如分布式无线电技术、抗干扰技术、无线电切换技术等,其中以分布式无线电技术的应用最为广泛,下面我们就无线电技术在蜂窝移动通信结构中的具体应用情况进行研究和分析。
2.1 分布式无线电技术在蜂窝移动通信结构中的应用优势
在蜂窝移动通信系统的研究、设计和网络规划发展历程中,无线小区结构、系统无线资源管理调配策略、空中接日的信号传输、网络互联互通等相关技术是随着无线基带处理技术、射频和天线技术、网络传输技术和传输协议等各方而的进步以及移动通信系统的宽带传输和系统覆盖的需求而小断地演进和发展。其中,分布式无线电在移动通信系统中应用使系统的研究和发展更加具有活力,原本较为复杂或小易实现的相关技术得到了新的认识,新技术可以得到介理的应用,使未来移动通信系统的发展具有更大的前景。
2.2 多入多出天线技术在蜂窝移动通信结构中的应用
空中接日传输技术主要采用传统的多址接入方式提高无线链路传输吞吐量,同时还在进一步挖掘空间无线资源。多入多出(MIMO)天线技术能在小增加带宽情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。经工作实践理研究结果表明,MIMO系统可将多径作为有利因素加以利用,系统的频谱效率随天线个数线性增长。MIMO系统的空时处理技术是在空间域和时间域联介处理接收信号,利用信号的空间特征分开用户信号、提高抗干扰能力,(MAI)以及多径干扰信号,因此具有空间信号处理技术和时间信号处理技术的共同优势。另一方而,分集技术可采用时间分集、频率分集、空间分集、极化分集、角度分集和多用户分集等发送/接收分集方法改善无线信道的多径衰落、多址干扰和符号间干扰(ISI),在移动通信系统中得到较好的应用。
2.3 广义小区式蜂窝移动通信网
由于分布式无线电具有天线发送功率小、无线网络结构灵活、基带信号可集中处理等特点,能够适应未来移动通信系统以较小的发送功率传送无线信号的网络构架需求。同时,分布式无线网络结构使各天线与移动终端之间距离尽量短,将在较大程度上提高系统的功率效率和减少系统干扰。因此,可进一步探讨分布式无线网络的小区结构、无线资源管理模型和切换方法,使移动通信系统能够提高系统功率效率、充分利用无线资源、减小系统干扰和提高系统容量。广义小区内的无线资源分配可采用两种小同的方法,一是在广义小区内采用频率、时隙、码道复用的方法,如此能够提高系统容量但网络规划和信令系统较为复杂。二是广义小区内频率、时隙、码道小复用方法,多个移动终端可通过对频率、时隙、码道等资源的信道分配方法在广义小区中共享一个或多个射频小区,可使系统的网络规划和设计简单但系统容量较低。
结束语
随着移动通信系统使用更高的工作频点,功率受限的分布式无线电将在系统的发展过程中得到小断完善和广泛应用,在分布式无线网络构架下的各种无线资源(尤其是空间无线资源)的开发利用将成为减少系统干扰和提高系统容量的介理途径,进一步探讨移动通信系统的系统网络结构、空中接日的宽带传输技术、无线资源调配机制等各种技术将能有效地缓解无线频谱资源短缺与通信业务量增长之间的矛盾。
参考文献
[1]蒋占军,赵新胜,尤肖虎.一种分布式无线移动通信系统中远端天线单元动态选择模型[J].电子与信息学报,2014(2).
[2]蒋占军,潘文,尤肖虎.分布式无线移动通信系统中的一种越区切换分析模型[J].应用科学学报,2012(3).
[3]赵新胜,尤肖虎,朱定乾.分布式无线移动通信系统中远端天线单元动态选择方法研究[J].电子与信息学报,2011(12).