時(shí)間：2023-03-22 17:32:36
導(dǎo)語：在無線電技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
關(guān)鍵詞：電磁兼容；寬帶無限；移動(dòng)通信
中圖分類號(hào)：TN914文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-5312（2011）11-0262-01
作為近年來信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展最為迅速的無線通信包括移動(dòng)通信技術(shù)，徹底改變了人信的生活方式和工作方式。無論是工作還是生活，各種無線通信設(shè)備已經(jīng)是人們不可缺少的需要。
移動(dòng)通信技術(shù)，必須解決一些關(guān)鍵的電磁兼容問題，使得技術(shù)的發(fā)展建立在一個(gè)合理的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之上，既兼顧到各種無線電技術(shù)不同種類之間的電磁兼容性問題，也兼顧到今天和將來技術(shù)持續(xù)性發(fā)展的電磁兼容性問題。研究工作必然包括系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的電磁兼容兩個(gè)方面：作為一個(gè)系統(tǒng)，特別具有高頻器件和電路的無線電系統(tǒng)，其內(nèi)部的電磁兼容問題非常復(fù)雜。對(duì)于高速 信息傳輸系統(tǒng)統(tǒng)尤其要給予重視，這將是下個(gè)世紀(jì)電磁兼容問題的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。另外，一些關(guān)鍵的、來自于系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題也必須引起重視。
一、寬帶無線通信系統(tǒng)與窄帶無線系統(tǒng)之間的電磁兼容問題
目前,正在使用的900兆赫頻段（AMPS、TACS、ETACS、GSM900、CDMA800）6和1800兆赫頻段（DCS1800、CDMA）之間是一種倍頻或者準(zhǔn)倍頻關(guān)系，他們之間的低次諧波之間會(huì)出現(xiàn)近似相等的情況，互影響嚴(yán)重，需要嚴(yán)格和認(rèn)真的考慮。目前，大力開發(fā)的第三代寬CDMA系統(tǒng)的工作在2400兆赫頻段，其與900和1800兆赫頻段系統(tǒng)的兼容能力將是這項(xiàng)新技術(shù)在未來幾年取得成功的一個(gè)關(guān)鍵因素。
二、移動(dòng)通信系統(tǒng)、無線接入系統(tǒng)、無繩和尋呼系統(tǒng)之間的電磁兼容問題
移動(dòng)通信系統(tǒng)工程與尋呼系統(tǒng)、包括高速Flex系統(tǒng)的電磁兼容問題可能成為一個(gè)關(guān)鍵的問題。這些尋呼系統(tǒng)發(fā)射功率大，基站多，影響面大，另外許多用戶同時(shí)使用移動(dòng)電話BP機(jī)，以節(jié)約使用費(fèi)。這些因素會(huì)對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)/城市無線本地接人系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響。
三、地面無線電系統(tǒng)、同溫層系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題
當(dāng)“依”系統(tǒng)、“Teldesic”等復(fù)雜和中低軌道系統(tǒng)建成的時(shí)候，這些系統(tǒng)由于直接與地面終端通信，到達(dá)地面的功率遠(yuǎn)高于目前的同步軌道系統(tǒng)，因而與地面無線電通信系統(tǒng)之間的兼容問題將是全球通信網(wǎng)、特別是移動(dòng)通信網(wǎng)成敗的關(guān)鍵。目前，正在研究和實(shí)施的同溫層移動(dòng)通信系統(tǒng)，由于其定位高度更低，其與衛(wèi)星和地面系統(tǒng)之間的電磁兼容問題應(yīng)格外受到關(guān)切。
四、寬帶、超高速移動(dòng)能信息其他系統(tǒng)之間的電磁兼容性問題
在將來，高速寬帶移動(dòng)通信事業(yè)交進(jìn)發(fā)展的主要方向，它是全球個(gè)人多媒體移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。相應(yīng)，寬帶電磁兼容性的研究是非常重要的工作。這一方面是為了提高寬帶移動(dòng)業(yè)務(wù)的可靠性；另一方面是為了降低寬帶業(yè)務(wù)系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部、移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)部、移動(dòng)網(wǎng)之間、移動(dòng)網(wǎng)和非移動(dòng)網(wǎng)之間、移動(dòng)通信和非通信業(yè)務(wù)設(shè)備之間的干擾，提高兼容工作的能務(wù)和信息的保密性。
五、無線電系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間的電磁兼容性
其他的系統(tǒng)很多，包括家用電器、軍事通信、醫(yī)院設(shè)備、廣播等，雖然已經(jīng)制定一些相關(guān)的法律，比如禁止在醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、飛機(jī)上、軍事重地等使用移動(dòng)電話，但干擾的問題從來就沒有停止過。令我們記憶猶新的廣州白云機(jī)場(chǎng)飛機(jī)停飛事件，就是尋呼系統(tǒng)造成的。
總括起來，由于無線電通信系統(tǒng)的發(fā)展，我們面對(duì)下個(gè)的電磁兼容問題包括。
（1）系統(tǒng)內(nèi)部和外部、系統(tǒng)之間的工作頻譜設(shè)計(jì)、寄生信號(hào)和非線形發(fā)射及感應(yīng)結(jié)構(gòu)的研究。
（2）各種無線業(yè)務(wù)包括新業(yè)務(wù)的電磁兼容概念、定義和標(biāo)準(zhǔn)的研究。
（3）面向?qū)ο?，尤其是寬頻帶系統(tǒng)電磁兼容模型，分析方法和實(shí)驗(yàn)方案的研究。
（4）滿足電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的概念、定義和方案的研究與提出。
開展這些工作的目的，旨在提高新移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的可靠性和廣泛的可應(yīng)用性，制定無線電業(yè)務(wù)的電磁兼容定義、概念和標(biāo)準(zhǔn)，提高無線電通信業(yè)務(wù)對(duì)于信息社會(huì)信息傳輸和信息保障的能力，實(shí)現(xiàn)良性的無線電通信系統(tǒng)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：無線發(fā)射FSK射頻發(fā)射器nRF902
1概述
nRF902是一個(gè)單片發(fā)射器芯片，工作頻率范圍為862～870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此，頻率漂移很低，完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過外接電阻進(jìn)行編程。電源電壓范圍為2.4～3.6V，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。待機(jī)模式時(shí)的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時(shí)的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此，該芯片適合于報(bào)警器、自動(dòng)讀表、家庭自動(dòng)化、遙控、無線數(shù)字通訊應(yīng)用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝，各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號(hào)功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時(shí)鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準(zhǔn)時(shí)鐘輸出（時(shí)鐘頻率1/8）
4VDD電源電壓（+3V）
5DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入
6ANT2天線端
7ANT1天線端
8VSS接地端（0V）
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出：該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過nRF902的天線輸出端可將平衡的射頻信號(hào)輸出到天線，該引腳同時(shí)必須通過直流通道連接到電源VDD，電源VDD可通過射頻扼流圈或者環(huán)路天線的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負(fù)載阻抗為200～700Ω。如果需要10dBm的輸出功率，則應(yīng)使用400Ω的負(fù)載阻抗。
調(diào)制可以通過牽引晶振的電容來完成。要達(dá)到規(guī)定的頻偏，晶振的特性應(yīng)滿足：并聯(lián)諧振頻率fp應(yīng)等于發(fā)射中心頻率除以64，并聯(lián)等效電容Co應(yīng)小于7pF，晶振等效串聯(lián)電阻ESR應(yīng)小于60Ω，全部負(fù)載電容，包括印制板電容CL均應(yīng)小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過牽引晶振的負(fù)載（內(nèi)部的變?nèi)荻O管）完成的，而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓，因此，改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對(duì)可輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過表2所列方法進(jìn)行設(shè)置。
表2nPF902的工作模式設(shè)置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
時(shí)鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時(shí)，調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入，這是nRF902的標(biāo)準(zhǔn)工作模式。
ASK調(diào)制可通過控制REXT端來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)R2連接到VDD時(shí)，芯片發(fā)射載波。當(dāng)R2連接到地時(shí)，芯片內(nèi)部的功率放大器關(guān)斷。這兩個(gè)狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來表示。在ASK模式，DIN端必須連接到VDD。
時(shí)鐘模式可應(yīng)用于外接微控制器的情況，nRF902可以給微控制器提供時(shí)鐘。它可在XO8端輸出基準(zhǔn)時(shí)鐘，XO8端輸出的時(shí)鐘信號(hào)頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz，則XO8輸出的時(shí)鐘信號(hào)頻率為1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的電流消耗僅10nA。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)，芯片可工作在低功耗模式以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時(shí)間，從時(shí)鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時(shí)間。
圖2nRF902的應(yīng)用電路
摘要:早在七十年代，人們開始研究無線電通信技術(shù)。無線電通信技術(shù)有線電通信相比，具有不用架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等優(yōu)點(diǎn)，備受市場(chǎng)的青睞。無線電通信技術(shù)為人們的生產(chǎn)和生活帶來的影響無疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點(diǎn)，譬如聲音、文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等傳輸?shù)馁|(zhì)量不甚穩(wěn)定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數(shù)據(jù)滯后、圖像和視頻失真都亟須改進(jìn)之處，還有信號(hào)容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內(nèi)容保密性差，尤其在軍事和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，再一次說明無線電通信技術(shù)通信方法的拓新勢(shì)在必行。本文就無線電的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討其通信技術(shù)所需拓新之處，并提出建議。
一、無線電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無線電通信技術(shù)的誕生，并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無線電接收機(jī)，那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無線電發(fā)明日”。
1896年3月24日，波波夫?qū)o線電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米，做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術(shù)拉開新的序幕。
1898年，年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無阻地通信，第一次實(shí)際性地使用無線電通信技術(shù)。
1901年，他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無線電通信，從此人類進(jìn)入無線電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。
隨后，無線電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來。直到1946年，美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線問題，從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了，無線電通信技術(shù)迅速普及開來。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要，于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用；后來微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代，使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加，日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐，以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱，是一門綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代，就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無線電通信技術(shù)發(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
二、無線電通信技術(shù)的特點(diǎn)
近些年無線電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無線接入技術(shù)，是迅速發(fā)展起來的新技術(shù)領(lǐng)域，不需要傳輸媒質(zhì)，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無線傳播手段代替，無論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍，實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂參半，優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線路線、通信方式等方面，我們可以總結(jié)如下：
不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下，人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無法預(yù)知，而無線電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來往，無線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性，一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通，這也是無線架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。
無線電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題，但其信號(hào)容易受到干擾、影響，還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無線電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來都是讓人頭疼的問題，目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱，其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，無線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
三、無線電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無線電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起，欲求無線電通信技術(shù)適應(yīng)未來社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無線電通信技術(shù)的缺陷，筆者認(rèn)為，我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試，主要可總結(jié)一下八點(diǎn)：
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號(hào)上的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù)，確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用，尤其近年來世界范圍內(nèi)全面展開，無線通信技術(shù)正朝著無線接入寬帶化的方向演進(jìn)，這個(gè)方向?qū)o線電通信信號(hào)源穩(wěn)定來說的確非常之重要。
3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)
個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話，能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞，大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式
技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù)，在無線應(yīng)用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展得到大幅度的推動(dòng)，促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過渡電路交換網(wǎng)絡(luò)，IP網(wǎng)絡(luò)無疑是核心關(guān)鍵技術(shù)，是最合適的選擇對(duì)象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升，這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性，利用藍(lán)牙做出來的傳感器隨時(shí)反映出用戶所需要的信號(hào)方向，一旦連接到Internet上的話，即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目，但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng)，對(duì)于無線電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來說將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無線通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性
無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
四、結(jié)束語
回顧無線通信的發(fā)展歷程，無線電通信技術(shù)的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用，盡管我國(guó)的無線電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快，但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求，無線電通信技術(shù)普及率低的問題，面對(duì)我國(guó)12億人口，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無力了。同時(shí)，無線電通信技術(shù)愈來愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無線電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面，提升自身的營(yíng)業(yè)水平，為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇，滿足用戶各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此，在無線電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展?jié)摿o窮，這要求我們積極加快無線領(lǐng)域的科技進(jìn)步，為無線電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.
[2]《數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.
關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電;網(wǎng)絡(luò)安全
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）36-0053-02
認(rèn)知無線電技術(shù)可以在不影響授權(quán)用戶的前提下允許其他用戶動(dòng)態(tài)接入空閑頻譜，這為解決無線頻譜資源短缺問題提供了一種可行的解決方案。認(rèn)知無線電技術(shù)的概念一經(jīng)提出便受到了人們的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究取得了飛速進(jìn)展。但認(rèn)知無線電技術(shù)由于引入了頻譜感知、智能學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)頻譜分配等新技術(shù)，從而帶來了諸如模擬授權(quán)用戶攻擊、自私行為攻擊、虛假反饋攻擊等各種全新的安全問題。而認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全問題將影響到認(rèn)知無線電技術(shù)的最終商用化。因此，對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全性方面的探索與實(shí)踐研究有著十分重要的意義。
1 認(rèn)知無線電技術(shù)簡(jiǎn)介
認(rèn)知無線電（Cognitive Radio，CR）的概念最早由Joseph Mitolo博士提出，他指出認(rèn)知無線電是一種通過感知自身周圍環(huán)境，進(jìn)而通過與周圍環(huán)境交互來改變發(fā)射機(jī)參數(shù)的智能無線通信系統(tǒng)，其具備環(huán)境感知能力、學(xué)習(xí)能力、決策和自適應(yīng)能力、相互協(xié)作的能力。
認(rèn)知無線電確立了三個(gè)基本任務(wù)：
①頻譜感知：認(rèn)知用戶的接收端感知周圍的無線頻譜環(huán)境，測(cè)量并估計(jì)環(huán)境中的干擾溫度，篩選可用的頻譜。
②信道估計(jì)：根據(jù)環(huán)境中的干擾溫度信息，實(shí)時(shí)計(jì)算出各個(gè)子信道的信道容量。
③動(dòng)態(tài)頻譜資源管理：認(rèn)知用戶的發(fā)射端根據(jù)已知的空閑頻譜和信道容量信息，動(dòng)態(tài)調(diào)整其發(fā)射頻率和功率，從而確保信息的可靠傳輸。
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)通過允許非授權(quán)用戶自適應(yīng)的感知授權(quán)頻譜，并機(jī)會(huì)式地使用空閑頻譜，使得非授權(quán)用戶可以在未取得授權(quán)的情況下接入傳輸條件更好、帶寬更寬的頻段，從而可以極大的改善頻譜利用率。認(rèn)知無線電技術(shù)的提出和發(fā)展為解決當(dāng)前頻譜資源緊張的問題提供了一種可靠的解決方案。
2 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全面臨的主要威脅
隨著各類無線設(shè)備的出現(xiàn)，頻譜資源日益緊張，在無線通信中 “認(rèn)知”概念的引入，可以有效解決該問題，但也帶來了一系列新的無線網(wǎng)絡(luò)安全隱患，是認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)商用的一個(gè)難題。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全性研究尚處于初始階段，隨著頻譜感知、智能學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)頻譜分配等一系列新技術(shù)的引入，其除了需要面對(duì)傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)安全威脅，還面臨著諸如模擬授權(quán)用戶攻擊、自私行為攻擊、虛假反饋攻擊等各種全新的安全問題。
目前，認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全防御機(jī)制研究主要集中在提高某種具體技術(shù)的安全性，尚未形成較為成熟的認(rèn)知無線電安全體系。但也已有研究和相關(guān)文獻(xiàn)[1]涉及了該方面，為認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全性研究提供了一定的借鑒。
2.1 物理層攻擊行為
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)在物理層引入了全新的頻譜感知和頻譜切換技術(shù)，認(rèn)知用戶可以通過頻譜感知和切換技術(shù)檢測(cè)和篩選可用的空閑頻譜加以利用。因此，除了面臨傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)物理層安全威脅外，認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層中還因相關(guān)新技術(shù)的應(yīng)用而面臨一系列新的安全威脅。
其中最受關(guān)注的是：
①模擬授權(quán)用戶攻擊[2]（Primary User Emulation Attack，PUEA）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的惡意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到一個(gè)可用空閑頻段時(shí)，其通過發(fā)送與授權(quán)用戶信號(hào)特征相似的傳輸信號(hào)，從而達(dá)到獨(dú)占此空閑頻段的目的。
②干擾授權(quán)用戶攻擊[3]（Primary Receiver Jamming Attack）在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中存在惡意節(jié)點(diǎn)參與到網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作數(shù)據(jù)傳送過程中，造成對(duì)授權(quán)用戶接收機(jī)進(jìn)行連續(xù)干擾。
2.2 鏈路層攻擊行為
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的鏈路層負(fù)責(zé)將檢測(cè)到的空閑頻譜分配給需要的認(rèn)知無線電用戶，其需要在確保在一定公平性的基礎(chǔ)上盡可能提高頻譜的利用率。因此認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)鏈路層面臨的主要安全威脅是如何確保信道分配的公平性。
目前普遍存在的三種攻擊行為是：
①自私（惡意）行為攻擊[4]（Selfish Behavior Attack）自私節(jié)點(diǎn)以損害網(wǎng)絡(luò)整體性能為代價(jià)，通過修改頻譜分配的效用函數(shù)來提高自身性能，但同時(shí)也會(huì)造成其他認(rèn)知用戶可用頻譜資源減少。
②飽和控制信道攻擊[5]（Control Channel Saturation Attacks）：惡意節(jié)點(diǎn)通過持續(xù)不斷發(fā)送偽造的控制信息，從而達(dá)到公共控制信道數(shù)據(jù)飽和、網(wǎng)絡(luò)整體性能下降的目的。
③虛假反饋攻擊（False Feedback Attack）：認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的惡意節(jié)點(diǎn)向其他認(rèn)知用戶反饋虛假的頻譜感知和分配信息，從而達(dá)到影響頻譜感知準(zhǔn)確性和頻譜分配公平性的目的。
2.3 網(wǎng)絡(luò)層攻擊行為
在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)層面臨的主要安全威脅為對(duì)路由信息的篡改和破壞，如拜占庭黑洞攻擊（Black Hole Attack）、急速泛洪攻擊（Flood Rushing Attack）、蟲洞攻擊（Wormhole Attack）等。此外，隨著認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知技術(shù)的引入，致使環(huán)境中的每個(gè)接收機(jī)都存在多個(gè)可用信道，在數(shù)據(jù)傳輸過程中為確保一跳鏈路的雙方使用相同的信道，各個(gè)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行路由選擇的同時(shí)還需要對(duì)信道進(jìn)行選擇。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中的惡意用戶可以通過發(fā)送虛假的路由和信道信息，從而誤導(dǎo)用戶選擇錯(cuò)誤的路由和信道，達(dá)到信道間干擾嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)整體性能下降的目的?！?.4 高層攻擊行為
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的高層攻擊行為包括對(duì)傳輸層的攻擊和對(duì)應(yīng)用層的攻擊。認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的高層結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)類似，相關(guān)研究主要集中在空中接口部分。其面臨的主要安全威脅有會(huì)話劫持攻擊（Session Hijacking Attack）、拒絕服務(wù)攻擊（Denial of Service，DoS）、惡意代碼攻擊（Malicious Code Attack）等。
3 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)安全性分析
針對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層所面臨的主要安全威脅：模擬授權(quán)用戶攻擊，2006年R.Chen、J.M.Park提出了模擬授權(quán)用戶攻擊的問題，其具體表現(xiàn)形式為：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的惡意節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到一個(gè)可用空閑頻段時(shí)，其通過發(fā)送與授權(quán)用戶信號(hào)特征相似的傳輸信號(hào)，從而達(dá)到獨(dú)占此空閑頻段的目的。
通過相關(guān)研究證實(shí)傳統(tǒng)的頻譜檢測(cè)方法很難有效解決該威脅，因此R.Chen、J.M.Park提出了一種基于位置確認(rèn)的頻譜檢測(cè)方法來解決此種威脅，該方法包括兩種位置確認(rèn)方的驗(yàn)證算法：距離比驗(yàn)證和距離差異驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明上述兩種算法均可以檢測(cè)到網(wǎng)絡(luò)中是否存在惡意攻擊者，但還需提高其檢測(cè)的準(zhǔn)確性;解決該類威脅的另一種可能的方法是在授權(quán)用戶信號(hào)中加入用于計(jì)算哈希值的原始數(shù)據(jù)，認(rèn)知用戶對(duì)接收到的原始數(shù)據(jù)做哈希值計(jì)算，通過比對(duì)計(jì)算結(jié)果同預(yù)先保留的參數(shù)值來確定其是否為惡意節(jié)點(diǎn)。
針對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)物理層所面臨的安全威脅，最根本的解決方案還在于改善頻譜感知技術(shù)來實(shí)現(xiàn)頻譜利用的安全性。為確保認(rèn)知用戶獲取環(huán)境中頻譜使用情況的準(zhǔn)確性，可以建立實(shí)時(shí)無線電環(huán)境數(shù)據(jù)庫，通過將感知信息與數(shù)據(jù)庫比對(duì)，可以有效減少類似模擬授權(quán)用戶攻擊和虛假反饋攻擊對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)造成的安全威脅。
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)鏈路層所面臨的主要安全問題是如何確保信道分配的公平性。目前，對(duì)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)鏈路層安全構(gòu)成最大威脅的是自私行為攻擊。因此，可以在認(rèn)知無線電信道感知和分配中引入信譽(yù)機(jī)制，其設(shè)計(jì)可以借鑒Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中引入的信任/信譽(yù)模型，首先需要收集各節(jié)點(diǎn)的行為信息，綜合該節(jié)點(diǎn)之前參與頻譜感知和分配過程中信譽(yù)度的歷史記錄，從而進(jìn)行相關(guān)信譽(yù)度的計(jì)算，然后數(shù)據(jù)融合中心利用信譽(yù)度來對(duì)所有節(jié)點(diǎn)的匯報(bào)結(jié)果進(jìn)行可信度區(qū)分，最后通過激勵(lì)或懲罰機(jī)制來使各節(jié)點(diǎn)間加強(qiáng)協(xié)作，減少自私行為，讓信譽(yù)度高的認(rèn)知用戶在頻譜分配過程中發(fā)揮更大的作用，從而提高頻譜感知和分配的公平性。
在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中，公共控制信道的安全性至關(guān)重要，它能實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)交換本地信道信息。對(duì)于公共控制信道的攻擊會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)通信效率急劇降低甚至癱瘓，因此必須確保公共控制信道及信道中信息的安全性。
解決公共控制信道面臨的安全性問題可從以下三方面考慮：
①可以通過在各節(jié)點(diǎn)間建立可靠的頻道列表來確保信道的安全;
②通過引入加密認(rèn)證體系使在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（接受、發(fā)射端）實(shí)現(xiàn)雙向認(rèn)證來確保信道的安全。
③可以借鑒Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)分簇機(jī)制[6]，相關(guān)節(jié)點(diǎn)用戶自行組成一個(gè)本地協(xié)調(diào)組。
每組用戶形成一個(gè)具有相同公共控制信道的多跳網(wǎng)絡(luò)，通過這種方法可以防止由于控制信道擁塞造成的中斷，有效改善飽和控制信道攻擊。
4 結(jié) 語
認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)的安全問題將影響到認(rèn)知無線電技術(shù)的最終商用，而針對(duì)這方面的研究也會(huì)越來越深入，我們可以充分借鑒其它無線網(wǎng)絡(luò)安全性技術(shù)，針對(duì)認(rèn)知無線電本身特點(diǎn)，最終完善其相關(guān)安全技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] Jack L.Burbank. Security in cognitive radio networks： The required e
volution in approaches to wireless network security. IEEE Wireless
Communications Magazine，2009.
[2] 崔國(guó)華，盧社階.Ad hoc網(wǎng)絡(luò)中基于多徑路由協(xié)議的信譽(yù)機(jī)制[J].通信 學(xué)報(bào)，2008，（5）. 本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一論 文 網(wǎng)專業(yè)教育教學(xué)論文和以及服務(wù)，歡迎光臨dYlw.nET
[3] Wang Changdal，Ju Shiguang. Multilevel security model for ad hoc ne
tworks.Journal of Systems Engineering and Electronics，2008，（2）.
[4] 孫麗艷.基于激勵(lì)機(jī)制的認(rèn)知無線電自私行為研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與 發(fā)展，2009，（10）.
[5] 薛楠，周賢偉.認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)誘騙攻擊問題及安全解決方案[J].電信 科學(xué)，2009，（5）.
論文摘要：21世紀(jì)移動(dòng)通信技術(shù)和市場(chǎng)飛速發(fā)展，在新技術(shù)和市場(chǎng)需求的共同作用下，未來移動(dòng)通信技術(shù)將呈現(xiàn)以下幾大趨勢(shì)：網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、分組化，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)逐步形成；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)數(shù)字化、寬帶化；網(wǎng)絡(luò)設(shè)備智能化、小型化；應(yīng)用于更高的頻段，有效利用頻率；移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的綜合化、全球化、個(gè)人化；各種網(wǎng)絡(luò)的融合；高速率、高質(zhì)量、低費(fèi)用。這正是第四代（4G）移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的方向和目標(biāo)。
一、引言
移動(dòng)通信是指移動(dòng)用戶之間，或移動(dòng)用戶與固定用戶之間的通信。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是半導(dǎo)體、集
成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)通信得到了迅速的發(fā)展。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。20世紀(jì)80年代以來，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中不可缺少并發(fā)展最快的通信方式之一。
回顧移動(dòng)通信的發(fā)展歷程，移動(dòng)通信的發(fā)展大致經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段：第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要指蜂窩式模擬移動(dòng)通信，技術(shù)特征是蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)克服了大區(qū)制容量低、活動(dòng)范圍受限的問題。第二代移動(dòng)通信是蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信，使蜂窩系統(tǒng)具有數(shù)字傳輸所能提供的綜合業(yè)務(wù)等種種優(yōu)點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信的主要特征是除了能提供第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)所擁有的各種優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺點(diǎn)外，還能夠提供寬帶多媒體業(yè)務(wù)，能提供高質(zhì)量的視頻寬帶多媒體綜合業(yè)務(wù)，并能實(shí)現(xiàn)全球漫游?，F(xiàn)在用的大多是第二代技術(shù)，第三代技術(shù)還不太成功，但已有了第四代技術(shù)的設(shè)想。第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）標(biāo)準(zhǔn)比第三代具有更多的功能。
二、4G移動(dòng)通信簡(jiǎn)介
第四代移動(dòng)通信技術(shù)的概念可稱為寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括寬帶無線固定接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。第四代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)比第三代標(biāo)準(zhǔn)擁有更多的功能。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星通信和平流層通信），能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。此外，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)。目前正在開發(fā)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(dòng)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(yù)估，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的速度可達(dá)到10-20Mbit/s，最高可以達(dá)到100Mbit/s。
（二）網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬
要想使4G通信達(dá)到100Mbit/s的傳輸速度，通信運(yùn)營(yíng)商必須在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行大幅度的改造，以便使4G網(wǎng)絡(luò)在通信帶寬上比3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬高出許多。據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz的頻譜，相當(dāng)于W-CDMA3G網(wǎng)絡(luò)的20倍。
（三）多種業(yè)務(wù)的完整融合
個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播、娛樂等業(yè)務(wù)無縫連接為一個(gè)整體，滿足用戶的各種需求。4G應(yīng)能集成不同模式的無線通信——從無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙等室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)、蜂窩信號(hào)、廣播電視到衛(wèi)星通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。各種業(yè)務(wù)應(yīng)用、各種系統(tǒng)平臺(tái)間的互聯(lián)更便捷、安全，面向不同用戶要求，更富有個(gè)性化。而且4G手機(jī)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(dòng)通信的智能性更高，不僅表現(xiàn)在4G通信的終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作具有智能化，更重要的是4G手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)許多難以想象的功能。例如，4G手機(jī)將能根據(jù)環(huán)境、時(shí)間以及其他因素來適時(shí)提醒手機(jī)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(yīng)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(gè)角度來看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備全球漫游、接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G、3G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。
（六）實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
4G通信提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、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(dòng)通信”。
（七）通信費(fèi)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(xiàn)有通信用戶能輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，因此，相對(duì)其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。同時(shí)在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，這樣就能夠有效地降低運(yùn)營(yíng)成本。
三、4G移動(dòng)通信的接入系統(tǒng)
4G移動(dòng)通信接入系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是，智能化多模式終端（multi-modeterminal）基于公共平臺(tái)，通過各種接技術(shù)，在各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（平臺(tái)）之間實(shí)現(xiàn)無縫連接和協(xié)作。在4G移動(dòng)通信中，各種專門的接入系統(tǒng)都基于一個(gè)公共平臺(tái)，相互協(xié)作，以最優(yōu)化的方式工作，來滿足不同用戶的通信需求。當(dāng)多模式終端接入系統(tǒng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)自適應(yīng)分配頻帶、給出最優(yōu)化路由，以達(dá)到最佳通信效果。目前，4G移動(dòng)通信的主要接入技術(shù)有：無線蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（例如2G、3G）；無繩系統(tǒng)（如DECT）；短距離連接系統(tǒng)（如藍(lán)牙）；WLAN系統(tǒng)；固定無線接入系統(tǒng)；衛(wèi)星系統(tǒng)；平流層通信（STS）；廣播電視接入系統(tǒng)（如DAB、DVB-T、CATV）。隨著技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求變化，新的接入技術(shù)將不斷出現(xiàn)。
不同類型的接入技術(shù)針對(duì)不同業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，因此，我們根據(jù)接入技術(shù)的適用領(lǐng)域、移動(dòng)小區(qū)半徑和工作環(huán)境，對(duì)接入技術(shù)進(jìn)行分層。
分配層：主要由平流層通信、衛(wèi)星通信和廣播電視通信組成，服務(wù)范圍覆蓋面積大。
蜂窩層：主要由2G、3G通信系統(tǒng)組成，服務(wù)范圍覆蓋面積較大。
熱點(diǎn)小區(qū)層：主要由WLAN網(wǎng)絡(luò)組成，服務(wù)范圍集中在校園、社區(qū)、會(huì)議中心等，移動(dòng)通信能力很有限。
個(gè)人網(wǎng)絡(luò)層：主要應(yīng)用于家庭、辦公室等場(chǎng)所，服務(wù)范圍覆蓋面積很小。移動(dòng)通信能力有限，但可通過網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)連接其他網(wǎng)絡(luò)層。
固定網(wǎng)絡(luò)層：主要指雙絞線、同軸電纜、光纖組成的固定通信系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)在整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中處于十分重要的位置。未來的接入系統(tǒng)將主要在以下三個(gè)方面進(jìn)行技術(shù)革新和突破：為最大限度開發(fā)利用有限的頻率資源，在接入系統(tǒng)的物理層，優(yōu)化調(diào)制、信道編碼和信號(hào)傳輸技術(shù)，提高信號(hào)處理算法、信號(hào)檢測(cè)和數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，并在頻譜共享和新型天線方面做進(jìn)一步研究。為提高網(wǎng)絡(luò)性能，在接入系統(tǒng)的高層協(xié)議方面，研究網(wǎng)絡(luò)自我優(yōu)化和自動(dòng)重構(gòu)技術(shù)，動(dòng)態(tài)頻譜分配和資源分配技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)管理和不同接入系統(tǒng)間協(xié)作。提高和擴(kuò)展IP技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用；加強(qiáng)軟件無線電技術(shù)；優(yōu)化無線電傳輸技術(shù)，如支持實(shí)時(shí)和非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、無縫連接和網(wǎng)絡(luò)安全。
四、4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)
（一）定位技術(shù)
定位是指移動(dòng)終端位置的測(cè)量方法和計(jì)算方法。它主要分為基于移動(dòng)終端定位、基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)定位或者混合定位三種方式。在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端可能在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間進(jìn)行移動(dòng)通信。因此，對(duì)移動(dòng)終端的定位和跟蹤，是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)（平臺(tái)）間無縫連接和系統(tǒng)中高速率和高質(zhì)量的移動(dòng)通信的前提和保障。（二）切換技術(shù)
切換技術(shù)適用于移動(dòng)終端在不同移動(dòng)小區(qū)之間、不同頻率之間通信或者信號(hào)降低信道選擇等情況。切換技術(shù)是未來移動(dòng)終端在眾多通信系統(tǒng)、移動(dòng)小區(qū)之間建立可靠移動(dòng)通信的基礎(chǔ)和重要技術(shù)。它主要有軟切換和硬切換。在4G通信系統(tǒng)中，切換技術(shù)的適用范圍更為廣泛，并朝著軟切換和硬切換相結(jié)合的方向發(fā)展。
（三）軟件無線電技術(shù)
在4G移動(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件將會(huì)變得非常繁雜。為此，專家們提議引入軟件無線電技術(shù)，將其作為從第二代移動(dòng)通信通向第三代和第四代移動(dòng)通信的橋梁。軟件無線電技術(shù)能夠?qū)⒛M信號(hào)的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能地靠近RF前端，利用DSP進(jìn)行信道分離、調(diào)制解調(diào)和信道編譯碼等工作。它旨在建立一個(gè)無線電通信平臺(tái)，在平臺(tái)上運(yùn)行各種軟件系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多通路、多層次和多模式的無線通信。因此，應(yīng)用軟件無線電技術(shù)，一個(gè)移動(dòng)終端，就可以實(shí)現(xiàn)在不同系統(tǒng)和平臺(tái)之間，暢通無阻的使用。目前比較成熟的軟件無線電技術(shù)有參數(shù)控制軟件無線電系統(tǒng)。
（四）智能天線技術(shù)
智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，能滿足數(shù)據(jù)中心、移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)的性能要求。智能天線成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量。
（五）交互干擾抑制和多用戶識(shí)別
待開發(fā)的交互干擾抑制和多用戶識(shí)別技術(shù)應(yīng)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(dòng)電話系統(tǒng)，消除不必要的鄰近和共信道用戶的交互干擾，確保接收機(jī)的高質(zhì)量接收信號(hào)。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(shí)別兩種技術(shù)的組合將大大減少網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的部署，確保業(yè)務(wù)質(zhì)量的改善。
（六）新的調(diào)制和信號(hào)傳輸技術(shù)
在高頻段進(jìn)行高速移動(dòng)通信，將面臨嚴(yán)重的選頻衰落（frequency-selectivefading）。為提高信號(hào)性能，研究和發(fā)展智能調(diào)制和解調(diào)技術(shù)，來有效抑制這種衰落。例如正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）、自適應(yīng)均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake擴(kuò)頻接收、跳頻、FEC（如AQR和Turbo編碼）等技術(shù)，來獲取更好的信號(hào)能量噪聲比。
五、OFDM技術(shù)在4G中的應(yīng)用
若以技術(shù)層面來看，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是以CDMA為核心技術(shù)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)則以正交頻分復(fù)用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受矚目，特別是有不少專家學(xué)者針對(duì)OFDM技術(shù)在移動(dòng)通信技術(shù)上的應(yīng)用，提出相關(guān)的理論基礎(chǔ)。例如無線區(qū)域環(huán)路（WLL）、數(shù)字音訊廣播（DAB）等，都將在未來采用OFDM技術(shù)，而第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)則計(jì)劃以O(shè)FDM為核心技術(shù)，提供增值服務(wù)。
在時(shí)代交替之際，舊有系統(tǒng)之整合與升級(jí)是產(chǎn)業(yè)關(guān)心的話題，目前大家談的是GSM如何升級(jí)到第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)；而未來則是CDMA如何與OFDM技術(shù)相結(jié)合?？梢灶A(yù)計(jì)，CDMA絕對(duì)不會(huì)在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中消失，而是成為其應(yīng)用技術(shù)的一部份，或許未來也會(huì)有新的整合技術(shù)如OFDM/CDMA產(chǎn)生，前文所提到的數(shù)字音訊廣播，其實(shí)它真正運(yùn)用的技術(shù)是OFDM/FDMA的整合技術(shù)，同樣是利用兩種技術(shù)的結(jié)合。因此未來以O(shè)FDM為核心技術(shù)的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)，也將會(huì)結(jié)合兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，一部份將是以CDMA的延伸技術(shù)。超級(jí)秘書網(wǎng)
六、結(jié)束語
對(duì)于現(xiàn)在的人來說，未來的4G通信的確顯得很神秘，不少人都認(rèn)為第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是人類有史以來最復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)。總的來說，要順利、全面地實(shí)施4G通信，還將可能遇到一些困難。
首先，人們對(duì)未來的4G通信的需求是它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升，從理論上說最高可達(dá)到100Mbit/s，但手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制。據(jù)有關(guān)行家分析，4G手機(jī)將很難達(dá)到其理論速度。
其次，4G的發(fā)展還將面臨極大的市場(chǎng)壓力。有專家預(yù)測(cè)，在10年以后，2G的多媒體服務(wù)將進(jìn)入第三個(gè)發(fā)展階段，此時(shí)覆蓋全球的3G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那時(shí)，整個(gè)行業(yè)正在消化吸收第三代技術(shù)，對(duì)于4G技術(shù)的接受還需要一個(gè)逐步過渡的過程。
因此，在建設(shè)4G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營(yíng)商們將考慮直接在3G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，使移動(dòng)通信從3G逐步向4G過渡。
參考文獻(xiàn)：
1、謝顯忠等.基于TDD的第四代移動(dòng)通信技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2005.
【關(guān)鍵詞】無線電通信技術(shù) 信噪比估計(jì) 自適應(yīng)控制
在眾多的信息技術(shù)中，無線電通信技術(shù)是最受歡迎的一種通信技術(shù)，人們?cè)陂_始研究無線通信技術(shù)，投入了大量的時(shí)間和精力，從而取得了顯著的成績(jī)。無線電通信和有線電通信技術(shù)相比，無線電傳輸過程不需要傳輸設(shè)備，也不會(huì)受到地理位置的限制，傳輸十分靈活，也很大程度的降低了成本，無線電通信技術(shù)倍受當(dāng)前市場(chǎng)的青睞。
1 無線電通信技術(shù)的發(fā)展過程
俄國(guó)物理學(xué)家波波夫在1885年論述了發(fā)明無線電接收機(jī)的過程，這篇無線電通信技術(shù)的論文也就成武無線電技術(shù)研究的重要發(fā)展歷史，同時(shí)為了表示對(duì)他的紀(jì)念，也就將5月7日作為無線電發(fā)明日期。波波夫的不斷研究延長(zhǎng)了無線通信的距離，也就將無線電通信引入到了新的發(fā)展階段。后來意大利發(fā)明家馬可尼在1898年在海上進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)，對(duì)于這次的實(shí)驗(yàn)也就標(biāo)志無線電通信的真正實(shí)現(xiàn)，在馬可尼的實(shí)驗(yàn)中有進(jìn)一步將無線電信號(hào)延長(zhǎng)，在1901年對(duì)相聚3000多公里的兩個(gè)國(guó)家之間成功進(jìn)行了無線通信，馬可尼實(shí)驗(yàn)的成功也就標(biāo)志著人類正式進(jìn)入無線電遠(yuǎn)距離的通信時(shí)代，之后不斷出現(xiàn)了各種各樣的無線通信的產(chǎn)生。
科學(xué)家八本、威瑪、羅斯等在1946年用電視機(jī)進(jìn)行天線信號(hào)的接收，他們實(shí)驗(yàn)的成功也就標(biāo)志著無線電技術(shù)的真正的普及，在當(dāng)今的信息社會(huì)中，我們對(duì)無線電通信技術(shù)的質(zhì)量的要求也就越來越高，對(duì)通信技術(shù)也就有了更多的期待。同時(shí)信息社會(huì)也就要設(shè)置更好的管理措施，運(yùn)用計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)開發(fā)各種通信應(yīng)用軟件，更好的為人民提供通信服務(wù)。雖然無線電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越，但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來很大的障礙，都是我們亟須解決的難題。
2 無線電通信技術(shù)的特點(diǎn)
2.1 不受時(shí)空限制
無線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制，能夠采用靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡(luò)綜合的高校利用，對(duì)信息的傳輸暢通無阻，隨著近年來國(guó)內(nèi)各種經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，無線點(diǎn)通信技術(shù)為信息傳輸打開了方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的鏈接，讓通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
2.2 具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性
無線電通信技術(shù)對(duì)數(shù)字傳輸、功能多樣化、設(shè)備小型化和智能化的優(yōu)勢(shì)下，具備了高度機(jī)動(dòng)性和可用性，尤其在軍事結(jié)構(gòu)地域通信網(wǎng)絡(luò)方面起到了很大的作用。無線電通信作為信息化服務(wù)的重要標(biāo)志，無線電通信技術(shù)在發(fā)展過程中具有巨大的潛力，不僅在人民生活中扮演著重要角色，在軍事中同樣起到重要的作用。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。
2.3 可靠性高
無線電通信比有線通信可以很好的控制地質(zhì)災(zāi)害，具有很高的可靠性，在一般情況下除非受到信號(hào)的干擾，平時(shí)都能保證通信，這也就是無線電通信的最大優(yōu)點(diǎn)。無線電通信技術(shù)雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是在受到干擾影響，很容易被截獲保密性極差，這也就是無線電的缺點(diǎn)，這也是人們最為頭痛的問題，因此對(duì)無線電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。
3 無線電通信的信噪比估計(jì)和自適應(yīng)控制技術(shù)
3.1 信噪比估計(jì)技術(shù)
對(duì)于現(xiàn)在無線電通信技術(shù)正處于關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期，信息技術(shù)的飛速發(fā)展，也就要求無線點(diǎn)通信技術(shù)適應(yīng)未來社會(huì)生產(chǎn)和生活的需要，也就要在通信方面不斷的進(jìn)行拓新。無線電通信信號(hào)的信噪比估計(jì)一直是衛(wèi)星通信領(lǐng)域一個(gè)重要的研究課題，在衛(wèi)星通信中信噪比是衡量信道質(zhì)量的最主要指標(biāo)也是實(shí)現(xiàn)功率控制、調(diào)制方式識(shí)別、迭代譯碼等應(yīng)用的前提條件。利用無線信道通信，在其過程中主要就是多途徑的傳播，而噪聲是始終存在的一種危害，為了更好的提高數(shù)據(jù)傳輸速率和效率，我們必須對(duì)信道的特征參數(shù)具有一定的預(yù)知能力，信噪比是信道參數(shù)的一個(gè)重要的方面，信噪比估計(jì)技術(shù)也就成為信道估計(jì)的重要內(nèi)容之一，同時(shí)也是移動(dòng)通信研究的對(duì)象。在通信系統(tǒng)的實(shí)際使用中，信噪比的估計(jì)作為表征信道特征的參數(shù)，對(duì)信道切換和自適應(yīng)通信速率調(diào)節(jié)功能都起到了重要作用。
3.2 無線通信自適應(yīng)控制技術(shù)
隨著近年來國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來往，無線電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接，通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階，同時(shí)具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性，無線電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性。自適應(yīng)控制的基本的思想就是將參數(shù)估計(jì)方法與某種控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法結(jié)合起來，產(chǎn)生具有自校正能力的控制律，其控制的對(duì)象是不確定性的系統(tǒng)。在面對(duì)客觀上的各種不確定性，自適應(yīng)控制系統(tǒng)在其運(yùn)行過程中，通過不斷的測(cè)量系統(tǒng)的輸入狀態(tài)，不斷的掌握對(duì)象從中獲取相應(yīng)的信息，再根據(jù)獲取的信息設(shè)計(jì)方法，做出控制決策去更新控制器的結(jié)構(gòu)，使控制效果達(dá)到最優(yōu)或近似最優(yōu)。一個(gè)理想的自適應(yīng)控制系統(tǒng)應(yīng)具有：適應(yīng)環(huán)境變化和系統(tǒng)要求的能力；學(xué)習(xí)能力；在變化的環(huán)境中能逐漸形成所需的控制策略和控制參數(shù)序列，在內(nèi)部參數(shù)失效時(shí)，又恢復(fù)的能力，良好的魯棒性。
3.3 無線電通信技術(shù)發(fā)展方向
提高系統(tǒng)資源的利用率維持信號(hào)的穩(wěn)定，避免通信信號(hào)受到干擾，增大系統(tǒng)的容量，同時(shí)要確保用戶信息安全和保密，無線電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署，一旦受到安全威脅，其后果不堪設(shè)想。因此，無線電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性。無線通信的展望無線通信具有跨越時(shí)空進(jìn)行信息溝通的靈活性，以及全球無縫隙覆蓋的特性，成為當(dāng)今世界最具吸引力的通信方式。無線通信特別是移動(dòng)通信市場(chǎng)進(jìn)入規(guī)?；蟀l(fā)展階段，無線通信業(yè)務(wù)和技術(shù)呈現(xiàn)出從傳統(tǒng)的話音領(lǐng)域向數(shù)據(jù)領(lǐng)域和寬帶多媒體領(lǐng)域轉(zhuǎn)變的態(tài)勢(shì)，市場(chǎng)空前繁榮。
4 結(jié)束語
對(duì)于無線電通信技術(shù)在通信方法開發(fā)應(yīng)用上具有很大潛力，這也就是我們研究和開發(fā)過程中對(duì)無線電通信進(jìn)行前面的了解，為無線電通信技術(shù)創(chuàng)造新的發(fā)展方向，為全球信息化的通信事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]宋怡橋.光載毫米波無線電通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].中興通訊技術(shù)，2009（03）.
[2]錢沈廉.無線電通信技術(shù)之通信方法拓新[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（12）.
[3]丁季丹.無線電通信技術(shù)的應(yīng)用[J].網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，2011（12）.
[4]王志剛，蔣挺，趙成林，周正.一種基于傳輸成功率的自適應(yīng)傳輸策略[J].無線電通信技術(shù)，2011，37（2）.
>> 中國(guó)太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀、問題及對(duì)策分析 家用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及應(yīng)用研究 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前我國(guó)太陽能光伏發(fā)電的應(yīng)用現(xiàn)狀與趨勢(shì)分析 浦江太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題識(shí)別與對(duì)策研究 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)研究評(píng)述 太陽能光伏發(fā)電應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 太陽能光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀與前景 對(duì)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立儲(chǔ)能單元的設(shè)計(jì)研究 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的控制問題研究 基于DSP的太陽能獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) 太陽能光伏發(fā)電量預(yù)報(bào)方法的研究與發(fā)展 山東太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及對(duì)策建議 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中的相關(guān)問題芻議 太陽能光伏發(fā)電技術(shù)應(yīng)用中的相關(guān)問題探討 淺析我國(guó)太陽能光伏發(fā)電的法律問題 太陽能光伏發(fā)電存在的問題及促進(jìn)措施 探討太陽能光伏發(fā)電在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用問題 新新產(chǎn)業(yè)太陽能光伏組件封裝設(shè)備制造現(xiàn)狀研究x 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：.
[3]袁婉玲.危機(jī)中見機(jī)遇 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)正和時(shí)宜[J].無線電技術(shù),428.
[4]我國(guó)太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的近期進(jìn)展、挑戰(zhàn)和政策建議[J].宏觀經(jīng)濟(jì)研究,2009,(2).
[5]劉慧芬,史占中.我國(guó)發(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)政策芻議[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,8(22).
[6]李曉剛.中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].吉林大學(xué)博士學(xué)位論文,2007.
關(guān)鍵詞：旋翼式無人機(jī)；定位懸停；討論
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.250
1 緒論
無人機(jī)即所謂的無人駕駛飛機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是指不需要飛行員在機(jī)上駕駛，而是利用無線電遙控設(shè)備以及自備的程序控制裝置實(shí)行對(duì)飛行器的控制。無人機(jī)在接收到地面?zhèn)鬟_(dá)的遙控信息后，可以完成一些自主控制功能。位于控制站的人員可以通過各種設(shè)備，通過無人機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡視，監(jiān)控，定位，打擊等操作。如今，隨著無人機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，其實(shí)現(xiàn)了成本低，體積小，重量輕與飛行靈活等特點(diǎn)，越來越多的政府和機(jī)構(gòu)開始關(guān)注起它來。
在本文中所討論的無人機(jī)的定位懸停動(dòng)作，是以多旋翼式無人機(jī)為平臺(tái)的。
定位懸停是指將無人機(jī)固定在預(yù)先設(shè)定的高度位置和水平位置上。這是無人機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用所需的一個(gè)基本的飛行姿態(tài)。
以最近亞馬遜公司推出的無人機(jī)配送貨物服務(wù)為例，亞馬遜公司所提交的方案細(xì)節(jié)中表示：
（1）無人機(jī)會(huì)直接把貨物送到客戶個(gè)人所在地，并在下單時(shí)啟用定位系統(tǒng)；
（2）無人機(jī)需要特定感應(yīng)器來確定路線以及準(zhǔn)確著陸，比如相機(jī)和紅外感應(yīng)裝置。
在亞馬遜公司所構(gòu)想的無人機(jī)配送貨物方案中，有兩個(gè)關(guān)鍵詞，一是定位系統(tǒng)，二是精準(zhǔn)著陸，而在無人機(jī)定位懸停動(dòng)作的研究中，定位系統(tǒng)是研究的出發(fā)點(diǎn)，精準(zhǔn)著陸是研究可以收獲的成果?？梢?，幾乎在所有無人機(jī)應(yīng)用中，對(duì)精確的定位懸停姿態(tài)控制的研究都是一項(xiàng)十分重要的課題。
2 無人機(jī)的幾種高精度定位方案
現(xiàn)如今，無人機(jī)定位懸停的精度并不高，大疆公司的最新型無人機(jī)Phantom 3可實(shí)現(xiàn)誤差在垂直10厘米，水平1米精度范圍內(nèi)的自動(dòng)懸停，當(dāng)需要更高精度時(shí)，便需要在“專家模式”下手動(dòng)來進(jìn)行微調(diào)。
無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)懸停實(shí)質(zhì)上便是將其固定在預(yù)先設(shè)定好的高度位置與水平位置上，這也就是說，要實(shí)現(xiàn)懸停這一動(dòng)作，事先讀取自身的位置，即產(chǎn)生一組三維坐標(biāo)這一步顯得至關(guān)重要。比較準(zhǔn)確地確定無人機(jī)的位置信息是無人機(jī)完成定位懸停這一動(dòng)作的前提與基礎(chǔ)。
2.1 以GPS模塊為主的定位
2.1.1 無人機(jī)GPS定位工作原理
GPS在綜合至少4顆衛(wèi)星的位置信息后，可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的空間定位。利用以GPS為中心，輔助以各種傳感器的定位方法是如今無人機(jī)所采用的主流定位方案。無人機(jī)在懸停之前首先需要明確自身的高度信息和水平信息，而在以GPS模塊為主的定位方式中，GPS模塊主要負(fù)責(zé)提供無人機(jī)的水平位置坐標(biāo)，而其高度位置坐標(biāo)一般來講是通過氣壓計(jì)，利用不同高度上大氣壓力的變化來計(jì)算提供。同樣，GPS模塊也可以提供高度信息，但是在主流無人機(jī)上很少使用，因?yàn)榈统杀镜腉PS數(shù)據(jù)的刷新率不高，無人機(jī)在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致GPS讀取的數(shù)據(jù)滯后，引起高度跌落。
2.1.2 差分GPS（DGPS）的應(yīng)用
為了應(yīng)對(duì)GPS系統(tǒng)中選擇可用性技術(shù)（Selective availability，SA）造成的誤差，無人機(jī)所搭載的GPS通常利用差分GPS技術(shù)來提高定位精度。GPS的差分技術(shù)有兩種，分別是坐標(biāo)差分技術(shù)與偽距差分技術(shù)。無人機(jī)所搭載的GPS常采用的技術(shù)是偽距差分技術(shù)。該技術(shù)是通過計(jì)算已知點(diǎn)偽距與真實(shí)距離之間差值以修正誤差。所以機(jī)載GPS常需要兩個(gè)接收器同時(shí)接收同一衛(wèi)星組發(fā)出的信號(hào)。這種方案的定位精度較高，但對(duì)地面設(shè)施有一定要求，不利于快速部署。
2.2 運(yùn)用視覺系統(tǒng)的定位
目前出現(xiàn)了較新的定位技術(shù)采用了視覺定位系統(tǒng)，如深圳大疆公司最新型號(hào)的無人機(jī)Phantom 3便采用了這種方式。
2.2.1 視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
所謂的視覺系統(tǒng)定位是指為搭載了攝像頭的無人機(jī)提出的一個(gè)基于影像的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一是僅靠機(jī)載攝像機(jī)拍攝提供的圖像數(shù)據(jù)來分析，控制無人機(jī)；二是結(jié)合運(yùn)用慣性測(cè)量部件和視覺里程計(jì)，這種結(jié)合工作的視覺系統(tǒng)可以有效地減少系統(tǒng)的工作量，而且可以為無人機(jī)提供更精確的定位。如圖1是結(jié)合各種傳感器的視覺定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
視覺控制在機(jī)器人技術(shù)的研究里是一個(gè)很活躍的領(lǐng)域。而在無人機(jī)的研究中，視覺里程計(jì)被用作幫助實(shí)現(xiàn)飛行器的自主控制。常利用搭載的三維影像幫助提高無人機(jī)的穩(wěn)定性，并指示無人機(jī)與所處環(huán)境中有關(guān)物體之間的相對(duì)位置關(guān)系，達(dá)到定位的目的。
2.2.2 視覺系統(tǒng)的定位原理
機(jī)載攝像機(jī)的持續(xù)拍攝，為導(dǎo)航系統(tǒng)提供連續(xù)的圖像幀。在圖像特征匹配的計(jì)算程序中，特征追蹤器從連續(xù)的兩個(gè)圖像幀中獲取自然地標(biāo)信息，并在一對(duì)自然特征中測(cè)出位移。通過周期性地記錄新特征點(diǎn)，并比較重復(fù)的特征點(diǎn)，便可以測(cè)算出各圖像捕捉序列之間用作3D幾何投影的單應(yīng)性矩陣，從而可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的定位。
2.3 無線電加激光定點(diǎn)的高精度定位方案
本文作者構(gòu)想了一種用于定點(diǎn)位的高精度懸停方案。預(yù)想結(jié)合無線電技術(shù)與激光傳感器，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的高精度定位懸停。
2.3.1 無線電定位
無線電定位是在已知導(dǎo)航臺(tái)的精確位置下，通過接收器對(duì)導(dǎo)航臺(tái)所發(fā)出的無線電信號(hào)進(jìn)行接收，計(jì)算信號(hào)發(fā)出到接收之間間隔的時(shí)間，以處理得到導(dǎo)航臺(tái)至目標(biāo)物之間的相對(duì)距離來達(dá)成位置的確定。除了延遲時(shí)間外接收器還會(huì)處理所接收到無線電信號(hào)的一系列電參量，比如頻率，相位或振幅，根據(jù)電波傳播的特性，轉(zhuǎn)換得到實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航所需要的數(shù)據(jù)。
但僅通過一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)是不能確定目標(biāo)物體的位置的，通常會(huì)運(yùn)用“幾何原理”來實(shí)現(xiàn)對(duì)一點(diǎn)的位置確定。所謂的“幾何原理”是指，當(dāng)接收器只接收一個(gè)導(dǎo)航臺(tái)所發(fā)出的無線電參量時(shí)，僅僅可以確定目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)的軌跡線，當(dāng)用兩個(gè)及以上的信號(hào)量時(shí)，便可以利用幾何線相交來完成定位的工作。當(dāng)有兩個(gè)導(dǎo)航參量時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)平面上的定位；當(dāng)有三個(gè)及以上的導(dǎo)航參量時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)空間上的定位。
2.3.2 激光傳感器
所謂的激光傳感器是指利用激光來實(shí)現(xiàn)測(cè)距的傳感器。由于激光具有高單色性，高方向性與抗干擾性等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于精確測(cè)量技術(shù)來說是很關(guān)鍵的一部分。激光傳感器的工作原理其實(shí)與無線電雷達(dá)是相似的。在發(fā)射器將激光對(duì)目標(biāo)物發(fā)射出去后，計(jì)算激光往返的時(shí)間，利用光在空氣中的傳播速度便可以得到與目標(biāo)物之間的距離，便可以實(shí)現(xiàn)精確測(cè)高的目的。
一個(gè)激光傳感器常由三部分組成，一是激光器；二是激光檢測(cè)器；三是測(cè)量電路。激光器可以分為固體激光器，氣體激光器，液體激光器和半導(dǎo)體激光器四種類型。其中半導(dǎo)體激光器是一種比較新型的種類，較成熟的是砷化鎵激光器。該種類的激光器體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，比較適合在無人機(jī)上配備。
2.3.3 定位實(shí)現(xiàn)方案
無人機(jī)搭載有無線電模塊，半導(dǎo)體式激光器。
A.陸基無線電引導(dǎo)粗定位。無線電模塊負(fù)責(zé)提供一個(gè)第一階段的定位懸?？刂菩畔ⅰ＠脽o線電范圍傳播的特點(diǎn)，可以在一個(gè)范圍內(nèi)對(duì)無人機(jī)進(jìn)行初步的引導(dǎo)定位工作。根據(jù)“幾何原理”，預(yù)定地點(diǎn)位置布置三個(gè)導(dǎo)航臺(tái)，無人機(jī)上接收器在接收三個(gè)信號(hào)量后實(shí)現(xiàn)其空間上的定位。利用空間散布面積較大的無線電信號(hào)，可讓無人機(jī)實(shí)現(xiàn)快速的定位信號(hào)截獲而進(jìn)入定位程序。因?yàn)闊o線電波長(zhǎng)較大且易受干擾，并不適用于超高精確定位的目的，這時(shí)便需要激光傳感器進(jìn)行第二階段的精確調(diào)整。
B.激光引導(dǎo)高精度定位。由于激光直線傳播的特點(diǎn)，為了簡(jiǎn)化設(shè)備，可以預(yù)先安置于所需要進(jìn)行懸停的水平點(diǎn)位處，進(jìn)行垂直高度的測(cè)距。考慮到無人機(jī)底部并非整塊平面，存在高度差，這種情況下，如果僅采用單一的信號(hào)量提供高度信息，此高度信息必然會(huì)有偏差，并不能保證無人機(jī)中心位置的高度與之相符。而且在單一的信息量下，僅可以提供高度信息，無法二次限制無人機(jī)的水平位置。
考慮到該方面的不足，為了在無線電的基礎(chǔ)上盡可能提高水平方向的精度，安排無人機(jī)上與地面兩個(gè)激光傳感器同時(shí)進(jìn)行測(cè)距。地面激光器四周需平坦，而無人機(jī)底置的激光器四周也需要小塊平面以提供測(cè)量精度。兩臺(tái)激光器將測(cè)量到的高度信號(hào)以無線電的形式發(fā)送到終端電腦，控制無人機(jī)進(jìn)行姿態(tài)的微調(diào)，直到兩信號(hào)量達(dá)到一致且符合預(yù)定值后，停止調(diào)整，保持無人機(jī)懸停的飛行狀態(tài)。
安排兩臺(tái)激光器進(jìn)行信號(hào)量對(duì)比的目的主要有兩個(gè)：
（1）為了確保測(cè)量高度與無人機(jī)中心點(diǎn)位距離地面的高度量一致。由于所測(cè)高度量有地面距無人機(jī)底部高度與無人機(jī)中心點(diǎn)高度兩方面，此種情況下即使由于粗定位的偏差，使地面激光器是通過與無人機(jī)底部非中心點(diǎn)處構(gòu)成的預(yù)定高度值，這樣機(jī)載激光器數(shù)值必然與預(yù)定值有偏差，不會(huì)結(jié)束定位過程，直至無人機(jī)中心點(diǎn)位距地面高度與預(yù)定值一致。
（2）為了提高二次定位精度，在高度基礎(chǔ)上，進(jìn)行水平修正。無人機(jī)底部設(shè)計(jì)是中心點(diǎn)處相對(duì)四周凸起，表面平滑，且凸起處嵌入機(jī)載激光器。這樣當(dāng)兩高度量一致時(shí)，地面激光器采集的高度信息必然為地面相對(duì)于無人機(jī)底部凸起平面的距離。當(dāng)?shù)孛婕す馄魉鶞y(cè)高度并非距無人機(jī)底部凸起平面距離時(shí)，必然會(huì)有兩個(gè)高度量的不一致，也就是說，雙激光器測(cè)距的設(shè)計(jì)，間接限制了無人機(jī)的水平位置。
當(dāng)兩信號(hào)量完全一致后，此刻無人機(jī)處于精確點(diǎn)位，完成懸停動(dòng)作。如圖2是該方式實(shí)現(xiàn)的示意圖。
2.3.4 利用摩爾斯碼對(duì)陸基臺(tái)站的識(shí)別
考慮到在同一地區(qū)放置多個(gè)該種精確定位設(shè)備，無人機(jī)在返航階段可能無法確定某一專屬的定位設(shè)備。為解決該問題，可以嘗試在裝置粗定位階段所用的無線電信號(hào)中加入摩爾斯碼，每一架無人機(jī)設(shè)定識(shí)別相應(yīng)裝置的摩爾斯碼，這樣可以進(jìn)一步提高多陸基臺(tái)站情況下多無人機(jī)在返航階段的自動(dòng)化程度，從而實(shí)現(xiàn)在較小區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行高密度的多無人機(jī)起降控制。
2.3.5 激光充電技術(shù)
激光充電是美國(guó)的洛克希德?馬丁公司與美國(guó)激光動(dòng)力公司合作，測(cè)試成功的一種新型的充電方式。該技術(shù)初始研究階段的目的便是希望實(shí)現(xiàn)無人機(jī)永久地滯留在空中。洛克希德?馬丁公司與激光動(dòng)力公司對(duì)一架美國(guó)特種部隊(duì)使用的小型無人機(jī)Stalker進(jìn)行改造，配備了激光充電系統(tǒng)，最后測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該無人機(jī)的續(xù)航能力提高了2400%。
利用激光充電技術(shù)，在本方案中可以在無人機(jī)利用激光傳感器進(jìn)行第二階段的高精度定位時(shí)發(fā)揮作用，在定位的同時(shí)為無人進(jìn)進(jìn)行電量的補(bǔ)充，從而提高無人機(jī)的續(xù)航能力。
3 不同方案的比較與分析
3.1 各定位方案的應(yīng)用性能比較
從可適用的廣泛性來講，GPS定位>視覺系統(tǒng)定位>無線電引導(dǎo)，輔助激光定位。由于GPS信號(hào)的全球性，并且只需要接收四顆衛(wèi)星信號(hào)便可以完成一個(gè)精度不錯(cuò)的定位，非常的方便。而視覺系統(tǒng)定位受光亮與地形特征的限制，就廣泛性來講，不如GPS定位。最后的無線電引導(dǎo)，輔助激光系統(tǒng)定位，相比于前兩種來講，廣泛性最低，因?yàn)樵摲桨竷H僅適用于某一些特殊的工作任務(wù)中。
從各方案應(yīng)對(duì)周圍變化環(huán)境的靈活性來講，視覺系統(tǒng)定位>GPS定位>無線電引導(dǎo)，輔助激光定位。視覺系統(tǒng)定位可以從采集的圖像信息中讀取出無人機(jī)相對(duì)于四周物體的方位，就對(duì)四周環(huán)境的反應(yīng)靈活性來講，是最高的。GPS定位僅對(duì)線路有一個(gè)認(rèn)識(shí)，對(duì)四周環(huán)境無法感知，靈活性不高。無線電引導(dǎo)，輔助激光定位的靈活性最低，因?yàn)樵摲桨妇窒抻谀骋活A(yù)定方位實(shí)行定位，并不可做出其它反應(yīng)。
從戰(zhàn)時(shí)可靠性來講，無線電引導(dǎo)，輔助激光定位>視覺系統(tǒng)定位>GPS定位。考慮到戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，多變性，無線電引導(dǎo)，輔助激光定位方案的可靠性最高，因?yàn)樵摲桨甘莾煞N定位階段的結(jié)合，穩(wěn)定，可靠。視覺系統(tǒng)定位由于對(duì)環(huán)境的特征度有要求，考慮到戰(zhàn)場(chǎng)炮火引發(fā)的煙霧環(huán)境可能會(huì)對(duì)其辨識(shí)度造成干擾，可靠性次之。GPS定位的可靠性最低，因?yàn)閼?zhàn)時(shí)情況下，GPS衛(wèi)星很可能被關(guān)閉，使得該方案失效。
3.2 各定位方案的應(yīng)用場(chǎng)合
3.2.1 GPS定位
GPS信號(hào)的接收易受建筑物，樹木的阻隔而擾，并且由于多路徑效應(yīng)，接收機(jī)會(huì)接收到經(jīng)過建筑物或者水面等一系列反射面反射后的干擾信號(hào)，使得信號(hào)的路徑變長(zhǎng)了，偽距產(chǎn)生系統(tǒng)偏差，最后導(dǎo)致定位不準(zhǔn)。由此可以分析出，當(dāng)無人機(jī)的工作環(huán)境處于空曠無遮擋地帶，并且四周水域不算多時(shí)，比如在廣場(chǎng)，田地，沙漠等地區(qū)，GPS定位可以達(dá)到比較好的效果。
GPS定位的定位懸停方式適用于一些對(duì)懸停精度要求不是太高的工作任務(wù)，比如對(duì)電網(wǎng)情況巡視，監(jiān)控等一些在相對(duì)空曠地區(qū)進(jìn)行的任務(wù)。
3.2.2 視覺系統(tǒng)定位
由于視覺系統(tǒng)擺脫了需要接收GPS信號(hào)的束縛，可以在沒有GPS信號(hào)的情況下通過與慣性傳感器等部件的配合，保持無人機(jī)的穩(wěn)定，所以使用該方案的無人機(jī)可以運(yùn)用在一些環(huán)境特征明顯的地區(qū)，如附近有河流，房屋等一些工作環(huán)境中。
最近提出的無人機(jī)送貨物方式，顧客一般居住在小區(qū)之中，而小區(qū)之中房屋林立，對(duì)GPS信號(hào)的接收有影響，這種情況下，便比較適合運(yùn)用視覺系統(tǒng)幫助定位。并且需要無人機(jī)在封閉空間內(nèi)完成懸停監(jiān)控的任務(wù)，也比較適合通過利用視覺系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
3.2.3 無線電引導(dǎo)，激光精確定位
根據(jù)該方案高精度，但工作位置固定的特點(diǎn)，比較適合用作無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)前或者執(zhí)行完任務(wù)后的方位待命工作。
比如說現(xiàn)在嘗試的利用無人機(jī)完成農(nóng)藥噴灑任務(wù)的設(shè)想，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，考慮到效率問題，一片田會(huì)用到多架無人機(jī)同時(shí)工作，那么在工作完成后，無人機(jī)的回收工作便出現(xiàn)在了面前。如果進(jìn)行人為的一架架進(jìn)行手動(dòng)遙控回收便會(huì)大大增加工作的繁瑣度。此時(shí)在固定點(diǎn)位布置激光傳感器，采用無線電引導(dǎo)，激光定點(diǎn)的方案使無人機(jī)定位懸停達(dá)到回收的目的，便可以大大的提高任務(wù)的自動(dòng)化程度，提高工作效率。并且由于該構(gòu)想方案定位精確的特點(diǎn)，可以避免無人機(jī)在回收過程中在空中發(fā)生碰撞的事故風(fēng)險(xiǎn)。
甚至在作戰(zhàn)時(shí)期，對(duì)數(shù)架出外執(zhí)行任務(wù)的無人機(jī)進(jìn)行回收工作時(shí)，同樣可利用無線電引導(dǎo)，激光定點(diǎn)的方案提高戰(zhàn)時(shí)效率與作戰(zhàn)秩序，并且結(jié)合在懸停狀態(tài)下的激光充電能力，可以增加無人機(jī)的續(xù)航能力。如表1是對(duì)各定位方式的總結(jié)。
4 總結(jié)與展望
本文所歸納的三種定位方案，各有特征點(diǎn)，可以滿足不同工作環(huán)境的需求。未來繼續(xù)對(duì)無人機(jī)定位方面工作的研究，可以從如下的幾個(gè)方面進(jìn)行。
（1）所運(yùn)用的視覺系統(tǒng)，運(yùn)用攝像機(jī)采集圖像信息，而攝像機(jī)有限的測(cè)量范圍，當(dāng)無人機(jī)飛行超過一定高度時(shí)，便不能測(cè)算高度信息，要進(jìn)一步研究視覺系統(tǒng)的工作高度，探究與氣壓傳感器測(cè)高的結(jié)合方法。
（2）提高控制算法下，無人機(jī)的響應(yīng)速度，以進(jìn)一步增加無人機(jī)響應(yīng)的及時(shí)性。
對(duì)本文作者所構(gòu)想的一種運(yùn)用無線電加激光定點(diǎn)的高精度懸停定位方案，在今后的工作中，可以從以下的幾個(gè)方面展開，對(duì)該方案進(jìn)一步補(bǔ)充和完善。
（1）為解決同一地點(diǎn)多無人機(jī)懸停時(shí)，對(duì)地面裝置的識(shí)別問題，未來的工作中可以嘗試在粗定位階段的無線電信號(hào)中，加入摩爾斯碼，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與相應(yīng)的地面裝置的匹配。
（2）當(dāng)今無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)中，能耗是必須考慮的問題之一。為提高無人機(jī)的續(xù)航問題，在本方案第二階段激光引導(dǎo)高精度定位中，可以考慮加入激光充電功能，使得無人機(jī)即使在懸停時(shí)，也可以得到能耗補(bǔ)充，短時(shí)間得以重新投入新工作中。
（3）本文構(gòu)想方案如今最大的不足是需要提前安置地面設(shè)備，這樣設(shè)備安置問題會(huì)造成對(duì)工作地點(diǎn)的限制。為解決該不足，在未來的研究工作中，可以從兩方面考慮，一是考慮與其他定位方案的結(jié)合作業(yè)，比如GPS+本方案，視覺系統(tǒng)+本方案等等，二是考慮工作環(huán)境，將本方案拆分作業(yè)，如單無線電方式或者單激光方式。在一些空間廣闊，且對(duì)無人機(jī)懸停精度并不是很高的工作中，可以單純使用無線電方案，而在深井等一些狹小區(qū)域的無人機(jī)懸停，則可以省略無線電粗定位階段，單純使用激光方案。
參考文獻(xiàn)：
[1]丁力軍，胡銀彪.無人駕駛飛機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)[J].飛航導(dǎo)彈，1999（10）：9-10.
[2]呂厚誼.無人機(jī)發(fā)展與無人機(jī)技術(shù)[J].世界科技技術(shù)與發(fā)展，2000，20（06）：113-115.
[3]蘇新兵，王建平，華江濤.無人駕駛飛機(jī)綜述[J].航空制造技術(shù)，2003，專稿（09）：6-7.
[4]劉歌群.無人機(jī)飛行控制器設(shè)計(jì)及檢測(cè)與控制技術(shù)研究[D].西北工業(yè)大學(xué)：碩士學(xué)位論文，2004：9-23.
[5]王三喜.微型無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)軟件仿真與系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D].浙江大學(xué)：碩士學(xué)位論文，2004：41-56
關(guān)鍵詞：第四代移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)
0 引言
第三代移動(dòng)通信（3G）在20 世紀(jì)80 年代末提出時(shí)倍受關(guān)注，近年來卻遭遇降溫。究其原因，單從技術(shù)角度考慮，3G系統(tǒng)就有很多需要改進(jìn)的地方，如采用電路交換，而不是純IP方式；所能提供的最高速率只有384kbit/s(標(biāo)稱最高速率為2Mbit/s)不能滿足用戶對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的速率要求；不能充分滿足移動(dòng)流媒體通信(視頻)的完全需求；沒有達(dá)成全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)等。
正是由于3G的諸多不足，使得在3G還沒有大規(guī)模投入商用、距離完全實(shí)用化還有一段時(shí)間的情況下，國(guó)內(nèi)外移動(dòng)通信領(lǐng)域的專家就已經(jīng)在進(jìn)行第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）的研究和開發(fā)工作。
1 什么是第四代移動(dòng)通信技術(shù)
嚴(yán)格說來，現(xiàn)在還不能對(duì)第四代移動(dòng)通信作出確切地定義，但可以肯定，4G通信將是一個(gè)比3G通信更完美的無線世界，它可以創(chuàng)造出許多難以想象的應(yīng)用。
關(guān)于4G的一般描述為：“第四代移動(dòng)通信的概念可稱為廣帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱的和超過2Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。它包括廣帶無線固定接入、廣帶無線局域網(wǎng)、移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)（基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng)）。此外，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)將是由多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，也是寬帶接入IP系統(tǒng)”。
實(shí)際上，世界各國(guó)在對(duì)4G的設(shè)想上存在著巨大的差異。
歐洲國(guó)家一般認(rèn)為4G是一種可以有效使用頻譜的數(shù)據(jù)通信技術(shù)，并且以IPv6為基礎(chǔ)!網(wǎng)絡(luò)上的所有單位都有自己的IP地址。通過在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中引入IPv6 就可以把現(xiàn)有的各種不同的網(wǎng)絡(luò)融合在一起，如4G網(wǎng)絡(luò)將會(huì)融合衛(wèi)星和平流層通信系統(tǒng)、數(shù)字廣播電視系統(tǒng)、各種蜂窩和準(zhǔn)蜂窩系統(tǒng)#無線本地環(huán)路和無線局域網(wǎng)，并且可以和2G、3G兼容。
與歐洲關(guān)于4G的觀點(diǎn)正相反。日本熱衷于建立一個(gè)單一的4G全球標(biāo)準(zhǔn)。
美國(guó)則希望把WLAN 技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，從而演進(jìn)為4G的基礎(chǔ)。
2 第四代移動(dòng)通信的目標(biāo)要求和特點(diǎn)
2.1目前業(yè)界人士對(duì)第四代移動(dòng)通信已達(dá)成的共識(shí)
a)與已有的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，4G系統(tǒng)應(yīng)具有更高的數(shù)據(jù)速率和傳輸質(zhì)量。更好的業(yè)務(wù)質(zhì)量（QoS）更高的頻譜利用率，更高的安全性\智能性和靈活性;
b) 可以容納更多的用戶，應(yīng)能支持包括非對(duì)稱性業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù);
c) 4G系統(tǒng)應(yīng)體現(xiàn)移動(dòng)與無線接入網(wǎng)和IP網(wǎng)絡(luò)不斷融合的發(fā)展趨勢(shì)，將在不同的固定和無線平臺(tái)以及跨越不同頻帶的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中提供無線服務(wù);
d) 能實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)多個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)間的無縫漫游，包括網(wǎng)絡(luò)無縫\終端無縫和內(nèi)容無縫;
e) 將是多功能集成的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，不僅聯(lián)系人與人，更將聯(lián)系人與機(jī)器、環(huán)境，人們將能夠隨時(shí)隨地的接入需要的多媒體信息，并可遠(yuǎn)端控制其他設(shè)備。
2.2第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的一些具體特點(diǎn)
2.2.1傳輸速率更快
4G系統(tǒng)的目標(biāo)速率為：
a)對(duì)于大范圍高速移動(dòng)用戶（250km/h）數(shù)據(jù)速率為2Mbit/s；
b) 對(duì)于中速移動(dòng)用戶（60km/h）數(shù)據(jù)速率為20Mbit/s；
c) 對(duì)于低速移動(dòng)用戶（室內(nèi)或步行者），數(shù)據(jù)速率為100Mbit/s。
2.2.2帶寬更寬
據(jù)研究，每個(gè)4G信道將占有100MHz或更多帶寬，而3G網(wǎng)絡(luò)的帶寬則在5～20MHz之間。
2.2.3容量更大
將采用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（如空分多址技術(shù)等）來極大地提高系統(tǒng)的容量，以滿足未來大信息量的需求。
2.2.4智能性更高
4G系統(tǒng)的智能性更高"它將能自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配，處理變化的業(yè)務(wù)流和適應(yīng)不同的信道環(huán)境。
4G網(wǎng)絡(luò)中的智能處理器將能夠處理節(jié)點(diǎn)故障或基站超載，4G通信終端設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作也將智能化。
2.2.5實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的多媒體通信
4G通信能提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等，大量信息透過寬頻信道傳送出去，讓用戶可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)接入到系統(tǒng)中，因此4G也是一種實(shí)時(shí)的&寬帶的以及無縫覆蓋的多媒體移動(dòng)通信。
2.2.6兼容性能更平滑
要使4G通信盡快地被人們接收，還應(yīng)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(gè)角度看，4G通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備真正意義上的全球漫游（包括與3G、WLAN和固定網(wǎng)絡(luò)之間無縫隙漫游）接口開放、能跟多種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、終端多樣化以及能從2G平穩(wěn)過渡等特點(diǎn)。
2.2.7業(yè)務(wù)的多樣性
在未來的全球通信中，人們所需的是多媒體通信，因此個(gè)人通信、信息系統(tǒng)、廣播和娛樂等各行業(yè)將會(huì)結(jié)合成一個(gè)整體，提供給用戶比以往更廣泛的服務(wù)與應(yīng)用。系統(tǒng)的使用也會(huì)更加安全、方便，更加照顧用戶的個(gè)性。
2.2.8靈活性較強(qiáng)
4G系統(tǒng)將能夠自適應(yīng)地進(jìn)行資源分配，調(diào)整系統(tǒng)根據(jù)通信過程中變化的業(yè)務(wù)流大小進(jìn)行相應(yīng)處理。對(duì)信道條件不同的各種復(fù)雜環(huán)境都能進(jìn)行信號(hào)的正常發(fā)送與接收，具有很強(qiáng)的智能性、適應(yīng)性和靈活性。
用戶將使用各式各樣的移動(dòng)設(shè)備接入到4G系統(tǒng)中來。設(shè)備與人之間的交流不再是簡(jiǎn)單的聽、說、看，還可以通過其他途徑與用戶進(jìn)行交流。4G移動(dòng)設(shè)備的功能已不能簡(jiǎn)單地劃歸到“電話機(jī)”的范疇，而且從外觀和式樣上也將會(huì)有更驚人的突破，也許眼鏡、手表、旅游鞋等都有可能成為4G終端。
2.2.9用戶共存性
4G中的移動(dòng)通信技術(shù)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的狀況和變化的信道條件進(jìn)行自適應(yīng)處理，使低速與高速用戶以及各種各樣的用戶設(shè)備能夠并存與互通，從而滿足系統(tǒng)多類型用戶的需求。
2.2.10通信費(fèi)用更加便宜
4G通信能解決與3G的兼容性問題，讓更多的現(xiàn)有通信用戶輕易地升級(jí)到4G通信，而且4G通信引入了許多尖端通信技術(shù)，相對(duì)其他技術(shù)來說，4G通信部署起來就容易、迅速得多。
2.2.11靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
4G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)完全自治、自適應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)，它可以自動(dòng)管理、動(dòng)態(tài)改變自己的結(jié)構(gòu)以滿足系統(tǒng)變化和發(fā)展的要求。4G系統(tǒng)具有不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可能存在與1G、2G、3G完全不同的、沒有基站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括Ad hoc網(wǎng)＿自組織網(wǎng)絡(luò)。
2.2.12將能實(shí)現(xiàn)不同QoS的業(yè)務(wù)
4G系統(tǒng)通過動(dòng)態(tài)帶寬分配和調(diào)節(jié)發(fā)射功率來提供不同級(jí)別的QoS
34G系統(tǒng)中可能的關(guān)鍵技術(shù)
近年來人們對(duì)實(shí)現(xiàn)B3G/4G的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，并取得了初步的成果。歸納起來可分為以下一些方面。
3.1未來移動(dòng)通信系統(tǒng)需要研究的課題
a)與系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)：IP 語音技術(shù)，軟件無線電技術(shù)，廣帶無線收發(fā)信機(jī)，移動(dòng)服務(wù)的系統(tǒng)平臺(tái)，高可靠性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，全I(xiàn)P 無線，安全性、加密、計(jì)費(fèi)、身份認(rèn)證及移動(dòng)電子商務(wù)Ad hoc 網(wǎng)技術(shù)。
b) 與應(yīng)用相關(guān)的技術(shù)：下一代編碼/壓縮技術(shù)，動(dòng)態(tài)可變碼率編碼技術(shù)，移動(dòng)技術(shù)，人＿機(jī)接口（包括“智能”移動(dòng)終端），流數(shù)據(jù)通信技術(shù)，內(nèi)容描述語言，應(yīng)用發(fā)展環(huán)境技術(shù)。
c) 先進(jìn)的無線接入技術(shù)：動(dòng)態(tài)QoS控制，差錯(cuò)控制及超高速小區(qū)搜索，多播技術(shù)，IP 移動(dòng)性控制，無縫IP 包傳輸，鏈路自適應(yīng)，光纖無線電。
d) 頻率的有效利用：微波頻帶的開拓，頻帶的共用與頻率的共享，自適應(yīng)動(dòng)態(tài)信道分配，抗干擾與抗衰落技術(shù)，高密度三維蜂窩結(jié)構(gòu)，自適應(yīng)陣列無線及多輸入多輸出（MIMO）天線系統(tǒng)，自適應(yīng)高效多電平調(diào)制，正交頻率復(fù)用（OFDM）技術(shù)。
e) 先進(jìn)的移動(dòng)終端：新的功率管理技術(shù)，可包裝終端技術(shù)，高功能顯示器件技術(shù)，語聲識(shí)別技術(shù)，下一代半導(dǎo)體器件技術(shù)，靈敏度的增強(qiáng)，移動(dòng)終端的系統(tǒng)平臺(tái)，移動(dòng)終端安全性增強(qiáng)技術(shù)。
3.2 4G系統(tǒng)中可能用到的一些關(guān)鍵技術(shù)
3.2.1無線接入方式與多址方案
a) 在FDMA、TDMA、CDMA和OFDM 等多址方式中，OFDM 是4G系統(tǒng)最為合適的多址方案，從目前的研究進(jìn)展來看，OFDM 也是將來4G系統(tǒng)最有可能采用的多址方式。
OFDM 是無線環(huán)境下的一種特殊的多載波傳送方案。無線信道的頻率響應(yīng)曲線大多是非平坦的，即具有頻率選擇性，而OFDM 技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道是非平坦的，但每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，并且在每個(gè)子信道上進(jìn)行窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。另外，OFDM 棄用了傳統(tǒng)的使用帶通濾波器來分隔子載波頻譜的方式，改用跳頻方式來選用那些即便頻譜混疊也能夠保持正交的波形，而且OFDM 系統(tǒng)的各個(gè)載波可以根據(jù)頻譜利用率和誤碼率的最佳平衡原則來為子載波選擇不同的調(diào)制方式，如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM 等。
OFDM 的主要優(yōu)點(diǎn)是對(duì)多徑衰落和多普勒頻移不敏感，能對(duì)抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾，能夠克服高速率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)符號(hào)間干擾增大的問題；各個(gè)子信道的載波相互正交，在減小子載波間的相互干擾的同時(shí)又提高了頻譜利用率；硬件實(shí)施簡(jiǎn)單等。
OFDM 的主要缺點(diǎn)是功率效率不高，對(duì)載頻的偏置較敏感。OFDM 系統(tǒng)對(duì)載頻的偏置比較敏感的主要原因是在頻率選擇性深衰落情況下，OFDM 系統(tǒng)在相應(yīng)子載波上的數(shù)據(jù)可能被破壞。為此，眾多學(xué)者把OFDM 與直接序列擴(kuò)頻相結(jié)合，使得信號(hào)可以在多個(gè)載波上擴(kuò)展，這樣一來就能有效地利用未被破壞的子載波上的信息恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)頻率的分集。
OFDM技術(shù)的主要技術(shù)難點(diǎn)是系統(tǒng)中的頻率和時(shí)間同步、基于導(dǎo)頻符號(hào)輔助的信道估計(jì)、峰平比問題、多普勒頻偏引起的互載頻干擾（ICI）降低系統(tǒng)性能的問題以及基于OFDM 、多載波技術(shù)的新一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的多址方案的研究。
b)日本NTTDoCoMo提出的4G移動(dòng)系統(tǒng)方案的無線接入方式為VSF（variable speding factor）-OFCDM(orthogonal frequency and code pision mul-tiplexing)。VSF-OFCDM在采用多載波的同時(shí)，進(jìn)行與CDMA 相同的擴(kuò)散處理來增大容量。
其最大特點(diǎn)在于，可以根據(jù)具體的通信服務(wù)來改變時(shí)間方向與頻率方向上的擴(kuò)散率，從而在類似熱點(diǎn)的孤立區(qū)域，通過降低擴(kuò)散率來優(yōu)先增大傳輸速率；而在用戶眾多的環(huán)境下，提高擴(kuò)散率，增加系統(tǒng)容量。這種接入方式可以提高頻譜利用率，并且不受多徑干擾的影響，可通過改變擴(kuò)頻因子，應(yīng)用于高密度業(yè)務(wù)區(qū)和一般業(yè)務(wù)區(qū)。
轉(zhuǎn)貼于 3.2.2調(diào)制與編碼
a) 多載波調(diào)制（MCM）技術(shù)的基本原理是將所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分解成若干個(gè)子數(shù)據(jù)流，每個(gè)子數(shù)據(jù)流具有低得多的數(shù)據(jù)傳輸比特速率，用這些數(shù)據(jù)流去并行調(diào)制若干個(gè)載波，然后合成輸出。其主要優(yōu)點(diǎn)是可以有效抑制在單載波系統(tǒng)接收機(jī)中由于線形均衡所引起的噪聲及干擾的提高，較長(zhǎng)的信元周期對(duì)噪聲和快衰落有更大的抵抗性。
時(shí)間彌散是無線信道傳輸速率受限的一個(gè)主要原因，而在多載波調(diào)制的子信道中，數(shù)據(jù)傳輸速率相對(duì)較低，碼元周期長(zhǎng)，只要時(shí)延擴(kuò)展與碼元周期之比小于一定的值就不會(huì)產(chǎn)生碼間干擾，即MCM 對(duì)新到的時(shí)延彌散不敏感，具有抗時(shí)延彌散的特性。
MCM通常可以通過多載波碼分多址（MC-CD-MA）、正交頻分復(fù)用時(shí)分多址（OFDM-TDMA）和多音實(shí)現(xiàn)幾種技術(shù)途徑來實(shí)現(xiàn)。
b) 自適應(yīng)調(diào)制與編碼（AMC）是目前研究的又一熱點(diǎn)技術(shù)。AMC 的原理是根據(jù)信道條件（基于從接收機(jī)反饋信息來估計(jì)）瞬時(shí)的變化改變調(diào)制與編碼格式，對(duì)每個(gè)用戶的鏈路參數(shù)優(yōu)化$以達(dá)到最大化系統(tǒng)容量。
具有AMC的系統(tǒng)，接收機(jī)將收集一系列信道的統(tǒng)計(jì)數(shù)值，提供給發(fā)射機(jī)和接收機(jī)去優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)（如調(diào)制及編碼、信號(hào)帶寬、信號(hào)功率、訓(xùn)練周期、信道估值濾波器、以及自動(dòng)增益控制等），允許按照信道條件分配給不同的用戶不同的數(shù)據(jù)率。對(duì)于靠近小區(qū)基站的用戶分配給較高碼率的較高階的調(diào)制（如64QAM，R=3/4Turbo），對(duì)于靠近小區(qū)邊界的，則分配給具有較低碼率的較低階調(diào)制(如QP-SK，R=1/2Turbo碼)。AMC擴(kuò)展了系統(tǒng)自適應(yīng)良好信道條件的能力。
預(yù)計(jì)4G系統(tǒng)將會(huì)采用多載波調(diào)制技術(shù)#
3.2.3無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)
能夠提高容量和覆蓋的無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)有分集技術(shù)，如通過空間分集、時(shí)間分集（信道編碼）、頻率分集和極化分集等方法可獲得最好的分集性能；多天線技術(shù)，如采用2 或4天線可實(shí)現(xiàn)發(fā)射分集，或者采用MIMO 技術(shù)可實(shí)現(xiàn)發(fā)射和接收分集。
對(duì)4G廣帶無線移動(dòng)通信高性能的要求，促使其在基站及用戶終端采用多天線系統(tǒng)。
廣帶信道是一個(gè)典型的非視線信道，并包含不匹配性，如時(shí)間選擇性及頻率選擇性衰落。傳統(tǒng)無線通信理論一直將多徑傳播視為造成無線信號(hào)衰落的干擾之一，而采用多天線則產(chǎn)生了多個(gè)空間信道，所有的信道不會(huì)同時(shí)產(chǎn)生衰落，因此MIMO天線系統(tǒng)恰恰利用了傳播環(huán)境的多徑特性，極大地提高了前向和反向鏈路的容量，并增加通信范圍與可靠性。
3.2.4高效的頻譜使用方案
頻譜資源是一種有限的資源，在4G系統(tǒng)中，一方面要采用有效的措施提高頻譜利用率，另一方面要開發(fā)新的頻譜資源。因此，研究高頻段寬帶信號(hào)傳輸特性就變得非常重要。
3.2.5基于IP 的核心網(wǎng)
綜觀當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，IP 被認(rèn)為是下一代移動(dòng)通信最適合的網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)。統(tǒng)一的IP核心網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于具體的接入方案，使不同的無線和有線接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與融合，無線接入點(diǎn)可以是蜂窩系統(tǒng)的基站、無線局域網(wǎng)（WLAN）或者是Ad hoc自組織網(wǎng)等。對(duì)于公用電話網(wǎng)、2G以及未實(shí)現(xiàn)全I(xiàn)P 的3G網(wǎng)絡(luò)等則通過特定的網(wǎng)關(guān)連接。
目前移動(dòng)OK 急待解決的問題有三角路由問題&漫游和切換問題&安全問題等#
3.2.6軟件無線電（SDR）技術(shù)
在4G系統(tǒng)中，由于移動(dòng)用戶在不同的系統(tǒng)間漫游，系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)內(nèi)部需要無縫切換，而且隨著4G系統(tǒng)的發(fā)展，會(huì)不斷出現(xiàn)新的業(yè)務(wù)和新的需求，這些都需要對(duì)終端和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重新配置。
軟件無線電在4G中的可能應(yīng)用為：
a)采用軟件無線電實(shí)現(xiàn)的基站可同時(shí)為多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；
b) 當(dāng)終端移動(dòng)時(shí)可重新配置。如當(dāng)移動(dòng)終端移動(dòng)到一個(gè)采用不同標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中時(shí)，終端可按照該系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)重新自動(dòng)配置該終端，從而使該終端獲得服務(wù)。
采用軟件無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的移動(dòng)終端或基站將采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由天線模塊、LNA 模塊、ADC/DAC功率放大器模塊、DSP 模塊和多媒體模塊等組成。軟件無線電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號(hào)處理硬件（DSPH）、現(xiàn)場(chǎng)可編程器件（FPGA）、數(shù)字信號(hào)處理（DSP）等。
3.2.7高性能的接收機(jī)
按照Shannon定理，對(duì)于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)速率為2Mbit/s，則所需的SNR為1.2dB；而對(duì)于4G系統(tǒng)，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mbit/s的數(shù)據(jù)，則所需要的SNR為12dB。
可見由于4G系統(tǒng)的速率很高，因此對(duì)接收機(jī)的性能要求也要高很多。
3.2.8智能天線技術(shù)
智能天線原名自適應(yīng)天線陣列，它具有抑制干擾、自動(dòng)跟蹤信號(hào)以及采用空時(shí)處理算法形成數(shù)字波束等智能功能，可以跟蹤強(qiáng)信號(hào)，減少或抵消干擾信號(hào)，實(shí)現(xiàn)空間分集，提高信噪比，提升系統(tǒng)通信質(zhì)量，緩解無線通信日益發(fā)展與頻譜資源不足的矛盾，降低系統(tǒng)整體造價(jià)。
目前，智能天線被認(rèn)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，其工作方式主要有全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式兩種。
全自適應(yīng)智能天線雖然從理論上講可以達(dá)到最優(yōu)，但相對(duì)而言各種算法均存在所需數(shù)據(jù)量、計(jì)算量大，信道模型簡(jiǎn)單，收斂速度較慢，在某些情況下甚至可能出現(xiàn)錯(cuò)誤收斂等缺點(diǎn)；實(shí)際信道條件下當(dāng)干擾較多、多徑嚴(yán)重，特別是信道快速時(shí)變時(shí)，很難對(duì)某一用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。而對(duì)于預(yù)多波束的切換波束工作方式，全空域（各種可能的入射角）被一些預(yù)先計(jì)算好的波束分割覆蓋，各組權(quán)值對(duì)應(yīng)的波束有不同的主瓣指向，相鄰波束的主瓣間通常會(huì)有一些重疊#接收時(shí)的主要任務(wù)是挑選一個(gè)#也有可能是幾個(gè)’但需合并后再輸出(作為工作模式。與自適應(yīng)方式相比它顯然更容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上可將其看作是介于扇形天線與全自適應(yīng)天線間的一種技術(shù)，也是未來智能天線技術(shù)發(fā)展的方向。
3.2.9多用戶檢測(cè)技術(shù)
多用戶檢測(cè)器可以提高系統(tǒng)的容量，因此將是
4G系統(tǒng)必然采用的技術(shù).
隨著多用戶檢測(cè)器研究的不斷深入，各種高性能但算法又不特別復(fù)雜的多用戶檢測(cè)器算法不斷被提出來，因此在實(shí)際系統(tǒng)中采用多用戶檢測(cè)技術(shù)將是切實(shí)可行的。
3.2.10系統(tǒng)資源管理
在第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)商務(wù)和對(duì)QoS有較高要求的各類業(yè)務(wù)將持續(xù)增長(zhǎng)。網(wǎng)絡(luò)將處理前所未有的多媒體業(yè)務(wù)量、多運(yùn)營(yíng)商配置、無需授權(quán)頻段和Ad hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞?各類結(jié)構(gòu)的存在也使得具有不同QoS方案的不同域之間具有移動(dòng)性和互相作用，從而顯著增加了系統(tǒng)的全局復(fù)雜度.
這需要一個(gè)具有豐富連接性和智能的QoS 無線分組網(wǎng)絡(luò)的支撐#系統(tǒng)的\先進(jìn)的無線資源管理策略也成為必需。該策略的關(guān)鍵單元包括協(xié)調(diào)業(yè)務(wù)連接處理的業(yè)務(wù)管理部分，維護(hù)所有網(wǎng)絡(luò)實(shí)體已分配的和可用的資源許可控制管理部分，以及按照QoS需求和業(yè)務(wù)條件在共享同一資源的業(yè)務(wù)之間分配可用資源的資源管理部分。
采用一些能夠使網(wǎng)絡(luò)有效滿足不同業(yè)務(wù)請(qǐng)求的政策或機(jī)制#包括接入控制、資源調(diào)度、緩沖區(qū)管理和流量控制等。系統(tǒng)檢測(cè)可用的資源以及信號(hào)的質(zhì)量，然后根據(jù)不同用戶、不同業(yè)務(wù)質(zhì)量要求動(dòng)態(tài)地分配頻率資源和信號(hào)發(fā)射功率，從而大大提高系統(tǒng)的性能。
3.2.11 Ad hoc網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
未來移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)除了以低成本達(dá)到高數(shù)據(jù)速率外，還要求在無專用通信基礎(chǔ)設(shè)施下，網(wǎng)絡(luò)具有適應(yīng)和生存能力。
Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)或稱為分組無線網(wǎng)絡(luò)作為非集中控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因靈活性將在未來網(wǎng)絡(luò)中扮演重要角色。用戶和路由器能在網(wǎng)絡(luò)中隨機(jī)移動(dòng)的Ad ho網(wǎng)絡(luò)正成為主要研究領(lǐng)域，它準(zhǔn)許袖珍終端擴(kuò)展接入和改進(jìn)應(yīng)急通信質(zhì)量。
現(xiàn)今蜂窩通信系統(tǒng)依靠集中控制和管理，而下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向固定與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，無隙縫和全方位通信Ad hoc 模式。
Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)沒有事先確定的基礎(chǔ)設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)鏈路的時(shí)間特性，給分組無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和實(shí)施帶來一些基本的挑戰(zhàn)，它們是：
a) 必須優(yōu)化設(shè)計(jì)安全和路由功能，保證分布式結(jié)構(gòu)有效運(yùn)行；
b) 在網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)時(shí)，降低路由表更新頻數(shù)和開銷來保證鏈路連接；
c) 在多跳網(wǎng)絡(luò)中，改進(jìn)路由協(xié)議設(shè)計(jì)來減少鏈路容量和等待時(shí)間的波動(dòng)；
d) 全面權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)連接（覆蓋）、時(shí)延、容量和功率預(yù)算等指標(biāo)；
e) 以優(yōu)化功率管理和MAC設(shè)計(jì)來減少先進(jìn)技術(shù)的負(fù)面效應(yīng)。
3.2.12網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
OSI 網(wǎng)絡(luò)分層設(shè)計(jì)已經(jīng)為通信系統(tǒng)服務(wù)多年，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)功能發(fā)生變化，對(duì)網(wǎng)絡(luò)特性的要求也發(fā)生了變化，如時(shí)延、吞吐量、支持各種QoS多媒體業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)流量\差錯(cuò)率、頻譜帶寬、節(jié)點(diǎn)連續(xù)不斷進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)引起的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓?，這些都對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。
4 結(jié)束語
以上對(duì)4G的目標(biāo)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了一些探討，具體的實(shí)現(xiàn)還會(huì)面臨著許多問題。但是4G的曙光已經(jīng)出現(xiàn)，可以預(yù)見，隨著技術(shù)的進(jìn)步和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，下一代的移動(dòng)通信世界必將會(huì)更加燦爛輝煌。 參考文獻(xiàn)
1 吳偉陵.移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù).北京；北京郵電大學(xué)出版社，2002。
2 李世鶴.第三代移動(dòng)通信技術(shù)的改進(jìn)及三代后技術(shù).第三代移動(dòng)通信TD-SCDMA 技術(shù)論文集。
3 雷春娟，李承恕.關(guān)于第四代移動(dòng)通信若干問題的探討.移動(dòng)通信2002（06）。
4 樊自甫.3G后移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的發(fā)展探討.移動(dòng)通信2002（10）。
5 彭藝.第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)及展望.電信科學(xué)2002（06）。