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无线通信系统范文1
无线通信是近年发展较快和应用较广的技术，本文通过对某电厂技术改造的研究，提出了以无线通信代替传统电缆通信的方案。该方案具有实施灵活简便、系统稳定性好的特点，同时较低的改造成本亦便于推广。
关键词：无线通信；电缆；工业控制通信系统；成本
一、目的
传统工业控制通信系统一般使用电缆作为信号传输介质，建立这样的系统需要完成大量的基建工作（制作电缆通道），支付高昂的原料成本，且建成后升级改造和故障排除均十分困难，这对生产企业来说既难以接受又无可奈何。
本文的研究目的在于尝试设计和建立一种无线工业控制通信系统，在满足工业控制系统通信稳定可靠的情况下，同时具备价格低廉和安装维护简便的特点，以代替传统的电缆通信。
二、案例
某电厂燃料码头现有二台25T桥式抓斗卸船机，自2011年开始，卸船机与输煤集控之间通信故障频发，在卸煤作业中联锁状态时有时无，故障除了影响生产效率外，更对巡检人员的安全构成了威胁。
1.故障分析
（1）电缆线芯受损：由于码头工作环境相对恶劣，电缆保护外壳易老化损坏，此时，卸船机行走所产生的拉力将有部分由电缆线芯承担，线芯因此出现断裂现象，引起故障。
（2）通信终端故障：收发信息的I/O模块跟转换电压用的继电器，在自身损坏或接线不牢的情况下均可能引起故障。
2.改进方法
设计并建立一个基于无线通信技术的工业控制通信系统，新系统不再使用通信电缆及相关的通信终端，故障亦随之消除。
设计系统工作流程如下：使用PLC/上位机采集控制系统中的数据，再利用硬件对该数据进行调制，发射电台将经过调制后的数据以电磁波的形式传播到信号覆盖区域内，指定的电台对其进行接收、解调，最终数据到达目标上位机/PLC处。
根据实际工况，通信系统按照1主站4从站的方式配置，如图1所示；选用了型号为RLXIB-IHN的以太网调制解调器作为电台使用，性能参数见表1。
三、结论
月度维护随机地点测试结果（组图1）：
1.通讯的无线信号强度：
输煤运转楼主站：为信号发送者信号满格，频道带宽为2.4G*2
煤电综合楼从站：SNR=27，信号为 优良
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大150M
数据交换速度为 1～2ms 一次。
#1卸船机从站：SNR=27 ，信号为优良。
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大150M
数据交换速度为 1～2ms 一次，偶尔出现3ms速度。
#2卸船机从站：SNR=30，信号为优良
频道带宽为2.4G*2，与主站通讯标称速度为 300M
现有信号下通讯 速率最大180M
数据交换速度为 1～2ms 一次。
集控室从站：SNR=24，频道带宽为2.4G*2。
与主站通讯标称速度为 110M 。
实际通讯 速率180M
数据交换速度为 1～2ms 一次，偶尔出现3ms速度。
沙角A电厂进行无线通信系统的改造成本约为10万人民币，整个改造周期约为2个月，期间可沿用原通信系统；若更换通信电缆，不计算基建费用，材料成本约为19万人民币，改造周期约为1个半月，期间设备须停运，由此可见，无线通信系统成本更低，施工过程更灵活。
在现场试运的半年时间内（含雷暴、台风等恶劣天气），该系统未出现过通信故障，且在指定区域进行随机抽查得到的信号强度均能达到良好水平，故认为其稳定可靠。
新技术发展成熟从而代替旧技术，是科技发展的普遍规律，凭借着低廉的成本、简便灵活的实施方式，无线通信也将在工业控制领域上逐渐替代电缆通信。
四、经验分享
本次改造的过程总体而言比较顺利，对此本人亦有一些心得，在此分享。
电台位置选择
在为电台选择安装地点时必须考虑周边的地理状况对信号产生的影响，只要仔细留意图1，就可发现电台的选址均在较高且四周无障碍物处，这样可以有效减少信号衰减，增强通信系统的稳定性。
1.硬件兼容性
不同厂家之间的工业控制产品大多存在硬件上不兼容的问题，在购买硬件前应先通过咨询销售方技术人员进行确认，以免出现需额外增加转换器的状况。
2.系统实现方法
只要确定了系统的工作流程，即可利用软硬件进行实现，方法繁多，不一而足，现提供案例中的解决方案以作参考：
（1）此方案选用了OPC软件KEPSERVER及组态软件INTOUCH；
（2）将KEPSERVER及INTOUCH安装至上位机；
（3）使用INTOUCH与本地PLC组态，建立变量表；
使用KEPSERVER与远方PLC连接，再根据上位机的操作，从远方PLC读取数据至变量表中或从变量表中抽取数据写至远程PLC中。
至此即可实现两个控制设备之间的无线通信。
参考文献：
无线通信系统范文2
机车在运行过程中产生的记录数据必须全部下载下来并转存到地面运行数据库中，在这一过程中运行数据一般采用大容量数据存储设备或者其他数据传输方式来传输，这种数据传输方式不仅需要借助大容量的数据存储设备，同时也必须经历数据传输的人工送存阶段，不仅增加了数据信息的传输复杂性，而且让数据的传输存储活动面临着一定的操作风险，不利于数据信息的规范化管理，在数据信息传输的这种形势下，采用无线通信技术能够实现机车与地面信息管理中心之间的无线通信，可以简化数据管理的工作过程，并提高数据通信的稳定性和可靠性。
二、硬件配置
1、数转电台。
RF-418数转电台是无线通信领域的一种新型产品，其在提高了自身通信技术水平和通信质量的前提下，实现了与单片机之间的无线通信，在运行中可以提供RF测试、双向通信测试、一般数据传送、自动调频数据传送等四种工作模式。这四种模式之间的切换简单方便，在保证其自身高可操作性的同时也提供了多样化的数据传输形式，最大限度的满足了机车和地面数据中心之间的通信需求。
2、数转电台与车载微机的接口。
无线通信技术在单片机通信系统中的应用，存在的最大问题就是数转电台与车载微机的对接问题，在单片机通信系统运行过程中，要保证数转电台与车载微机之间对接的准确性和数据传输的稳定性。车载微机系统采用的处理器是DALLAS公司研发的DS80C320处理器，其在运行中能够提供两个全双工串行口，两个数据指针、13个中断源。通过处理器自身强大的数据处理能力，可以结合数转电台和车载微机所处的不同的实际运行状况，对其对接的方式进行选择，保证数转电台车载微机系统在对接活动中最大限度的接口连接安全和数据传输安全，减轻了单片机控制接口的负担，同时提高了单片机通信系统运行的可靠性。
三、通信软件设计
1、通信格式。
车载微机向地面通信系统发送请求信号主形式为ABBAIDSUMNFF、其中数据帧一共包含有6个字节，前两个字节（ABBA）表示起始位置，第三个字（ID）表示该趟列车的车载微机的编码号，第四字节(SUM)为通信活动中的标注字节，第五字节（N）表示在本次通信活动中从起始字节到结束字节的字节数，是为了防止在通信中信息丢失而设置的，第六字节（FF）表示通信内容结束。无线通信技术在单片机通信系统中的应用，对通信模式最大的创新就是实现了信息通信的数字化。单片机通信系统在我国的应用广泛的存在着运行中一对多的运行模式，一般大型机务段都拥有数百台机车。因为铁路运输自身的特性，大量的机车回段的时间都不确定，机车在完成运输任务返回机务段时，应该首先与地面信息系统取得联系，这种联系由机车首先发出通信请求，在得到地面信息系统的回应后，与地面信息系统建立通信连接并完成数据信息的转发。当车载微机连续三次申请通信都得不到回复或者回复信息不正确的时候，车辆管理人员应该保留该车次的数据信息，并与维护人员联系进行车载微机的修理。
2、程序流程。
无线通信系统范文3
1无线通信系统中的协同传输技术的主要方式
随着无线通信系统的摄入研究，协同通信技术逐渐可以简述为中继技术。协同传输技术的发展和演变过程主要为：协同传输技术中的单一数据流传输、复杂数据流传输、研究分析无线通信系统中的协同传输技术、协同传输技术中的上层协议设计。
1.1协同传输技术中的单一数据流传输
协同传输技术中最简单的传输方式就是单一数据流传输，包括放大传输、解码传输和压缩传输。单一的数据流传输只包括了一个信源，一个接收端和一个中继。数据通过中继在信源和接收端之间进行通信，中继只是一个辅助作用，而放大传输则是将数据的信息更加简单化和清晰化地发送给接收端；解码传输协议是在中继即协同终端的辅助下将接收到的信号解码后对其重新编码，再将编好的信号发送给接收端；压缩传输则相反，需要通过协同终端将信号压缩后再重新发送给接收端，通过这些方式进行协同传输可以更好地达到很好的分集效果。但是在传输信号时，发送信号的各个环节的进度要一致即同步同时地进行，这在系统的实际操作中有一定的难度。因此，在进行传输时要根据实际情况进行选择，协议产生的成本也会相应地提高。
1.2协同传输技术中的复杂数据流传输
复杂数据流传输主要针对多用户需要同时发送多种数据的情况。单一数据的协同传输在很好地分集的同时，也存在着缺点，即效率低的问题。而在实际操作中，种种因素一定程度上也制约着单一数据协同传输，协同终端只能进行一项数据的接收和发送，而无法同时转发其他的信号，因此，为了进一步提高效率，将网络编码运用到多数据的协同传输中，大大提高了中继传输技术。将这一多数据协同传输方式运用到无线通信系统中，也大大提高了信号传输的同时性。多数据针对无线通信系统的广播性，在协同终端对多用户的数据进行异或编码再传输给接收端，利用节省传输时间创造出的间隙同时操作加快了传输效率。
1.3协同传输技术中的上层协议设计
单一数据的协同传输和多数据的协同传输的协议方式主要运用了物理性的处理信号的渠道，在实际的无线通信系统中，上层协议也在实现协同传输的实践中起到了重要的作用。上层协议作为一项重要的研究方向，同时结合了物理性和ARQ两种协同传输，这样，中继可以同时监察信源与接收端的数据传输和通信，即当接收端发生错误时，可以通过发送特殊信号之后，中继再进一步将之前接收的数据再转发给接收端。上层协议设计也可以减少能耗，加大无线网络信号的传输量。
2无线通信系统中的协同传输技术几种协议的基本原理
2.1放大型协同传输
放大型的协同传输可以通过一个比较典型的协同通信系统来实现，假设信源为S，协同终端即中继为R，接收端则为D，借助中继R的辅助协同，连接信源S 与接收端D之间的无线通信，无线系统主要采用的模式为时分双工。放大传输实现的基本原理为：在某个个时间间隙，信源S直接发送信号给接收端D，协同终端R借助无线通信轨道的广播性监听到了这个信号，接着将接收到的信号进行放大之后再传输给接收端。一般要计算放大传输的放大因子时得出的值是根据接收端的信号实现最大比合并后的最佳值。
2.2解码型协同传输
和放大型协同传输相比较，解码型协同传输的区别在于协同终端R采取了不同的方式来处理接收到的信号。简单来说，解码型协同传输主要是解调和解码，进行判断后再决定是否决定传输信号，即解码正确就可以将接收到的信号进行重新编码再传输给接收端D，解码错误后，协同终端R拒绝参加协同，也不发送接收到的信号给接收端D。如果解码后不对信号进行判断正确与否，就有可能存在误差传播的错误。
2.3以异域为基础的网络编码型协同传输
根据单一数据的协同传输中的介绍，放大型和解码型的协同传输主要应用于单一数据流的协同传输。针对简单的单一数据的传输，以异域为基础的网络编码型协同传输通过协同终端R在进行通信的基本原理是：运用时分双工的模式，不同于传统的四个时隙的中继传输，异域网络编码简化为三个时隙，即用户A和用户B可以发送信号给协同终端R，协同终端同时将接收到的信号进行解码再重新编码进行发送，这样可以减少传输的时间，提高效率。
2.4以放大型传输为基础的双向协同协同终端传输
与直接传输相比，以异域为基础的网络编码型协同传输仍然存在效率低的问题，而以放大型传输为基础的双向协同协同终端传输仅仅可以用两个时隙提高了效率，基本原理为：在第一个时隙，协同终端R可以同时接收到用户A和B发送的信号，而在第二个时隙，协同终端R将接收到的信号传输给用户A和B，这样就在一定程度上节约了一半的时隙。
无线通信系统范文4
关键词：公安专网；无线通信；宽窄带
1引言
目前，在移动通信技术的发展与普及下，公安在建设专网时可以充分利用已有基站通信进，并在这一基础上，促进窄带通信的发展，以来满足业务增多、维护费用降低等要求。而这也意味着必须实现公安专网无线通信系统的宽窄带融合，让宽带负责多媒体业务，窄带负责语言业务，并通过统一管理，达到理想专网通信效果，从而为公安管理的进一步发展奠定良好基础。
2公安专网无线通信建设需求
当前，公安专网主要涉及四方面的无线通信系统。第一是350M的无线集群通信系统，这一系统的作用是实现语音通信，主要有PDT数字集群、Tetra数字集群以及MPT1327模拟集群等系统[1]。在具体应用中，该系统是应用最广泛，也是使用时间最长的系统。第二是340M的无线图像传输系统。在通过一定沟通后，工信部将336～344频段划分给公安部门专用，让其在紧急情况下可以实现点对点的图像传输。但是，因为频率资源有较大缺陷，在这一频段中进行大规模组网会面临巨大难度。第三是VPN和移动通信。移动警务的应用系统是通过移动通信网络来做好VPN接入与信息访问工作，从而实现数据的采集、访问、上传以及下载等。第四是VSAT卫星通信系统。
3公安专网无线通信系统使用现状
目前，大部分警员仍然使用传统模拟对讲系统，但是在各种因素限制下，这一系统无法对定位、数据以及短信等业务提供支持，使得警员无法进行精细定位、扁平调度，不能满足现代警务工作需求。2014年6月，公安部门将PDT定为数字集群的唯一标准，有效解决了听到找不到的问题，但是从本质上看，PDT仍属于移动通信技术，在调制技术与宽带的限制下，其无法进行高速传输，使得警员在处理任务时，无法实现高数数据查询与双向传输。在3G、4G网络的运用下，解决了找到看不到问题，但是因为运营商网络是全社会共用的，还存在较为严重的安全问题和可靠性问题，会给公安工作带来不良影响。LTE专网具有传输快、无线频谱利用率较高、成熟可靠、时延小以及结构简单等特点。但是，由于LTE具有频点高与宽带大特征，使得其需要的基站数量非常多，很多地方不但无法承担大规模投资，在人才方面也较为匮乏[2]。专用频段与无线图像传输系统的运用，在一定程度上解决了投资与需求之间的矛盾。但是，图传系统还存在容量有限、极易受干扰、终端联通性差以及设备不兼容等问题，无法达到理想警用效果。
4公安专网无线通信系统宽窄带融合方案
4.1总体架构
宽窄带融合指的是实现终端、网络以及应用实现端融合。因此，其方案也被称作宽窄带新融合方案。这一方案最突出的作用是可以依照当前专网建设的实际情况，为融合中存在的问题提供有效解决措施。宽窄带新融合方案主要是由五部分构成，即终端、无线接入网、核心网、网管系统以及统一调度平台。在各种融合验证作用下，这一方案可以突破管道限制，并将全面融合业务体验提供给相关人员。
4.2方案特点
在建设内容上，融合方案特点可以分成窄带建设、公网叠加以及专网LTE融合三部分。窄带建设指的是通过短数据全覆盖和重要任务语音业务的提供，有效满足调度指挥业务的实际需求。公网叠加无需建设单独宽带专网就能够实现数据接入，在对窄带核心网进行升级后，通过多媒体通信业务，可以实现宽、窄带的互通。专网LTE融合指的是应该在热点和关键区域建设LTE专网，并将其与融合核心网相连接，保证专网的覆盖面积，为重点区域应急数据、语音以及实时视频等正常运行提供保障，进而逐渐实现专网全覆盖。
4.3方案描述
第一，在终端方面，四模集群终端可以给予LTE公网、LTE专网以及PDT集群等多种制式同时支持，还可以根据需要对PDT专网与LTE专网进行适当切换。这也意味着一部终端能够实现宽窄带融合通信。第二，在无线接入网方面，在公安专网通信中，警用数据集群这一系统长期发挥着基础作用。LTE专网主要负责热点区域的宽带业务，为了满足该地区连续覆盖的需求，应该将一体化基站部署在应急通信场景中，加强对重点区域的覆盖；在宽带业务实现广泛覆盖中，还应该发挥现有340M图像传输系统、互联网、3G或者是LTE公网以及卫星通信的辅助作用。第三，在核心网方面，宽窄带融合中的核心内容是核心网融合，应该将不同通信制式基站接入落到实处。同时，还应该对宽窄带进行统一编组，实现不同制式终端的统一开户、鉴权以及管理。另外，还应该对现有窄带核心网进行升级，使其成为宽窄带融合网，以保障现有投资。第四，在网络管理方面，通过统一网络、开户、监控、配置以及管理，可以将多网络运维体验提供给相关工作者。第五，在调度平台方面，在全融合多媒体调度的作用下，可以在PGIS的基础上，实现多媒体指挥调度、实时态势显现以及全方位图像显示。
4.4实施案例
宽窄带融合指的并不是将宽带网络与窄带网络简单融合在一起，而是对无线终端、基站、交换中心、网络管理及指挥调度等方面的融合。以某公安厅宽窄带融合为例，该省对全省联网PDT系统进行了建设，警用窄带终端的配备率为80%。在项目实施中，增加了宽窄带融合多模终端的配置，并且在同一多模终端中，宽带与窄带有着相同号码。同时，还将LTE基站建设在了该省热点地区，如政府机关地区、车站等。另外，还对省厅原有窄带交换中心进行了升级，使其成为有效融合宽窄带的交换中心，并且PDT与LTE基站都和这一交换中心相接。网络管理可以对宽带网络与窄带网络进行统一管理，并实现两种终端的统一开户。同时，在公安厅指挥中心，不管是窄带终端还是双模终端，都发挥着指挥调度的作用。通过上述融合，不但可以让窄带终端与双模终端实现互联互通，还能通过对多模终端宽带的运用，实现图像与视频的上传、下推。因为该省完成了PDT系统联网建设，因此在宽窄带融合项目建设中，其在全融合技术方案的实施下，不仅满足了终端互联互通、图像与视频上传下推等要求，还真正达到了调度指挥目的，即听见、看到以及看清[3]。
无线通信系统范文5
【关键词】无线宽带 射频 收发前端
射频又简称为RF，是一种能够进行空间辐射的电磁波，而射频信号则是一种通过高频电流进行调制以后的电信号，是无线电信号中频率较高的一种信号。随着无线通信在人们生活各领域的广泛应用，射频技术也有着不可替代的作用。为了能够使信息传输质量更高，在移动通信射频收发系统中，射频模块处理宽带高频模拟信号，基带部分则处理频率低的模拟和数字信号。本文通过对无线通信射频收发系统进行设计，根据射频收发系统的工作原理，并对整个无线通信射频收发系统进行技术指标测试。
一、宽带无线通信系统组成
系统主要由基带处理单元，中频处理单元，射频单元，协议与控制4 大部分组成。
（一） 基带处理单元
完成数据信道编码解码处理、CCK 调制解调、同步时钟提取，系统同步控制与处理等。
（二） 中频处理单元
通过上、下变频，完成射频与中频的转换，并完成数模及模数转换。
（三） 射频单元
发送端将话音、数据、图像信号调制在发射射频信号上，经滤波、放大、功放送天线发射；接收端接收射频信号，经放大、滤波和变频后，输出固定的中频信号到中频处理模块。
（四） 协议与控制单元
TDMA/TDD 协议控制、数据组帧与完整性检测处理，提供图像，语音，数据等的接口，以便进入处理单元。
二、无线通信射频收发系统设计
无线通信射频收发系统由射频收发系统工作原理我们可以得知，接收机为超外差结构，信号在经过2次下变频以后，RF频段为3.5GHZ，射频为100MHZ，当信号路过滤波器以后，通过低噪声放大器等进行处理，并与本振混频变频道中频2.5GHZ、100MHZ，放大处理后由IQ解调进入ADC；而发射机为直接变频结构，信号只需要通过1次上变频，由过滤器放大IQ调制，并发射射频线路，通过滤波器由PA调制，随后进行开关和天线发射。其中，所有晶振为10MHZ，频率为2.5PPM，输入和输出电压分别为3V、0.8V，本振一、二级输出频率为：PLL1和PLL2，巴伦插损为0.54dB。因此，通过计算得出无线射频接收机和发射机的增益为：RXmax G = 9 3 . 9 6 dBm、RXmin G = 3 3 . 9 6 dBm； max GTX = 2 9 . 1 dBm、min GTX =-31.5dBm，无线射频接收机噪声系数为： RX NF =3.42dB，IIP3，RX=-15dBm。
三、射频收发系统的工作原理
（一）射频发射机的工作原理
无线射频发射机主要是通过调制和放大功率，以及上变频和滤波将低频基带信号转换成高频射频的一个处理过程。该系统由天线、调制器、本振器、数模转换器（DAC）、滤波器，以及放大器和混频器等构成。其中，调制器的调制过程由低频信号转移至高频段进行传播，调制的方式为模拟和数字调制；本振器主要由数字分频和鉴相器，以及锁相环等电路构成。通过将频率送至混频器，并与滤波器送至的频率相乘由后级进行处理；DAC主要完成数字信号转换成为模拟信号的一个处理过程，一般由电阻网络和基准电源、模拟开关和运算放大器等构成；滤波器主要用于过滤有效信号和过滤其它干扰等信号，根据功能在无线射频发射机中涉及信道选择滤波器和射频滤波器，以及镜像抑制滤波器等；混频器主要用于变频，属于一种频率调制器，以保持原载频已调信号调制方式，将已调低频基带信号转换成已调高频射频信号；在无线通信射频发射机中，放大器涉及IF和RF信号幅度放大和功率放大器。通过幅度放大器增大或降低信号后，再通过功率放大器将信号功率放大后才能加载至天线进行发射。其常见指标涉及输出功率、频率稳定度、邻道泄露功率比、频率和相位误差、频谱纯度、矢量幅度误差等。
（二）射频接收机的工作原理
射频接收机主要通过对发射机传送的射频信号进行接收以后，下变频至低频信号进行有效信息的解调。该射频接收机处于无线通信射频收发系统的前端，因此，射频接收机性能的好坏和结构是否合理直接对无线射频收发系统造成影响。当天线接收空间将射频信号传送至LNA放大，并通过变频操作转换为低频基带信号进行有效信号解调和幅度的放大，最后模拟信号在ADC转变为数字信号以后，由DSP处理或由后端设备进行处理。其常见指标涉及接收灵敏度、噪声系数、邻信道选择性、动态范围等。在无线通信射频收发系统中，信息的变换主要通过调制和解调来完成，而调制和解调的目的主要是为了将信号变换成合适的传输信号，以实现信道复用、改变被信号占用的带宽，以及改善整个系统的性能等。
四、设计思路及实现方案
本文采用超外差模式实现收发机RF前端，接收与发射采用TDD模式切换，通过两次变频达到所需频段，收发射频信号频段为325MHz～355MHz，信道带宽8MHz，中频为10MHz。
（一）PLL设计
射频本振采用AD I公司的ADF4360系列产品，该产品片内集成VCO，且具有较低的相位噪声，图2为ADF4360锁相环电路图，电路中采用高稳定性的晶振，可以利用晶振谐波实现二次混频本振信号。
（二） 收发信道设计
接收信道设计需要保证噪声、增益、灵敏度、临道抑制满足系统要求。根据噪声级联公式可知，信道噪声主要决定于系统前端，为了使接收机的总噪声系数小，要求前级的噪声系数小、增益高。发射信道采用高线性的混频器和放大器达到高线性度，采用数控衰减器调整增益范围，在实际应用中，为达到远距离发射，可以外接大功率放大器。
随着人们生活水平的不断提高，无线通信技术和射频技术的广泛应用，人们对无线通信的要求也将越来越高。完成一个无线通信射频收发系统的设计，系统的性能和结构是整个系统的关键，我们要加强宽带无线通信系统射频收发前端研究。
参考文献：
无线通信系统范文6
经过了几十年的发展，移动通信使得人们生活和工作得到了翻天覆地的变化。当今已进入了信息化发展的新时代，由于移动终端越来越普及，使得多媒体数据业务的需求量极具增长。可以预测到，移动通信网络将在2020年增长1000倍的容量和100倍的连接数，众多的用户接入以及很低的营运成本的需求也会随之出现。因此，对5G无线网络技术的研究就显得格外重要。鉴于此，笔者希望本文的论述能够对5G无线通信网络技术的研究起到抛砖引玉的作用。
一、5G无线通信系统概述
5G无线通信和4G相比具有更高的传输速率，其覆盖性能、传输时延以及用户体验方面比4G更加良好，5G通信和4G通信之间有效的结合将贵构成一个全新的无线移动通信网络促进其进一步扩展。当前国内外对5G无线通信技术的研究已经进入到了深入时期，如2013年欧盟建立的5G研研发项目METIS（mobile and wireless communications enablers for the 2020 information society）项目，中国和韩国共同建立的5G技术论坛以及我国的813计划研发工程的启动。
由此可以看出5G无线通信是移动互联网在外来发展的最为重要的驱动力，将对移动互联网作为未来新兴业务的基础平台起到了重要的推动作用。而当前在互联网进行的各种业务大多都是通过无线传播的方式进行，而5G技术对这种传输的效率和传输质量提出了更高的要求。而将5G通信系统和其它通信系统进行有效的结合以及无缝的对接是5G无线通信技术研究的主要方向和目标。因此，在5G无线蓬勃发展的今天，其技术的发展主要呈现出以下特点：
首先，5G通信技术系统更加注重用户体验，而良好的用户体验主要是以传输时延、3D交互游戏为主要支撑来实现。
其次，5G无线通信系统以多点和多用户协作的网络组织是其与与其它通信系统相比最为明显的特点和优势，这种网络组织系统使得系统整体的性能得到了极大的提升。
再次，5G无线通信系统和其它通信系统相比应用到了较多的高端频谱，但是高端频谱无线电波穿透能力有限，因此，有线和无线相结合是系统采取的最为普遍的组成形式。
二、5G无线通信通信系统的关键技术
（一）大规模MIMO 技术
1技术分析
在多种无线通信系统中已经普遍采用了多天线技术，这种技术能够有效的提升通信系统的频谱效率，例如，3G系统、LTE、LTE-A、WLAN 等.频谱效率是随着天线数量的增多而效率随之提高。MIMO信道容量的增加和收发天线的数量呈现出近似线性的关系，因此在5G无线系统内采取较多数量的天线是为了有效的提高系统容量。但是当前系统收发终端配备的收发天线数量不多，这是由于天线数量的增多使得系统的空间容量会被压缩，并且多数量天线技术复杂所造成的。
但是，大规模MIMO 技术的优势还是非常明显的，主要体现在以下几个方面：首先，大规模MIMO分辨率更强，能够更加深入挖掘到空间维度资源，从而使得多个用户能够在大规模MIMO的基站平台上实现同一频率资源的同时通信，因此，使得能够实现小规模数量基站的前提下高频谱的信息传输。其次，大规模 MIMO抗干扰性能强，这是由于其能够将波束进行集中。再次，能够极大程度的降低发射功率，提高发射效率。
2我国的研究和应用现状
我国对大规模MIMO 技术的研究主要是集中在信道模、信道容量以及传输技术等方面，在理论模型和实测模型方面的研究比较少，公认的信道模型当前还没有建立起来，而且传输方案都是采用TTD系统，用户数量少于基站数量使得导频数和用户数呈现出线性增长的关系。除此之外采用矩阵运算等非常复杂的运算技术来进行信号检测和信息编码。因此，我国要充分挖掘MIMO 技术的内在优势，结合实际来对通信信道模型进行深入的研究，并且在频谱效率、无线传输方法、合资源调配方法等方面应当进行更多的有效分析和研究。
（二）全双工技术
所谓全双工技术就是指信息的同时传输和同频率传输的一种通信技术。由于无线网络通信系统在信息传输过程中传输终端和接受终端存在一种固有的信号自干扰。全双工计划苏能够充分的提高频率利用率，以实现多频率的信息的信息传输，从而改变了一般通信系统不能够实现同频率和双向传输的技术现状，因此这种技术已经成为无线通信技术当前研究的一个重要的关键点。这种技术应用在5G无线通信系统中能够实现无线频谱资源得到充分的挖掘和利用。当前5G无线通信系统由于接受信号的终端和发射信号的终端频率之间存在着较大的差异，使得其产生自干扰的现象比较突出，是5G无线通信技术发展的一个主要瓶颈，因此，全双工技术在5G无线通信系统内有效的应用使得信号自干扰的问题能够通过相互抵消的方式得到有效的解决。通过模拟端干扰抵消、对已知的干扰信号的数字端干扰抵消等各种新的干扰技术的发展以及这些技术的有效结合使得极大多数信号之间的自干扰现象都基本上得到了有效的抵消。
（三）超密集异构网络技术
5G无线通信通信系统不仅包括无线传输技术，而且也包括后续演化的无线接入技术，因此，5G网络系统就是各种无线接入技术，例如，5G，4G，LTE， UMTS （universal mobile telecommunications system）以及wireless fidelity等技术共同组成的通信系统，在系统内部，宏站和小站共同存在，例如，Micro，Pico，Relay以及Femot等多层覆盖的异构网络。在异构网络内部，运营商和用户共同部署基站，而用户部署的主要是一些功率较低的小站，并且节点的类型也比较多使得网络拓扑变得相当复杂。并且由于异构网络网络基站的密集程度较高，因此其网络节点和用户终端之间的距离就更为接近，使得功率的效率和频谱的效率以及网络系统容量等方面比一般通信网络系统更为优良。
虽然这种技术应用于5G无线网络通信系统中有着非常良好的发展前景，但是也存在着一些缺陷，这种缺陷主要表现在以下几个方面：首先，由于节点之间比较密集使得节点之间的距离相应就比较短，这样就会造成系统内会存在同种无线接入技术之间的同频干扰的现象以及不同无线接入技术在共享频谱之间分层干扰的现象，这种问题的解决有赖于对5G无线通信网络系统进一步的深入研究。其次，由于系统内存在着大量的用户部署的节点，使得拓扑以及干扰图样呈现出范围较大的动态变化。因此，要加强应对这种动态变化的相关技术的研究。
