超寬帶無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)探析

王曉楠

【摘要】 超寬帶無線通信技術(shù)的應(yīng)用解決了短距通信技術(shù)的弱點(diǎn)，推動(dòng)了軍事、家居、交通領(lǐng)域的進(jìn)步。本篇文章從超寬帶技術(shù)的概況出發(fā)，闡述了相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用原理。

【關(guān)鍵詞】 超寬帶 無線通信 應(yīng)用研究

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步，智能化設(shè)備開始不斷的應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域之中。超寬帶技術(shù)憑借著成本低廉、傳輸速度快、抗干擾能力強(qiáng)等多方面的優(yōu)勢(shì)，開始逐漸受到國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者的關(guān)注。與此同時(shí)，其存在的難點(diǎn)也不容忽視。因此，做好超寬帶無線通信中關(guān)鍵技術(shù)的研究，對(duì)通信技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

一、超寬帶技術(shù)的概況

超寬帶技術(shù)是從信道的寬度方面出發(fā)的，從而實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)與物理層之間的連接。運(yùn)行機(jī)制主要包括單頻和多頻兩種，超寬帶技術(shù)能夠直接發(fā)射脈沖，使中頻以及射頻的技術(shù)不再停留在傳統(tǒng)的概念之上，信號(hào)的傳輸規(guī)則表現(xiàn)在脈沖的形狀上，往往一個(gè)信號(hào)就能形成成百上千的脈沖符號(hào)，這對(duì)計(jì)算機(jī)的處理能力有著很高的要求。近幾年來，多頻的傳送模式在超寬帶中得到了比較廣泛的應(yīng)用，尤以因特爾公司提出的新型超寬帶結(jié)構(gòu)最為突出，不僅提升了信息的傳播速率，而且還降低了能耗[1]。信號(hào)的傳輸帶有一定的智能化特點(diǎn)，對(duì)于某些路徑的選擇性通過，有效的避免了通信過程中其他因素的干擾。

二、超寬帶無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)

1、信道建模。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)離不開模型的建立，為了建立起一套可靠的信道模型，并且能夠全面的反映系統(tǒng)的特性，就需要對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行量化。IEEE技術(shù)的使用原理適用于超寬帶技術(shù)模型的建立，通過對(duì)超寬帶信道的描述，實(shí)現(xiàn)了信道模型建立的可行性方案評(píng)估。超寬帶無線通道不同于傳統(tǒng)的有線通道，動(dòng)態(tài)性的隨機(jī)分布使信道對(duì)數(shù)據(jù)的觀測(cè)存在著極大的不穩(wěn)定性，因此想要建立起無線信道的觀測(cè)模型相對(duì)比較困難。伴隨著信道測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，信道測(cè)量技術(shù)也逐漸增多。目前，我國(guó)在信道測(cè)量上的技術(shù)，例如脈沖、掃頻、射線跟蹤技術(shù)都得到了比較廣泛的應(yīng)用。

2、時(shí)間同步。超寬帶無線通信技術(shù)有著比較明顯的缺點(diǎn)，在信號(hào)傳輸過程中，信號(hào)的運(yùn)行功率過低，并且信號(hào)的持續(xù)時(shí)間相對(duì)比較短。因此，對(duì)于這類信號(hào)的捕捉就變的十分困難，再加上超寬帶無線通信技術(shù)的傳輸途徑比較繁雜，使信號(hào)的追蹤難度進(jìn)一步提升。雖然輔助定時(shí)以及忙定時(shí)技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上緩解了這一問題。但是，在未來數(shù)據(jù)信息量急劇增加的背景之下，這類技術(shù)顯然難以完全的適應(yīng)，加快同步技術(shù)的研究，成為了超寬道無線通信技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)[2]。

3、Rake接收機(jī)。接收機(jī)的研發(fā)主要是用來解決超寬帶無線通信技術(shù)多徑的問題，它通過相關(guān)程序的編寫，對(duì)每一條傳輸途徑上的時(shí)間進(jìn)行分集，并且按照內(nèi)部設(shè)定的準(zhǔn)則整合各個(gè)途徑，從而對(duì)整體進(jìn)行判定。近年來，接收機(jī)的研發(fā)日益繁雜，用于接收機(jī)準(zhǔn)則的設(shè)定大致分為以下幾種：最大合并比，根據(jù)字面意思不難看出，對(duì)合并的上限進(jìn)行控制，當(dāng)集合的信息達(dá)到上限時(shí)，就可以對(duì)整體進(jìn)行判決，在噪聲環(huán)境下，其高效性比較明顯，但是受到外界環(huán)境的干擾時(shí)，接收機(jī)的性能就會(huì)下降；選擇性合并，對(duì)用戶所需要的信息進(jìn)行收集，針對(duì)性比較強(qiáng)，可以減少信息傳輸和整合過程中的能源消耗。

4、信道估計(jì)。無線通信中信道估計(jì)技術(shù)相對(duì)于其他技術(shù)來說發(fā)展比較完善，當(dāng)然這只是針對(duì)于現(xiàn)代的無線通信，在超寬帶無線通信中的發(fā)展依舊處在一個(gè)較為初級(jí)的階段。以往人們對(duì)信道傳輸途徑的處理多是少量的幾條而已，但是超寬帶無線通信的應(yīng)運(yùn)而生，使路徑一瞬間增加到了幾百條，嚴(yán)重超出了員工所擁有的技術(shù)領(lǐng)域，從而造成信道估計(jì)效率以及準(zhǔn)確度的下降[3]。

5、其他關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的不成熟也是影響超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的阻礙，想要提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾示托枰獜木W(wǎng)絡(luò)的通暢度以及網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議方面下手，通過對(duì)MAC鏈路層等多方面的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，是解決網(wǎng)絡(luò)問題的有效途徑。MAC的設(shè)計(jì)優(yōu)化與超寬帶無線通信的物理層優(yōu)化是相輔相成的，而鏈路層的設(shè)計(jì)主要考慮IR的細(xì)節(jié)方面即可。想要跨越網(wǎng)絡(luò)層對(duì)超寬帶無線通信技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，前提應(yīng)對(duì)物理層與網(wǎng)絡(luò)高層協(xié)議之間的關(guān)系進(jìn)行了解，以便更好的把握彼此之間的需求。

三、結(jié)束語

超寬帶無線技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的方向，無論是國(guó)家、企業(yè)還是個(gè)人，只要掌握了超寬帶無線通信的技術(shù)，就能夠把握未來的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)。因此，加快科研資金的投入，發(fā)揮企業(yè)以及個(gè)人的創(chuàng)新能力，對(duì)推動(dòng)超寬帶無線通信技術(shù)向前發(fā)展具有重要的意義。