高速无线通信系统
high data rate wireless communication system
高速无线通信系统
基于3个网页-
high speed wireless communication system
高速无线通信系统
基于2个网页-
wireless communication with high speed
高速无线通信系统
基于1个网页-
high-speed communication systems in limited transmission bandwidth
simulation of high speed wireless communication system
因此，OFDM已成为未来高速无线通信系统4G的支撑技术。
Therefore, OFDM has been a support technique in the 4G wideband wireless communication systems.
在高速无线通信系统中，信道均衡技术可有效消除码间干扰。
In high-speed wireless communication systems, equalization process is needed to suppress the intersymbol interference(ISI).
正交频分复用（OFDM）技术和多输入多输出（MIMO）技术是适用于高速宽带无线通信系统的关键技术。
Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) techniques and Multiple Input Multiple Output (MIMO) techniques are the key techniques of high-speed wireless communication system.
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感谢您的反馈，我们会尽快进行适当修改！无线通信室内覆盖标准年底制定完成
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无线通信室内覆盖标准年底制定完成
作者： 梁臣
　　飞象网讯 9月23号，记者从中国泰尔实验室获悉，我国无线通信室内覆盖系统标准正在制定当中，目前已提出了6个系列的标准，并将于10月中旬在CCSA联合工作组的会议上进行专题讨论。 　　全部标准有望年底完成　　目前，移动电话的通话盲区多出现在建筑物间和建筑物内，室内场所通话质量相较于室外通话还不理想。我国现有的无线室内覆盖环境的现状是多制式多系统共存，不同制式的传输频段和调制方式不同，造成了电磁传播的复杂环境。　　“由于无线室内覆盖存在着技术实现、建设、系统维护及质量保证等问题，所以急需制定有指导性意义的标准文件，而且目前没有可以直接对应和参照的国际标准。”中国泰尔实验室无线部副主任李莉莉表示。　　她透露，目前提出的6个相关标准分别是：总体技术、电缆、有源设备、光纤设备、无源器件以及测试和检验方法。同时，全部标准应该是在年底完成。　　据记者了解，载波池、变频放大器等标准还在进一步研究中。此外，干放标准及直放站的数字新技术应用也正在着手研究。　　相关专家指出，无线通信室内覆盖系统系列标准的形成，对于规范和引导我国多系统多制式的移动通信网络室内覆盖系统的快速发展具有重要意义。　　3G室内覆盖是用户体验关键　　室内环境中的无线网络覆盖不仅是实现无缝隙通信的一种有效措施，也是对3G时代高速数据业务推广的良好铺垫。　　报告显示，3G时代90%以上的数据业务都发生在室内。因此，良好的3G室内深度覆盖，是满足用户体验的关键所在，也是运营商竞争水平和竞争差距的实力体现。　　TD-SCDMA产业联盟产业协调部经理王鹏向记者表示，3G室内覆盖需要重点解决的问题之一是业务质量。因为建筑物高层空间极易存在无线频率干扰、服务信号不稳定，会出现乒乓切换效应、导频污染现象，导致话音和视频通话质量难以保证，并出现掉话现象。　　在谈到TD室内覆盖系统的发展趋势时，王鹏认为飞蜂窝技术可有效解决家庭和室内办公场所低功率覆盖问题。并且今后的TD设备将充分利用计算机技术和自适应技术，实现对系统设备的自适应调整，同时向更加完善的智能化远程管理方向发展。（记者 梁臣）
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西安电子科技大学通信工程学院高速移动环境下无线通信面临的问题探讨西安电子科技大学通信工程学院西安电子科技大学通信工程学院目录一、概述二、信道的时变特性三、影响无线通信系统传输性能因素分析四、多普勒频移估计、补偿与跟踪五、时变信道估计方法六、克服信道变化方法七、总结西安电子科技大学通信工程学院一、概述高速铁路和高速公路的开通和应用,使未来移动通信系统面临高速移动环境。在高速移动环境下，无线通信系统会产生大的多普勒频移，信道会发生快速变化，这些变化会严重地降低移动通信系统的性能。西安电子科技大学通信工程学院一、概述续针对高速移动环境下的移动通信系统，帧、时隙和下行链路的切换参数，子帧中导频/前导插入频率等方面进行考虑。西安电子科技大学通信工程学院移动速度在120km/本上可以达到性能指标要求。但随着速度的进一步增加，高码率和高阶调制组合的高速率传输方案逐渐达不到性能指标要求，且存在差错基底（一、概述续西安电子科技大学通信工程学院二、信道的时变特性道模型西安电子科技大学通信工程学院ABCE50km/00km/00km/1000mN/A300m0m2m2m1SLS道模型续西安电子科技大学通信工程学院00.511.52时间序号子载波序号幅度0.20.40.60.811.2符号序号子载波序号幅度符号序号子载波序号幅度K9K18西安电子科技大学通信工程学院道多普勒谱理想实际实际实际信道的多普勒谱将引起系统产生时变的载波频率偏移。西安电子科技大学通信工程学院三、影响无线系统传输性能因素分析同低速移动通信系统相比,在高速移动环境下，影响移动通信系统传输性能的主要因素有两个变载波频率偏移,载波频率偏移使采用多载波技术体制的上下行链路符号内产生子载波间干扰用户间产生多用户间干扰降低系统性能。于多载波技术传输体制快速变化的信道是多载波符号内部产生子载波间干扰，不同的多载波符号间产生时间选择性衰落。由于插入导频密度的限制，快速变化的信道还使信道估计性能性能恶化，从而降低整个系统的性能。西安电子科技大学通信工程学院例如高速列车时速高达350接近100m/s，载波频率考虑最高多普勒频率为746据用子载波间隔归一化后为虑上下行链路之间的关系和系统特点，系统可能面临的归一化最高多普勒频率为补偿西安电子科技大学通信工程学院4–5of能忽略.续in西安电子科技大学通信工程学院续校正后的多普勒谱接收到的多普勒谱西安电子科技大学通信工程学院变信道快速变化的信道对于多载波体制的通信系统的影响可以分为三个方面（1）符号内部产生子载波间干扰，（2）符号间选择性衰落，（3）恶化信道估计性能。（1）符号内部产生子载波间干扰0.020.030.040.050.060.070.080.090.归一化的频偏值εdBk9k18350km/0km/0km/0km/080fdHz个符号内多普勒频移和载干波变化曲线k9k18西安电子科技大学通信工程学院R（16QAMK9一帧中符号内信道变化16QAMK9一帧中符号内信道不变16QAMK18一帧中符号内信道变化16QAMK18（1）符号内部产生子载波间干扰变信道续西安电子科技大学通信工程学院（2）符号间选择性衰落符号序号子载波序号幅度符号序号子载波序号幅度10s/No（k9）子帧内信道不变（k18）符号间信道变化（k9）符号间信道变化（k18）变信道续西安电子科技大学通信工程学院（3）信道估计性能的恶化变信道续西安电子科技大学通信工程学院在高速移动环境下，要进一步提高移动通信系统传输性能需要解决的主要问题有（1）下行多普勒频移引入的时变载波频率偏移的估计、跟踪与校正上行多用户时变载波频率偏移的估计、跟踪与校正（4）克服符号间信道变化引起的时间选择性衰落问题（2）上下行链路快速时变信道的精确估计问题（不改变导频插入格式），是系统进行均衡、干扰抵消和分集处理的基础。（3）上下行链路多载波符号内部子载波干扰消除问题要解决的问题西安电子科技大学通信工程学院为了克服多普勒频移的影响，我们将抗多普勒频移分成时变频偏估计、跟踪与补偿三个阶段。多普勒频移引入时变频偏估计的方案有两种第一种是上下行链路利用接收信号的特征进行估计在移动速度达到350km/一个时隙或子帧内，列车移动距离大约在变的频偏可以近似为不变，通常以时隙或子帧为单位进行时变频偏估计第二种是利用列车传感器给出的速度和相对于基站的位置信息，实时计算出由于移动引入的多普勒频移。四、多普勒频移估计、补偿与跟踪西安电子科技大学通信工程学院多普勒频移引入时变频偏跟踪是在估计的方案基础上，列车在小区内运行时，可通常采用多普勒频移引入时变频偏补偿的方案有两种，一种是上下行链路分别补偿第二种是预补偿，利用上行链路估计结果，对下行链路进行预补偿。普勒频移引入时变频偏估计多普勒频移引入时变频偏估计中，我们研究了第一种利用接收信号的特征的估计方案。频偏在上行和下行链路中都使接收信号产生时变的相移。多普勒频移引入时变频偏的特性类似系统存在的剩余载波频率偏移，通过估计相移得到频偏。可以使用的算法有基于频辅助的估计方法（判决数据辅助的估计方法（。四、多普勒频移估计、补偿与跟踪续西安电子科技大学通信工程学院3510RdBk9CPk18DDk9DDk18pilotk9pilotk10RdBk9理想k18CPk9CPk18DDk9DDk18pilotk9pilotk1普勒频移引入时变频偏估计续西安电子科技大学通信工程学院在用户从一个小区软切换到另外一个小区时，由于两个小区给用户发相同的数据，两个小区的多普勒频移符号相反，这些方法的估计性能恶化。普勒频移引入时变频偏估计续在这种情况下，需要采用同步信道数据进行多普勒频移引入时变频偏估计。西安电子科技大学通信工程学院采用同步信道数据互相关处理进行多普勒频移引入时变频偏估计普勒频移引入时变频偏估计续西安电子科技大学通信工程学院由于多个用户信号的混合，在多普勒频移引入时变频偏估计中，需要对各个用户信号进行分离。分离可采用时域或频域滤波的方法。普勒频移引入时变频偏估计续西安电子科技大学通信工程学院3510R（K9RSK9DDK9DDK18RSK18CPK303510R（K9RSK9DDK9IdealK9CPK18RSK18DDK18IdealK1普勒频移引入时变频偏估计续西安电子科技大学通信工程学院影响上行链路多普勒频移引入时变频偏估计性能主要因素是多用户干扰，使系统性能产生差错基底。要消除差错基底需要开展多用户信号分离和用户间干扰抵消方法的研究。上行链路多普勒引入时变频偏估计与下行链路不同，在切换时不存在下行链路的状况。普勒频移引入时变频偏估计续西安电子科技大学通信工程学院普勒频移引入时变频偏跟踪cosdftft??对于一个基站覆盖的小区范围内，不同位置处的多普勒频移是不同的假设火车距离基站的最初距离为500m，基站离铁轨的最近距离为50m，火车移动速度为350km/h。在一个基站小区范围内由多普勒引起的频移是不断变化的，且在一个小区覆盖范围内估计得到的频偏值在实际频移值周围具有较大的波动。50m?5003kmkm西安电子科技大学通信工程学院为了更好的跟踪实际频移变化，假设以一子帧（1测量单位，在此采用表达式为??111nnn????????????车速为350km/（时间间隔1普勒频移引入时变频偏跟踪续西安电子科技大学通信工程学院车速为350km/.040..06TimesmsR模型后的频偏值实际频偏值.040..06TimesmsR普勒频移引入时变频偏跟踪续K9K18西安电子科技大学通信工程学院普勒频移引入时变频偏补偿多普勒频移引入时变频偏的补偿方案可以采用两种,第一种是直接补偿，即上下行链路分别补偿,第二种是预补偿方案,即上行链路估计与补偿,利用对下行链路进行预补偿,可以简化用户终端的复杂度。西安电子科技大学通信工程学院在具有多用户环境的上行链路中，多个用户具有不同多普勒引入时变载波偏移,多用户频偏估计、多用户频偏补偿的方法有待于进一步提高，低复杂度的用户数据分离方法和基于频偏带来干扰的频域抵消方法有待于进一步深入研究。要进一步研究的问题西安电子科技大学通信工程学院五、时变信道估计方法在高速移动环境下，大的多普勒频移引起了信道的快速变化，若仍采用传统的信道估计方法来估计信道，则得到的系统的性能较理想性能仍有较大损耗。下行链路采用户收到的是一个常假定信道是不变的。当假设条件不满足时，信道会在西安电子科技大学通信工程学院.511.5一个符号内的采样点序列幅度莱斯因子18莱斯因子90.020.030.040.050.060.070.080.090.归一化的频偏值εdBk9k18350km/0km/0km/0km/个符号内信道引入的干扰较小。因而在可以近似认为在一个符号持续时间内近似不变。行链路西安电子科技大学通信工程学院行链路续瑞利信道中，快速变化信道引入西安电子科技大学通信工程学院但符号间的变化不可忽略。000.511.5一个子帧内的采样点序列幅度莱斯因子18莱斯因子行链路续00.511.5符号序号子载波序号幅度西安电子科技大学通信工程学院下行链路的信道估计采用导频辅助的信道估计方法，一个符号内部，在频域采用内插的方法获得其它子载波上的信道传输系数。由于信道快速随机变化，不能采用具有导频符号上的信道估计代替，必须采用时域内插方法以提高估计精度。行链路续西安电子科技大学通信工程学院导频符号上的信道估计的精度和内插方法直接影响系统信道估计的精度，决定均衡后系统的性能。为此在研究中针对下行链路的特点，开展了提高导频上信道估计精度方法和提高内插精度的方法研究。行链路续西安电子科技大学通信工程学院行链路续西安电子科技大学通信工程学院提高导频上信道估计精度方法的性能10RdBRdB法专利门限方法基于变换域方法新方法理想pilo行链路续西安电子科技大学通信工程学院10roposednew2个符号一起拟合Proposednew4个符号一起拟合ProposednewProposednew符号间内插判决IdealIdealpiloroposednew2个符号一起拟合Proposednew4个符号一起拟合ProposednewProposednew符号间内插判决IdealIdealpilo行链路续提高信道估计插值精度的性能西安电子科技大学通信工程学院根据上行链路中可以利用的资源。其信道估计采用基于块状导频的信道估计方法，利用块状导频估计出的信道系数，通过内插或多项式拟和等方法获得其它位置符号上的信道传输系数。行链路西安电子科技大学通信工程学院行链路续.70.80.911.11.21.31.41.5符号序号信道系数幅度值内插外扩多项式拟合外扩多项式拟合判决理想.40.200.20.40.60.81符号序号信道系数相位值内插外扩多项式拟合外扩多项式拟合判决理想信道传输系数内插、多项式拟、判决拟和效果西安电子科技大学通信工程学院3510R（内插多项式拟合多项式拟合1次判决多项式拟合2次判决多项式拟合3次判决多项式拟合4次判决3510R（1次判决多项式拟合2次判决多项式拟合3次判决多项式拟合4次判决行链路续西安电子科技大学通信工程学院六、克服信道变化方法对于采用道变化的影响主要表现在两个方面，第一个方面是在一个符号持续时间内信道的变化主要引入子载波间干扰，第二个方面是信道变化引起时间选择性衰落。对于采用在接收端处理中采用频域均衡，信道变化的影响与下行链路类似，对于高铁环境下小的时延扩展，如采用时域均衡，则可以减小或消除在一个号内频域子信道引入的干扰使得系统性能仅受到信道变化引起的时间选择性衰落的影响。西安电子科技大学通信工程学院服一个符号内信道变化引起干扰的方法当速度进一步增加，莱斯因子进一步降低，一个符号内信道变化引入的以采用干扰抵消的方法进行消除。主要消除方法有判决反馈干扰消除方法、循环延迟分集和多普勒分集等.西安电子科技大学通信工程学院（1）瑞利信道中，快速变化信道引入服一个符号内信道变化引起干扰的方法续西安电子科技大学通信工程学院2循环延迟分集服一个符号内信道变化引起干扰的方法续..DM符号CP1?1y2y1?1被复制的数据部分西安电子科技大学通信工程学院服一个符号内信道变化引起干扰的方法续2循环延迟分集西安电子科技大学通信工程学院服一个符号内信道变化引起干扰的方法续2循环延迟分集西安电子科技大学通信工程学院多普勒分集技术方案服一个符号内信道变化引起干扰的方法续去/S?S/??12xjf2f??10,?11,f???0,?1,f???110,f??111,Nf???0,f??1,Nf?0Z1判决判决西安电子科技大学通信工程学院符号间的信道变化不能忽略，这些变化将引起时间选择性衰落导致系统随着信噪比的增大，服符号间信道变化的方法R（6QAMK9一帧中信道不变16QAMK9一帧中每个符号上信道不同16QAMK18一帧中信道不变16QAMK9克服时间选择性衰落方法主要有发射分集和多普勒分集等技术。西安电子科技大学通信工程学院（1）发射分集发射分集空频码和空时码服符号间信道变化的方法续西安电子科技大学通信工程学院10ldfd746HZproposedfd746HZoldfd1200HZproposedfd53010ldfd50HZproposedfd50HZoldfd200HZproposedfd200HZoldfd400HZproposedfd400HZoldfd746HZproposedfd746H1天线服符号间信道变化的方法续西安电子科技大学通信工程学院服符号间信道变化的方法续多普勒分集西安电子科技大学通信工程学院多普勒分集性能服符号间信道变化的方法续西安电子科技大学通信工程学院七、总结影响性能主要因素有两个多普勒引入的时变载波频率偏移和信道的快速变化。1、多普勒引入的时变频偏问题（1）在估计方法的研究中，上行链路需要考虑多用户分离和用户间不同多普勒频移引入的干扰问题。（2）在跟踪方法研究中，采用一阶更新因子可以实现良好的跟踪。（3）在补偿方法研究中，直接补偿适用于接收分集，预补偿适用于发射分集。上行链路的补偿还需要考虑多用户问题。西安电子科技大学通信工程学院七、总结（续）2、信道的快速变化问题（1）快速变化影响了信道估计的性能，信道估计需要充分考虑快速变化的影响，在既定的导频密度上，从提高导频信道估计精度和提高内插或拟合精度等角度提高快速变换信道的估计精度。（2）信道变化时间选择性衰落，需要从发射分集、接收分集、基于预编码的多普勒分集等方面，克服时间选择性衰落的影响，尤其是对高阶调制下的影响。（3）信道变化在一个多载波符号中引入子载波干扰，需要从干扰抵消、循环延迟分集、过采样分集等多个方面研究提高系统在高阶调制时的性能。西安电子科技大学通信工程学院谢谢
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无处不在，无时不在---无线通信技术在高速公路应用的探讨
　《中国交通信息化》杂志　记者
　　“我是‘天鹰’1号，现位于西藏阿里地区神山下，目前已完成全部预定项目测试，设备运行稳定，工作状态正常！”，在西藏自治区交通应急指挥中心，一条条应急指挥口令清晰地从北京直接下达，一幅幅视频图像流畅地传输到拉萨。指挥中心的大屏幕上，不停地交替显示着从北京、西藏阿里、重庆、黑龙江传来的实时监控图像，这是前不久西藏交通移动应急通信指挥平台开通的现场。中国交通通信信息中心工程师李晋介绍说，此次开通的西藏交通移动应急通信指挥平台不但可以实现在西藏公路各类灾害频发、公众通信中断时，快速构建、接入、传输，灾情视频、图片和各类信息数据的采集、上传；同时，可在应急现场实现与省级、部级的信息互联互通、多方协同。　　交通移动应急通信指挥平台对应急指挥反应能力的提升，正是基于无线通信技术手段的支撑。中国交通通信信息中心的钟南，在《交通移动应急通信指挥平台标准体系构建思路》一文中认为，“交通移动应急通信指挥平台由应急通信指挥车（载体平台）和通信网络构成，其中通信网络部分是实现应急指挥功能的重中之重，也是制订相关建设标准的切入点。”有着同样见解的，还有北京交科公路勘察设计研究院的盛刚，“随着技术发展，以及国家、部和省级交通主管部门对于交通信息化、应急救援、社会服务等的要求越来越高，无线通信技术必将在高速公路领域有重大作为”，他认为“高速公路无线移动通信目前仍处于发展的初级阶段，利用卫星、公网等手段的移动应急通信目前比较成熟，但高速公路无线通信走廊发展比较慢，关键在于没有一个性价比合适的无线技术在高速公路应用。”　　在《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》中，要求应用新一代信息技术，建立一个更加全面、深入的交通运输运行监测“感知”系统，并通过更广泛的互联互通，实现交通运输系统的全网联动和协同应用，在提高运行质量、保障安全应急、强化决策支持、服务百姓出行方面取得明显成效。 有关专家指出，随着“十二五”规划的展开和各地交通信息化的推进，基础通信网络的规模会不断增大，管理与服务的不断提升，也使得信息交互的容量与频率级数增长，要有充分可靠的通信手段来解决人、车、路三者之间的通信问题，这为移动宽带网络的发展带来了机遇。怎样抓住机遇并把握机遇，高速公路机电通信专家，北京交科公路勘察设计研究院吴建华的疑问，也正是行业人的疑问，“首先理解高速公路用户有哪些问题需要解决，我们可以用哪些通信手段来解决，哪些厂家又有这样的能力来解决，最后规范化、标准化。目前，无线通信技术在高速公路没有得到很好的利用，还没有一个很好的模式，这的确是个问题。”　　无线通信技术在高速公路的应用，我们尚缺乏清楚的彼岸灯标，在技术发展的爬坡阶段，更缺少清晰的应用路线图，但我们把关注点放在了未来，尝试着去研判、描摹多年以后高速公路通信智能化的具体图景，定位于未来，不是去回避现实，而是为现实去寻找可能的通路。
　　年，全国干线公路交通阻断平均发生3700余起，平均每次拥堵时间175小时。年均拥堵和中短里程累计20万公里，年均增长30%。年，全国公路交通事故120万起，死亡近30万人，直接经济损失120亿元，营运车辆事故万车死伤人数45人。近年来，高速公路突发事件造成的人员伤亡、经济损失影响巨大，对公共安全环境造成了不良影响和严重危害。《国务院关于全面加强应急管理工作的意见》把“加强应对突发应急事件的能力建设”列为各级部门的首要工作。交通运输部发布的《全国公路网管理与应急处置平台建设指导意见》中明确要求建设移动指挥平台。　　在高速公路实际的建设和管理中，也存在一些亟待解决的问题，路段建设存在业务标准不统一，互联互通有障碍；路段监控信息点覆盖率低，信息收集不完善；与周边路段信息缺乏共享，不足以支撑应用；应急指挥与应急救援时难以及时了解真相；没有统一的综合管理与应用平台，信息化手段单一。我国高速公路的发展已经进入了快车道，高速公路的信息化和智能化程度却跟不上交通行业基础建设的步伐，但在日常建设和管理中所要面临的问题是实实在在。由于高速公路线性的特点，受到投资规模、供电及传输通道等因素的限制，监控系统布设密度非常有限，存在很多监控盲区。同时，主干交通闭路电视系统主要依靠光缆进行传输，一旦光缆意外中断，道路监控处于完全“失明”的状况。在各类紧急事件处置和救援中，由于事故现场的随机性和不确定性，仅靠有线通信无法实现。
　　如果退回到十年前，无线通信在高速公路领域应用还只能被认为是一个无法触碰的概念，但如今，技术的飞跃发展给了我们太多想象空间，也充分赋予了这些想象以落地生根的可能性。科技是跨行业的。当一批批优秀的军用科技化身为与国计民生相关的关键技术时，我们则开始把它们引入到高速公路领域中来。从这个角度看，我们不能不说，数字化时代让无线通信技术大放异彩，而高速公路正是要借助时代的东风，再次让自身的信息化水平得到新的飞跃。　　数字集群――不是简单的“对讲机”　　数字集群是一种专用业务调度系统，也是专用无线电调度系统的高级发展阶段，过去的无线电调度系统是单信道调度通信，一个人讲，许多人都能同时收听。而数字集群是能够通过拨号实现寻呼的无线调度网。它除了具备公众移动通信网（GSM、CDMA）所能提供的个人移动通信服务外，还能实现个人与群体间的任意通信，并可进行自主编控，是集对讲机、GSM、CDMA和图像传输于一体的智能化通信网。集群系统是把有限的信道集中起来，通过自动、动态、快捷的分配方式，建立一套统一的无线电调度系统，采用统一的频率。也就是说，它是“集个体为群体，变专用为公用”。　　独立建设的专用集群系统以其特有的调度、指挥、群组通信等功能，在高速公路紧急救援的统一指挥、快速反应、资源共享、联合行动等方面，具有普通公众移动网不可比拟的优势，集群系统主要提供专网内的无线通信，但它并不孤立――通过通信服务器，与无线调度服务器来控制程控调度交换机与无线基站，实现有线与无线的自动转接调度功能。　　WLAN――宽带之翼　　WLAN就是无线局域网络，利用无线射频技术在空中传输数据，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。WLAN的技术包含两个部分：无线网卡和无线接入点，无线接入点又称为AP，就是无线网络信号的发射“基站”。IEEE802.11b国际标准，也叫WiFi，采用频段是2.4GHz，目前802.11b协议已经称为无线局域网普及的主题标准。随着高速公路的快速发展，单纯的有线组网已不能完全满足需求，WLAN作为无线网络的一种特殊使用方式，逐渐被集成商看好，越来越多的监控系统采用无线的方式，建立监控布设点和中心之间的连接。　　3G――宽带无线时代　　3G是指第三代移动通信技术，相对于第一代模拟移动通信和第二代GSM技术，第三代移动通信技术是指将无线通信与互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信技术，应该说3G的历史使命，就是在移动语音的通信基础上提供带宽的数据通道。3G的任何一种制式，其传输速率在高速移动环境中应达到144kbit/s以上，步行慢速移动环境中支持384kbit/s以上，静止状态下支持2Mbit/s以上，其设计目标是为了提供比2G更大的系统容量、更好的通信质量和更高的数据传送带宽，而且能在全球范围内更好地实现无缝漫游，并支持语音、图像、视频流等多种媒体形式。　　国际电信联盟(ITU)目前一共确定了全球四大3G标准，它们分别是WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA和WiMAX。选择不同的标准，就是选择不同的无线接口，也就意味着选择解决问题的不同方式和方法。通信系统的目的就是准确而快速地传送数据比特，就像不同的方法解决交通拥堵一样。WCDMA(宽频分码多重存取)，突出一个“W”即直接扩频，就相当于马路直接扩宽，它的载波带宽达到5MHz。当占地面积不能再增加，又如何拓宽道路，CDMA2000（多载波分复用扩频调制），在信息路上建高架桥是个不错的选择，不过还需要加上分流措施。数字比特流在无线信道中传送就像繁忙的交通在纵横交错的城市道路上流动，流量虽大，但要有秩序。不同方向的数字比特不是在新兴的立交桥上，而是在TDS-CDMA(时分同步码分多址接入)智能天线里在不同时隙通过。　　WiMAX（全球微波互联接入），以其多方面的“独特性”成为3G标准的后起之秀，WiMAX又称为“802•16无线城域网”，有802.16d和802.16e两个标准，无线信号传输距离最远可达50公里，能提供面向互联网的高速连接，适用于静止和半静止状态访问网络，其传输速率最高可达75M左右，移动速率支持120 km／h。WiMAX能提供许多种应用服务，包括最后一英里无线宽带接入、热点、移动通信回程线路以及作为商业用途在企业间的高速连线。除这些可能的应用之外，此项技术也具有提供连接偏远地区与骨干网络间网络传输的应用潜力。建造一个WiMAX基站作为连接原有的无线发射塔或甚至作为一个独立的传递中心都会比发展一个有线方案的成本要少，而一些低人口密度及平坦区域也都特别适合WiMAX及其传输距离。WiMAX提供了加密机制，确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好是未来移动技术的发展方向。　　LTE――更扁平，更高效　　LTE这个词的含义是长期演进的意思，它被视作从3G向4G演进的主流技术，通俗地称为3.9G。演进包含两方面，一方面是核心网的演进，叫做系统架构演进，也就是全IP的分组交换核心网；另一方面是无线接入网的演进，两者相加构成了演进分组系统。不管怎样演进，LTE与传统蜂窝系统变革最大的部分，就在于网络的扁平化。组织结构管理层次的精简，尽量形成一条最短指挥链，在企业管理由传统的金字塔转向扁平化之时，移动通信网络几乎也发生了类似的变化，减少层级，减少时延，LTE的网络反应速度更快，更高效。LTE改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM（正交频分复用）和MIMO（多入多出）作为其无线网络演进的唯一标准。OFDM，就是多载波调制的一种，就像机械弩并行连发数箭的方式，射箭效率提高，射程也远了。MIMO就是同时使用多个天线发射、多个天线接收的技术，可以带来空间分集增益，相比原来一根筋的单通道而言，也就是“条条大路通罗马”的技术。通过纵向删减，横向拉通，LTE网络可以在20MHz频谱带宽下，提供下行100Mbi/s与上行50 Mbi/s的峰值速率，并能在350 km／h的高速移动的情况下达到良好的接收效果。和现有的3G及3G+技术相比，LTE除了具有技术上的优越性之外，也提供了更加接近4G的一个台阶，使得向未来4G的演进相对平滑，是现有3G技术向4G演进的必经之路。
　　无线信息高速公路上跑的车不仅越来越快，而且样式不断翻新。这客观上迫使人们不断探讨提高这个高速公路承载能力的途径，有的人建议不断拓宽公路（带宽），有的人建议公路分层分流（多载波），还有的人建议提高汽车本身的机动性能（Qos）和可靠性（无差错传送）等等。无线通信的发展就是人们不断追求在有限的带宽上实现更高速率、更高质量、更丰富业务的过程，同人们对交通智能化的期待如出一辙。人们经常会对遥远的过去充满怀念，也对美好的未来充满期待，但唯独对当前的情况感到不满，推陈出新的技术到底怎样实现又如何用好，高速公路上空飘荡的无线电波，到底能解决什么问题又如何解决，下边就用几个典型案例为大家寻找答案。　　施工现场的无线视频监控方案　　问题：深港特大桥跨越横门西水道，桥梁分左右两幅修建，全长1.98km。目前桥梁主体远未完成，处于施工阶段，未设置任何视频监控设备，且无通信管道、光缆等设施。此方案实施后，不仅要实现在施工阶段对建设现场的实时监控，而且在施工结束后，能够利用现有设备和资源，实现运营阶段对桥面及航道的监控。　　方案：本项目敷设一条4芯光缆至河道西岸，采用无线点对点传输，有线汇集组网方式，无线网桥的布设均在可视环境，无需中继设备，因此采用一点对多点微波传输。由于监控点分散布设，本项目采取视频图像在前端机箱内编码，深港特大桥1、2号墩和河道东岸上的监控点通过无线传输网桥1、2、3将视频图像传输到河道西岸，在CCTV1处利用无线接收网桥接收视频，与同在西岸的CCTV2图像汇集后，利用运营商光纤网络传输至中山港收费站机房接入中山市交通集团通信网络，如图所示。无线传输设备主要包括无线传输网桥、无线接收网桥、天线等。前端存储码流≥512kb/s，前端存储：160G。　　效果：整个无线监控系统搭建合理，传输速率满足实际需求，进行位置切换、多屏显示和变焦等操作时画面延迟小，图象清晰。施工时安装快速，维修检测方便；外场设备可重复利用，并可根据施工进度调整到其他监控点。通过组建基于WLAN的无线视频监控系统，此方案不仅满足了建设单位施工阶段的管理要求，并为运营阶段桥面监控奠定了基础。　　无线数据传输方案　　问题：杭金衢高速公路全长 290 公里左右，是国家交通干线的主要枢纽。全路段车流量较大，设计通行量为双向每天2.5万辆，目前杭金衢高速公路的断面交通量已达到7〜9万辆/天，新岭隧道断面交通量已达到6.9万辆/天。在新增外场监控、交通诱导设施的项目中，由于杭金衢沿线大部分为软基路段，路面沉降严重，建设期间埋设的管线部分已不能使用。在如此大的流量下，重新敷设全线的光缆基本无法实施。　　方案：高速公路地域空旷、线路长、各地区环境的不同，采用无线瘦AP技术设备建立网络。主干传输采用华为通信系统的SDH设备，每个收费站点提供以太网接口。以收费站为基点，向主线两个方向利用AP终端无缝覆盖，采用大功率AP和高增益天线，室外型AP由外向里发送信号，阻隔较少，高功率穿透力强。AP的连接可采用有线中继、2.4G或5.8GHzWIFI网桥或MESH网络，可提供高达300Mbps的高速数据传输通道。后期若扩展网络，无线接入点可以通过情报板上新增的点对点设备转发，最后接入收费站的有线网络，从而打通了WIFI无线接入点到通信系统的链路。　　效果：进行中大型规模的外场覆盖，需考虑现场的无线传播环境、空间面积、平面分布、设备位置等来确定单个AP在该空间内可能的覆盖范围和效果。采用这种WIFI信号源接入有线通信系统的方式，使用独立AP交叉布点覆盖，完成无缝覆盖的良好效果，满足用户的需求。　　TD-LTE覆盖方案　　问题：江苏移动在机场高速进行了TD-LTE的业务体验。这是国内建设的唯一高速公路（南京机场高速）覆盖网络，机场高速TD-LTE业务主要通过在机场大巴上安装CPE，将TD-LTE信号转化为WIFI信号，用户利用智能手机、平板电脑或笔记本电脑通过WIFI接入LTE网络，提前免费在机场大巴上享受LTE高速宽带业务体验。高速移动引起的多普勒频移；频繁切换以及车厢的穿透损耗和阴影衰落都是更大的挑战，要使TD-LTE系统在高速公路场景能具有很好的无线覆盖和业务体验，必须通过网络规划或技术手段解决上述问题。　　方案：高速公路场景的网络规划采用小区合并组网方案，减少小区间的切换和重选；在进行高速公路场景组网覆盖时，采用低频段进行覆盖。进行邻区规划时，每个小区一般只规划两个邻区，减少终端的测量时间，增加切换的准确性和及时性。为了抑制多普勒频移以及同频干扰，需要在高速公路场景使用一些关键技术，在南京TD-LTE机场高速覆盖时采用了线性插值算法来补偿频偏，在高速公路的实验中性能稳定。高速公路场景TD-LTE网络优化主要通过工程优化和无线参数优化两种方式进行，工程优化主要调整天线方向角和天线下倾角，以及调整发射功率来达到优化网络覆盖RSRP和SINR的目的；无线参数优化主要通过调整算法、测量、业务等无线参数设置达到优化网络覆盖和业务性能的目的。南京机场高速公路规划建设有40多个站点，采用大唐移动高速公路综合解决方案，基站大部分选择与2G、3G共址的建设方式。试验网正式测试时选择覆盖较为连续的10个小区作为测试区域，　　效果：在实际多用户接入体验情况下，小区下行吞吐量可达20Mbps，单用户下行吞吐量1Mbps以上，视频流播放顺畅。网络的KPI性能测试结果，切换成功率、建立成功率都大于95%，可以达到组网要求。
　　当行业内的企业还在讨论不依赖电信运营商的3G网和4G网，必须要建立高速公路自己的无线专网的时候，大唐移动已经为4G商用做足了准备，在南京机场高速，TD-LTE网络覆盖组网方案和相关测试验证已经完成，大唐移动公司移动通信事业部市场总监董宇表示，高速公路场景仅仅是大唐移动多场景解决方案中的一种。行业内，关于是否建设高速公路专有网络的争论一直没有停止，专用无线网络良好的封闭性、安全性和移动增值业务是公共无线网络所不具备的，但投入成本大，建设周期长，又是专有无线网络的硬伤。“不管是专网还是公网，高速公路4G无线覆盖是未来发展的方向，高速公路运营管理单位，可以考虑根据路段具体情况引入4G无线通信系统，可以实现全程覆盖，也可以局部热点地区覆盖。” 北京交科公路勘察设计研究院张一衡，对未来高速公路通信发展有着自己的愿景，“4G与WIFI的结合，可以实现室内的，室外的，近距离和远距离相互结合的覆盖方式，与目前高速公路的光纤接入网、干线传输网结合起来，高速公路将实现一个很完整的通信系统，这是高速公路未来通信发展的突破口。”对于未来的设想，企业的思考会更加具体，“信息高速，享受旅途”，北京亚邦伟业技术有限公司于志刚有着相同的期许，“实现高速公路带状无线覆盖以后，就好像空中有朵无线的云在飘，它是一个无线信息平台，云中有很多信息节点，每个车辆相当于一个信息终端，与空中的云进行信息交互，车与车，车与路，车与城市网络之间实时互相连接，彻底解决交通的安全、拥堵、信息服务问题，打造一个和谐的交通场景。”　　寒来暑往，花谢花开，若干年中，技术的发展乱花迷眼，人们不禁感叹，这世界变化快，WiFi（无线局域网），WiMax（无线城域网），3G（无线广域网）以及4G（超速无线网络），他们的结合会创造出一个怎样的完美无线世界，不管你是谁，在何时，在何地，都可以与任何人自由的沟通，未来是无线的。
　　鸣谢　　北京交科公路勘察设计研究院&吴建华　　北京交科公路勘察设计研究院 &盛刚　　北京交科公路勘察设计研究院 &张一衡　　广东省公路勘察与规划设计院股份有限公司　关小杰　　杭州紫光捷通科技有限公司&徐红海　　北京亚邦伟业技术有限公司&于志刚
　　（原文刊载于2013年第1期《中国交通信息化》杂志上）
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