本科通信學(xué)畢業(yè)論文范文
隨著移動通信的大發(fā)展，無線通信日益受到重視，其地位變得越來越重要，其應(yīng)用也越來越廣泛。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的通信學(xué)畢業(yè)論文，供大家參考。
通信學(xué)畢業(yè)論文范文一：TD—LTE關(guān)鍵技術(shù)和引入策略研究
【摘 要】文章以TD-LTE的業(yè)務(wù)背景為切入點(diǎn)，在介紹TD-LTE的關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，對于在目前的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)與2G網(wǎng)絡(luò)并存情況下，考慮TD-LTE的引入策略以期降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，提升網(wǎng)絡(luò)利用效率，為LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供參考。
【關(guān)鍵詞】TD-LTE 業(yè)務(wù)需求 引入策略
1 概述
在移動通信話音業(yè)務(wù)繼續(xù)保持發(fā)展的同時(shí)，對IP和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持已經(jīng)成為移動通信系統(tǒng)演進(jìn)的方向。移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是推動目前移動通信技術(shù)發(fā)展的主要動力，TD-LTE作為準(zhǔn)4G技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率為中心目標(biāo)，以O(shè)FDM為核心技術(shù)，采用扁平網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在20MHz信道寬度下使下行峰值速率提高到100Mbps。如何引入LTE網(wǎng)絡(luò)，成為運(yùn)營商所關(guān)心的重點(diǎn)問題。
2 TD-LTE業(yè)務(wù)背景
3G網(wǎng)絡(luò)的規(guī)?；瘧?yīng)用推動了移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的井噴式增長，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)收入已經(jīng)成為運(yùn)營商業(yè)務(wù)發(fā)展的重點(diǎn)。與此同時(shí)，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的興起帶來了很多新應(yīng)用和新市場，移動視頻、大容量文件傳輸、移動互聯(lián)網(wǎng)這些高帶寬業(yè)務(wù)導(dǎo)致3G網(wǎng)絡(luò)容量和業(yè)務(wù)承載的壓力大大增加。
目前用戶對移動業(yè)務(wù)的新需求有以下方面：
(1)移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需求
已有的2G和3G網(wǎng)絡(luò)仍然是以話音通信為主，支持高速移動的網(wǎng)絡(luò)。隨著移動網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的融合加劇，大量的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)被移植到移動互聯(lián)網(wǎng)上，移動互聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地接入的方便性，使得人們越來越期望通過無線網(wǎng)絡(luò)獲得與固定互聯(lián)網(wǎng)同樣的速率和體驗(yàn)，提高移動數(shù)據(jù)傳輸速率的需求更為迫切。
(2)視頻類業(yè)務(wù)需求
移動視頻業(yè)務(wù)是3G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)特征之一。根據(jù)預(yù)測，在未來的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，視頻類業(yè)務(wù)將占據(jù)網(wǎng)絡(luò)總流量的28%，成為第二大流量業(yè)務(wù)。由于視頻類業(yè)務(wù)對于帶寬需求較高，目前的3G網(wǎng)絡(luò)對于視頻業(yè)務(wù)的支持也有一定局限性，為了更好地支持以視頻作為表現(xiàn)形式的各種業(yè)務(wù)(如多路視頻同傳業(yè)務(wù)等)，需要進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)帶寬。
(3)交互性業(yè)務(wù)需求
在目前的各種移動增值業(yè)務(wù)中，交互性業(yè)務(wù)多以休閑娛樂類的業(yè)務(wù)為主導(dǎo)，傳輸速率的限制使得移動辦公等業(yè)務(wù)推廣較慢。隨著業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)速率，才能更好地支持如大容量的文件傳輸、移動辦公、移動視頻會議以及在生活中的移動支付、導(dǎo)航、醫(yī)療等各種交互性業(yè)務(wù)的開展。
(4)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)人與物、物與物的通信，支持信息化，讓信息成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會改善的要素，被稱為信息社會的第三次大的變革。它將以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，大量進(jìn)行人與物、物與物之間的通信和信息聯(lián)絡(luò)也給網(wǎng)絡(luò)提出更大更高的需求，推動新一代寬帶無線接入技術(shù)的發(fā)展和普及。
由于各種新業(yè)務(wù)對于帶寬需求的不斷增長，推動了無線網(wǎng)絡(luò)的不斷演進(jìn)和發(fā)展。無線寬帶接入技術(shù)的快速發(fā)展也帶來了市場的激烈競爭，為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，3GPP R8推出以O(shè)FDM接入為核心技術(shù)，支持20MHz系統(tǒng)帶寬，扁平、高效網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的LTE技術(shù)。
LTE系統(tǒng)的技術(shù)需求目標(biāo)包括：更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用效率;提升小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)傳輸速率;無線接入網(wǎng)絡(luò)延時(shí)低于10ms;支持可變帶寬;支持異系統(tǒng)的協(xié)同工作;增強(qiáng)的MBMS;降低CAPEX和OPEX的成本;降低從R6 UTRA空口和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的成本;系統(tǒng)和終端具有合理的復(fù)雜性、成本和功耗;支持增強(qiáng)的IMS和核心網(wǎng);盡可能保證后向兼容，當(dāng)與系統(tǒng)性能或容量的提高矛盾時(shí)可以考慮適當(dāng)折衷;有效地支持多種業(yè)務(wù)類型，特別是分組域業(yè)務(wù)(如VoIP等);系統(tǒng)應(yīng)能為低移動速度終端提供最優(yōu)服務(wù)，同時(shí)也應(yīng)支持高移動速度終端;系統(tǒng)能工作在對稱和非對稱頻段;應(yīng)支持多運(yùn)營商的鄰頻共存。
3 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)
LTE系統(tǒng)同時(shí)定義了頻分雙工(FDD)和時(shí)分雙工(TDD)兩種方式。LTE TDD技術(shù)統(tǒng)一了最初提出的兩種幀結(jié)構(gòu)，以TD-SCDMA幀結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，為TD-SCDMA成功演進(jìn)到LTE以及4G標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。因此統(tǒng)一后所稱為的TD-LTE受到了廣泛重視，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在運(yùn)營商的大力支持下也得到了顯著發(fā)展。
(1)物理層技術(shù)
TD-LTE下行采用了OFDM技術(shù)，當(dāng)信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬時(shí)，信號通過信道后各頻率分量變化一致，經(jīng)歷平坦衰落，OFDM在頻域內(nèi)將給定信道分成多個(gè)窄的正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，且各子載波并行傳輸。OFDM還可以在不同的子信道上自適應(yīng)地分配傳輸負(fù)荷，對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。由于各個(gè)子信道的峰值正好位于其他子載波的頻譜零點(diǎn)處，來自其他子信道的干擾為零以及載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，動態(tài)信道分配，也提高了頻譜利用率。TD-LTE上行考慮手持終端的耗電問題，采用SC-FDMA技術(shù)，使用多個(gè)不同的正交子載波，這些子載波在傳輸中以串行方式進(jìn)行，在傳輸過程中才降低了信號波形幅度大的波動，避免帶外輻射，降低了PAPR(峰均比)。
(2)MIMO技術(shù)
MIMO在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線及接收天線，信號通過發(fā)射端和接收端的多個(gè)天線傳送及接收，提供不同的傳輸能力以及空間復(fù)用的增益。同時(shí)，多天線的波束賦型能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)的信號，這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。LTE的基本MIMO技術(shù)下行為2×2、上行為1×2天線陣列。
(3)扁平化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
為了簡化網(wǎng)絡(luò)和減小延遲，實(shí)現(xiàn)低時(shí)延、低復(fù)雜度和低成本的要求，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)“扁平化”、“分散化”的發(fā)展趨勢，改變傳統(tǒng)的3GPP接入網(wǎng)UTRAN的Node B和RNC兩層結(jié)構(gòu)，將上層ARQ、無線資源控制和小區(qū)無線資源管理功能在Node B完成，形成“扁平”的E-UTRAN結(jié)構(gòu)，接入網(wǎng)由演進(jìn)型Node B(eNB)和接入網(wǎng)關(guān)(aGW)構(gòu)成;LTE的eNB除了具有原來Node B的功能外，還承擔(dān)原來RNC的大部分功能，包括物理層(包括HARQ)、MAC層(包括ARQ)、RRC、調(diào)度、無線接入許可、無線承載控制、接入移動性管理和inter-cell RRM等。
E-UTRAN結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示：
(4)無線資源管理
下行放棄采用宏分集技術(shù);采用小區(qū)干擾抑制技術(shù)提高邊緣數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)容量;考慮系統(tǒng)內(nèi)切換和不同頻率、不同系統(tǒng)之間的切換。
4 TD-LTE引入策略
隨著TD-LTE產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的部署越來越近，對于已有2G和TD-SCDMA的中國移動來說，如何保護(hù)已有投資，順應(yīng)市場需求，有計(jì)劃、有步驟地引入LTE網(wǎng)絡(luò)是需要考慮的關(guān)鍵問題。
根據(jù)LTE產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程時(shí)間表，2010年下半年開始策劃規(guī)模實(shí)驗(yàn)，2012年實(shí)現(xiàn)規(guī)模商用，目前中國移動已經(jīng)過四期的TD網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，TD網(wǎng)絡(luò)在LTE規(guī)模商用時(shí)已經(jīng)達(dá)成一定的規(guī)模，因此LTE網(wǎng)絡(luò)必然是在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)上演進(jìn)而來。從標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)路線來看，有以下兩條途徑：
途徑一：TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)直接演進(jìn)為LTE網(wǎng)絡(luò);
途徑二：目前的TD網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到HSPA+后直接升級到LTE。
而在實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)路徑來看，途徑一的標(biāo)準(zhǔn)制定比較順利，廠家的支持程度較好，但是由于LTE在物理層及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面都有較大的更改，演進(jìn)不夠平滑，對于原來3G網(wǎng)絡(luò)的投資保護(hù)性差;途徑二由于實(shí)際上HSPA+的標(biāo)準(zhǔn)制定以及產(chǎn)業(yè)化程度落后于LTE，HSPA+是否引入存在不確定性，該途徑基本上不可能實(shí)現(xiàn)。因此，雖然LTE的引入對于原有TD網(wǎng)絡(luò)的利用性較差，但是目前LTE的引入只考慮從TD網(wǎng)絡(luò)直接演進(jìn)為LTE網(wǎng)絡(luò)。
在2G/3G長期并存的狀態(tài)下，LTE的網(wǎng)絡(luò)定位主要是高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補(bǔ)充：2G/3G網(wǎng)絡(luò)主要支持語音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);TD-LTE網(wǎng)絡(luò)保證海量的數(shù)據(jù)傳輸作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的重要補(bǔ)充手段。在這樣的網(wǎng)絡(luò)定位下，LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)各階段的引入策略如下：
(1)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期
在數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域建設(shè)LTE網(wǎng)絡(luò)有兩種建設(shè)方式：方式一為直接更換原有TD網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，2G與LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋;方式二為重新疊加一個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)。這兩種方式LTE作為2G或者2G/3G業(yè)務(wù)的補(bǔ)充覆蓋，起到分流的作用;同時(shí)，對于室內(nèi)等有高速率數(shù)據(jù)要求的區(qū)域進(jìn)行LTE的重點(diǎn)覆蓋，解決高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。
(2)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中期
逐步推進(jìn)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在數(shù)據(jù)熱點(diǎn)及部分有需求的城區(qū)進(jìn)行LTE建設(shè)，為城市區(qū)域提供LTE網(wǎng)絡(luò)，解決高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，或者為LTE與2G共存，或者為LTE與2G/3G共存，其共存的區(qū)域針對不同的業(yè)務(wù)需求混合組網(wǎng)，重疊覆蓋。
(3)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期
根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，有重點(diǎn)、有步驟地逐步擴(kuò)大LTE網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。在數(shù)據(jù)熱點(diǎn)區(qū)域，LTE單獨(dú)組網(wǎng);在其他區(qū)域，3G網(wǎng)絡(luò)對話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供支持，高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有LTE網(wǎng)絡(luò)承載。
5 結(jié)束語
作為準(zhǔn)4G技術(shù)，TD-LTE以高速率大容量的數(shù)據(jù)傳輸為重要目的，關(guān)鍵技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都有較大的改變。在與2G/3G將在一定時(shí)期內(nèi)長期共存的情況下，針對不同的定位和業(yè)務(wù)需求混合組網(wǎng)是較為合理的策略，有利于用LTE補(bǔ)充2G/3G網(wǎng)絡(luò)在高速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上的不足。隨著標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)成熟度的發(fā)展，以及TD網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步成熟，LTE網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際引入策略上可以進(jìn)一步細(xì)化。
參考文獻(xiàn)：
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通信學(xué)畢業(yè)論文范文二：一種單極鞭狀天線分析與設(shè)計(jì)
【摘 要】文章分析了一種單極鞭狀天線的工作原理、設(shè)計(jì)方法，并給出了模型天線。針對實(shí)測結(jié)果對天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，結(jié)果顯示天線工作頻率在334～346MHz，中心頻率為340MHz，在整個(gè)頻帶內(nèi)駐波系數(shù)小于2，增益較為穩(wěn)定，均值達(dá)到2.2dBi。這種天線體積小，重量輕，方便攜帶，重復(fù)性和一致性較好。
【關(guān)鍵詞】單極鞭狀天線 電性能 駐波系數(shù) 方向圖
1 引言
鞭狀天線由于尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊而在當(dāng)今各類通信設(shè)備中被廣泛應(yīng)用，其研究設(shè)計(jì)也因此受到廣泛關(guān)注。各種地面電臺及車載電臺配用了形式多樣的鞭狀天線，在艦船上也?？吹搅至⒌谋逘钐炀€。由于鞭狀天線在物理尺寸上仍是小天線，尤其是HF頻段低端，電阻小、電抗大，匹配困難，因此大多數(shù)鞭狀天線應(yīng)用在窄帶工作狀態(tài)，帶寬大約在5%～10%左右[1]。單極鞭狀天線屬于鞭狀類里結(jié)構(gòu)頗為簡單的一種，適合于車載等便攜工作方式，體積小，輻射效率高，架設(shè)方便。
2 理論分析
本文設(shè)計(jì)的鞭狀天線結(jié)構(gòu)采用長度為1/2波長的單極子。單極天線是偶極子天線的一半，這種天線幾乎總是高于安裝地平面，其基本原理結(jié)構(gòu)如圖1所示，由長為h的直立振子和無限大的地板組成。地面的影響可用天線的鏡像來代替，這樣單極子天線就可等效為自由空間內(nèi)臂長為2h的對稱振子。當(dāng)然，這樣的等效僅對地面上的半空間等效，原因是地板以下沒有輻射場[2]。
2.1 輻射場與方向圖
架設(shè)在無限大理想導(dǎo)電平面上的單極接地天線產(chǎn)生的輻射場，可直接應(yīng)用自由空間對稱振子的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算[3]：
· (1)
式中Im為波腹電流。將Im=I0/sinβl，θ=90°-Δ，l=h，(I0為輸入電流，Δ仰角，h為單極子天線的高度)。代入上式，得：
·
(2)
由F(Δ)可知，水平面的方向圖是一個(gè)圓，即在方位面內(nèi)是全向性的。垂直平面的方向圖如圖2所示。當(dāng)h逐漸增大時(shí)，波形變尖;當(dāng)h>0.5λ時(shí)，出現(xiàn)副辨;在h=0.625λ時(shí)，副瓣最大值發(fā)生在Δ=60°方向上;繼續(xù)加大h，由于天線上反相電流的作用，沿Δ=0°方向上的輻射減弱。為此，h應(yīng)限制在0.625λ之內(nèi)。在中波波段，為了抗衰落，要求盡可能降低超過55°的高仰角方向上的輻射，為此，h應(yīng)盡可能大一些。一般情況下，h=0.53λ左右較為適宜。
從圖2可以看出：
(1)通常情況下，選用λ/4的單極子天線作為標(biāo)準(zhǔn)天線。其方向圖在水平面是一個(gè)圓，在俯仰面呈啞鈴型分布。而且，其輸入阻抗接近于50Ω，易于和常用的特性阻抗為50Ω的同軸線相匹配;其天線的增益為5.15dB。
(2)實(shí)際工程中，全向天線還采用一種稱作為5λ/8的單極子天線，其增益約為8.15dB，如圖3所示。當(dāng)然，其接地板一般用幾個(gè)金屬桿來等效。同時(shí)，為了和50Ω的同軸線相匹配，在天線的底部采用加載線圈來抵消輸入阻抗中的容性部分。
(3)如果單極天線的高度取λ/2，它就相當(dāng)于自由空間的全波振子，理論上說較之h=λ/4時(shí)增益要提高1.67dB。但是，這種天線的輸入阻抗高，不便于和常用的同軸線聯(lián)接，為此必須加一個(gè)阻抗交換器。
2.2 電特性
有效高度：有效長度對于單極子天線而言即為有效高度，它可以表示天線的輻射強(qiáng)弱，是直立天線的重要指標(biāo)。假設(shè)天線上的電流為正弦分布，β為傳播常數(shù)。則依據(jù)有效高度的定義：
·
當(dāng)h<<λ時(shí)，亦即?h→0，則式(3)可以簡化為：
(4)
當(dāng)振子很短時(shí)，電流近似呈三角形分布，故有效高度為實(shí)際高度的一半。當(dāng)h=λ/4，he=0.5λ/π。
方向系數(shù)：首先討論輻射電阻，然后可由輻射電阻計(jì)算方向系數(shù)。在無限大理想導(dǎo)電地上，單極子天線的輻射電阻與自由空間對稱振子的輻射電阻的計(jì)算方法完全相同，僅因單極天線的鏡像部分并不輻射功率，故其輻射電阻為同樣臂長的自由空間對稱振子(l=h)輻射電阻的一半。當(dāng)h=λ/4時(shí)，對于細(xì)線天線其輻射電阻是36.50Ω。當(dāng)h=λ/8時(shí)，
(5)
式中，Rrm和Rr0分別是歸于波腹電流和輸入電流的輻射電阻。圖4表示了輻射電阻隨天線高度的變化曲線，其橫坐標(biāo)以電角度表示，即(h/λ)×360°。當(dāng)天線高度h減小時(shí)，輻射電阻下降很快。
當(dāng)Δ=0°時(shí)，由式(1)可以得到：
f(φ)=1-cos?h (6)[論文網(wǎng)]
當(dāng)h<<λ時(shí)，將式(5)及(6)代入方向系數(shù)計(jì)算公式：
(7)
因?yàn)閏os?h≈1-(?h/2)2，則電高度較低的單極天線的方向系數(shù)近似等于3。
3 天線設(shè)計(jì)
根據(jù)需求，設(shè)計(jì)的鞭狀天線中心頻率在340MHz，帶寬12MHz，采用同軸電纜饋電。天線為同軸細(xì)線結(jié)構(gòu)，見圖5。
由同軸細(xì)線結(jié)構(gòu)天線的駐波曲線可知，駐波系數(shù)在中心頻率340MHz時(shí)為1.58，334MHz時(shí)為1.98，346MHz時(shí)為1.96，但是此帶寬內(nèi)天線增益并不理想，是因?yàn)闄C(jī)殼地尺寸較小，單極天線接入有限大金屬接地板時(shí)，其方向圖有所上翹。因此在天線底端加入一個(gè)共軸金屬套筒，與同軸外導(dǎo)體相接到地，如圖6所示，天線的輻射體部分為同軸線內(nèi)導(dǎo)體，長度設(shè)置為1/4波長[4]。這種套筒單極子天線可以改善帶寬與增益[5-6]。
通過實(shí)測得套筒的直徑為6mm，長度為1/4波長時(shí)效果較好，中心頻率340MHz上駐波系數(shù)為1.28，增益為3.18;334MHz時(shí)駐波系數(shù)為1.78，增益為2.47;346MHz時(shí)駐波系數(shù)為1.99，增益為2.32，曲線如圖7所示，方向圖如圖8所示。
4 結(jié)束語
本文對一種結(jié)構(gòu)簡單的單極子鞭狀天線的電特性進(jìn)行了分析，在設(shè)計(jì)改進(jìn)中加入金屬套筒有效地改善了天線的帶寬與增益。這種天線體積小，方便攜帶，在現(xiàn)代通信中能充分發(fā)揮重要作用。
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