无线网络技术在通信系统中的应用

常瑞莉

（青海建筑职业技术学院 青海省西宁市 810012）

无线网络技术作为在新时期得到飞速发展的一项重要技术，能够在各行各业的发展过程中发挥出极为重要的推动作用。在通信系统发展期间，无线网络技术的应用实现了对传统通信的一次全面优化，通信系统由有线转变成了无线，通信质量得到了全面提高。因此，有必要对无线网络技术在通信系统中的应用进行研究，以此来助力无线通信网络实现进一步优化。

1 通信系统综述

通信系统是信息传输过程的总称，所有与信息传输有关的内容都可以归纳到通信系统的范畴内。现代通信系统可以借由电磁波的快速传导来实现通信，这便是无线通信技术。当电磁波其波长满足光波范围后，便可以形成光通信系统。对于通信系统而言，从有线系统转变为无线系统，正是通信系统的一次全方位优化，相较于传统有线系统而言，无线通信不仅具有更为广阔的覆盖范围与传输速度，还具有稳定性更强的信息传输信号。无线网络技术在通信系统中的应用能够令通信质量得到质的飞跃，相信随着科技的不断进步，无线通信网络将会成为引导社会全面发展的关键。

2 无线通信网络关键技术的应用

2.1 频谱共享技术

2.1.1 静态频谱共享

频谱是频率分布曲线，通过把复杂振荡分成振幅、频率各不相同的谐振荡并结合频率对谐振荡幅值进行排列，就可以生成频谱，在无线通信网络技术中，频谱分析的重要性毋庸置疑。综合GSM频点使用情况，利用PUCCH BLANKING 等抗干扰特性，能够让频谱资源的静态效果达到最大。在此期间，通过合理使用适合的压缩方案，能够实现LTE 与异系统频谱叠加，这样可以有效提高频谱利用率。在频谱共享功能开通前，GSM 与LTE 在运行期间将会自行占据相应频谱，而在静态频谱共享开通后，则二者频谱将会出现叠加，进而提高频谱资源利用率，并实现频谱资源效率最大化[1]。

2.1.2 动态频谱共享

GSM 与LTE 的频谱具有独特性，而且二者的部分频谱存在交叠的现象，交叠频谱能够助力GSM 与LTE 二者实现频谱的动态共享调度。在GSM 话务较高时，能够在原有独享频点以外，单独使用共享频点，GSM 使用共享频点时，LTE 无法对共享频点进行调度。而在GSM 话务相对较低时，便不再需要使用共享频点，此时的LTE 就可以利用带宽中的共享频点来开展调度。共享频谱调度原理为：BSC 可以结合GSM 上报的邻区测量数据来完成对eNodeB 可用频点、时隙的判断，BSC 结合共享频点中的粒度汇总同频复用通知，并将数据传输至eNodeB。eNodeB 能够将GSM 可用时隙映射转化为LTE 的可用时隙。为了进一步实现共谱调度，还可以在系统中专门引入协同调度器iCS，作为多网元智能协同服务器，iCS 可以在共享频谱中提供共享频谱资源的运行情况，通过与eNodeB、BSC 分开构建交互链路，能够有效提高消息交互能力。

2.2 频谱感知技术

2.2.1 频谱感知技术概述

认知无线电是无线通信技术的一种表现形式，在使用期间需要对附近环境电磁特征进行检测，然后根据结果来完成发射、接收参数的智能决策与自动调整。频谱感知能够在时域、频域、空域多维空间针对授权用户进行动态频谱检测，以此来掌握频段是否工作，进而了解频谱使用情况。在认知无线电中，感应用户的监测工作主要包括两点内容，其一为当次用户需要发送数据时检测所需频段是否空闲，进而决定该频段是否能够利用。其二需要在当次用户发送数据时，周期性质检测外部环境变化，即主用户是否在发送数据时再次出现，因为次用户的频谱接入权限低于主用户，所以当主用户出现后，次用户就需要第一时间开展检测工作并以最快速度腾出信道，以免发生干扰。对于频谱感知技术而言，检测算法准确性、算法速度正是衡量各项性能指标的重要标准。

2.2.2 基于OFDM 循环前缀的频谱感知方法

OFDM 属于多载波传输方案，OFDM 既可以看作调制技术，又可以作为复用技术。OFDM 在高速数据传输中的作用极为关键，因为OFDM 能够有效抵抗多径衰落。在面对多径衰落时，OFDM可以将高速数据流转化为多个并行的低速数据流，然后在通过调制的方式进入多个正交子载波上完成数据流的传输，这种处理方式提高了数据符号时间周期长度，通过在OFDM 符号前加入循环前缀，能够有效克服多径衰落导致的符号干扰。从频谱利用率角度出发，因为OFDM 系统内的子载波相互正交，因此在扩频调制结束后，频谱相互之间将会有所重叠，重叠后的频谱不仅减小了子载波干扰，还将会有效提高频谱利用率，正因为OFDM技术优势非常明显，所以很多通信系统都会采用OFDM技术[2]。

通常情况下，OFDM 符号所包含的子载波将会利用相移键控（PSK）、正交幅度（QAM）来进行调制，子载波个数为N、符号持续时间为T[3]。

2.2.3 多天线能量感知技术

信息号在传输过程中将有可能受到多径、衰落等问题的影响，当信号传输至次用户时，有可能因为信号衰落而导致信号变得十分微弱，频谱检测概率也将因此而有所降低，并提高主用户干扰。多天线能量感知在使用过程中，可以有效提高检测概率。在信噪比相对较低时同样能够获取较高检测频率，因为频谱感知需要额外交换次用户信息，所花费的通信宽带较大，所以可以利用多天线能量感知来保证信号感知效果。多天线能量感知在运行期间，需要在次用户接收端通过多个天线来完成信号接收，处理融合后的信号需要判断是否具有主用户信号，然后结合检测器个数来分类[4]。该频谱感知方式的实现方法两种，第一种方式是利用天线接收信号并将其分别输送至检测器，然后结合判决结果做融合处理，检测器与天线个数相等。而第二种方式则要利用天线来及空间分级，次用户将会接收到与主用户路径不同的信号，信号融合之后的总信号将会有效降低衰落影响，这种方式只需要一个能量检测器。

2.3 5G无线网络组网技术

2.3.1 以基站为中心的网络组网

从接入用户业务需要、数量出发，传统组网将会的运行效果将会逐渐下降，动态化、可配置化组网将会成为未来的一种主要发展方向。以基站为核心的网络组网作为传统蜂窝网络基础之上的网络形式，会将基站作为标识。从组网场景出发，由各种接入方式相互混合所形成的超密集异构组网将会成为5G 系统中基站组网的必要场景技术。因为接入用户数量的增加，该组网在用户小区选择与资源分配中将会受到一定程度的挑战。

从用户小区选择层面出发，常规方案大致可以分为四类：

（1）最大参考信号功率。该方案是3GPP R8 协议提出的方案对策，可以将能够带来最大参考信号接收功率的基站当作主要服务基站[5]。

（2）带偏置值的RSRP 方案。因为处于异构网络中的微基站、宏基站的区域具有一致性，而且宏基站的覆盖范围、信号功率去哪不大于微基站，所以过纯粹采用RSRP 准则将会导致宏基站接入数量大幅提高，进而影响到微基站的资源利用率，所以为了防止此类问题的发生，可以选择额外增添偏置值的方式来提高微基站的整体利用率。

（3）路径损耗最小值方案。用户选择路径损耗最小的基站来进行接入，路径将会在阴影、穿透等因素的影响下减弱，而选择损耗最小的基站接入则能够最大限度上保证信号轻度。

（4）SINR 用户选择方案。该方案在落实过程中需要考虑基站接收功率与通信信道质量，接入时要选取SINR 最大的基站。

从无线资源分配角度出发，常规方案要从多个维度来进行资源分类与分配，通过采用增强型技术与算法来进行调优，能够有效提高组网质量。空域资源分配会将天线、功率节点作为网络资源分配给用户，分配时结合CoMP-JT 思想来进行分簇处理，处理结束后开展用户数据传输。因此这种方式还可以划分为天线选择与基站分簇两类。通过找到合适的分配方式可以有效提高组网质量，进而保证无线通信网络发挥出应有的作用。

2.3.2 以用户为中心的网络组网

用户为中心的概念源自服务营销领域，然后在计算机人机系统设计中得到技术层面的应用，用户为中心是个人网络高速发展下的产物，通过赋予用户更高的使用优先级，能够在组网保证用户无线通信质量的先决条件下使用未来会出现的各种变化[6]。在小区通信中，基站正是传统小区结构的核心，这种结构在运行期间很难满足覆盖范围内边缘用户的无线通信体验，而且因为不同小区负载差异非常大，所以各个小区相互之间的干扰将会有所提高。对于无线通信网络而言，其核心目的就是进行数据传输，用户作为通信时的关键，用户通信服务的重要性毋庸置疑。从用户的QoE 需求角度出发，可以通过负载均衡、优化资源结构方式来保证用户体验，通过在不同服务中采用不同的适配器，能够实现对用户体验质量的精确化维持，进而在组网中保证用户的通信质量。需要注意的是，以用户为核心的5G 网路组网与基站组网不同，其受到的通信干扰往往会更小。只有根据实际情况与需求来选择适合的组网结构，才能够让无线通信网络发挥出应有的作用。

3 通信系统中无线网络技术的应用难点与改进

3.1 难点分析

无线网络技术作为新时期高速发展的重要技术，推动了社会各行各业的高速发展。无线网络技术在通信系统中的应用能够为通信系统提供更为广阔的发展空间，但是同样也会衍生出一系列的需要重视的重要问题。例如信息数据延迟问题、信道丢失问题等。通过对此类问题进行整理归纳后能够发现，无线网络技术问题往往与应用特征息息相关，这也是在通信系统中应用无线网络技术时需要注意的难点。由于无线网络通常处于室外，所以信号在传输过程中将会受到外部光纤等一系列因素所带来的影响，长期发展下去将会导致数据传输质量有所下降。通过对TPC 历史协议信息进行分析，可以发现在面对各种无线网络问题时，丢失处理法是一种较为常见的解决方式，信息发送在未接收的情况下，将会试着二次发送数据信息，这样便会导致参数吞吐量有所下降，所以为了解决该问题，可以通过降低发送终端窗口大小的方式来解决问题[7]。在信息传输阶段，若存在发送终端分布平衡问题，就会导致延迟提高，而且此时的数据信息更加容易丢失。所以为了将无线网络技术真正应用于通信系统中，就应该在满足人们通信需求的同时注意对各种难点问题的克服，只有这样才能够保证无线通信网络的信息传输效率与信息安全性。

3.2 改进方式

3.2.1 误码与数据丢失

So1aris 在通信系统数据传输中利用Snoop 来进行IP 包的信息采集，Snoop 一般会全权负责BS 流通数据包，这种负责方式可以有效实现对于各种数据乱码的监测。在WTCP 代理期间，可以利用eNodeB 来完成如TCP 数据传输、二次传输等一系列工作，进而达到从源头上减少数据丢失的目的。通过与Snoop 进行比对，可以发现WTCP 代理的差异性较大，即并没有设置与其适配的超时器，所以在开展二次数据传输时，eNodeB 基站并不会出现干扰的情况，而在WTCP 代理传输数据时，eNodeB 则能够在掌握情况的基础上落实与之匹配反应。通过将WTCP 代理与eNodeB 基站相结合，就能够在一定程度上提高网络通信工作质量[8]。因为eNodeB 基站含有分布式WTCP 代理与IP 代理，其中IP 代理数据包的缓存能力可以进行数据延迟，由于WTCP 可以对代理缓存及西宁负责，所以在面对衍生出的未达标数据包时能够进行约束，进而让无线通信数据的传输质量得到保障。

3.2.2 中断链路

中断链路的优化能够助力无线通信网络从源头强化链路控制，在数据传输期间，若线路出现中断问题，则计算机窗口会快速生成0 字符。发送窗口会由网络中间节点、信号强度判断链路中断情况。如当发现存在0 字符的情况时，需要在第一时间将其发送至对应串口，然后在恢复链路设置，通过对相关模拟试验进行分析可以发现，在面对发送窗口冻结时，10Mb/s 的传输作用将会变得非常明显，此时可以通过提高TCP 代理时效、线路吞吐量的方法来保证无线通信效果。

3.2.3 延迟改进

无线通信延迟问题是无线通信网络较为常见的问题之一，通信传输延迟不仅会影响到用户的通信体验，还将会影响到通信效率与通信质量。从其根本原因出发，通信延迟意味着短时间内通信要求的大幅提高，由于数据传输属于当前社会的重要需求，各种冗杂的使用需求将会导致增加数据延时。所以为了真正解决延时问题，便可以借由TCPNCL 来节约数据包遗失等问题。需要注意的是，TCPNCL 的功能性极为丰富，所以TCPNCL 能够在无线通信中发挥出非常作用的作用。例如通过TCPNCL 能够完成拥塞控制，保证通信畅通，解决拥塞的先决条件是启动拥塞定时器，并针对中断数据进行全方位检查，如果数据包出现了遗失的情况，就可以选择在第一时间直接开展二次数据通信传输，若在传输期间出现信息延时，则同样会专门进行二次数据传输，进而保证通信传输水平满足无线通信网络的实际需求[9]。

4 结论

总而言之，无线网络技术在通信系统中的应用能够让通信效率、质量得到显著提高。无线通信网络作为时代发展中的重要技术产物，其通信质量的重要性毋庸置疑，所以必须找出合适的方法论来解决影响通信质量的难点问题。相信随着更多人了解到无线通信网络的重要性，无线通信技术一定会变得更加完善。