本科通信學畢業(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，其應用也越來越廣泛。下面是學習啦小編為大家整理的通信學畢業(yè)論文，供大家參考。
通信學畢業(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)務背景為切入點，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)絡與2G網(wǎng)絡并存情況下，考慮TD-LTE的引入策略以期降低網(wǎng)絡建設成本，提升網(wǎng)絡利用效率，為LTE網(wǎng)絡建設提供參考。
【關(guān)鍵詞】TD-LTE 業(yè)務需求 引入策略
1 概述
在移動通信話音業(yè)務繼續(xù)保持發(fā)展的同時，對IP和高速數(shù)據(jù)業(yè)務的支持已經(jīng)成為移動通信系統(tǒng)演進的方向。移動數(shù)據(jù)業(yè)務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4G技術(shù)，以提高數(shù)據(jù)速率和頻譜利用率為中心目標，以OFDM為核心技術(shù)，采用扁平網(wǎng)絡結(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，成為運營商所關(guān)心的重點問題。
2 TD-LTE業(yè)務背景
3G網(wǎng)絡的規(guī)模化應用推動了移動數(shù)據(jù)業(yè)務的井噴式增長，移動數(shù)據(jù)業(yè)務收入已經(jīng)成為運營商業(yè)務發(fā)展的重點。與此同時，移動數(shù)據(jù)業(yè)務的興起帶來了很多新應用和新市場，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)務導致3G網(wǎng)絡容量和業(yè)務承載的壓力大大增加。
目前用戶對移動業(yè)務的新需求有以下方面：
(1)移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展的需求
已有的2G和3G網(wǎng)絡仍然是以話音通信為主，支持高速移動的網(wǎng)絡。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)務被移植到移動互聯(lián)網(wǎng)上，移動互聯(lián)網(wǎng)隨時隨地接入的方便性，使得人們越來越期望通過無線網(wǎng)絡獲得與固定互聯(lián)網(wǎng)同樣的速率和體驗，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)務需求
移動視頻業(yè)務是3G網(wǎng)絡的業(yè)務特征之一。根據(jù)預測，在未來的數(shù)據(jù)業(yè)務中，視頻類業(yè)務將占據(jù)網(wǎng)絡總流量的28%，成為第二大流量業(yè)務。由于視頻類業(yè)務對于帶寬需求較高，目前的3G網(wǎng)絡對于視頻業(yè)務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(如多路視頻同傳業(yè)務等)，需要進一步提升數(shù)據(jù)傳輸速率和網(wǎng)絡帶寬。
(3)交互性業(yè)務需求
在目前的各種移動增值業(yè)務中，交互性業(yè)務多以休閑娛樂類的業(yè)務為主導，傳輸速率的限制使得移動辦公等業(yè)務推廣較慢。隨著業(yè)務和網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，進一步提升網(wǎng)絡速率，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、導航、醫(yī)療等各種交互性業(yè)務的開展。
(4)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人與物、物與物的通信，支持信息化，讓信息成為經(jīng)濟發(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)，大量進行人與物、物與物之間的通信和信息聯(lián)絡也給網(wǎng)絡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)務對于帶寬需求的不斷增長，推動了無線網(wǎng)絡的不斷演進和發(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，為應對這些挑戰(zhàn)，3GPP R8推出以OFDM接入為核心技術(shù)，支持20MHz系統(tǒng)帶寬，扁平、高效網(wǎng)絡架構(gòu)的LTE技術(shù)。
LTE系統(tǒng)的技術(shù)需求目標包括：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)絡延時低于10ms;支持可變帶寬;支持異系統(tǒng)的協(xié)同工作;增強的MBMS;降低CAPEX和OPEX的成本;降低從R6 UTRA空口和網(wǎng)絡架構(gòu)演進的成本;系統(tǒng)和終端具有合理的復雜性、成本和功耗;支持增強的IMS和核心網(wǎng);盡可能保證后向兼容，當與系統(tǒng)性能或容量的提高矛盾時可以考慮適當折衷;有效地支持多種業(yè)務類型，特別是分組域業(yè)務(如VoIP等);系統(tǒng)應能為低移動速度終端提供最優(yōu)服務，同時也應支持高移動速度終端;系統(tǒng)能工作在對稱和非對稱頻段;應支持多運營商的鄰頻共存。
3 TD-LTE關(guān)鍵技術(shù)
LTE系統(tǒng)同時定義了頻分雙工(FDD)和時分雙工(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成功演進到LTE以及4G標準奠定了基礎(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)化進程在運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)，當信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬時，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窄的正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調(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地分配傳輸負荷，對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。由于各個子信道的峰值正好位于其他子載波的頻譜零點處，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)，使用多個不同的正交子載波，這些子載波在傳輸中以串行方式進行，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天線傳送及接收，提供不同的傳輸能力以及空間復用的增益。同時，多天線的波束賦型能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強特殊范圍內(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)絡結(jié)構(gòu)
為了簡化網(wǎng)絡和減小延遲，實現(xiàn)低時延、低復雜度和低成本的要求，根據(jù)網(wǎng)絡結(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，如何保護已有投資，順應市場需求，有計劃、有步驟地引入LTE網(wǎng)絡是需要考慮的關(guān)鍵問題。
根據(jù)LTE產(chǎn)業(yè)化進程時間表，2010年下半年開始策劃規(guī)模實驗，2012年實現(xiàn)規(guī)模商用，目前中國移動已經(jīng)過四期的TD網(wǎng)絡建設，TD網(wǎng)絡在LTE規(guī)模商用時已經(jīng)達成一定的規(guī)模，因此LTE網(wǎng)絡必然是在TD-SCDMA網(wǎng)絡上演進而來。從標準演進路線來看，有以下兩條途徑：
途徑一：TD-SCDMA網(wǎng)絡直接演進為LTE網(wǎng)絡;
途徑二：目前的TD網(wǎng)絡演進到HSPA+后直接升級到LTE。
而在實際的標準實現(xiàn)路徑來看，途徑一的標準制定比較順利，廠家的支持程度較好，但是由于LTE在物理層及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)方面都有較大的更改，演進不夠平滑，對于原來3G網(wǎng)絡的投資保護性差;途徑二由于實際上HSPA+的標準制定以及產(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現(xiàn)。因此，雖然LTE的引入對于原有TD網(wǎng)絡的利用性較差，但是目前LTE的引入只考慮從TD網(wǎng)絡直接演進為LTE網(wǎng)絡。
在2G/3G長期并存的狀態(tài)下，LTE的網(wǎng)絡定位主要是高速率數(shù)據(jù)業(yè)務的補充：2G/3G網(wǎng)絡主要支持語音業(yè)務及低速數(shù)據(jù)業(yè)務;TD-LTE網(wǎng)絡保證海量的數(shù)據(jù)傳輸作為數(shù)據(jù)業(yè)務的重要補充手段。在這樣的網(wǎng)絡定位下，LTE網(wǎng)絡建設各階段的引入策略如下：
(1)網(wǎng)絡建設初期
在數(shù)據(jù)熱點區(qū)域建設LTE網(wǎng)絡有兩種建設方式：方式一為直接更換原有TD網(wǎng)絡設備，2G與LTE網(wǎng)絡覆蓋;方式二為重新疊加一個LTE網(wǎng)絡。這兩種方式LTE作為2G或者2G/3G業(yè)務的補充覆蓋，起到分流的作用;同時，對于室內(nèi)等有高速率數(shù)據(jù)要求的區(qū)域進行LTE的重點覆蓋，解決高速率數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。
(2)網(wǎng)絡建設中期
逐步推進LTE網(wǎng)絡建設，在數(shù)據(jù)熱點及部分有需求的城區(qū)進行LTE建設，為城市區(qū)域提供LTE網(wǎng)絡，解決高速率數(shù)據(jù)業(yè)務需求，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)務需求混合組網(wǎng)，重疊覆蓋。
(3)網(wǎng)絡建設后期
根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展情況，有重點、有步驟地逐步擴大LTE網(wǎng)絡的覆蓋。在數(shù)據(jù)熱點區(qū)域，LTE單獨組網(wǎng);在其他區(qū)域，3G網(wǎng)絡對話音業(yè)務及低速數(shù)據(jù)業(yè)務提供支持，高速數(shù)據(jù)業(yè)務有LTE網(wǎng)絡承載。
5 結(jié)束語
作為準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)絡結(jié)構(gòu)都有較大的改變。在與2G/3G將在一定時期內(nèi)長期共存的情況下，針對不同的定位和業(yè)務需求混合組網(wǎng)是較為合理的策略，有利于用LTE補充2G/3G網(wǎng)絡在高速率數(shù)據(jù)業(yè)務上的不足。隨著標準制定進程和產(chǎn)業(yè)成熟度的發(fā)展，以及TD網(wǎng)絡的進一步成熟，LTE網(wǎng)絡的實際引入策略上可以進一步細化。
參考文獻：
[1] 沈嘉. LTE的技術(shù)創(chuàng)新與挑戰(zhàn)[J]. 電子技術(shù)應用， 2009(6)： 7-9.
[2] 鄭有強，徐兆吉. TD-LTE業(yè)務承載能力及應用分析[J]. 移動通信， 2010(5)： 54-57.
[3] 楊鵬，李波. LTE的關(guān)鍵技術(shù)及其標準演進[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2009(1).
[4] 陳昌川，廖曉鋒，趙川斌. TD-LTE無線接入網(wǎng)介紹[J]. 通信技術(shù)， 2009(3)： 103-105.
[5] 胡恒杰，朱強，孟繁麗，等. TD-LTE組網(wǎng)策略研究[J]. 移動通信， 2010(5)： 49-53.
[6] 胡恒杰，梁璟，朱強，等. TD-LTE網(wǎng)絡的引入策略研究[J]. 移動通信， 2010(3).
[7] 沈嘉，索士強，全海洋，等. 3GPP長期演進(LTE)技術(shù)原理與系統(tǒng)設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2008.
通信學畢業(yè)論文范文二：一種單極鞭狀天線分析與設計
【摘 要】文章分析了一種單極鞭狀天線的工作原理、設計方法，并給出了模型天線。針對實測結(jié)果對天線結(jié)構(gòu)進行改進，結(jié)果顯示天線工作頻率在334～346MHz，中心頻率為340MHz，在整個頻帶內(nèi)駐波系數(shù)小于2，增益較為穩(wěn)定，均值達到2.2dBi。這種天線體積小，重量輕，方便攜帶，重復性和一致性較好。
【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)緊湊而在當今各類通信設備中被廣泛應用，其研究設計也因此受到廣泛關(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，在艦船上也常看到林立的鞭狀天線。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，架設方便。
2 理論分析
本文設計的鞭狀天線結(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
架設在無限大理想導電平面上的單極接地天線產(chǎn)生的輻射場，可直接應用自由空間對稱振子的計算公式進行計算[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h逐漸增大時，波形變尖;當h>0.5λ時，出現(xiàn)副辨;在h=0.625λ時，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準天線。其方向圖在水平面是一個圓，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。當然，其接地板一般用幾個金屬桿來等效。同時，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，它就相當于自由空間的全波振子，理論上說較之h=λ/4時增益要提高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弱，是直立天線的重要指標。假設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h<<λ時，亦即?h→0，則式(3)可以簡化為：
(4)
當振子很短時，電流近似呈三角形分布，故有效高度為實際高度的一半。當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算方向系數(shù)。在無限大理想導電地上，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h=λ/4時，對于細線天線其輻射電阻是36.50Ω。當h=λ/8時，
(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，其橫坐標以電角度表示，即(h/λ)×360°。當天線高度h減小時，輻射電阻下降很快。
當Δ=0°時，由式(1)可以得到：
f(φ)=1-cos?h (6)[論文網(wǎng)]
當h<<λ時，將式(5)及(6)代入方向系數(shù)計算公式：
(7)
因為cos?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 天線設計
根據(jù)需求，設計的鞭狀天線中心頻率在340MHz，帶寬12MHz，采用同軸電纜饋電。天線為同軸細線結(jié)構(gòu)，見圖5。
由同軸細線結(jié)構(gòu)天線的駐波曲線可知，駐波系數(shù)在中心頻率340MHz時為1.58，334MHz時為1.98，346MHz時為1.96，但是此帶寬內(nèi)天線增益并不理想，是因為機殼地尺寸較小，單極天線接入有限大金屬接地板時，其方向圖有所上翹。因此在天線底端加入一個共軸金屬套筒，與同軸外導體相接到地，如圖6所示，天線的輻射體部分為同軸線內(nèi)導體，長度設置為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]。
通過實測得套筒的直徑為6mm，長度為1/4波長時效果較好，中心頻率340MHz上駐波系數(shù)為1.28，增益為3.18;334MHz時駐波系數(shù)為1.78，增益為2.47;346MHz時駐波系數(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行了分析，在設計改進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。
參考文獻：
[1] 李劍鋒. 小型寬帶鞭狀天線設計綜述[J]. 杭州電子工業(yè)學院學報， 2000.
[2] 謝處方，邱文杰. 天線原理與設計[M]. 西安： 西北電訊工程學院出版社， 1985.
[3] Thomas A Milligan. 現(xiàn)代天線設計[M]. 郭玉春，等譯. 2版. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2012.
[4] 張健鑫，傅光. 改進型套筒單極子天線的設計[A]. 2009年全國天線年會論文集(下)[C]. 2009.
[5] 紀奕才，田步寧，孫保華，等. VHF寬帶小型化套筒天線的優(yōu)化設計[J]. 電波科學學報， 2003(6).
[6] 王磊，傅光，陳俊. 一種新穎的套筒單極子天線[J]. 電子科技， 2008(9)
通信學論文范文相關(guān)文章：
本科通信學畢業(yè)論文范文
