1。2研究意义及扩频通信技术的发展现状
扩频技术的历史能够追溯至上个世纪五十年代的中期,不过直到80年代的初期它的功能才得以在军事通信方面得到发挥。当今,伴随着个人通信业务的发展和全球定位系统(GPS)的普遍利用,用过扩频技术的人数已达到上亿人。其中,无线扩频通信已经成为了电信行业最重要的组成部分之一。经过十多年的稳健发展,无线扩频通信技术早已升级到21世纪中最具发展潜力的一部分。可以预见,在未来的无线通信系统中,扩频技术将凭借其自身特性再次受到人们强烈的重视。
因为扩频通信系统最早产生于50年代中期,那时的应用只局限于军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验等偏专业的方面,很少与生活应用产生交集。而在往后的20多年里,扩频通信技术虽有巨大的进步,却都只是局部的发展,例如在硬件方面的升级或是各别领域上的拓展。直到80年代中期,个人通信业务的崛起带给了扩频技术一次宝贵的机会,此类情况才得以改善。美国联邦通信委员会(FCC)于1985年5月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告。自此开始,扩频技术的应用空间得到了极大的提升。到了90年代初期,在第一代模拟蜂窝通信系统的基础上,研究人员对个人通信业务展现出一种出现了一种异于往常的热情。扩频技术的发展,使得频谱资源共享技术有了实现的希望。如果把所有用户都分配到同一个频段中,可实现码分多址功能。通过给每个用户分配不同的扩频码,又可以实现多址通信。扩频码具有的两种特性,自相关特性和互相关特性。分别的功能是正确接收指定用户的信号,然后将其余的无关信号视作是干扰不被接受。而互相关特性可以很好地防止来自内部用户与用户间的干扰[1]。随着PC和手机等来自移动端的通信发展,码分多址技术已发展成一项十分必要的技术。这使得扩频技术在生活中,常用的通信系统中拥有了一个可以充分发挥功能的广阔空间。而在码分多址技术上发生的研究热潮也一直延续到现在。对于扩频技术本身所具有的广泛的优异性能的使用,使得其到目前为止,在军事行动和移动通信系统两个领域内受到重视。其中,要数直接序列系统与跳频系统使用的频率最为频繁。
根据以往关于对扩频技术的研究可以得出,每当技术上产生一次巨大变化,得到发展,必然是由巨大的需求驱动的。要想加强在军事作业时的安全性,就必须设法提高它的抗干扰性能;要想提高扩频技术在民用通信中的应用,就要求发挥码分多址技术发挥最大限度的能力。想象一下将来的通信系统,第五代移动通信系统(5G)必然会将扩频技术带去一个更高的发展平台。
回想第四代移动通信系统(4G),其设计的目标主要是加强灵活性和加快传输速度,让通信设备可以在各种环境下发挥它的功能。降低成本也是设计的目的之一。因此研究人员要将目光主要集中在新标准和新硬件的开发上。作为移动通信系统的用户,对5G将来的发展有着不一样的展望:
5G相比4G在各方面能力都将将大幅提高网络部署和运营的效率,带来相比4G超百倍的能效提升。5G是面向2020年及以后的第五代移动通信系统,它将以可持续发展的方式满足未来超千倍的业务流量增长,以及超高速率、超低时延和海量连接等多样化业务需求。同时,还将提供媲美光纤的接入速率,接近“零”时延的使用体验,超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务,业务及用户感知的智能优化。
5G技术的亮点不只是它的信息传输速度上,在整个传输过程中耗能低,没有延时,使用户可以放心安全的使用,相比4G技术又上升了一个档次。凭借这些亮点,5G在将来的网络应用中必能大放光彩,也因此,在不久的将来我们会在生活的各个地方发现5G的身影,生活在以5G技术为基础建立的综合生态系统中,享受5G技术带给人们的一场信息盛宴。畅想5G技术成熟的那一天,人类生活与智能信息技术将密不可分,生活质量上升的同时也不断促使技术的发展。