第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)

　　1、影響第三代移動通信的三大技術(shù)因素



　　在第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000K中 ，提出了對頻譜和業(yè)務(wù)上的基本要求，即有名的2GHz頻段和384kb/s廣域網(wǎng)和2Mb/s本地網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率業(yè)務(wù)等。顯然，要實現(xiàn)第三代移動通信系統(tǒng)中的基本要求，首選必須解決頻譜、核心網(wǎng)絡(luò)和無線接入三大技術(shù)因素。



　　（1）必須確定全球統(tǒng)一的頻譜段。IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)確定在2GHz左右的頻段，而美國聯(lián)邦通信委員會卻在1994年就把PCS定位在1.9GHz，并已拍賣，使得第三代移動通信系統(tǒng)建立統(tǒng)一頻譜出現(xiàn)了裂痕。



　�。�2）必須建立統(tǒng)一的核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)將是在第二代移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，逐步將電路交換演變成高速電路交換與分組交換相結(jié)合的核心網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)在世界上存在兩大移動通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)，即GSM-MAP和ANSI-41，國際電聯(lián)已決定將兩大網(wǎng)絡(luò)都定為第三代核心網(wǎng)絡(luò)。因此，要實現(xiàn)全球漫游，就必須通過信令轉(zhuǎn)換器把它們連接起來，形成邏輯上的統(tǒng)一核心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。



　�。�3）必須考慮多頻譜的無線接入方案。國際電聯(lián)稱之為無線傳輸技術(shù)（RTT）的無線接入方案，可以分為兩大類，一類是建立在現(xiàn)有頻段上把現(xiàn)有無線接入技術(shù)革新演變成能為第三代移動通信提供業(yè)務(wù)的RTT，這里最重要的是考慮反向兼容要求，其中工作頻段在900/1800/1900MHz的GSM、北美的D-AMPS和窄帶CDMA（IS-95）都在考慮向第三代過渡的反向兼容性。一類是直接工作在新的頻段上，即IMT-2000制訂的2GHz頻段上，為第三代移動通信開發(fā)出新的無線傳輸技術(shù)，即寬帶CDMA技術(shù)。

　



　　2、第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)




　　帶來第三代移動通信系統(tǒng)天翻地覆變化的當(dāng)然是第三代移動通信中所采用的多種高新技術(shù)，這些高新技術(shù)是第三代移動通信系統(tǒng)的精髓，也是制訂第三代移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，了解這些技術(shù)就了解了第三代移動通信系統(tǒng)。下面我們就專門介紹幾項有可能應(yīng)用于第三代移動通信系統(tǒng)中的技術(shù)。



　　（1）TD-SCDMA技術(shù)。TD-SCDMA是中國唯一提交的關(guān)于第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動通信中的所有接入技術(shù)，包括TDMA、CDMA和SDMA，其中最關(guān)鍵的創(chuàng)新部分是SDMA。SDMA可以在時域/頻域之外用來增加容量和改善性能， SDMA的關(guān)鍵技術(shù)就是利用多天線對空間參數(shù)進行估計，對下行鏈路的信號進行空間合成。另外，將CDMA與SDMA技術(shù)結(jié)合起來也起到了相互補充的作用，尤其是當(dāng)幾個移動用戶靠得很近并使得SDMA無法分出時，CDMA就可以很輕松地起到分離作用了，而SDMA本身又可以使相互干擾的CDMA用戶降至最小。SDMA技術(shù)的另一重要作用是可以大致估算出每個用戶的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動通信用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息�？偟膩碇v，TD-SCDMA有價格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點。



　�。�2）智能天線技術(shù)：智能天線技術(shù)是中國標(biāo)準(zhǔn)TD-SDMA中的重要技術(shù)之一，是基于自適應(yīng)天線原理的一種適合于第三代移動通信系統(tǒng)的新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線技術(shù)的優(yōu)點，利用天線陣列的波束匯成和指向，產(chǎn)生多個獨立的波束，可以自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號的變化，同時可對干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線的特點是能夠以較低的代價換得天線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在干擾和噪聲環(huán)境下，通過其自身的反饋控制系統(tǒng)改變輻射單元的輻射方向圖、頻率響應(yīng)及其他參數(shù)，使接收機輸出端有最大的信噪比。



　　（3）WAP技術(shù)。WAP（Wireless Application Protocol，無線應(yīng)用協(xié)議）已經(jīng)成為數(shù)字移動電話和其他無線終端上無線信息和電話服務(wù)的實際世界標(biāo)準(zhǔn)。WAP可提供相關(guān)服務(wù)和信息，提供其他用戶進行連接時的安全、迅速、靈敏和在線的交互方式。WAP駐留在因特網(wǎng)上的TCP/IP環(huán)境和蜂窩傳輸環(huán)境之間，但是獨立于所使用的傳輸機制，可用于通過移動電話或其他無線終端來訪問和顯示多種形式的無線信息。



　　WAP規(guī)范既利用了現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中適應(yīng)于無線通信環(huán)境的部分，又在此基礎(chǔ)上進行了新的擴展。由于WAP技術(shù)位于GSM網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)之間，一端連接現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，一端連接因特網(wǎng)。因此，只要用戶具有支持WAP協(xié)議的媒體電話，就可以進入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)一體化的信息傳送。而廠商使用該協(xié)議，則可以開發(fā)出無線接口獨立、設(shè)備獨立和完全可以交互操作的手持設(shè)備Internet接入方案，從而使得廠商的WAP方案能最大限度地利用用戶對Web服務(wù)器、Web開發(fā)工具、Web編程和Web應(yīng)用的既有投資，保護用戶現(xiàn)有利益。同時也解決了無線環(huán)境所帶來的有關(guān)新問題。目前，全球各大移動電話制造商，包括諾基亞、愛立信、摩托羅拉和阿爾卡特在內(nèi)，都已保證提供支持WAP的無線設(shè)備。



　�。�4）快速無線IP技術(shù)�？焖贌o線IP（Wireless IP，無線互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)將是未來移動通信發(fā)展的重點，寬頻帶多媒體業(yè)務(wù)是最終用戶的基本要求。根據(jù)ITM-2000的基本要求，第三代移動通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度（本地區(qū)2Mb/s，移動144Kb/s）�，F(xiàn)代的移動設(shè)備越來越多了（手機、筆記本電腦、PDA等），剩下的好像就是網(wǎng)絡(luò)是否可以移動，無線IP技術(shù)與第三代移動通信技術(shù)結(jié)合將會實現(xiàn)這個愿望。由于無線IP主機在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動，其IP地址就有可能經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的有線IP技術(shù)將導(dǎo)致通信中斷，但第三代移動通信技術(shù)因為利用了蜂窩移動電話呼叫原理，完全可以使移動節(jié)點采用并保持固定不變的IP地址，一次登錄即可實現(xiàn)在任意位置上或在移動中保持與IP主機的單一鏈路層連接，完成移動中的數(shù)據(jù)通信。



　�。�5）軟件無線電技術(shù)。在不同工作頻率、不同調(diào)制方式、不同多址方式等多種標(biāo)準(zhǔn)共存的第三代移動通信系統(tǒng)中，軟件無線電技術(shù)是一種最有希望解決這些問題的技術(shù)之一。軟件無線電技術(shù)可將模擬信號的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將AD轉(zhuǎn)換器盡量靠近RF射頻前端，利用DSP的強大處理能力和軟件的靈活性實現(xiàn)信道分離、調(diào)制解調(diào)、信道編碼譯碼等工作，從而可為第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡提供一個良好的無縫解決方案。



第三代移動通信系統(tǒng)需要很多關(guān)鍵性技術(shù)，軟件無線電技術(shù)基于同一硬件平臺，通過加載不同的軟件，就可以獲得不同的業(yè)務(wù)特性，這對于系統(tǒng)升級、網(wǎng)絡(luò)平滑過渡、多頻多模的運行情況來講，相對簡單容易、成本低廉，因此對于第三代移動通信系統(tǒng)的多模式、多頻段、多速率、多業(yè)務(wù)、多環(huán)境的特殊要求特別重要。所以在未來移動通信應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用意義，不僅可改變傳統(tǒng)觀念，還將為移動通信的軟件化、智能化、通用化、個人化和兼容性帶來深遠影響。



　�。�6）多載波技術(shù)。多載波MC-CDMA是第三代移動通信系統(tǒng)中使用的一種新技術(shù)。多載波CDMA技術(shù)早在1993年的PIMRC會議上就被提出來了。目前，多載波CDMA作為一種有著良好應(yīng)用前景的技術(shù)，已吸引了許多公司對此進行深入研究。多載波CDMA技術(shù)的研究內(nèi)容大致有兩類：一是用給定擴頻碼來擴展原始數(shù)據(jù)，再用每個碼片來調(diào)制不同的載波。另一種是用擴頻碼來擴展已經(jīng)進行了串并變換后的數(shù)據(jù)流，再用每個數(shù)據(jù)流來調(diào)制不同的載波。



　�。�7）多用戶檢測技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會引起多址干擾（MAI），而多址干擾將會限制系統(tǒng)容量，為了消除多址干擾影響，人們提出了利用其他用戶的已知信息去消除多址干擾的多用戶檢測技術(shù)。多用戶檢測技術(shù)分為兩大類：線性多用戶檢測和相減去干擾檢測。在線性多用戶檢測中，對傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號進行一種線性的映射（變換）以期產(chǎn)生新的一組有希望提供更好性能的輸出。在相減去干擾檢測中，可產(chǎn)生對干擾的預(yù)測并使之減小。目前，CDMA系統(tǒng)中的多用戶檢測技術(shù)還存在一定的局限，主要表現(xiàn)在：多用戶檢測只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾，而對小區(qū)間的干擾還是無法消除；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實際系統(tǒng)中實現(xiàn)。多用戶檢測技術(shù)的局限是暫時的，隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，降低復(fù)雜性的多用戶檢測技術(shù)必將在第三代移動通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。


摘自《移動通信在線》