第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)

　　1、影響第三代移動(dòng)通信的三大技術(shù)因素



　　在第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000K中 ，提出了對(duì)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(shí)現(xiàn)第三代移動(dòng)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(wú)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(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)卻在1994年就把PCS定位在1.9GHz，并已拍賣，使得第三代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)將是在第二代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)，即GSM-MAP和ANSI-41，國(guó)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(shí)現(xiàn)全球漫游，就必須通過(guò)信令轉(zhuǎn)換器把它們連接起來(lái)，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(wú)線接入方案。國(guó)際電聯(lián)稱之為無(wú)線傳輸技術(shù)（RTT）的無(wú)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(wú)線接入技術(shù)革新演變成能為第三代移動(dòng)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(guò)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(dòng)通信開發(fā)出新的無(wú)線傳輸技術(shù)，即寬帶CDMA技術(shù)。

　



　　2、第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)中的主要技術(shù)




　　帶來(lái)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)天翻地覆變化的當(dāng)然是第三代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)的精髓，也是制訂第三代移動(dòng)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(dòng)通信系統(tǒng)。下面我們就專門介紹幾項(xiàng)有可能應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的技術(shù)。



　　（1）TD-SCDMA技術(shù)。TD-SCDMA是中國(guó)唯一提交的關(guān)于第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動(dòng)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(shí)域/頻域之外用來(lái)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(duì)空間參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，對(duì)下行鏈路的信號(hào)進(jìn)行空間合成。另外，將CDMA與SDMA技術(shù)結(jié)合起來(lái)也起到了相互補(bǔ)充的作用，尤其是當(dāng)幾個(gè)移動(dòng)用戶靠得很近并使得SDMA無(wú)法分出時(shí)，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(gè)用戶的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息。總的來(lái)講，TD-SCDMA有價(jià)格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)。



　�。�2）智能天線技術(shù)：智能天線技術(shù)是中國(guó)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(dòng)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(diǎn)，利用天線陣列的波束匯成和指向，產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束，可以自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)的變化，同時(shí)可對(duì)干擾方向調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號(hào)，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線的特點(diǎn)是能夠以較低的代價(jià)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(guò)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(jī)輸出端有最大的信噪比。



　�。�3）WAP技術(shù)。WAP（Wireless Application Protocol，無(wú)線應(yīng)用協(xié)議）已經(jīng)成為數(shù)字移動(dòng)電話和其他無(wú)線終端上無(wú)線信息和電話服務(wù)的實(shí)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(jìn)行連接時(shí)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(dú)立于所使用的傳輸機(jī)制，可用于通過(guò)移動(dòng)電話或其他無(wú)線終端來(lái)訪問(wèn)和顯示多種形式的無(wú)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(wú)線通信環(huán)境的部分，又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了新的擴(kuò)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(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)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(wú)線接口獨(dú)立、設(shè)備獨(dú)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(duì)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(hù)用戶現(xiàn)有利益。同時(shí)也解決了無(wú)線環(huán)境所帶來(lái)的有關(guān)新問(wèn)題。目前，全球各大移動(dòng)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(wú)線設(shè)備。



　�。�4）快速無(wú)線IP技術(shù)�？焖贌o(wú)線IP（Wireless IP，無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)將是未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的重點(diǎn)，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(dòng)通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度（本地區(qū)2Mb/s，移動(dòng)144Kb/s）�，F(xiàn)代的移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越多了（手機(jī)、筆記本電腦、PDA等），剩下的好像就是網(wǎng)絡(luò)是否可以移動(dòng)，無(wú)線IP技術(shù)與第三代移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合將會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望。由于無(wú)線IP主機(jī)在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng)，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(dòng)通信技術(shù)因?yàn)槔�用了蜂窩移動(dòng)電話呼叫原理，完全可以使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用并保持固定不變的IP地址，一次登錄即可實(shí)現(xiàn)在任意位置上或在移動(dòng)中保持與IP主機(jī)的單一鏈路層連接，完成移動(dòng)中的數(shù)據(jù)通信。



　�。�5）軟件無(wú)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(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件無(wú)線電技術(shù)是一種最有希望解決這些問(wèn)題的技術(shù)之一。軟件無(wú)線電技術(shù)可將模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)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(qiáng)大處理能力和軟件的靈活性實(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的平滑過(guò)渡提供一個(gè)良好的無(wú)縫解決方案。



第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)需要很多關(guān)鍵性技術(shù)，軟件無(wú)線電技術(shù)基于同一硬件平臺(tái)，通過(guò)加載不同的軟件，就可以獲得不同的業(yè)務(wù)特性，這對(duì)于系統(tǒng)升級(jí)、網(wǎng)絡(luò)平滑過(guò)渡、多頻多模的運(yùn)行情況來(lái)講，相對(duì)簡(jiǎn)單容易、成本低廉，因此對(duì)于第三代移動(dòng)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(lái)移動(dòng)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(dòng)通信的軟件化、智能化、通用化、個(gè)人化和兼容性帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。



　�。�6）多載波技術(shù)。多載波MC-CDMA是第三代移動(dòng)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(huì)議上就被提出來(lái)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(duì)此進(jìn)行深入研究。多載波CDMA技術(shù)的研究?jī)?nèi)容大致有兩類：一是用給定擴(kuò)頻碼來(lái)擴(kuò)展原始數(shù)據(jù)，再用每個(gè)碼片來(lái)調(diào)制不同的載波。另一種是用擴(kuò)頻碼來(lái)擴(kuò)展已經(jīng)進(jìn)行了串并變換后的數(shù)據(jù)流，再用每個(gè)數(shù)據(jù)流來(lái)調(diào)制不同的載波。



　　（7）多用戶檢測(cè)技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會(huì)引起多址干擾（MAI），而多址干擾將會(huì)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(cè)技術(shù)。多用戶檢測(cè)技術(shù)分為兩大類：線性多用戶檢測(cè)和相減去干擾檢測(cè)。在線性多用戶檢測(cè)中，對(duì)傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號(hào)進(jìn)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(cè)中，可產(chǎn)生對(duì)干擾的預(yù)測(cè)并使之減小。目前，CDMA系統(tǒng)中的多用戶檢測(cè)技術(shù)還存在一定的局限，主要表現(xiàn)在：多用戶檢測(cè)只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾，而對(duì)小區(qū)間的干擾還是無(wú)法消除；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。多用戶檢測(cè)技術(shù)的局限是暫時(shí)的，隨著數(shù)字信號(hào)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(cè)技術(shù)必將在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。


摘自《移動(dòng)通信在線》