未來移動通信的基本信號處理技術

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田仕軍

  移動通信技術發(fā)展可以預計的是:對信息數據速率的要求,將從2Mbps-20Mbps;對頻譜利用率的希望,將從4bit/hs-12bit/hs;對地區(qū)覆蓋的要求,將從室內到大區(qū)。

  人們期待有一個系統(tǒng)和網絡,能支持不同的多媒體業(yè)務,從幾kbps到幾十Mbps,能適應不同的應用環(huán)境,能提供各種不同功能和能力。

  還不可明確預計的是:什么技術是主流技術﹖有沒有像3G中CDMA是主流技術那樣在未來移動通信的主流技術﹖什么系統(tǒng)和網絡是統(tǒng)一網絡﹖移動因特網﹖ATM+IP﹖軟交換IP網﹖什么業(yè)務是主體﹖IP業(yè)務,3G就能提供。高清晰視頻業(yè)務﹖

  面臨這種態(tài)勢,后3G或4G的關鍵技術和開發(fā)重點是什么﹖我們不能準確回答,但我們必須回答。

  從目前發(fā)展看,有三項技術對將來是必定有用的。一是高速傳輸技術,OFDM被相當看好,但不適應移動環(huán)境�;冢希疲模偷母牧技夹g或創(chuàng)新技術,將有希望。二是時空處理技術,把時間信號擴展到時間、空間二維上,提供了新的選擇和新的希望。三是智能處理技術,能自適應地處理不同多媒體業(yè)務,QoS要求和各種應用。

  智能移動通信技術,將是未來移動通信的基本處理技術,本文就此進行討論。



  通信信號處理的進步



  通信信號處理經過了數字處理到自適用處理再到智能處理的發(fā)展階段。

  智能處理是針對多種不同處理要求,多種不同處理環(huán)境和多種不同應用需求,能自適應地進行最優(yōu)或準最優(yōu)的信號處理過程。顯然,這是未來移動通信不可少的基本技術。

  智能移動通信技術



 �。�、智能天線技術

  這是最受人關注并已開始應用的智能移動通信技術。這種技術,無論是FDMA、TDMA、CDMA多址方式都可應用,只要多址處理中代表各地的信號間有完好的正交性,就能獲得不同方向不同位置的最佳天線波形,實現(xiàn)最佳通信。

  由于CDMA是各編碼正交,可用數字信號處理實現(xiàn)不同編碼有不同波束,有多少編碼就形成多少波束,而不受天線結構的影響。

 �。�、自適應時空發(fā)射技術

  時空發(fā)射分集技術是在研究3G系統(tǒng)中發(fā)展起來的,為在移動環(huán)境下克服多徑影響,提高檢測效率,提出了一種新方法和新技術處理措施,也為接收端的新型處理提供了可能。但是,目前提出的方法和技術沒有自適應能力,而是采用統(tǒng)計處理辦法作出信道估計,確認分集發(fā)射信號的檢測合并方法和控制參數,特別是開環(huán)發(fā)射分集。閉環(huán)發(fā)射分集具有自適應的特征,測量信道特征反饋給發(fā)射方,調整發(fā)射信號相位參數,有利于檢測合并。

  對多種業(yè)務和不同速率信號來說,僅用現(xiàn)有方法是不夠的,應該有自適應能力,有隨信道業(yè)務,速率實時調整控制的能力。這就需要智能技術。

  另外,時空處理是減輕移動衰落信道影響的一種方法,但也會影響傳輸效率。如何自適應信道狀況、自動調整和變更時空處理方法,包括時空編碼,從而在保證QoS情況下達到最高傳輸效率,是自適時空發(fā)射技術的研究課題。

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  目前在接收方研究的多用戶檢測、多址干擾對消技術,正在逐漸走向成熟。雖然實用還不是太容易,但隨著時間流逝,走向應用已成定局。不過,這些技術屬于單項技術,怎么充分發(fā)揮其能力而又適合移動通信的實際需要還值得研究。

  一種能根據多媒體業(yè)務不同QoS要求實現(xiàn)相應接收質量的生動式多用戶用自適應接收技術由我們提出,能在現(xiàn)有技術可實現(xiàn)基礎上達到不同的業(yè)務要求。

  基于時空發(fā)射的接收信號處理技術即將興起,它將不僅僅在檢測信號合并上作工作,而是會對二維信號處理上作出新成果。

  隨著高速數據傳輸技術的發(fā)展,新調制新解調方法會隨之出現(xiàn),智能化接收技術將會成為實現(xiàn)高速高效傳輸的重要研究方向。

 �。�、自適應無線接入協(xié)議

  未來的通信網絡,不論怎么發(fā)展,可以預計與IP網關聯(lián)極大,移動通信離不開網絡的支持,自然與IP網會有緊密關系。

  移動通信要高效、便宜,不僅在無線部分努力,網絡部分也需要改變�?赡芤苿油ㄐ抛猿删W絡的方式不一定會久,特別是無線接入逐漸變成移動接入,利用IP網支持移動管理和資源管理,會改變現(xiàn)有的網絡結構。但最近一段時期,很快變成一個網絡是不現(xiàn)實的,研究如何適應不同網絡和業(yè)務的自適應無線接入協(xié)議就很有必要。

  5、自適應系統(tǒng)結構與智能協(xié)議

  未來移動通信希望自適應移動通信系統(tǒng)結構,使之能適應不同地區(qū)、不同時間、不同環(huán)境的通信需求。比如接入用戶多,從大區(qū)結構改成小區(qū)結構,從多無線分集改為單無線處理。

  自適應系統(tǒng)結構要求自適應控制和管理,離不開智能網絡協(xié)議。用戶、業(yè)務QoS不同,其網絡協(xié)議也得與之適應。移動智能網絡協(xié)議必不可少。

  結 語

  隨著3G產業(yè)化和商業(yè)運行的展開,后3G或4G的研究就提上了日程。無論是什么無線多址技術,無論是什么移動通信網絡,智能移動通信技術必將是未來移動通信的基本信號處理技術。入總裁辦首要工作日程。屆時,將同期舉辦亨通集團10周年輝煌成就展,以全面展示亨通集團10年來所取得的偉大成就。

摘自《通信機世界》
   

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