移動通信第四版部分內(nèi)容摘要

1、移動通信組網(wǎng)及傳輸基本原理移動通信組網(wǎng)及傳輸基本原理摘要：本文以移動通信組網(wǎng)及傳輸基本原理為中心依次對組網(wǎng)中的移動通信系統(tǒng)基本組成及工作原理、信道結(jié)構(gòu)及頻率規(guī)劃、移動通信抗干擾做出了精要的介紹，其次對傳輸基本原理中的數(shù)字調(diào)制方式與多址方式兩方面進(jìn)行了闡述，最后分析了移動通信新一代的傳輸技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景。關(guān)鍵詞： 組網(wǎng) 數(shù)字調(diào)制方式 多址方式 4G1 組網(wǎng)·移動通信系統(tǒng)基本組成及工作原理。移動通信系統(tǒng)按其經(jīng)營方式或用戶性質(zhì)可分為專用移動通信系統(tǒng)（專網(wǎng)）和公用移動通信系統(tǒng)（公網(wǎng)）。隨著電子技術(shù)、集成電路技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和交換技術(shù)的飛速發(fā)展，專用移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與公用移動通信系統(tǒng)

2、越來越像，所以掌握公用移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)就足以了解整個通信系統(tǒng)。公用移動通信系統(tǒng)一個交換區(qū)由一個移動交換中心（MSC，Mobile Service Switching Centre）、一個或若干個歸屬位置寄存器（HLR，Home Location Register）和訪問者位置寄存器（VLR，Visitor Location Register，有時幾個MSC合用一個VLR）、設(shè)備識別寄存器（EIR，Equipment Identity Register）、鑒權(quán)中心（AuC，Authentication Centre）、操作維護(hù)中心（OMC，Operation and Maintenance

3、 Centre）、基站（BS，Base Station）和移動臺（MS，Mobile Station）等功能實體組成。·信道結(jié)構(gòu)及頻率規(guī)劃。信道（Channel）是通信網(wǎng)中傳遞信息的通道。作為移動通信網(wǎng)，為了傳遞信息和其他控制信號，需要使用很多信道，包括無線信道和移動通信網(wǎng)與市話網(wǎng)之間的有限信道。在移動通信系統(tǒng)中，無線信道通常有兩種類型：業(yè)務(wù)信道（TC）和控制信道（CC）。在以話音業(yè)務(wù)為主的系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)信道可用話音信道（VC）代替。話音信道（VC）主要用于傳遞話音信號，它的占用和空閑是受移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）控制和管理的。在MSC中保存有一張所有信道及其狀態(tài)的表格，狀態(tài)包括空、忙

4、、阻塞等。一般控制信道（CC）的下行信道用于尋呼（Page），上行信道用于接入（Access）?？刂菩诺肋€用來傳遞大量的其他數(shù)據(jù)。在每一個無線小區(qū)內(nèi)，通常只有一個控制信道。所以，一個中心激勵的基站，配套一套控制信道單元；一個頂點激勵的基站（通常覆蓋三個扇形小區(qū)）應(yīng)配備三套控制信道單元。頻率規(guī)劃是指在移動網(wǎng)絡(luò)部署過程中，根據(jù)某地區(qū)的話務(wù)量分布而分配相應(yīng)的頻率資源，以實現(xiàn)有效覆蓋和業(yè)務(wù)量的承載。頻率規(guī)劃包括等頻距分配與信道分配策略、CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)的頻率規(guī)劃、多信道共用技術(shù)。等頻距分配法按頻率等間隔分配信道，這樣可以有效地避免鄰道干擾。信道分配策略可分為兩類：固定的信道分配策略和動態(tài)的

5、信道分配策略，在固定的信道分配策略中，給每個小區(qū)分配一組預(yù)先確定好的話音信道，前面介紹的等頻距分配法采用固定的信道分配策略；在動態(tài)的信道分配策略中，各基站在接到呼叫請求后，就向MSC請求一個信道，MSC則根據(jù)某種算法給發(fā)出請求的小區(qū)分配一個信道；CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)中，不同基站或同一基站的不同扇區(qū)之間不再像GSM系統(tǒng)那樣依靠頻率來區(qū)分，而是依靠PN序列的相位偏置進(jìn)行區(qū)分，即CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)變頻率規(guī)劃為PN碼規(guī)劃；多信道共用技術(shù)是指在網(wǎng)內(nèi)的大量用戶共享若干無線信道的方法。·移動通信抗干擾 在移動通信的無線網(wǎng)設(shè)計中，進(jìn)行無線覆蓋區(qū)設(shè)計和解決無線電干擾是兩大難題。對于微

6、蜂窩結(jié)構(gòu)的無線網(wǎng)來說，解決無線電干擾可能比進(jìn)行覆蓋區(qū)設(shè)計更困難。在移動通信網(wǎng)內(nèi)，無線電干擾一般分為同頻道干擾、鄰頻道干擾、互調(diào)干擾、阻塞干擾和近端對遠(yuǎn)端式的干擾等。 同頻道干擾是指所有落在收信機(jī)通帶內(nèi)的與有用信號頻率相同或相近的干擾信號（非有用信號）稱為同頻道干擾。由于干擾信號與有用信號以相同的頻率及方式進(jìn)入接收機(jī)中頻通帶，因而無法避免或濾除。在設(shè)臺組網(wǎng)過程中，防止同頻道干擾的基本措施是通過基站站址布局（即保持同頻復(fù)用距離）、合理的覆蓋區(qū)設(shè)計及頻道配置來滿足同頻道干擾保護(hù)比。 鄰頻道干擾是指工作在k頻道的接收機(jī)收受到工作于k+1頻道的信號的干擾，即鄰道（k+-1）頻道的信號的干擾。解決鄰頻道干

7、擾的措施包括：（1）降低發(fā)射機(jī)落入相鄰頻道的干擾功率，即減小發(fā)射機(jī)的帶外輻射。（2）提高接收機(jī)的鄰頻道選擇性。（3）在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，避免相鄰頻道在同一小區(qū)或相鄰小區(qū)內(nèi)使用，以增加同頻道干擾保護(hù)比。 互調(diào)干擾是指在專用網(wǎng)和小容量網(wǎng)中，互調(diào)干擾可能成為設(shè)臺組網(wǎng)過程中較為關(guān)心的問題。互調(diào)干擾包括發(fā)射機(jī)干擾和接收機(jī)干擾。減少發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的措施有：（1）加大發(fā)射機(jī)天線之間的距離。（2）采用單向隔離器件和高Q諧振腔。（3）提高發(fā)射機(jī)的互調(diào)轉(zhuǎn)換衰耗。減少接收機(jī)互調(diào)干擾的措施有：（1）提高接收機(jī)前端電路的線性度。（2）在接收機(jī)前端插入濾波器，提高其選擇性。（3）選用無三階互調(diào)的信道組工作。在設(shè)臺組網(wǎng)中對抗互調(diào)

8、干擾的措施：（1）蜂窩移動通信網(wǎng)。由于需要頻道多且采用空腔諧振式合成器，因此只有采用互調(diào)最小的等間隔頻道配置方式，并依靠設(shè)備優(yōu)良的互調(diào)抑制指標(biāo)來抑制互調(diào)干擾。（2）專用的小容量移動通信網(wǎng)。對于這種通信網(wǎng)，主要采用不等間隔排列的無三階互調(diào)的頻道配置方法來避免發(fā)生互調(diào)。阻塞干擾是指當(dāng)外界存在一個離接收機(jī)工作頻率較遠(yuǎn)，但能進(jìn)入接收機(jī)并作用于其前端電路的強(qiáng)干擾信號時，由于接收機(jī)前端電路的非線性而造成有用信號增益降低或噪聲增高，使接收機(jī)靈敏度下降的現(xiàn)象稱為阻塞干擾。這種干擾與干擾信號的幅度有關(guān)，幅度越大，干擾越嚴(yán)重。所以需要盡量不要使接收機(jī)靠近高幅度干擾信號。當(dāng)基站同時接收從兩個距離不同的移動臺發(fā)來的信

9、號時，距基站近的移動臺B到達(dá)基站的功率明顯大于距離基站遠(yuǎn)的移動臺A到達(dá)基站的功率。若二者頻率相近，則距基站近的移動臺B就會對接收距離距基站遠(yuǎn)的移動臺A的有用信號的干擾或抑制，甚至將移動臺A的有用信號湮沒。這種現(xiàn)象稱為近端對遠(yuǎn)端的干擾?？朔@種干擾的措施有兩個：一是使兩個移動臺所用頻道拉開必要間隔；二是移動臺端加自動（發(fā)射）功率控制（APC），使所有工作的移動臺到達(dá)基站的功率基本一致。由于頻率資源緊張，因此幾乎所有的移動通信系統(tǒng)對基站和移動終端都采用APC工作方式。·移動性管理移動通信網(wǎng)絡(luò)與固定通信網(wǎng)絡(luò)相比·其主要優(yōu)點址可移動性(Mobility)。移動性是指對于用戶和終端位

10、置的改變而持續(xù)接人服務(wù)、繼續(xù)通信的能力。 移動性可劃分為兩個級別一個稱為游牧移動，指用戶在移動時能改變其網(wǎng)絡(luò)接入點·但正在進(jìn)行的服務(wù)會話會完全停止，必須重新啟動；另一個稱為無縫(seamless)移動。指當(dāng)用戶或終端移動時能隨時改變其網(wǎng)絡(luò)接人點而不中斷正在進(jìn)行的服務(wù)會話。它們都要求在核心網(wǎng)提供相應(yīng)的功能。這些功能應(yīng)該包括用戶鑒別、授權(quán)、位置更新、用戶信息的下載等，我們稱之為移動性管理(MM,Mobility Management)。從第一代蜂窩移動通信開始，人們就致力于無線移動。實際上，一些大范圍專用無線通信系統(tǒng)，如早期的DECT系統(tǒng)，已經(jīng)包含了某些移動性功能，這些功能與蜂窩系統(tǒng)中的

11、移動性有某些相似之處。用戶的移動性和對移動性的自動管理是移動通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，因此移動性管理(MM)是移動通信網(wǎng)絡(luò)必不可少的功能。移動性管理包括兩個方面位置管理和切換管理。其中，位置管理確保了移動臺在移動過程中能被移動通信網(wǎng)絡(luò)有效地尋呼到；切換管理確保了與網(wǎng)絡(luò)正在進(jìn)行業(yè)務(wù)連接的移動臺在跨小區(qū)或跨MSC時具有原有業(yè)務(wù)的連續(xù)性。位置管理位置管理使得移動通信網(wǎng)絡(luò)跟蹤移動終端的位置，由于移動終端可以在無線覆蓋區(qū)域內(nèi)任意移動，因此移動通信網(wǎng)絡(luò)只能保持該移動終端的近似位置信息。當(dāng)有外來呼叫該移動終端時，移動通信網(wǎng)絡(luò)需要確定該移動終端所在的具體蜂窩，即確定該移動終端的精確的小區(qū)位置。 位置管理分為兩

12、個部分：位置更新（Location Update）和尋呼(Paging)為了減少位置的不確定性，移動終端需要不時地向移動通信系統(tǒng)報告其當(dāng)前所在位置，這便是位置更新的過程。在位置更新過程中，移動終端首先通過上行控制信道發(fā)送更新消息，然后執(zhí)行更新數(shù)據(jù)庫的信令過程。在位置更新階段，移動終端把它的新的接入點通知網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)能對移動終端進(jìn)行鑒權(quán)和修改數(shù)據(jù)庫中移動終端位置檔案和在新的數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行登記。  尋呼則是搜索并確定移動終端所在具體蜂窩位置的過程，尋呼又包括查詢移動終端的位置檔案，以及找到該移動終端當(dāng)前位置這兩個方面。 在第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)所覆蓋的

13、區(qū)域被劃分為若干個地理區(qū)域，稱為位置區(qū)(LA, Location Area)。每個位置區(qū)由若干個小區(qū)組成,位置區(qū)與蜂窩小區(qū)的關(guān)系可以參看下圖5-2。通常同一個位置區(qū)中的所有BTS都連接在同一個MSC上。并且，移動通信系統(tǒng)采用如下圖5-3所示的HLR-VLR雙層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)來管理移動用戶信息。一般一個網(wǎng)絡(luò)擁有一個HLR和若干個VLR，而一個VLR則管理著幾個LA內(nèi)的移動終端的信息。當(dāng)然，當(dāng)某一地區(qū)用戶數(shù)量超過一個HLR所承受的數(shù)量時，可以通過多個HLR來分級管理，這樣就使得移動通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理更加有效。切換管理 在蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)中，由基站（BS）組成無線小區(qū)（cell

14、，以下簡稱小區(qū)）按蜂窩狀組成通信網(wǎng)絡(luò)，完成各類移動業(yè)務(wù)。圖4.1給出了GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?；矩?fù)責(zé)轉(zhuǎn)移送往或來自該BS覆蓋區(qū)域移動臺（MS）的呼叫。當(dāng)一個移動臺（MS）正通過無線鏈路連接到某個BS進(jìn)行通話時，如果該MS漸漸離開該BS移動到另一個BS覆蓋的區(qū)域，則連接到原BS的無線鏈路最終被迫中斷，因此，需要及時建立一條到新BS的鏈路，以保持繼續(xù)通話，這一過程稱之為切換。  切換是蜂窩系統(tǒng)的基本操作，切換按情況不同可分硬切換、軟切換和更軟切換。所謂的“硬切換”就是在業(yè)務(wù)（如通話）過程中離開原工作小區(qū)，進(jìn)入相鄰小區(qū)時為保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性，需將工作信道進(jìn)行切換，由于使用的工作頻率不同，移動臺需先

15、中斷與原基站的聯(lián)系，再與新基站取得聯(lián)系，即“通前斷（break before make）”的方式保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性。硬切換一個終端一次只能與一個BS進(jìn)行連接，在與目標(biāo)BS建立連接之前或之后必須立刻切斷與前一BS的連接。 所謂的“軟切換”就是在上述切換中，當(dāng)移動臺開始與一個新的基站聯(lián)系時，并不立即中斷與原基站的通信，而是先與新基站（可能不止1個）取得聯(lián)系，在保證業(yè)務(wù)切換成功后，才中斷與原基站的通信，即所謂的“斷前通（make before break）”。軟切換在進(jìn)行切換的時候，終端可以同時與多個BS相連，利用信令多樣性的一些形式來將多個信號聯(lián)系在一起。目前，軟切換應(yīng)用于具有相

16、同載波的CDMA信道之間。 所謂的更軟切換是指發(fā)生在同一基站具有相同頻率的不同扇區(qū)之間的切換。更軟切換只由基站完成，一般不通知MSC。  軟切換的優(yōu)點有：信道轉(zhuǎn)換平滑。目標(biāo)小區(qū)漸漸接入，在移動臺從起始小區(qū)走向鄰近小區(qū)前就己經(jīng)開始了。當(dāng)起始小區(qū)的信號功率比目標(biāo)小區(qū)弱很多時，移動臺根據(jù)收到的導(dǎo)引信號強(qiáng)度或者由起始小區(qū)采取行動讓移動臺脫離此小區(qū)。而且，對任一給定幀，總是用較好的小區(qū)并關(guān)閉原來的小區(qū)。為避免在小區(qū)邊界附近的頻繁切換，硬切換系統(tǒng)是在信號比第一小區(qū)足夠高時（6分貝）時再切換。這樣惡化了邊界地區(qū)的特性。然而，軟切換明顯地增加了蜂窩系統(tǒng)的負(fù)荷2 傳輸基本原理 ·數(shù)

17、字調(diào)制方式。數(shù)字調(diào)制技術(shù)廣義上可以分為線性和非線性調(diào)制兩類。在線性調(diào)制中，發(fā)射信號的幅度隨調(diào)制信號線性變化。線性調(diào)制技術(shù)具有頻道利用率高的優(yōu)點，因而，對無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用有很大吸引力。線性調(diào)制方案具有很好的頻譜有效性，它必須使用線性RF放大器發(fā)射，這時，功率有效性較差。如使用功率有效性高的非線性放大器，則會導(dǎo)致嚴(yán)重的鄰道干擾。目前，使用比較普遍的線性調(diào)制技術(shù)有脈沖成形QPSK、OQPSK和兀4-QPSK。許多實際的移動無線通信系統(tǒng)都使用非線性調(diào)制方式。不管調(diào)制信號的變化，均保證在載波振幅恒定，這就是所謂的恒包絡(luò)調(diào)制，恒包絡(luò)調(diào)制包括最小頻移鍵控（MSK）、高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）。

18、83;多址方式。1.5多址方式1.5、1移動通信系統(tǒng)中的多址方式多址問題可以被認(rèn)為是一個濾波問題，即許多用戶可以同時使用同一個頻譜，然后采用不同的濾波器和處理技術(shù)，使不同用戶信號互不干擾地被分別接受和解調(diào)。蜂窩移動通信系統(tǒng)中，為了使信號僅在要求通信的兩者之1司傳輸而不影響其他用戶，就必須選用適當(dāng)?shù)奶炀€和多址方式?；?BS)多數(shù)采用定向天線陣，以增加需要方向上的信號強(qiáng)度，減輕其他方向上的干擾，并通過現(xiàn)在的蜂窩移動通信系統(tǒng)中的扇形分區(qū)來減少相鄰蜂窩共用信道造成的干擾?，F(xiàn)在用到的多址方式主要有四種頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和空分多址(SDMA)。下面分別簡單介

19、紹一下FDMA.TDMA、CDMA和SDMA.(1)FDMA.圖1-5(a)所示為FDMA的頻段劃分方法。當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有美國的AMpS和英國的TAcs,它們均為第一代模擬移動通信系統(tǒng)(1G)。在我國這兩種制式都曾商用過，但TACS占絕大多數(shù)。所謂FDMA，就是指在頻域中一個相對窄帶信道里，不同信號被分配到不同頻率的信道里，發(fā)往和來自鄰近信道的干擾用帶通濾波器限制，這樣在規(guī)定的窄帶里只能通過有用信號，而任何其他頻率的信號被排斥在外。(2)TDMA.丁DMA示意圖如圖1-5(b)所示。當(dāng)前應(yīng)用這種多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的DA MPS和歐洲的GSM,為第二代數(shù)字

20、移動通信系統(tǒng)(2G)。其中，GSM在我國從1994年以后一直商用至今。所謂TDMA,就是指一個信道由一連串周期性的時隙構(gòu)成，不同信號被分配到不同的時隙里，利用定時選通來限制鄰近信道的干擾，從而在規(guī)定時隙中只讓有用的信號通過?，F(xiàn)在使用的TDMA蜂窩系統(tǒng)實際上都是FDMA和TDMA的組合，如美國TIA建議的DAMPS數(shù)字蜂窩系統(tǒng)是先使用了30 kHz的頻分信道，再把它分成6個時隙進(jìn)行TDMA傳輸，而GSM數(shù)字蜂窩系統(tǒng)是先使用了200 kHz的頻分信道，再把它分成8個時隙(全速)或16個時隙(半速)進(jìn)行TDMA傳輸。(3)CDMA.CDMA示意圖如圖1-5(c)所示，當(dāng)前應(yīng)用這種

21、多址方式的主要蜂窩系統(tǒng)有北美的日CDMA(IS-95)，為第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)(2G)，在我國目前正在商用。所謂CDM八，就是指每一個信號被分配一個偽隨機(jī)二進(jìn)制序列進(jìn)行擴(kuò)頻，不同信號被分配到不同的偽隨機(jī)序列里。在接收機(jī)里，信號用相關(guān)器加以分離，這種相關(guān)器只接收選定的二進(jìn)制序列并壓縮其頻譜，凡不符合該用戶二進(jìn)制序列的信號，其帶寬不被壓縮，結(jié)果只有有用信號的信息才被識別和提取出來。（4）SDMA。它是二種較新的多址技術(shù)。在由中國提出的的第三代移動通信（3G）標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA中就應(yīng)用了SDMA技術(shù)。SDMA實現(xiàn)的核心技術(shù)是智能天線的應(yīng)用，理想情況下它要求天線給每個用戶分配一個點波束，這樣根據(jù)用

22、戶的空間位置就可以區(qū)分每個用戶的無線信號。換向話說，處于不同位置的用戶可以在同一時間使用同一頻率和同一碼型，而不會相互干擾。實際上，SDMA使用的，而是與其他多址方式(如FDMA.TDMA和CDMA等)結(jié)合使用的。也就是說，對于處于同一波束內(nèi)的不同用戶，可用這些多址方式加以區(qū)分。sDMA的優(yōu)勢是很明顯的：可以提高天線增益，使得功率控制更加合理有效，顯形地提升了系統(tǒng)容量;可以削弱來自外界的干擾，降低對其他電子系統(tǒng)的干擾，SDMA實現(xiàn)的關(guān)鍵是智能天線技術(shù)，這也正是當(dāng)前應(yīng)用SD八¢AMA的難點。特別是對于移動用戶，由于移動無線信道的復(fù)雜性、使的智能天線中關(guān)于多用戶信號的動態(tài)捕獲、識別與跟蹤

23、以及信道的辨識等算法極為復(fù)雜，從而對DSP（數(shù)字信號處理）提出了極高的要求，這對于當(dāng)前的技術(shù)水平是個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。所以，雖然人們對于智能天線的研究已經(jīng)取得了不少鼓舞人心的進(jìn)展，但由于存在上述目物難以克服的問題而未得到廣泛應(yīng)用。不過可以預(yù)見，由于SDMA的諸多優(yōu)點，SDMA的推廣是必然的。·傳輸新技術(shù) 雖然3G系統(tǒng)能夠提供比2G更高的數(shù)據(jù)速率，更好的話音質(zhì)量，但仍然不能滿足公眾對多媒體業(yè)務(wù)的需求I同時，由于CDMA通信系統(tǒng)形成的特定歷史背景，3G所涉及的核心專利被少數(shù)公司持有，在知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)上形成了一家獨大的局面，專利授權(quán)費用已成為廠家的沉重負(fù)擔(dān)。這樣3G廠商和運營商在專利問題上處處受到

24、限制，業(yè)界迫切需要改變這種不利局面。另外，從長遠(yuǎn)規(guī)劃的角度來看，現(xiàn)有的3G、3.5G技術(shù)不能成為最終的解決方案，面對寬帶無線接入技術(shù)的競爭，特別是JEEE 802.16/20技術(shù)的發(fā)展，3G必須加快后續(xù)技術(shù)的研究。 后3G技術(shù)的演進(jìn)主要是三個國際組織負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的制定3GPP負(fù)責(zé)將WCDMA和TD-SCDMA 分別演進(jìn)為 I. TE-FDD(Long Term Evolution-FDD) 和 LTE-TDD(Long Term Evolution-FDD)，最終演進(jìn)為LTE+，TD-LTE-Advanced

25、(LTE-Advanced TDD制式)是中國繼TD-SCDMA之后，提出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代移動通信技術(shù)。它吸納了TD-SCDMA的主要技術(shù)元素，體現(xiàn)了我國通信產(chǎn)業(yè)界在寬帶無線移動通信領(lǐng)域的最新自主創(chuàng)新成果。2004年，中國在標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP提出了第三代移動通信TD-SCDMA的后續(xù)演進(jìn)技術(shù)TD-LTE，主導(dǎo)完成了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，TD-LTE-Advanced已獲得歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP和亞太地區(qū)通信企業(yè)的廣泛認(rèn)可和支持。在4G國際標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，TD-LTE-Advanced將面臨其他候選技術(shù)的挑戰(zhàn)。中國將全力推動TD-LTE-Advanced成為4G國際標(biāo)準(zhǔn)，積極推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)

26、發(fā)展?；仡櫟谌苿油ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)(3G)，國際電信聯(lián)盟曾確定了10種候選技術(shù)，并批準(zhǔn)其中的5項為國際標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過市場選擇，最后TD-SCDMA、WCDMA和cdma2000三種主流技術(shù)成功實現(xiàn)商用。在4G國際標(biāo)準(zhǔn)制定中，國際電信聯(lián)盟在候選技術(shù)階段確定兩種候選技術(shù)，成功實現(xiàn)了技術(shù)聚焦，進(jìn)一步明確了4G國際標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)路線，這必將對未來4G國際標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。 核心技術(shù)接入方式和多址方案（正交頻分復(fù)用）是一種無線環(huán)境下的高速傳輸技術(shù)，其主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進(jìn)行調(diào)制，各子載波并行傳輸。盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個子信

27、道是相對平坦的，在每個子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬。OFDM技術(shù)的優(yōu)點是可以消除或減小信號波形間的干擾，對多徑衰落和多普勒頻移不敏感，提高了頻譜利用率，可實現(xiàn)低成本的單波段接收機(jī)。OFDM的主要缺點是功率效率不高。調(diào)制與編碼技術(shù)4G移動通信系統(tǒng)采用新的調(diào)制技術(shù)，如多載波正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)以及單載波自適應(yīng)均衡技術(shù)等調(diào)制方式，以保證頻譜利用率和延長用戶終端電池的壽命。4G移動通信系統(tǒng)采用更高級的信道編碼方案(如Turbo碼、級連碼和LDPC等)、自動重發(fā)請求(ARQ)技術(shù)和分集接收技術(shù)等，從而在低Eb/N0條件下保證系統(tǒng)足夠的性能。高性能的接收機(jī)4G移動通信系統(tǒng)對接收機(jī)提

28、出了很高的要求。Shannon定理給出了在帶寬為BW的信道中實現(xiàn)容量為C的可靠傳輸所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以計算出，對于3G系統(tǒng)如果信道帶寬為5MHz，數(shù)據(jù)速率為2Mb/s，所需的SNR為l.2dB；而對于4G系統(tǒng)，要在5MHz的帶寬上傳輸20Mb/s的數(shù)據(jù)，則所需要的SNR為12dB?？梢妼τ?G系統(tǒng)，由于速率很高，對接收機(jī)的性能要求也要高得多。智能天線技術(shù)智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線應(yīng)用數(shù)字信號處理技術(shù)，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向，達(dá)到充分

29、利用移動用戶信號并消除或抑制干擾信號的目的。這種技術(shù)既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。MIMO技術(shù)（多輸入多輸出）技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進(jìn)行空間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO系統(tǒng)能夠很好地提高系統(tǒng)的抗衰落和噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達(dá)42bps/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達(dá)到容量的40多倍。因此，在功率帶寬受限的無線信道中，MIMO技術(shù)是實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、提高系統(tǒng)容量、提高傳輸質(zhì)量的空間分集技術(shù)。在無線頻譜資源相對匱乏的今天，MIMO系統(tǒng)已經(jīng)體現(xiàn)出其優(yōu)越性，也會在4G移動通信系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用。軟件無線電技術(shù)軟件無線電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)的一種具有開放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器，并盡可能多地用軟件來定義無線功能，各種功能和信號處理都盡可能用軟件