田仕军
移动通信技术发展可以预计的是:对信息数据速率的要求,将从2Mbps-20Mbps;对频谱利用率的希望,将从4bit/hs-12bit/hs;对地区覆盖的要求,将从室内到大区。
人们期待有一个系统和网络,能支持不同的多媒体业务,从几kbps到几十Mbps,能适应不同的应用环境,能提供各种不同功能和能力。
还不可明确预计的是:什么技术是主流技术﹖有没有像3G中CDMA是主流技术那样在未来移动通信的主流技术﹖什么系统和网络是统一网络﹖移动因特网﹖ATM+IP﹖软交换IP网﹖什么业务是主体﹖IP业务,3G就能提供。高清晰视频业务﹖
面临这种态势,后3G或4G的关键技术和开发重点是什么﹖我们不能准确回答,但我们必须回答。
从目前发展看,有三项技术对将来是必定有用的。一是高速传输技术,OFDM被相当看好,但不适应移动环境。基于OFDM的改良技术或创新技术,将有希望。二是时空处理技术,把时间信号扩展到时间、空间二维上,提供了新的选择和新的希望。三是智能处理技术,能自适应地处理不同多媒体业务,QoS要求和各种应用。
智能移动通信技术,将是未来移动通信的基本处理技术,本文就此进行讨论。
通信信号处理的进步
通信信号处理经过了数字处理到自适用处理再到智能处理的发展阶段。
智能处理是针对多种不同处理要求,多种不同处理环境和多种不同应用需求,能自适应地进行最优或准最优的信号处理过程。显然,这是未来移动通信不可少的基本技术。
智能移动通信技术
1、智能天线技术
这是最受人关注并已开始应用的智能移动通信技术。这种技术,无论是FDMA、TDMA、CDMA多址方式都可应用,只要多址处理中代表各地的信号间有完好的正交性,就能获得不同方向不同位置的最佳天线波形,实现最佳通信。
由于CDMA是各编码正交,可用数字信号处理实现不同编码有不同波束,有多少编码就形成多少波束,而不受天线结构的影响。
2、自适应时空发射技术
时空发射分集技术是在研究3G系统中发展起来的,为在移动环境下克服多径影响,提高检测效率,提出了一种新方法和新技术处理措施,也为接收端的新型处理提供了可能。但是,目前提出的方法和技术没有自适应能力,而是采用统计处理办法作出信道估计,确认分集发射信号的检测合并方法和控制参数,特别是开环发射分集。闭环发射分集具有自适应的特征,测量信道特征反馈给发射方,调整发射信号相位参数,有利于检测合并。
对多种业务和不同速率信号来说,仅用现有方法是不够的,应该有自适应能力,有随信道业务,速率实时调整控制的能力。这就需要智能技术。
另外,时空处理是减轻移动衰落信道影响的一种方法,但也会影响传输效率。如何自适应信道状况、自动调整和变更时空处理方法,包括时空编码,从而在保证QoS情况下达到最高传输效率,是自适时空发射技术的研究课题。
3、智能接收技术
目前在接收方研究的多用户检测、多址干扰对消技术,正在逐渐走向成熟。虽然实用还不是太容易,但随着时间流逝,走向应用已成定局。不过,这些技术属于单项技术,怎么充分发挥其能力而又适合移动通信的实际需要还值得研究。
一种能根据多媒体业务不同QoS要求实现相应接收质量的生动式多用户用自适应接收技术由我们提出,能在现有技术可实现基础上达到不同的业务要求。
基于时空发射的接收信号处理技术即将兴起,它将不仅仅在检测信号合并上作工作,而是会对二维信号处理上作出新成果。
随着高速数据传输技术的发展,新调制新解调方法会随之出现,智能化接收技术将会成为实现高速高效传输的重要研究方向。
4、自适应无线接入协议
未来的通信网络,不论怎么发展,可以预计与IP网关联极大,移动通信离不开网络的支持,自然与IP网会有紧密关系。
移动通信要高效、便宜,不仅在无线部分努力,网络部分也需要改变。可能移动通信自成网络的方式不一定会久,特别是无线接入逐渐变成移动接入,利用IP网支持移动管理和资源管理,会改变现有的网络结构。但最近一段时期,很快变成一个网络是不现实的,研究如何适应不同网络和业务的自适应无线接入协议就很有必要。
5、自适应系统结构与智能协议
未来移动通信希望自适应移动通信系统结构,使之能适应不同地区、不同时间、不同环境的通信需求。比如接入用户多,从大区结构改成小区结构,从多无线分集改为单无线处理。
自适应系统结构要求自适应控制和管理,离不开智能网络协议。用户、业务QoS不同,其网络协议也得与之适应。移动智能网络协议必不可少。
结 语
随着3G产业化和商业运行的展开,后3G或4G的研究就提上了日程。无论是什么无线多址技术,无论是什么移动通信网络,智能移动通信技术必将是未来移动通信的基本信号处理技术。入总裁办首要工作日程。届时,将同期举办亨通集团10周年辉煌成就展,以全面展示亨通集团10年来所取得的伟大成就。
摘自《通信机世界》
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