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我国突破下一代宽带无线通信五大关键技术

通信信息报时间2008-06-28 13:00:27作者:酆广增
本文关键词:移动通信 关键技术 无线技术

  下一代宽带无线通信的主体即第四代移动通信。我国在该技术上已取得实质性进展,在此基础上组织重大项目,并进一步推动产业化进程具有重大意义

  移动通信是最大的无线通信产业。下一代宽带无线通信的主体即第四代移动通信。在以第四代移动通信相关无线技术和信号处理技术为代表的移动通信技术的进展方面,我国已取得了实质性进展——符合ITU的期望进展,并进入国际先进行列。以第四代移动通信为核心组织重大项目进一步推动产业化进程具有重大意义。

  市场需求加速移动通信升级

  互联网的发展和多媒体业务的需求加速了移动通信向真正的宽带系统过渡。第四代移动通信系统业已浮出水面。下一代宽带无线通信的主体就是第四代移动通信。第四代移动通信的研究压缩了第三代(准宽带数字移动系统)大规模部署的空间和必要性。

  移动通信分成核心网络技术和无线技术两大块。在移动无线技术方面,世界近几年随着第四代移动通信相关无线技术和信号处理技术的研究不断深入,在MIMO技术、多载波技术、近香农界信道编解码技术、信道估计技术、信号均衡和检测技术、自适应调制编码技术、无线资源按需动态自适应分配和管理技术、异构网络融合技术、开放频谱无线网络动态频谱接入技术等方面提出了许多新的课题。当然,采用各种新技术有效利用有限的频率资源增大系统容量以进一步满足公众对移动通信的基本需求和新业务的需求始终是移动通信的基本问题。

  产业化的前期工作已经开始

  技术上,与世界一样,我国的移动通信,不论是运营业还是研发和制造业也经历了第一代(模拟系统)、第二代(窄带数字移动系统)以及第二代的增强,正在进入或已经进入第三代(准宽带数字移动系统)。近几年我国对第四代移动通信相关无线技术和信号处理技术的研究也不断深入,取得了不少成绩,但不能不看到在技术上与世界先进国家的差距:一、重要移动通信技术的概念和原始创少; 二、移动通信核心技术包括无线和网络核心先进技术、先进研发工具、先进芯片技术、先进制造设备和测试设备等的知识产权多属先进国家的这个局面没有得以根本改变。但以上这种情况正在逐步改变中。

  我国将第四代移动通信称为B3G(Beyond 3G)。国家高技术863计划FuTURE(Future Technologies for Universal Radio Environment,未来通用无线环境)二期任务即联合研究开发B3G蜂窝移动通信无线网络试验系统,支持FDD和TDD双工方式,FDD系统空中接口为上行GMC/下行OFDM,TDD系统空中接口为上行OFDM/下行OFDM,产业化的前期工作已开始。

  在通过由西安交通大学主持的第三方链路性能仿真测试和网络性能仿真测试的基础上,2006年6月相关人员分别在东南大学和北京邮电大学通过现场试验验证,并于2006年10月在上海工程技术大学通过多小区多用户多业务现场试验和高速移动环境下现场试验。结果表明:

  FDD和TDD系统能够在17.28 MHz的带宽内支持不低于100 Mbps的峰值数据速率,频谱利用率约为6bps/Hz,所提出的关键技术能够显著提高系统性能及环境适应能力。

  系统方案能够支持多小区多用户多业务高速无线传输和高速越区切换,并能够适应高速移动环境。

  实现五大关键技术突破

  1、关键技术之一:协同分布式无线网络及高层协议。在世界上率先提出使用协同分布式无线电技术,在网络框架上解决所面临的频谱有效性和功率有效性难题;已系统掌握了协同分布式无线系统理论建模、功率有效性与频谱有效分析、协同分布式多天线构造与选择切换技术、资源调配与复用技术、QoS保障技术、高层协议设计等;突破频率复用和组网技术,提出软分数频率复用技术和快速小区组选择技术,显著提高小区边缘性能。

  2、关键技术之二:宽带多载波传输与多址技术。完善了所提出的混合GMC/OFDM传输框架技术,能够适应新一代蜂窝移动通信大范围覆盖和无线资源灵活调配等要求;全面掌握GMC/OFDM系统的设计与实现、定时与频率同步,以及信道估计等关键技术。

  3、关键技术之三:充分挖掘空间资源的MIMO无线传输技术。已掌握MIMO信道的建模、信道容量分析与系统性能分析、信道估计与跟踪、空时编码与最优接收等关键技术;引入了广泛适用的U-MIMO(或称自适应MIMO)技术,通过感知移动终端所处的环境,在统一的框架下实现环境自适应MIMO传输,解决MIMO技术在复杂场景下的工程应用问题。

  4、关键技术之四:逼近信道容量的信道编译技术与迭代接收技术已系统掌握了采用迭代技术的信道编译码理论方法、迭代检测译码理论方法,以及高效实现方法等;突破迭代接收技术复杂性高及延时大的难点,引入了软信息保留迭代接收技术和双涡轮迭代接收技术,解决了系统性能优化和实现复杂性之间的矛盾。

  5、关键技术之五:新型天线与射频技术。解决了3.5GHz频段上RoF技术的难点,实现了远端机和近端机的时钟同步和控制同步;在多通道低噪声和大动态范围接收技术、高线性度多通道发射技术、高线性和高灵敏度的宽带多通道小型化移动台射频技术、新型天线技术等方面突破了一系列技术难点。

  可以说,我国已在以第四代移动通信相关无线技术和信号处理技术为代表的移动通信技术的进展方面取得了实质性进展。不仅符合ITU的期望进展,更已进入国际先进行列。因此组织重大项目进一步推动产业化进程,前景令人看好。


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