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我國突破下一代寬帶無線通信五大關鍵技術
下一代寬帶無線通信的主體即第四代移動通信。我國在該技術上已取得實質性進展,在此基礎上組織重大項目,并進一步推動產(chǎn)業(yè)化進程具有重大意義。
移動通信是最大的無線通信產(chǎn)業(yè)。下一代寬帶無線通信的主體即第四代移動通信。在以第四代移動通信相關無線技術和信號處理技術為代表的移動通信技術的進展方面,我國已取得了實質性進展——符合ITU的期望進展,并進入國際先進行列。以第四代移動通信為核心組織重大項目進一步推動產(chǎn)業(yè)化進程具有重大意義。
市場需求加速移動通信升級
互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和多媒體業(yè)務的需求加速了移動通信向真正的寬帶系統(tǒng)過渡。第四代移動通信系統(tǒng)業(yè)已浮出水面。下一代寬帶無線通信的主體就是第四代移動通信。第四代移動通信的研究壓縮了第三代(準寬帶數(shù)字移動系統(tǒng))大規(guī)模部署的空間和必要性。
移動通信分成核心網(wǎng)絡技術和無線技術兩大塊。在移動無線技術方面,世界近幾年隨著第四代移動通信相關無線技術和信號處理技術的研究不斷深入,在MIMO技術、多載波技術、近香農界信道編解碼技術、信道估計技術、信號均衡和檢測技術、自適應調制編碼技術、無線資源按需動態(tài)自適應分配和管理技術、異構網(wǎng)絡融合技術、開放頻譜無線網(wǎng)絡動態(tài)頻譜接入技術等方面提出了許多新的課題。當然,采用各種新技術有效利用有限的頻率資源增大系統(tǒng)容量以進一步滿足公眾對移動通信的基本需求和新業(yè)務的需求始終是移動通信的基本問題。
產(chǎn)業(yè)化的前期工作已經(jīng)開始
技術上,與世界一樣,我國的移動通信,不論是運營業(yè)還是研發(fā)和制造業(yè)也經(jīng)歷了第一代(模擬系統(tǒng))、第二代(窄帶數(shù)字移動系統(tǒng))以及第二代的增強,正在進入或已經(jīng)進入第三代(準寬帶數(shù)字移動系統(tǒng))。近幾年我國對第四代移動通信相關無線技術和信號處理技術的研究也不斷深入,取得了不少成績,但不能不看到在技術上與世界先進國家的差距:一、重要移動通信技術的概念和原始創(chuàng)少; 二、移動通信核心技術包括無線和網(wǎng)絡核心先進技術、先進研發(fā)工具、先進芯片技術、先進制造設備和測試設備等的知識產(chǎn)權多屬先進國家的這個局面沒有得以根本改變。但以上這種情況正在逐步改變中。
我國將第四代移動通信稱為B3G(Beyond 3G)。國家高技術863計劃FuTURE(Future Technologies for Universal Radio Environment,未來通用無線環(huán)境)二期任務即聯(lián)合研究開發(fā)B3G蜂窩移動通信無線網(wǎng)絡試驗系統(tǒng),支持FDD和TDD雙工方式,F(xiàn)DD系統(tǒng)空中接口為上行GMC/下行OFDM,TDD系統(tǒng)空中接口為上行OFDM/下行OFDM,產(chǎn)業(yè)化的前期工作已開始。
在通過由西安交通大學主持的第三方鏈路性能仿真測試和網(wǎng)絡性能仿真測試的基礎上,2006年6月相關人員分別在東南大學和北京郵電大學通過現(xiàn)場試驗驗證,并于2006年10月在上海工程技術大學通過多小區(qū)多用戶多業(yè)務現(xiàn)場試驗和高速移動環(huán)境下現(xiàn)場試驗。結果表明:
FDD和TDD系統(tǒng)能夠在17.28 MHz的帶寬內支持不低于100 Mbps的峰值數(shù)據(jù)速率,頻譜利用率約為6bps/Hz,所提出的關鍵技術能夠顯著提高系統(tǒng)性能及環(huán)境適應能力。
系統(tǒng)方案能夠支持多小區(qū)多用戶多業(yè)務高速無線傳輸和高速越區(qū)切換,并能夠適應高速移動環(huán)境。
實現(xiàn)五大關鍵技術突破
1、關鍵技術之一:協(xié)同分布式無線網(wǎng)絡及高層協(xié)議。在世界上率先提出使用協(xié)同分布式無線電技術,在網(wǎng)絡框架上解決所面臨的頻譜有效性和功率有效性難題;已系統(tǒng)掌握了協(xié)同分布式無線系統(tǒng)理論建模、功率有效性與頻譜有效分析、協(xié)同分布式多天線構造與選擇切換技術、資源調配與復用技術、QoS保障技術、高層協(xié)議設計等;突破頻率復用和組網(wǎng)技術,提出軟分數(shù)頻率復用技術和快速小區(qū)組選擇技術,顯著提高小區(qū)邊緣性能。
2、關鍵技術之二:寬帶多載波傳輸與多址技術。完善了所提出的混合GMC/OFDM傳輸框架技術,能夠適應新一代蜂窩移動通信大范圍覆蓋和無線資源靈活調配等要求;全面掌握GMC/OFDM系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)、定時與頻率同步,以及信道估計等關鍵技術。
3、關鍵技術之三:充分挖掘空間資源的MIMO無線傳輸技術。已掌握MIMO信道的建模、信道容量分析與系統(tǒng)性能分析、信道估計與跟蹤、空時編碼與最優(yōu)接收等關鍵技術;引入了廣泛適用的U-MIMO(或稱自適應MIMO)技術,通過感知移動終端所處的環(huán)境,在統(tǒng)一的框架下實現(xiàn)環(huán)境自適應MIMO傳輸,解決MIMO技術在復雜場景下的工程應用問題。
4、關鍵技術之四:逼近信道容量的信道編譯技術與迭代接收技術已系統(tǒng)掌握了采用迭代技術的信道編譯碼理論方法、迭代檢測譯碼理論方法,以及高效實現(xiàn)方法等;突破迭代接收技術復雜性高及延時大的難點,引入了軟信息保留迭代接收技術和雙渦輪迭代接收技術,解決了系統(tǒng)性能優(yōu)化和實現(xiàn)復雜性之間的矛盾。
5、關鍵技術之五:新型天線與射頻技術。解決了3.5GHz頻段上RoF技術的難點,實現(xiàn)了遠端機和近端機的時鐘同步和控制同步;在多通道低噪聲和大動態(tài)范圍接收技術、高線性度多通道發(fā)射技術、高線性和高靈敏度的寬帶多通道小型化移動臺射頻技術、新型天線技術等方面突破了一系列技術難點。
可以說,我國已在以第四代移動通信相關無線技術和信號處理技術為代表的移動通信技術的進展方面取得了實質性進展。不僅符合ITU的期望進展,更已進入國際先進行列。因此組織重大項目進一步推動產(chǎn)業(yè)化進程,前景令人看好。(通信信息報)
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