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王文博3G演进关键技术研究

发布时间:2021-01-22 01:50:33 阅读: 来源:颇尔滤芯厂家

信息产业部电信研究院于2006年11月15—16日在北京举办《“3G在中国”2006全球峰会》。 今天很高兴过来介绍关于3G未来的通信技术发展趋势,自己高校主要从事技术本身方面的工作,前面几位可能更侧重市场或者整体行业发展方面。我讲的是关于移动或无线传输技术问题或者网络技术的问题。 北邮主要在通信领域做相应的教学和研究工作,无线通信也是通信领域非常重要的一个学术方向,这个实验室也是在这个方向领域里是比较有特色的实验室。主要有三方面研究工作,一个是关于无线电传输技术,一个网络还有合作研究开发的工作。 做研究必须要有相应的支持,我们支持一个是国家的项目,还有一个是做一些企业的合作,现在这个时代只有合作才能有出路,所以作为高校既然是学术和培养人才的地方,一定要和行业,无论是运营商还是制造商,无论国内国际要形成一个交换意见,统一思想,进一步进行学术交流的平台。学校作为学术研究与很多国内国际知名的通信制造商运营商建立了合作关系。 移动通信技术发展到现在走过第一代模拟通信,到第二代数字移动通信,二代不断演进,到现在在全球范围内开始部署的WCDMA以及中国已经开始放一些友好用户TD-SCDMA,还有CDMA2000等。现在两个标准化组织,一个3GPP,3GPP2还在做3G长期演进的研究,针对未来宽带多媒体的业务,要支持更高的传输速率,做到更高的频谱效率。除此以外国际电联也在做关于IMT- 2000部署工作。现在具体的指标没有达成全球统一的指标。我对于移动通信的演进,特别是从用户的接入感受来讲,希望它能够获得数据的速度越来越快,没有体现话音,相对来讲需要带宽比较窄,有十几K速率就可以了,现在很多数据业务,包括一些增值业务方面,数据业务的发展需要更宽的带宽,需要高速的传输能力,这样使得对无线传输能力要求提高。一方面体现在横轴,就是获得的数据速率,纵轴是将来支持移动速率。现在汽车、列车、飞机、速度是越来越高,如果随时随地接入到网络上,支持高移动,高容量以及快速接入以及低成本,每个用户都可以承受起的服务,从这个趋势上定义无线通信的发展目标。 有这个目标要相应支撑技术,有哪些支撑技术,主要讲无线接口,核心网如果只是传输的问题,现在光纤已经完全解决了,里面核心交换能力确实有待进一步的改善。关于无线传输的技术,有一个图,主要解决从用户端到网络端获取信息,或者是发送信息到网络传输的数据怎么可靠,如何支持多个用户同时接入。从图上可以看到包括发送端的信源编码,比如话音编码,图像编码,多媒体音频编码等。还有信道编码,主要是抗纠错,还有调制扩频,还有很多方面研究多天线,TD-SCDMA智能天线,以及现在研究MIMO等工作。 从整个网络来讲要有一套管理体制,我们称为无线资源管理,能够使得你的技术能够发挥更好的作用,所以这图表示无论现在哪种无线技术,3G、WCDMA、TD-SCDMA还是将来LTE以及B3G等都不外乎这几方面的工作。主要介绍两方面工作,一个多址技术,和调制天线的技术。 现在技术的发展无论是宽带无线接入,还是宽带移动通信都向着基于OFDM基本技术汇聚,但是并不是OFDM这四个字母拼接起来名词可以代表所有多址方式。不同的技术体制,WiMAX、LTE、802.11a,不同的技术体制,基于OFDM的技术是不一样的。 将来由于系统带宽越来越宽,远比3G5M带宽宽得多,有人语言50M、60M,甚至100M赫兹带宽,在这样带宽的情况下,只有多载波技术才会发展更好的作用,所以多载波技术一定在未来宽带无线接入中扮演主导角色。要支持目前3G的发展,一个是业务的普遍性,要支持各种环境,一个是高速的速率传输,另外是突发的数据业务能力。原来打个电话是连续的,而现在数据业务越来越向突发或分组数据业务方向发展。 在很多关于多址技术讨论上提出能不能把OFDM和现在相对在3G成功商用的CDMA技术有一个很好的结合,发挥OFDM和CDMA各自技术的优势。在LTE里面也有软频率复用概念的提出,基本上不用CDMA,在小区的边缘频率因子不容易达到1,一个小区不完全做到1,可以大于1小于2。这样对将来的网络规划,从学术角度来讲和工程实际角度来讲还是有一些困难的,真正划分小区边缘非常困难的,所以考虑把CDMA技术和OFDM技术结合起来,当前在学术领域也有相关方面的研究,包括2004年DoCoMo提的把CDMA和OFDM技术结合起来的方案,叫VSF-OFCDMA方案,还有其他跟CDMA结合的多载波技术,包括MC-CDMA,以及把空间时间和频率联合考虑的扩频多载波CDMA技术。 在LTE上,3G长期演进上有一个提案,在下行采用FH-OFDMA,这样性能会得到保证,而且可以更好的抵抗用户之间的干扰,在此基础上加了一个频率上的扩展,这样可以更好的获得频率分级的增益,而且对小区实行将来网络规划带来方便。 上行也是目前宽带无线接入里面比较大的问题,手机如果功放效率很低,手机耗电大,而且功放器件难设计,这样在考虑系统方案,就要考虑手机发射信号怎么降低峰均之比。这对将来终端性能比较容易实现,我们在此基础上研究加入CDM的可行性,经过我们研究正式加入CDM是完全可行的,相应的规范已经申请了专利。 使用MIMO技术主要想提高系统的吞吐量,系统的传输能力,它类似于复用的方式,如果把一个信号分到四个天线上,本来四个信号在一个上面传,分到两个天线上,这样使得原来频谱效率提高若干倍。下行都建议要使用MIMO多天线的技术来提高下行的传输能力,下行在LTE里面提出了用预编码的技术消除衰落的影响,使得终端接收机复杂性进一步降低,终端越复杂卖给用户的价格越高,用户承受的价格是有限的,所以希望降低用户终端的成本,这在LTE里面有相应的技术规范提出来了。我们在考虑有域编码的情况下,如果能够考虑用户之间多用户预编码采用分级效应,会对系统性能进一步提高。纵轴是吞吐率,横轴是用户数,考虑多用户分级情况下有很大的增益。 在LTE里面还有一项技术,虚拟多天线技术,如果基架挂两个天线,这有一个用户就会收到这是传统的系统SIMO,对于虚拟的MIMO技术,把多个用户的发送联合起来,构成了多个用户不同终端的天线和系统的多个天线,交互起来信道特性,如果把这个信道特性经过处理,就可以获得多个用户带来的性能增益。如果选择配对,无论是两个还是选三个还是选四个,这也是LTE里面讨论的一个方向,基于这个讨论,也相应提出了我们的方案,基于配对调度的方案,这样也可以提高系统的容量。相应工作已经被合作方和企业提到LTE建议里面去了。 经过多址多天线多编码方式的研究,提出面向未来的宽带无线接入,或者移动通信的建议,把TDD方式基于现在TD-SCDMA的桢结构,把TD-SCDMA结合起来,结合OFDM技术,把现有的带宽,TD-SCDMA只有1.28M带宽,把现有带宽扩展到50M。我们设计了多天线的方案,确定方案以后对相应的技术进行了分析和仿真工作,按照3GPP的信道模型对它进行评估仿真,对于4×4天线可以达到265M的传输能力,前一段263项目有一个建议,给100M带宽,8个天线,希望传输能力能够达到1G,如果把带宽50M变成100M,如果发送天线变成8×4,这样的系统完全可以达到1G的传送能力。 只有传输技术不行,还要有传输网络,现在各种无线技术不断被推出无论WiMAX、WLAN,WiMAX有很多版本,802.16d、802.16e,不同接口技术模式的。这些无线传输技术越来越多,将来网络不可能出来一个无线传输技术把整个网络推倒重新建一遍,所以将来网络随着无线技术的发展,网络融合一定是一个趋势,基于网络融合的思路,对于多无线接口资源管理,多无线传输接收分级技术,多无线多跳方式,还有异构的模式。一个终端可能有很多模式,找一个用户不一定是一定的寻呼,可能多种模式都是存在的,相应技术研究的工作都在进行。 我们提出一些相应的技术方案,包括建立通用的协议,把不同的无线传输技术通过MAC映射到通用层,希望通用层可以把不同路线技术能够在空中接口有一个很好的融合。 现在还有一个研究比较热的技术就是无线Mesh的技术,无线Mesh技术可以减少AP到AP之间有线互联,可以把用户和用户之间构成网状网,关于这方面的研究,一个是局域网,将来可以扩展广域网,基于将来的WiMAX,基于将来LTE,甚至将来的B3G。可能会打破现有传统的蜂窝架构体系,蜂窝架构都是用户围绕基站转,将来不一定,如果用户和一个用户打电话一定要基站到基站到网络,再从网络回过来,即便都在会场也不可能实现直接的通话,未来的网络是有可能做到这一点的。 现在制造商里提的很好需求,在欧洲已经有相应的网络实施,就是基于简化Mesh的架构来做多跳的模式,国外房屋的密度不是那么高,如果拉一个光缆过去相对成本比较高,就希望从房顶架一个天线,房顶和房顶之间可以实现无线的跳跃。不同的房顶,用户在任何一个房间里面,通过房顶多跳,然后接入核心网络上,这样网络的成本会大大降低。 我的介绍就到这里,谢谢大家!

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