移动通信的关键技术

技术分类: 通信  | 2007-11-30
来源:泰尔网 | 谈振辉

  高速移动通信的另一要求是在宽噪声带宽下 ,所需解调信噪比应尽可能降低,从而增加覆盖面积。可采取抗衰落的快速发射功率控制和导频辅助快速跟踪相干解调技术,如频域抗衰落的Rake接收和跟踪技术,从时域和频域抵抗时间和频率选择性衰落的OFDMA技术,链路自适应技术,联合编码技术。

  3.频谱利用率提升技术

  理论研究指出:在独立Rayleigh散射信道中,数据速率与天线数成线性关系,容量可达Shannon的90%。在发射和接收端以多天线开发信道空间可取得容量和频谱效率的增益。MIMO技术主要包括空间复用和空间分集技术,在独立信道上并发或连发相同信息来提高传输可靠性。

  收发双方的空间分集是高容量无线通信系统采用技术之一。贝尔实验室分层次空时的对角BLAST(D-BLAST)容量的增加为收发双方最小天线数的函数。利用MIMO所构成的跨时域和空域的扩展信号还可以抵抗多径干扰。V-BLAST系统在室内24~34 dB时,频谱利用率为20~40 bit/s/Hz。而发射和接收端均采用16天线,在30 dB时,频谱利用率增至60~70 bit/s/Hz。

  智能天线自动跟踪所需信号和自适应空时处理算法,利用天线阵产生空间定向

波束,通过数字信号处理技术使主波束对准用户信号到达方向,旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向。自适应阵列天线(AAA,Adaptive Array Antennas)中干扰抵消均衡器(ICE,Interference Canceling Equalizer)可减少干扰和降低发射功率。

  UWB也称为脉冲无线电,调制采用脉冲宽度在纳秒级的快速上升和下降脉冲,脉冲覆盖的频谱从直流至吉赫兹,不需常规窄带调制所需的射频上变换,脉冲成型后可直接送至天线发射。

  4.无线资源管理

  移动通信系统中,有限频谱资源的基站和有限发射功率的移动站限制了数据传输速率的提高。应在现有频谱资源,上下行链路质量和QoS业务的基础上,利用资源管理分配链路传输速率和发射功率。利用有限无线频谱资源和发射信号功率,减少经受干扰等影响。无线资源控制有多用户资源分配策略、多业务分组调度策略、链路自适应技术、越区切换、功率控制和接纳控制等。

  5.软件无线电技术

  软件无线电技术是在硬件平台上通过软件编辑以一个终端实施不同系统中多种通信业务。它用数字信号处理语言描述电信元件,以软件程序下载成数字信号处理硬件(DSPH,Digital Signal Pocessing Hardware)。以具有通用开放无线结构(OWA,Open Wireless Architecture),兼容多种模式在多种技术标准之间无缝切换。

  6.网络安全和QoS

  QoS分为无线和有线侧两部分,无线侧的QoS涉及无线资源管理和调度,接纳控制和移动性管理等,移动性管理主要包括终端移动性,个人移动性和业务移动性。有线侧的QoS涉及基于IP diffSer的区分业务和RSVP的端到端资源预留机制。把IP diffSer的IP QoS机制映射到无线侧。网络安全包括网络接入安全,核心网安全,应用安全,安全机制可见性与可配置性。

  7.基于Mesh自组织网络的接入网架构体系

  1968年研究的ALOHA协议是在固定节点的ALOHA网络中支持分布式信道接入,网络中所有节点都位于其他参与节点覆盖范围内,也就是说 ALOHA网络是一种单跳网。1993年DARPA研究多跳分组无线网协议,多跳技术增加网络容量的思路是:在大型网络中采用共存与分离多跳会话,空域复用,预留发射功率资源和复杂路由协议来提高全网络的吞吐量。

  现今蜂窝通信系统依靠集中控制和管理,而下一代移动通信系统转向固定与移动网络相结合,无隙缝和全方位通信。未来无线网络除了以低成本达到高数据率外,还要求在无专用通信基础设施下,网络具有适应和生存能力。

  Mesh网络是一种高容量高速率的多点对多点网络,采用移动自组织网络(Ad hoc)的多跳网络拓扑,引入中继节点扩展基站无线覆盖范围和增强接入点的热点覆盖功能。

  Ad hoc网络因灵活性将在未来网络中扮演重要角色,用户和路由器能在网络中随机移动的Ad hoc网络正成为主要研究领域,它准许移动终端扩展接入。Ad hoc网络作为非集中控制网络结构,所有移动节点以约定协议建立全向通信用于军事和灾害通信。

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