王鳴鐸

摘要：本文分別對(duì)每一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)中的無線技術(shù)進(jìn)行總結(jié)概述，重點(diǎn)對(duì)第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)進(jìn)行分析。以期能夠窺探出移動(dòng)無線技術(shù)智能化發(fā)展方向，為移動(dòng)無線技術(shù)的發(fā)展提供一些可供參考的意見。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)通信系統(tǒng) 4G 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）12-0044-01

隨著通信需求的不斷增長，寬帶化已成為當(dāng)今通信技術(shù)領(lǐng)域的主要發(fā)展方向之一。而網(wǎng)絡(luò)的迅速增長使人們對(duì)無線通信提出了更高的要求。為有效解決無線信道中多徑衰落和加性噪聲等問題，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。移動(dòng)無線技術(shù)逐漸向數(shù)據(jù)化、高速化、寬帶化、頻段更高化方向發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)、移動(dòng)IP 將成為未來移動(dòng)網(wǎng)的主流業(yè)務(wù)。

1 移動(dòng)無線技術(shù)的簡(jiǎn)述

1.1 第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）

第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用模擬技術(shù)和頻分多址（FDMA）技術(shù)，具有代表性通信系統(tǒng)有美國的AMPS系統(tǒng)、英國的ETACS系統(tǒng)、北歐的NMT 450系統(tǒng)等。此系統(tǒng)僅能以半雙工模式提供語音服務(wù)，利用在地域上將覆蓋范圍劃分成小單元，每個(gè)單元復(fù)用頻帶的一部分以提高頻帶的利用率。FDMA為每一個(gè)用戶指定了特定信息，這些信息按要求分配給請(qǐng)求服務(wù)的用戶。因此在呼叫的整個(gè)過程中，其他用戶不能共享這一頻段。

1.2 第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2G）

20世紀(jì)80年代中期，數(shù)字移動(dòng)通訊系統(tǒng)得到了大規(guī)模應(yīng)用，采用時(shí)分多址（TDMA）或窄代碼分多址（CDMA），其中代表技術(shù)是歐洲的GSM（TDMA）和美國的IS-95A（CDMA）。TDMA是在一個(gè)寬帶的無線載波上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙作為分配給用戶的一個(gè)通信通道。TDMA突發(fā)傳輸?shù)乃俾矢?，遠(yuǎn)大于語音編碼速率，并且具有抗干擾能力強(qiáng)、頻率利用率高和系統(tǒng)容量大的特點(diǎn)。CDMA是在擴(kuò)頻通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)，它的出現(xiàn)源于人們對(duì)更高質(zhì)量無線通信的需求。

1.3 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）

第三代移動(dòng)通信技術(shù)采用寬帶分多址，將無線通信與國際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)寬帶多媒體通信。3G最早由ITU在1985年提出，又稱為未來公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS）。1996年更名為IMT-2000，即在2000年在2000M頻段實(shí)現(xiàn)2000K的數(shù)據(jù)通信。IMT2000推薦三種制式：WCDMA（歐洲）、CDMA2000（美國）、TD-SCDMA（中國），TD-SCDMA成為中國第一個(gè)國際通信標(biāo)準(zhǔn)。3G三種制式的比較如表1所示：

2 移動(dòng)通信無線技術(shù)的智能化發(fā)展方向分析

2.1 正交頻分復(fù)用技術(shù)

正交頻分復(fù)用技術(shù)（OFDM）是一種特殊的是多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，與AM/FM（調(diào)幅/調(diào)頻）在某一時(shí)刻只用單一頻率發(fā)送單一信號(hào)的單載波技術(shù)不同，其多載波之間相互正交，可以高效利用頻譜資源。同時(shí)OFDM將總帶寬分割為若干個(gè)窄帶子載波，可以有效抵抗頻率選擇性衰落。OFDM系統(tǒng)比傳統(tǒng)的FDM系統(tǒng)要求的帶寬要少得多，傳統(tǒng)的FDM（頻分復(fù)用）理論將帶寬分成幾個(gè)子信道，中間用保護(hù)頻帶來降低干擾，由于使用無干擾正交載波技術(shù)，單個(gè)載波間無需保護(hù)頻帶。這樣使得可用頻譜的使用效率更高。另外，OFDM技術(shù)可動(dòng)態(tài)分配在子信道上的數(shù)據(jù)。為獲得最大的數(shù)據(jù)吞吐量，多載波調(diào)制器可以智能地分配更多的數(shù)據(jù)到噪聲小的子信道上。

2.2 軟件無線電技術(shù)

軟件無線電技術(shù)室第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，用以滿足4G多模式、多頻段、多速率、多業(yè)務(wù)、多環(huán)境的實(shí)際需求。軟件無線電技術(shù)的基本思想是讓A/D和D/A轉(zhuǎn)換器盡可能依靠天線處理，將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過一個(gè)通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來實(shí)現(xiàn)各種類型的無線電通信系統(tǒng)，體制、標(biāo)準(zhǔn)的更新與體制兼容問題都有相應(yīng)的軟件加以解決。

2.3 智能天線技術(shù)

無線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量等方面都是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的工作重點(diǎn)，采用智能天線陣技術(shù)能夠有效解決阻塞、掉話等問題，并且能夠有效緩解無線通信的發(fā)展與頻譜資源不足的矛盾，提高第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量及服務(wù)質(zhì)量。智能天線陣由N單元天線陣、A/D轉(zhuǎn)換器、波速形成器、波速方向估計(jì)及跟蹤器等幾部分組成，該技術(shù)利用各種用戶信號(hào)空間特征的差異，根據(jù)天線陣的波速合成和指向，產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束，自適應(yīng)調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)變化，對(duì)干擾方向進(jìn)行調(diào)零從而解決信號(hào)干擾的問題，實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶在同一信道上接受和發(fā)送不受干擾。

2.4 多用戶檢測(cè)和干擾消除技術(shù)

多用戶檢測(cè)（MUD）又稱聯(lián)合檢測(cè)和干擾消除，其基本思路是將所有用戶的信號(hào)都當(dāng)做有用信號(hào)，而非干擾信號(hào)，工作時(shí)聯(lián)合探測(cè)一條信道上所有同時(shí)使用的用戶，然后執(zhí)行一種減法程序，將不需要的用戶信道剔除，留下目標(biāo)信號(hào)，從而消除或減弱其它用戶對(duì)任一個(gè)用戶的影響。目前多用戶檢測(cè)技術(shù)已逐漸成熟，一方面通過降低多路干擾的影響而提高帶寬效率，解決了遠(yuǎn)近效應(yīng)問題。另一方面提高系統(tǒng)容量，進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)的覆蓋范圍。

2.5 向全I(xiàn)P網(wǎng)過渡

以IP技術(shù)為特征的互聯(lián)網(wǎng)正在日益寬帶化和移動(dòng)化，并極大地改變著人們現(xiàn)有的生活方式和業(yè)務(wù)模式。全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)能夠滿足第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)在數(shù)據(jù)速率和寬帶方面的更高要求，將無線語音和無線數(shù)據(jù)綜合到一個(gè)技術(shù)平臺(tái)上傳輸，從而真正實(shí)現(xiàn)語音盒數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的融合。全I(xiàn)P 的網(wǎng)絡(luò)中用戶可以同時(shí)通過多個(gè)接入系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)相連，具有無與倫比的綜合性和靈活性優(yōu)勢(shì)。網(wǎng)絡(luò)的全I(xiàn)P趨勢(shì)，使得通信網(wǎng)絡(luò)從功能層次結(jié)構(gòu)上變得簡(jiǎn)單和扁平化，業(yè)務(wù)的種類和提供方式更加靈活多樣。

3 結(jié)語

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出爆炸式的增長趨勢(shì)，因此移動(dòng)通信無線技術(shù)也隨之不斷地發(fā)展優(yōu)化，數(shù)據(jù)化，高速化、寬帶化、頻段更高化是當(dāng)前移動(dòng)無線技術(shù)智能化的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]萬屹.移動(dòng)通信技術(shù)專題[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2006（1）.