載體為照明燈及電力線的移動(dòng)通信系統(tǒng)介紹

　　移動(dòng)通信技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快的通信技術(shù)之一，每一次概念和技術(shù)的突破都實(shí)現(xiàn)了工程上的飛躍并帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益［1］。蜂窩概念的提出成功實(shí)現(xiàn)了第1代移動(dòng)通信系統(tǒng)［2］，數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和器件的成熟促進(jìn)了以全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM）為標(biāo)志的第2代移動(dòng)通信的蓬勃發(fā)展，而寬帶碼分多址（WCDMA）的商用和多媒體技術(shù)的提出則充分滿足了當(dāng)時(shí)對(duì)第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)的功能要求［3］。

　　為了使未來移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠支持更大的系統(tǒng)容量，以多輸入多輸出（MIMO）為代表的多天線收發(fā)技術(shù)得到發(fā)展并成為無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一［4-5］。

　　考慮到下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅要求比第3代移動(dòng)通信系統(tǒng)具有更快的傳輸速率、更大的系統(tǒng)容量和更高的頻譜利用率，還要考慮更低的功率消耗、更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（面臨多種通信網(wǎng)絡(luò)體制的共存）等問題，因此，尤其要徹底解決移動(dòng)通信發(fā)展過程中的4個(gè)根本性問題：

　　基站選址困難問題

　　手機(jī)輻射功率大的問題［6-8］

　　傳統(tǒng)基站周圍強(qiáng)輻射問題

　　5GHz以下的無線電頻譜相當(dāng)昂貴

　　為了較好地解決以上4個(gè)移動(dòng)通信發(fā)展過程中面臨的“瓶頸”問題，并滿足未來移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)容量、傳輸速率等方面的高性能要求，本文以多天線信號(hào)處理為核心技術(shù)，提出基于信息燈（IL）的面向未來的新型移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)，給出室內(nèi)外接入的典型場(chǎng)景，討論圍繞信息燈網(wǎng)絡(luò)所涉及的相關(guān)技術(shù)。

　　1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

　　考慮到室內(nèi)及室外的照明燈已覆蓋城區(qū)的現(xiàn)實(shí)，只要用戶身在城區(qū)中，就有一個(gè)照明燈離其很近。將無線接入點(diǎn)集成在照明燈中，組成具有信息收發(fā)功能的信息燈。

　　在上行鏈路上，基于信息燈的無線接入點(diǎn)接收到的信號(hào)通過電力線傳輸?shù)街行男盘?hào)處理器，完成信號(hào)處理過程。在下行鏈路上，中心信號(hào)處理器發(fā)出的信息通過電力線、信息燈中的無線接入點(diǎn)傳給無線接收裝置（如移動(dòng)臺(tái)等）。

　　1.1室內(nèi)外典型場(chǎng)景

　　室內(nèi)基于信息燈的無線接入場(chǎng)景如圖1所示，在照明燈中集成了通信信號(hào)接入點(diǎn)（AP），室內(nèi)的無線入網(wǎng)設(shè)備（如筆記本電腦、PDA、手機(jī)等終端）可以與一個(gè)或者多個(gè)接入點(diǎn)同時(shí)建立連接，如果終端設(shè)備本身具有多個(gè)天線，那么將形成具有分布式特征的MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　信息燈中的無線接入點(diǎn)完成部分信號(hào)處理功能，且與照明用的電力線相連，通過電力線與外圍的中心信號(hào)處理器通信。通信信號(hào)通過信號(hào)分離/耦合器實(shí)現(xiàn)與電力線的分離和加載。分離后的通信信號(hào)利用電力線（或經(jīng)轉(zhuǎn)換后使用光纖等其他媒質(zhì)）傳給中心信號(hào)處理器，在中心信號(hào)處理器中實(shí)現(xiàn)電力線信號(hào)和一部分分布式空時(shí)信號(hào)的處理。

　　室外基于信息燈的無線接入場(chǎng)景如圖2所示，這里選擇戶外的路燈作為無線接入點(diǎn)，手機(jī)終端、車載臺(tái)等通過周圍的多個(gè)路燈接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。路燈接入點(diǎn)通過電力線、光纖或者同軸電纜與中心信號(hào)處理器相連，實(shí)現(xiàn)與主干網(wǎng)的通信。