我國突破下一代寬帶無線通信五大關(guān)鍵技術(shù)

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(guān)無線技術(shù)和信號處理技術(shù)為代表的移動通信技術(shù)的進(jìn)展方面，我國已取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展——符合ITU的期望進(jìn)展，并進(jìn)入國際先進(jìn)行列。以第四代移動通信為核心?組織重大項(xiàng)目進(jìn)一步推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(wù)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(zhǔn)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(luò)技術(shù)和無線技術(shù)兩大塊。在移動無線技術(shù)方面，世界近幾年隨著第四代移動通信相關(guān)無線技術(shù)和信號處理技術(shù)的研究不斷深入，在MIMO技術(shù)、多載波技術(shù)、近香農(nóng)界信道編解碼技術(shù)、信道估計(jì)技術(shù)、信號均衡和檢測技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)、無線資源按需動態(tài)自適應(yīng)分配和管理技術(shù)、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)、開放頻譜無線網(wǎng)絡(luò)動態(tài)頻譜接入技術(shù)等方面提出了許多新的課題。當(dāng)然，采用各種新技術(shù)有效利用有限的頻率資源增大系統(tǒng)容量以進(jìn)一步滿足公眾對移動通信的基本需求和新業(yè)務(wù)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(shù)上，與世界一樣，我國的移動通信，不論是運(yùn)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(qiáng)，正在進(jìn)入或已經(jīng)進(jìn)入第三代(準(zhǔn)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(guān)無線技術(shù)和信號處理技術(shù)的研究也不斷深入，取得了不少成績，但不能不看到在技術(shù)上與世界先進(jìn)國家的差距：一、重要移動通信技術(shù)的概念和原始創(chuàng)少； 二、移動通信核心技術(shù)包括無線和網(wǎng)絡(luò)核心先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)研發(fā)工具、先進(jìn)芯片技術(shù)、先進(jìn)制造設(shè)備和測試設(shè)備等的知識產(chǎn)權(quán)多屬先進(jìn)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(shù)863計(jì)劃FuTURE(Future Technologies for Universal Radio Environment，未來通用無線環(huán)境)二期任務(wù)即聯(lián)合研究開發(fā)B3G蜂窩移動通信無線網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn)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(xué)主持的第三方鏈路性能仿真測試和網(wǎng)絡(luò)性能仿真測試的基礎(chǔ)上，2006年6月相關(guān)人員分別在東南大學(xué)和北京郵電大學(xué)通過現(xiàn)場試驗(yàn)驗(yàn)證，并于2006年10月在上海工程技術(shù)大學(xué)通過多小區(qū)多用戶多業(yè)務(wù)現(xiàn)場試驗(yàn)和高速移動環(huán)境下現(xiàn)場試驗(yàn)。結(jié)果表明：

FDD和TDD系統(tǒng)能夠在17.28 MHz的帶寬內(nèi)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(guān)鍵技術(shù)能夠顯著提高系統(tǒng)性能及環(huán)境適應(yīng)能力。

系統(tǒng)方案能夠支持多小區(qū)多用戶多業(yè)務(wù)高速無線傳輸和高速越區(qū)切換，并能夠適應(yīng)高速移動環(huán)境。

實(shí)現(xiàn)五大關(guān)鍵技術(shù)突破

1、關(guān)鍵技術(shù)之一：協(xié)同分布式無線網(wǎng)絡(luò)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(shù)，在網(wǎng)絡(luò)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(gòu)造與選擇切換技術(shù)、資源調(diào)配與復(fù)用技術(shù)、QoS保障技術(shù)、高層協(xié)議設(shè)計(jì)等；突破頻率復(fù)用和組網(wǎng)技術(shù)，提出軟分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用技術(shù)和快速小區(qū)組選擇技術(shù)，顯著提高小區(qū)邊緣性能。

2、關(guān)鍵技術(shù)之二：寬帶多載波傳輸與多址技術(shù)。完善了所提出的混合GMC／OFDM傳輸框架技術(shù)，能夠適應(yīng)新一代蜂窩移動通信大范圍覆蓋和無線資源靈活調(diào)配等要求；全面掌握GMC／OFDM系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、定時與頻率同步，以及信道估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。

3、關(guān)鍵技術(shù)之三：充分挖掘空間資源的MIMO無線傳輸技術(shù)。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(jì)與跟蹤、空時編碼與最優(yōu)接收等關(guān)鍵技術(shù)；引入了廣泛適用的U-MIMO(或稱自適應(yīng)MIMO)技術(shù)，通過感知移動終端所處的環(huán)境，在統(tǒng)一的框架下實(shí)現(xiàn)環(huán)境自適應(yīng)MIMO傳輸，解決MIMO技術(shù)在復(fù)雜場景下的工程應(yīng)用問題。

4、關(guān)鍵技術(shù)之四：逼近信道容量的信道編譯技術(shù)與迭代接收技術(shù)已系統(tǒng)掌握了采用迭代技術(shù)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(shí)現(xiàn)方法等；突破迭代接收技術(shù)復(fù)雜性高及延時大的難點(diǎn)，引入了軟信息保留迭代接收技術(shù)和雙渦輪迭代接收技術(shù)，解決了系統(tǒng)性能優(yōu)化和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜性之間的矛盾。

5、關(guān)鍵技術(shù)之五：新型天線與射頻技術(shù)。解決了3.5GHz頻段上RoF技術(shù)的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)端機(jī)和近端機(jī)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(shù)、高線性度多通道發(fā)射技術(shù)、高線性和高靈敏度的寬帶多通道小型化移動臺射頻技術(shù)、新型天線技術(shù)等方面突破了一系列技術(shù)難點(diǎn)。

可以說，我國已在以第四代移動通信相關(guān)無線技術(shù)和信號處理技術(shù)為代表的移動通信技術(shù)的進(jìn)展方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。不僅符合ITU的期望進(jìn)展，更已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。因此組織重大項(xiàng)目進(jìn)一步推動產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程?前景令人看好。