摘要：首先詳細(xì)介紹了各種未來無線通信系統(tǒng)的有關(guān)情況。然后著重介紹了未來無線通信系統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)的類型和網(wǎng)絡(luò)參考模型，最后展望了下一代無線通信系統(tǒng)的光明前景。
關(guān)鍵詞：下一代無線通信系統(tǒng)B3G/4G移動通信系統(tǒng)無線寬帶通信系統(tǒng)支撐業(yè)務(wù)

1、前言

下一代無線通信系統(tǒng)包含B3G/4G移動通信系統(tǒng)和無線寬帶通信系統(tǒng)，它能夠提供各種傳輸速率、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)，如多媒體動畫、電影、電視廣播等。因此，目前在以語音業(yè)務(wù)為代表的傳統(tǒng)移動業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上，將會增加一系列的視頻、音頻和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這些業(yè)務(wù)包括基于用戶位置的信息服務(wù)以及在緊急情況下發(fā)送圖片和/或用戶位置信息的服務(wù)，此外還有更多新的增值業(yè)務(wù)有待開發(fā)。

2、未來無線通信系統(tǒng)及其特點(diǎn)

目前，3G業(yè)務(wù)已在包括韓國、日本等少數(shù)國家開始運(yùn)營，然而尚存在很多問題。最主要的問題是3G缺乏優(yōu)于2G/2.5G的關(guān)鍵應(yīng)用；另一個問題是投資3G的高額費(fèi)用已經(jīng)超過固有的通話費(fèi)。為此，全球許多3G牌照的持有者推遲或取消了計劃好的3G商用進(jìn)程，而那些需要使用高數(shù)據(jù)速率和大容量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶正考慮使用無線局域網(wǎng)來替代3G的業(yè)務(wù)。

ITU-R提出了B3G無線通信系統(tǒng)的概念，該系統(tǒng)的需求包括高數(shù)據(jù)速率、低費(fèi)用、采用IPv6、支持高速移動以及無限覆蓋等。ITU-R同時提出了B3G系統(tǒng)的新無線空中接口要求，這種接口可以在移動接入時提供接近100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，而在移動狀態(tài)或本地?zé)o線接入時可以提供接近1Gbit/s的速率。在各種下一代無線通信系統(tǒng)演進(jìn)提案中，有兩條發(fā)展路線正在朝同一個方向會合，即無線寬帶化或者寬帶無線化。不同系統(tǒng)及其演進(jìn)關(guān)系如圖1所示。

圖1未來無線通信系統(tǒng)的發(fā)展
2.13GPP數(shù)據(jù)增強(qiáng)系統(tǒng)

為了滿足更高傳輸速率和更少延遲的業(yè)務(wù)要求，3GPP對空中接口做了改進(jìn)，引入了HSDPA技術(shù)，使之可以支持高達(dá)10Mbit/s的峰值速率。HSDPA是3GPP R5提出的一種增強(qiáng)方案，同時適用于WCDMA和TD-SCDMA系統(tǒng)，HSDPA的主要目標(biāo)是高速支持“盡力而為”分組數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)速率要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過IMT-2000的2Mbit/s要求，并且可獲得更少的時間延遲、更高的系統(tǒng)吞吐容量和更有力的QoS保證。HSDPA主要采用AMC、HARQ和快速調(diào)度技術(shù)。其實，上述3種技術(shù)都屬于鏈路自適應(yīng)技術(shù)，也可以看成是CDMA技術(shù)中可變擴(kuò)頻技術(shù)和功率控制技術(shù)的進(jìn)一步提升。

目前已經(jīng)有HSDPA的商用試驗系統(tǒng)，由于我國自主知識產(chǎn)權(quán)的TD-SCDMA系統(tǒng)向HSDPA的演進(jìn)嚴(yán)重滯后，在HSDPA方面沒有任何知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢，所以TD-SCDMA的數(shù)據(jù)傳輸增強(qiáng)可以采取其他方案，例如和WiMAX共同組網(wǎng)來提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐。

2.2cdma2000 1x高速數(shù)據(jù)傳輸演進(jìn)

隨著無線寬帶接入技術(shù)的日益成熟，無線局域網(wǎng)、無線城域網(wǎng)愈來愈對傳統(tǒng)的移動運(yùn)營商形成競爭，3GPP2也開始考慮cdma2000空中接口演進(jìn)，初步確定將cdma2000 AIE(Air Interface Evolution，空中接口演進(jìn))劃分為兩個階段，階段一設(shè)計目標(biāo)在于提高峰值數(shù)據(jù)速率；保持后向兼容性，技術(shù)增強(qiáng)應(yīng)盡量減小對基礎(chǔ)硬件的影響，重點(diǎn)是MAC和高層的改進(jìn)；而階段二則基于和其他技術(shù)的競爭，制定詳細(xì)的性能目標(biāo)，采用增強(qiáng)的CDMA、增強(qiáng)的均衡器、IFDMA、干擾抵消、MIMO和其他先進(jìn)的天線技術(shù)、OFDM(A)以及其他先進(jìn)的編碼技術(shù)等。目前針對階段一，已經(jīng)有多個廠商開始提交階段二的文檔，主要涉及對稱或不對稱多載波的分配、RLP修改、MAC層修改等。

2.33GPP LTE

未來幾年內(nèi)，3GPP無線接入技術(shù)將會面臨激烈的競爭，為了保證在未來的一段時間內(nèi)3GPP無線接入技術(shù)具備競爭性，3GPP提出了長期演進(jìn)(LTE)技術(shù)概念，以進(jìn)行UTRA和UTRAN的演進(jìn)。

LTE的目標(biāo)主要包括降低時延、提高用戶數(shù)據(jù)速率、增加系統(tǒng)容量和覆蓋、降低運(yùn)營成本等。它的研究主要圍繞以下幾方面展開：

●無線接口物理層(包括上行鏈路和下行鏈路)；
●無線接口的2層和3層；
●UTRAN結(jié)構(gòu)；
●射頻(RF)設(shè)置。

2.4B3G/4G系統(tǒng)

B3G是在第三代移動技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)的后三代移動通信，又稱第四代移動通信(4G)。從技術(shù)的角度來說，B3G/4G移動通信應(yīng)與IMT-2000以及目前正在制定中的增強(qiáng)型3G標(biāo)準(zhǔn)有本質(zhì)性的區(qū)別，其核心網(wǎng)絡(luò)可以以演進(jìn)形式發(fā)展，但空中接口應(yīng)當(dāng)是革命性的。

B3G/4G移動通信的基本概念還處于研究階段，目前還難以用準(zhǔn)確的語言加以描述。概括起來，未來的第四代移動通信應(yīng)當(dāng)具備以下基本特征：

●業(yè)務(wù)。無論何時何地，能夠為終端用戶提供“身臨其境”的高分辨率業(yè)務(wù)。
●網(wǎng)絡(luò)。能夠使用無所不在的“空間分集”技術(shù)提供廣域服務(wù)，對抗更高頻段上的電波傳輸特性。
●終端。在體積受限的情況下，能夠使用革命性的多天線技術(shù)，為用戶提供高質(zhì)量的無線通信服務(wù)。

目前，已經(jīng)有一些由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織、歐洲研究機(jī)構(gòu)或通信公司提出未來4G通信系統(tǒng)方案，例如我國的未來無線通信通用環(huán)境(FuTURE)計劃、歐洲IST MATRICE項目等。

2.5WiMAX通信系統(tǒng)

WiMAX主要基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)，它的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在這一技術(shù)集成了Wi-Fi無線接入技術(shù)的移動性與靈活性，以及DSL與Cable Modem等基于線纜的傳統(tǒng)寬帶接入技術(shù)的高帶寬特性和相對理想的QoS。

IEEE 802.16是適用于2-66GHz的空中接口規(guī)范，涵蓋了物理層和媒質(zhì)接入控制層的相關(guān)規(guī)范，此外還有與空中接口協(xié)議相關(guān)的一致性測試以及不同無線接入系統(tǒng)之間的共存規(guī)范。根據(jù)使用頻段高低的不同，IEEE 802.16系統(tǒng)可分為應(yīng)用于視距和非視距兩種，其中使用2～11GHz頻段的系統(tǒng)應(yīng)用于非視距范圍，而使用11-66GHz頻段的系統(tǒng)應(yīng)用于視距范圍。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)系列又可分為固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其中的IEEE 802.16、IEEE802.16a、IEEE 802.16d屬于固定無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，而IEEE802.16e屬于移動寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)。

2.6通用無線寬帶移動通信系統(tǒng)

隨著移動因特網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們在日常生活和商務(wù)活動中總希望能夠以移動方式靈活地接入網(wǎng)絡(luò)。然而，無論是Wi-Fi還是WiMAX寬帶無線通信系統(tǒng)，其覆蓋范圍均非常有限，這就需要一種保證高速數(shù)據(jù)連接的同時，覆蓋范圍和蜂窩移動通信系統(tǒng)相當(dāng)?shù)臒o線寬帶網(wǎng)絡(luò)，基于IEEE 802.20的移動無線寬帶接入系統(tǒng)正是基于這樣的背景而產(chǎn)生的。