移動無線技術的智能化發展方向微探

王鳴鐸

摘要：本文分別對每一代的移動通信系統中的無線技術進行總結概述，重點對第四代移動通信系統中的核心技術進行分析。以期能夠窺探出移動無線技術智能化發展方向，為移動無線技術的發展提供一些可供參考的意見。

關鍵詞：移動通信系統 4G 技術

中圖分類號：TN929.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0044-01

隨著通信需求的不斷增長，寬帶化已成為當今通信技術領域的主要發展方向之一。而網絡的迅速增長使人們對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，同時降低系統成本。移動無線技術逐漸向數據化、高速化、寬帶化、頻段更高化方向發展，移動數據、移動IP 將成為未來移動網的主流業務。

1 移動無線技術的簡述

1.1 第一代移動通信系統（1G）

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

1.2 第二代移動通信系統（2G）

20世紀80年代中期，數字移動通訊系統得到了大規模應用，采用時分多址（TDMA）或窄代碼分多址（CDMA），其中代表技術是歐洲的GSM（TDMA）和美國的IS-95A（CDMA）。TDMA是在一個寬帶的無線載波上，把時間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時隙，每個時隙作為分配給用戶的一個通信通道。TDMA突發傳輸的速率高，遠大于語音編碼速率，并且具有抗干擾能力強、頻率利用率高和系統容量大的特點。CDMA是在擴頻通信技術的基礎上發展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術，它的出現源于人們對更高質量無線通信的需求。

1.3 第三代移動通信系統（3G）

第三代移動通信技術采用寬帶分多址，將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合，實現移動寬帶多媒體通信。3G最早由ITU在1985年提出，又稱為未來公眾陸地移動通信系統（FPLMTS）。1996年更名為IMT-2000，即在2000年在2000M頻段實現2000K的數據通信。IMT2000推薦三種制式：WCDMA（歐洲）、CDMA2000（美國）、TD-SCDMA（中國），TD-SCDMA成為中國第一個國際通信標準。3G三種制式的比較如表1所示：

2 移動通信無線技術的智能化發展方向分析

2.1 正交頻分復用技術

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

2.2 軟件無線電技術

軟件無線電技術室第四代移動通信系統的核心技術之一，用以滿足4G多模式、多頻段、多速率、多業務、多環境的實際需求。軟件無線電技術的基本思想是讓A/D和D/A轉換器盡可能依靠天線處理，將標準化、模塊化的硬件功能單元經過一個通用硬件平臺，利用軟件加載方式來實現各種類型的無線電通信系統，體制、標準的更新與體制兼容問題都有相應的軟件加以解決。

2.3 智能天線技術

無線覆蓋范圍、系統容量、業務質量等方面都是蜂窩移動通信系統的工作重點，采用智能天線陣技術能夠有效解決阻塞、掉話等問題，并且能夠有效緩解無線通信的發展與頻譜資源不足的矛盾，提高第三代移動通信系統的容量及服務質量。智能天線陣由N單元天線陣、A/D轉換器、波速形成器、波速方向估計及跟蹤器等幾部分組成，該技術利用各種用戶信號空間特征的差異，根據天線陣的波速合成和指向，產生多個獨立的波束，自適應調整其方向圖以跟蹤信號變化，對干擾方向進行調零從而解決信號干擾的問題，實現多個用戶在同一信道上接受和發送不受干擾。

2.4 多用戶檢測和干擾消除技術

多用戶檢測（MUD）又稱聯合檢測和干擾消除，其基本思路是將所有用戶的信號都當做有用信號，而非干擾信號，工作時聯合探測一條信道上所有同時使用的用戶，然后執行一種減法程序，將不需要的用戶信道剔除，留下目標信號，從而消除或減弱其它用戶對任一個用戶的影響。目前多用戶檢測技術已逐漸成熟，一方面通過降低多路干擾的影響而提高帶寬效率，解決了遠近效應問題。另一方面提高系統容量，進一步改進系統的覆蓋范圍。

2.5 向全IP網過渡

以IP技術為特征的互聯網正在日益寬帶化和移動化，并極大地改變著人們現有的生活方式和業務模式。全IP網絡能夠滿足第四代移動通信系統的應用服務在數據速率和寬帶方面的更高要求，將無線語音和無線數據綜合到一個技術平臺上傳輸，從而真正實現語音盒數據業務的融合。全IP 的網絡中用戶可以同時通過多個接入系統與網絡相連，具有無與倫比的綜合性和靈活性優勢。網絡的全IP趨勢，使得通信網絡從功能層次結構上變得簡單和扁平化，業務的種類和提供方式更加靈活多樣。

3 結語

隨著移動互聯網的發展，移動數據業務呈現出爆炸式的增長趨勢，因此移動通信無線技術也隨之不斷地發展優化，數據化，高速化、寬帶化、頻段更高化是當前移動無線技術智能化的發展方向。

參考文獻

[1]萬屹.移動通信技術專題[J].電信網技術，2006（1）.