[移动通信新技术的发展趋势.docVIP

谈振辉，教授、博士生导师，现任北方交通大学校长，1967年、1981年分获北方交通大学通控系学士、硕士学位，1987年获东南大学博士学位。1991－1993年到比利时和加拿大作高级访问学者。发表学术论文一百多篇。被评为“铁道部有突出贡献技术专家”，获得“茅以生铁道科技奖”。专业方向为通信与信息系统，现从事移动通信、宽带通信、个人通信的研究。?成功的范例和失败的探索?　　在移动通信产业快速发展的20世纪，移动通信发展的主要驱动力来自随机接入数据业务的需求和Internet计算技术。移动通信技术成功转化为生产力的成功范例是：?　　1. GSM：1988年欧洲把GSM作为泛欧数字蜂窝移动通信标准，美国蜂窝移动通信工业选择TDMA IS-136标准作为模拟AMPS标准的换代，日本确定2G数字TDMA标准PDC (Pacific Digital Cellular)。GSM全球计费，短消息业务和网络层互操作的先进性，使GSM在全球无线通信市场上占据了主导地位。?　　2. CDMA: 1990年Qualcomm公司首先把码分多址 (CDMA) 引入到蜂窝移动通信，美国蜂窝移动通信工业把CDMA作为数字移动通信IS-95标准。CDMA能提供额外的信道容量，基带信号处理能降低移动终端的复杂性。除了EDGE外，所有向3G演进的移动通信标准都采用图1示意的CDMA若干组合形式。美国和日本确定以3G以WCDMA取代IS-136和PDC标准。 　　在移动通信产业快速发展期间也有因各种原因而失败的探索，它们是：?　　1. 铱系统： Iridium公司在空间蜂窝小区移动通信概念基础上，研发基于卫星的全球无线通信业务的铱系统。由于中轨道卫星和地面站设施昂贵的投资，用户难以承担每分钟3美元的全球漫游业务费，最终宣告铱系统失败。但是，其基于空间的越区切换，点波束天线，功率增效工程和网络管理等有原创新意。?　　2. 基于跳飞分组的无线数据：Metricom公司利用ip技术，采用低功率设备在非许可频谱ISM上，给移动用户提供Internet接入和峰值为64-128 kb/s基于跳飞（Ricochet）分组的无线数据业务。跳飞分组基础设施安装在建筑物，灯柱和广播塔上，给移动个人计算机用户提供高质数据接入和Internet业务。该思想的成功范例是基于分组数据接入的Ad hot无线网。然而，2001年因Metricom公司的投资受到2.5G GPRS的冲击而中断研发。 影响移动通信发展的核心技术?　　1. WLAN?　　WLAN能在非许可频谱上为建筑物内的本地网提供业务，低成本无线LAN设备利用建筑物内和校园内Ethernet设施，开发数据速率超过3G的WLAN移动计算接入业务，移动接入Internet网和提供具有话音业务质量的无线业务。随着VoIP技术的改进，无需蜂窝通信基础设施支持，无线竞争本地交换载频 (W -CLCE - Wireless Competitive Local Exchange Carrier) 和无线互联网服务提供 (W-ISP - Wireless Internet Service Provider) 可能是未来成功的途径。?　　在建筑物内提供宽带数据接入和含有Web无线设备的Internet业务已成为无线移动通信的尖端技术之一，目前，许多公司正在寻找WLAN融合2.5G和3G的途径，把室内各种终端组合在一起，构建蜂窝覆盖和容量分布系统，开发新一代蜂窝移动电话。?　　2. CDMA?　　CDMA因抗干扰，低截获概率和固有抗多径能力从军事转移至商业应用。CDMA准许多用户以相互有别的码共享同一频谱，在基带接收端处理分离所需信息，非所需信息被接收端视为噪声。类似噪声的扩频信号使CDMA比TDMA具有若干优点，如CDMA分离业务提供和网络设计时，CDMA的互信道用户干扰呈现最温和的加性白噪声形式，使系统设计可基于干扰平均处理来简化；允许周围发射机使用相同载频提高频谱利用率；应用话音激活和频率复用可有效地进行多用户统计复用和软切换；提供大规模分集增益。?　　CDMA被普遍认为下一代移动通信系统多址接入的基本方案，在3G标准，非许可频谱上WLAN和超宽带 (UWB - Ultra Wide Band) 中占据主导地位。目前，对CDMA仍有两种观点，一种是CDMA是革命性技术，可提高几个数量级的系统容量，另一种是因CDMA复杂而无生命力，采用原始扩频方案即高数据率和低功率谱的UWB 。?　　下行异步传输链路是CDMA移动通信系统容量的瓶颈，每个移动用户应通过上行链路的功率控制使基站接收的移动用户信号能量基本相当，而来自基站通过下行链路抵达所需移动用户的信号，又难以服从对其它用户应呈现加性白噪声的约束