未來移動通信的基本信號處理技術
2019-11-03 09:41:29
供稿：網友
田仕軍 移動通信技術發展可以預計的是：對信息數據速率的要求，將從２Ｍｂｐｓ－２０Ｍｂｐｓ；對頻譜利用率的希望，將從４ｂｉｔ／ｈｓ－１２ｂｉｔ／ｈｓ；對地區覆蓋的要求，將從室內到大區。
人們期待有一個系統和網絡，能支持不同的多媒體業務，從幾ｋｂｐｓ到幾十Ｍｂｐｓ，能適應不同的應用環境，能提供各種不同功能和能力。
還不可明確預計的是：什么技術是主流技術﹖有沒有像３Ｇ中ＣＤＭＡ是主流技術那樣在未來移動通信的主流技術﹖什么系統和網絡是統一網絡﹖移動因特網﹖ＡＴＭ＋ＩＰ﹖軟交換ＩＰ網﹖什么業務是主體﹖ＩＰ業務，３Ｇ就能提供。高清晰視頻業務﹖
面臨這種態勢，后３Ｇ或４Ｇ的關鍵技術和開發重點是什么﹖我們不能準確回答，但我們必須回答。
從目前發展看，有三項技術對將來是必定有用的。一是高速傳輸技術，ＯＦＤＭ被相當看好，但不適應移動環境。基于ＯＦＤＭ的改良技術或創新技術，將有希望。二是時空處理技術，把時間信號擴展到時間、空間二維上，提供了新的選擇和新的希望。三是智能處理技術，能自適應地處理不同多媒體業務，ＱｏＳ要求和各種應用。
智能移動通信技術，將是未來移動通信的基本處理技術，本文就此進行討論。
通信信號處理的進步
通信信號處理經過了數字處理到自適用處理再到智能處理的發展階段。
智能處理是針對多種不同處理要求，多種不同處理環境和多種不同應用需求，能自適應地進行最優或準最優的信號處理過程。顯然，這是未來移動通信不可少的基本技術。
智能移動通信技術
１、智能天線技術
這是最受人關注并已開始應用的智能移動通信技術。這種技術，無論是ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＣＤＭＡ多址方式都可應用，只要多址處理中代表各地的信號間有完好的正交性，就能獲得不同方向不同位置的最佳天線波形，實現最佳通信。
由于ＣＤＭＡ是各編碼正交，可用數字信號處理實現不同編碼有不同波束，有多少編碼就形成多少波束，而不受天線結構的影響。
２、自適應時空發射技術
時空發射分集技術是在研究３Ｇ系統中發展起來的，為在移動環境下克服多徑影響，提高檢測效率，提出了一種新方法和新技術處理措施，也為接收端的新型處理提供了可能。但是，目前提出的方法和技術沒有自適應能力，而是采用統計處理辦法作出信道估計，確認分集發射信號的檢測合并方法和控制參數，特別是開環發射分集。閉環發射分集具有自適應的特征，測量信道特征反饋給發射方，調整發射信號相位參數，有利于檢測合并。
對多種業務和不同速率信號來說，僅用現有方法是不夠的，應該有自適應能力，有隨信道業務，速率實時調整控制的能力。這就需要智能技術。
另外，時空處理是減輕移動衰落信道影響的一種方法，但也會影響傳輸效率。如何自適應信道狀況、自動調整和變更時空處理方法，包括時空編碼，從而在保證ＱｏＳ情況下達到最高傳輸效率，是自適時空發射技術的研究課題。
３、智能接收技術
目前在接收方研究的多用戶檢測、多址干擾對消技術，正在逐漸走向成熟。雖然實用還不是太容易，但隨著時間流逝，走向應用已成定局。不過，這些技術屬于單項技術，怎么充分發揮其能力而又適合移動通信的實際需要還值得研究。
一種能根據多媒體業務不同ＱｏＳ要求實現相應接收質量的生動式多用戶用自適應接收技術由我們提出，能在現有技術可實現基礎上達到不同的業務要求。
基于時空發射的接收信號處理技術即將興起，它將不僅僅在檢測信號合并上作工作，而是會對二維信號處理上作出新成果。
隨著高速數據傳輸技術的發展，新調制新解調方法會隨之出現，智能化接收技術將會成為實現高速高效傳輸的重要研究方向。
４、自適應無線接入協議
未來的通信網絡，不論怎么發展，可以預計與ＩＰ網關聯極大，移動通信離不開網絡的支持，自然與ＩＰ網會有緊密關系。
移動通信要高效、便宜，不僅在無線部分努力，網絡部分也需要改變。可能移動通信自成網絡的方式不一定會久，特別是無線接入逐漸變成移動接入，利用ＩＰ網支持移動管理和資源管理，會改變現有的網絡結構。但最近一段時期，很快變成一個網絡是不現實的，研究如何適應不同網絡和業務的自適應無線接入協議就很有必要。
５、自適應系統結構與智能協議
未來移動通信希望自適應移動通信系統結構，使之能適應不同地區、不同時間、不同環境的通信需求。比如接入用戶多，從大區結構改成小區結構，從多無線分集改為單無線處理。
自適應系統結構要求自適應控制和管理，離不開智能網絡協議。用戶、業務ＱｏＳ不同，其網絡協議也得與之適應。移動智能網絡協議必不可少。
結 語
隨著３Ｇ產業化和商業運行的展開，后３Ｇ或４Ｇ的研究就提上了日程。無論是什么無線多址技術，無論是什么移動通信網絡，智能移動通信技術必將是未來移動通信的基本信號處理技術。入總裁辦首要工作日程。屆時，將同期舉辦亨通集團１０周年輝煌成就展，以全面展示亨通集團１０年來所取得的偉大成就。
摘自《通信機世界》
