引言

近10 年來, 移動通信技術(shù)得到突飛猛進的發(fā)展, 經(jīng)歷了第一代模擬移動通信、第二代數(shù)字移動通信技術(shù)和即將投入商用的第三代移動通信技術(shù)。第三代移動通信的主流制式分為三大類———WCDMA , cdma2000 和中國的TD-SCDMA , 焦點集中在WCDMA 和cdma2000 。而基于第二代移動通信的考慮和目前全球范圍內(nèi)3G的應(yīng)用情況, 可以說WCDMA 已經(jīng)成為最為主流、應(yīng)用最廣泛的第三代無線傳輸技術(shù)。

但是隨著多媒體業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展, 人們對通信的質(zhì)量和通信的業(yè)務(wù)不斷增加。由于目前第三代移動通信仍然不能支持超過20 Mbit/ s 的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及很大范圍(8 kbit/ s～20 Mbit/ s) 的業(yè)務(wù), 并且第三代移動通信并沒有實現(xiàn)真正意義上的全球漫游, 因此, 近年來一些研究學(xué)者又提出了未來移動通信系統(tǒng)的新構(gòu)想———Beyond 3G的概念。Beyond 3G移動通信系統(tǒng)必須能夠支持全IP 高速分組數(shù)據(jù)傳輸(數(shù)據(jù)速率為數(shù)十甚至數(shù)百Mbit/ s) 、支持高的終端移動性(移動速度高達每小時幾百公里) 、支持高的傳輸質(zhì)量(數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的誤碼率低于10 - 6) 、提供高的頻譜利用率和功率效率(發(fā)射功率降低10dB 以上) ,并能夠有效地支持在用戶數(shù)據(jù)速率、用戶容量、服務(wù)質(zhì)量和移動速度等方面大動態(tài)范圍的變化。

目前, WCDMA 的標準也在不斷朝著Beyond3G演進, 其發(fā)展方向主要有: 支持更多的多媒體業(yè)務(wù), 提高下行的數(shù)據(jù)傳輸速率, 實行全IP 網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)不同標準不同無線接入技術(shù)之間的切換以及漫游等。在這些發(fā)展方向中, 如何提高下行數(shù)據(jù)傳輸速率非常重要, 而解決這個問題的關(guān)鍵在于一些新的基帶傳輸技術(shù), 例如一些智能信號處理技術(shù)。另外, 由于目前第三代移動通信技術(shù)還沒有大規(guī)模商用, 技術(shù)能力又有很大的擴展空間, 因此, 本文從這個方面出發(fā), 結(jié)合目前比較新的基帶傳輸中采用的技術(shù), 對它們在WCDMA 向后三代演進中的應(yīng)用進行探討。

WCDMA 概述

WCDMA 標準化主要是由區(qū)域性的標準化組織3GPP 負責(zé), 該組織是由歐洲ETSI 發(fā)起, 并由ETSI ( 歐洲) 、CWTS ( 中國) 、ARIB ( 日本) 、TTC (日本) 、TTA (韓國) 和T1 (美國) 等成員組成的第三代合作組織, 其目標是制定與GSM/GPRS 相兼容的第三代移動通信標準WCDMA , 在歐洲又稱為UMTS。目前, 3GPP 制訂的WCDMA系統(tǒng)標準包括多個版本: R99 、R4 和R5 。R99 是目前最成熟、最穩(wěn)定的版本, 其主要特點是采用基于GSM/ GPRS 的核心網(wǎng)絡(luò), 引入新的WCDMA 和CDMATDD 的無線接入網(wǎng)絡(luò)RAN。R4 的主要特征是完成了由我國提交的TD-SCDMA 技術(shù)在3GPP的標準化, R4 核心網(wǎng)部分主要特點是在電路域?qū)⒊休d與控制分開, 這也是邁向全IP 的第一步。R5則是全IP 的第一個版本, 其核心網(wǎng)部分在結(jié)構(gòu)上將發(fā)生較大的變化, 引入IP 多媒體域。R5 的另一個主要增強是無線接口引入支持下行速率為10Mbit/ s 的HSDPA 技術(shù)。

從上述標準的演變過程可以看出, WCDMA 的演變包括網(wǎng)絡(luò)層解決方案的演變和物理層基帶傳輸方面的演進。網(wǎng)絡(luò)層方面的演進包括發(fā)展無線接入網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù), 以及核心網(wǎng)IP 化技術(shù)等。由于物理傳輸層的演進是基礎(chǔ),因此本文著重討論增強WCDMA 物理傳輸以及WCDMA 向后三代演進時可能采用的一些新技術(shù)。

WCDMA 向后三代演進物理層的關(guān)鍵技術(shù)

WCDMA 向后三代演進中的關(guān)鍵技術(shù)包括抗衰落、抗突發(fā)差錯的信道編碼技術(shù); 克服用戶間干擾的多用戶檢測技術(shù); 克服多徑干擾的均衡技術(shù)以及采用分塊傳輸?shù)募夹g(shù); 還有提高數(shù)據(jù)傳輸速率和抗衰落的MIMO (Multi-Input Multi-Output) 多天線技術(shù)、AMC 技術(shù); 最后還有結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層和物理層的H-ARQ 技術(shù)。這些技術(shù)還可以有機結(jié)合來共同提高系統(tǒng)性能。下面我們分別對這些技術(shù)進行討論, 并考慮他們在WCDMA 中實現(xiàn)的可能性。