论移动通信技术的发展及分析

摘要：本文主要介绍了移动通信技术的发展以及第三代移动通信中所采用的一些新技术（特别是软件无线电技术），表明未来的移动通信系统将向无缝化、个人化方向演进。

关键词：移动通信新技术新发展

1引言

随着社会、经济的发展，移动通信得到了越来越广泛的应用。在我国，移动通信技术的起步虽晚，但是发展极其迅速。自从20世纪90年代以来，很多国家对移动通信的需求量经历了指数级的增长，我国也不例外，而且这种需求量还将持续下去。如今经济全球化与信息网络化的快速推进，现有的移动网络已经很难满足移动业务发展的需要，为适应发展，对现有的移动通信技术进行改进就越来越迫切，一方面要求尽可能丰富的移动业务满足移动用户不断增长的业务需求；另一方面要求通过采用新技术，不断提高系统的容量，以支持不断增长的移动用户的数量，移动通信技术正是在这两种需求的驱动下不断发展的。

2移动通信系统采用的新技术

近年来各种通信新技术蓬勃发展，新一代移动通信标准的制定过程虽然受到各国投资商和经营者的左右，但是最终结果还将取决于先进通信技术的较量和优选。这些技术概括起来可分为：新型调制技术、智能天线、多用户信号检测、无线ATM、多层网络结构和软件无线电等，特别是软件无线电技术，它是通信领域的新技术革命，并广泛地应用于陆地移动通信、卫星移动通信与全球定位等系统，在商用移动通信市场有很强的竞争力，是多标准统一的最佳方案。

2.1 新型调制技术

调制技术是决定系统频谱利用率的关键技术，一直是人们关注的研究热点。近年来人们正在致力于研究一些更能适应复杂通信环境和多变业务需求的调制方式，多载波调制就是一个典型的例子。多载波调制的原理是把传输的数据流分解成若干个子数据流，每个子数据流具有底、低得多的码元速率，然后用这些子数据流去并行调制若干个载波。由于在多载波调制的子信道中，码元速率低，码元周期长，因而对传输信道中的时延扩展和选择性衰落不敏感，或者在满足一定条件下，多载波调制具有抗多径扩展和选择性衰落的能力。当然，多载波调制手忙脚乱的各个子载波必须满足一定精度和稳定度的要求。

2.2智能天线

智能天线是一种自适应阵列天线。实现自适应阵列天线的方法是通过调节各阵元信号的幅度和相位的加权因子，使天线的方向图可以在任意方向上具有尖峰或者凹陷。发射机把高增益天线波束对准通信中的接收机，这样既可以增大通信距离，又可以减少对其它方向上接收机的干扰。接收机把高增益天线波束对准通信中的发射机，可增大接收信号的强度，同时把零点对准其它干扰信号的入射方向上，还可滤出同道干扰和多址干扰，从而提高接收信号的信干比。智能天线的理想目标是能在发射机或接收机快速移动时，以一个或多个高增益窄波束分别对准并跟踪干扰信号的方向，此时通信系统中的许多用户可以占用同一个信道工作而互不干扰，这就实现了所谓的“空分多址”。智能天线类似于一个空间滤波器，其突出的优点是能够减少或者滤除同道干扰和多址干扰，因而能显著提高通信 系统的通信容量。目前，移动台要使用自适应天线，因受体积、重量和造型等方面的限制，尚有一定的困难，但基站使用自适应天线已证明是非常有效的。

2.3 多用户信号检测

在DS-CDMA移动通信系统中，多址干扰（MAI）是限制通信容量的关键因素。随着移动通信用户的增加，多址干扰增大，通信质量也下降。为了使通信质量不低于预定的最低要求，必须限制用户的最大数目。即使用户的数目不是太多如果个别信号的发射功率远远超过有用信号，有用信号也会受到它的压制。为此DS-CDMA通信系统一般要采用精确的功率控制，把通信双方的发射功率限制在允许的电平上。此外，增大扩频增益、设置自适应天线阵列和进行有效的信道编码等都有利于减少多址干扰的影响，但是，多址干扰是不可避免的。为了在信号检测的过程中，进一步设法减少或消除多址干扰，我们采用多用户信号检测器。多用户检测器的最佳检测方式是最大似然序列（MLS）检测，其性能虽然很好，但算法过于复杂，所以目前此技术多用于基站。近年来，为了探讨准最佳的检测方式，于是，人们提出了多种多样的设想和方案。目前，许多人在研究并行干扰对消法。

2.4无线ATM

第一代和第二代移动通信的主要业务是语音通信，第三代移动通信的发展目标是提供多媒体综合业务。众所周知，异步传输模式（ATM）是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的目标模式，它把不同类型的业务数据组成固定长度的信元进行传输和交换使同一通信网络可以极为灵活地处理多种业务，不论其速率高低、实时性要求和质量要求如何，都能提供满意的服务，并能按需分配信道资源，有效地得用网络资源。随着移动通信的迅速发展这种灵活处理多种业务的技术同样会在移动通信网络中获得应用和发展，因而出现无线ATM网络。此外，当前多媒体性能日益在便携式终端（如膝上PC机、个人数字助理机（PDA）和个人信息助理机（PIA）等）上行到扩展，要使这些多功能终端能在各种环境（如室内/室外、移动/静止、城市/郊区等）下高效地接入B-ISDN，同时又能满足便携性和移动性的要求，也必须发展无线异步传输模式，最终把有线和无线多媒体融合为一体。

现有的ATM协议并不支持用户的移动性，而在移动通信系统中，不但用户的位置可能快速移动，而且在以小区为基础的蜂窝系统中，通信中的用户还会不断发生越区切换，这就要求无线ATM必须具有移动性管理功能，能实时选择和高速通信路由，保证用户在快速移动和越区切换时，传输不中断，而且误码率和呼损率不超过预定的要求。 其次，在常规的ATM网络中，从用户发起呼叫到双方通信结束，所有的ATM信元都是按顺序沿同一路径被传送到被呼用户。但在无线ATM网络中，由于用户移动，通信路由发生变化，被呼用户收到的偏远顺序可能不是主呼用户发出的信元顺序，这种现象称为乱序，为了接收用户能对ATM信元重新排序，可以在ATM信元地打上时间标记，或者加上顺序编号。当然，这种增加标志信息的办法，会增大信元长度，而且在接收端对信元重新排序，还会增大信息传输时延。

2.5多层网络结构

在移动通信的发展初期，网络结构的设计和规划主要由“区域覆盖”驱动，其基本出发点是保证在所需的地区内不出现通信死角。这时候，人们虽然也注意到根据用户密度（业务密度）的不同，来确定小区覆盖面积，比如，在市区采用小型小区，在郊区采用大型小区；也预计到随着网络的成功运营，某些地区的业务需求会急剧增长，因而提出采用小区分裂“的对策。然而，这种大型小区和小型小区相结合的网络结构仍然是单层的、互不交叠的。

第三代移动通信系统要在各种各样的通信环境中，满足形形的业务需求，它的发展是以提高容量需求和频谱利用率为标志的，网络结构的规划不仅要受区域覆盖的引导，而且必须同时考虑网络结构采用什么样的形式，单层的网络结构不便于通信资源的合理分配和有效利用，现在已很难满足移动用户对预定业务的需求。于是双层网络诞生了。

多层的网络结构允许网络中设置不同的停产资源层，并根据业务性质进行分类，把同类性质的业务纳入同一资源层之中，以提高网络资源的利用率。资源分层可以用多种方法实现，以双层资源来说，可以按频段来分层，底层用一个频段，顶层用另一个频段；也可以按多址方法来分类，一层用时分多址，另一层用码分多址；另外，两层可以均采用时分多址，而两层使用不同的时隙；或者两层均采用码分多址，而两层使用不同的扩频序列，如顶层用短码，底层用长码等等。采用多层网络结构除合理分配区层之间的信道资源和业务容量外，还必须解决好区层之间的连接与切换，避免重叠层之间出现“乒乓效应”。

结束语

本文的阐述，说明软件无线电的出现是移动通信从模拟到数字、从固定到移动后，由硬件到软件的第三次变革，被称为是继模拟通信技术、数字通信技术以后的第三代移动通信技术，它以其极强的灵活性和开放性代表着移动通信系统的发展趋势。但是，这些新技术方面还有许多不足，因此，决定了发展移动通信需要综合运用各种技术手段，采取一体化的思路规划和建设网络发挥不同技术的个性，综合布局，解决不同区域、不同用户群移动通信业务的不同需求，达成移动通信的整体优势和综合能力。分析了解移动通信技术的发展，有利于我们总结经验，把握方向，抓住机遇，早日建成满足未来业务需求的移动通信网。