引言

近10 年來, 移動通信技術得到突飛猛進的發展, 經歷了第一代模擬移動通信、第二代數字移動通信技術和即將投入商用的第三代移動通信技術。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3G的應用情況, 可以說WCDMA 已經成為最為主流、應用最廣泛的第三代無線傳輸技術。

但是隨著多媒體業務、數據傳輸的發展, 人們對通信的質量和通信的業務不斷增加。由于目前第三代移動通信仍然不能支持超過20 Mbit/ s 的高速數據業務以及很大范圍(8 kbit/ s～20 Mbit/ s) 的業務, 并且第三代移動通信并沒有實現真正意義上的全球漫游, 因此, 近年來一些研究學者又提出了未來移動通信系統的新構想———Beyond 3G的概念。Beyond 3G移動通信系統必須能夠支持全IP 高速分組數據傳輸(數據速率為數十甚至數百Mbit/ s) 、支持高的終端移動性(移動速度高達每小時幾百公里) 、支持高的傳輸質量(數據業務的誤碼率低于10 - 6) 、提供高的頻譜利用率和功率效率(發射功率降低10dB 以上) ,并能夠有效地支持在用戶數據速率、用戶容量、服務質量和移動速度等方面大動態范圍的變化。

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

WCDMA 概述

WCDMA 標準化主要是由區域性的標準化組織3GPP 負責, 該組織是由歐洲ETSI 發起, 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系統標準包括多個版本: R99 、R4 和R5 。R99 是目前最成熟、最穩定的版本, 其主要特點是采用基于GSM/ GPRS 的核心網絡, 引入新的WCDMA 和CDMATDD 的無線接入網絡RAN。R4 的主要特征是完成了由我國提交的TD-SCDMA 技術在3GPP的標準化, R4 核心網部分主要特點是在電路域將承載與控制分開, 這也是邁向全IP 的第一步。R5則是全IP 的第一個版本, 其核心網部分在結構上將發生較大的變化, 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。

從上述標準的演變過程可以看出, WCDMA 的演變包括網絡層解決方案的演變和物理層基帶傳輸方面的演進。網絡層方面的演進包括發展無線接入網絡資源管理技術, 以及核心網IP 化技術等。由于物理傳輸層的演進是基礎,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。

WCDMA 向后三代演進物理層的關鍵技術

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