未来的移动通信会更酷

未来的移动通信会更酷


　　进入90年代以后，人们在努力探寻着第三代移动通信，即未来个人通信系统的实现方法 。所
谓个人通信，就是要实现个人终端用户在任何时间、任何地点，可以与任何人以任意方式通信。而
目前移动通信的状况是多种标准并存，不同标准采用不同的工作频段，不同的调制方式以及不同的
多址方式。由于不同标准的系统各自独立，难以互通，使得移动用户得不到不同标准的系统的支
持。这给移动用户的漫游带来很大的限制。而软件无线电是一种最有希望解决这些问题的技术。它
可以研制一个完全可以编程的硬件平台，基站和移动台的所有功能均通过软件编程实现，通过注入
不同的软件，形成不同标准的移动用户终端和基站，它将能保证各种移动台，各种移动通信设备之
间的无缝集成。

　一、移动通信中软件无线电技术

　　软件无线电技术应用于未来个人通信系统，关键在于移动终端由软件支持，实现在线更新，一
次写入，随处运行的网络计算和动态配置。

　

　　1、宽带A/D转换

　　为满足具有全新结构的数字移动电话的需求，半导体厂商纷纷进行高性能A/D器件的研究，提
出了用精度、线性、采样率、分辨率来综合表现A/D性能的方法。现有的A/D还不能同时满足速度
与采样位数的要求，考虑用多个A/D并联使用。

　

　　2、硅片的性能

　　硅片体积越来越小，而它的复杂度却每18-24个月增长一倍。目前0.35um芯片已经商用，
0.18um芯片也已出现。由此带来的是，内存量在飞速增长，DSP器件电源由5V降至3V，进而降至
1V，而功耗只有相同3V器件的十五分之一。这使得高性能的DSP器件可用微型电池供电。

　

　　3、数字信号处理

　　在软件无线电中，DSP必须完成以前由硬件完成的工作，如基带处理、调制解调、比特流处
理、编码解码、系统频谱监控和信道搜索等。

　

　　4、SIM卡

　　存储器的体积越来越小，使得SIM卡的处理复杂度可以做得越来越高。高效、快速、大容量的
SIM卡将为个人通信的早日实现奠定基础。

　

　　5、软件下载

　　Internet的出现使软件的销售和发布产生了一次革命，它使得一次性购买、在线更新成为可
能。软件无线电的可再编程特性决定了移动终端必须要有进行软件下载的功能。在现有GSM接口的
基础上，有三种接口可用来向软件无线终端发布软件，移动终端和灵活轻巧的快速卡之间的接口；
移动终端和外围设备之间的接口；移动终端和基站之间的无线接口。API提供了软件应用至无线接
口协议栈。

　

　　6、虚似无线平台

　　Java不仅是一种编程语言，更是一种环境。虚拟机的概念使得Java程序可以运行于任何处理
平台，创造了一次写入，随处运行的范例，而且当一个Java程序在运行的时候，允许功能增强。
这为软件无线电实现个人通信提供了一种思路和工具。

　

　　7、软件总线

　　所谓软件总线，就是起到类似于计算机系统硬件总线的作用，只要将应用模块按照标准做成软
件，插入总线即可实现集成运行，从而支持分布式的计算环境。这种思想与软件无线电系统中软件
的可重用性是一致的。

　

　　8、系统检测

　　在未来个人通信中，软件无电线能在移动过程中需要检测处于什么系统的服务范围内，并相应
地重新配置它们，然后进入目标系统，这需要一种手段来表明系统的存在。在ETSI中提出，利用
一个广播信道宣布一个或几个系统的存在，这将成为全球范围内的一个标准。同计算机网络登录类
似，软件无线电台在检测到系统之后可以采取自举的方式进入，在这一过程中需要一系列功能调用
对其进行配置。

　

　　9、软件标识语言

　　在未来软件无线电的应用中，可有不同厂家具有的相同功能的软件提供给软件无线电台，公共
空中接口也需要精确的定义，因此需要这样一种语言，它能描述软件的功能并且自己也被精确的描
述。它应有以下特点：

　　（1）驻留在终端中的软件必须是简洁紧凑的，或者这种语言可以被编译成驻留在终端中的某
种替代物。

　　（2）软件标识语言必须能提供为降低功耗而优化程序的功能。

　　（3）在处理速度受限的情况下，软件标识语言能描述并提供适当的实时性处理。

　二、未来软件无线电技术的发展

　　软件无线电技术在未来移动通信中改变了传统的观念，给移动通信的软件化、智能化、通用
化、个人化和兼容性带来深远的影响。

　　移动通信作为无线个人通信的重要业务，具有十分广阔的市场。现在世界上存在着多种移动电
话体制，它们各自占有不同的区域，甚至在一个国家或地区也可能有多个系统共存。在未来个人通
信时代，也将会存在多种PC标准共存，这对于想一个手机全球通用的用户来说是非常不方便的；另
一方面，面对移动电话用户对于拥挤的现状，软件无线电将大有所为。在软件无线电技术的支持
下，将多种体制进行综合，开发出新一代移动通信系统，人们可以摆脱终端的束缚，使得一机在
手，漫游天下，接受服务，使人类真正实现在任何时间、任何地点，可以与任何人以任意方式通信
的全时空信息交换的个人通信。

　　基于软件无线电技术并适应未来个人通信的移动系统应有以下特点：

　　（1）在同一硬件平台上，通过软件的更新兼容现有的各种系统和以后将要出现的各种系统
（包括各种体制的蜂窝系统，无绳系统、卫星系统和固定的无线系统环境）。

　　（2）具有自动漫游能力，能在不同系统之间进行智能切换（包括自动检测、参数设备和自动
进入）。

　　（3）在公共空中接口的支持下，可以下载软件并进行自身软件更新。

　　（4）工作频带宽，应能在各不同系统的不同频段下工作。

　　（5）具有多址接入能力。

　　（6）支持多种业务，如语音、数据、图像和传真等，并能根据业务流量，信道质量和可利用
情况，自动选择合适的传输信道。

　　（7）自动选择通信模式，建立通信链路，采用合适的通信协议和信号格式实现远端通信。自
动选择合适的传输模式，根据业务可用性和信号质量选择最佳的通信模式（蜂窝网、卫星通信网
等），不需人的干预，自动实现无感觉、无缝隙的通信联络功能。

　　这一通信系统的实现将使业务和服务发生很大变化，使人们的生活方式也随之改变。不久的将
来，任何地方，任何时间都可以给任何人提供通话、传真、数据、上网等各种服务，从而使带笔记
本电脑到处走的移动办公室的概念成为现实。个人通信可以给用户一个唯一的PIN号，使其和身份
证号码，信用卡号码等其它号码一致，银行、商店、海关等系统和通信系统相联，从而实现身份校
验，现金支付等功能。

　　软件无线电应用于移动通信领域，将使网络结构发生很大变化。未来的网络是一个统一网络，
包括有线网与无线网，它将容纳各种结构、标准和协议，适应各种环境，包括楼内、室外、人密处
和人稀处物理环境，以及地面和卫星等不同的传播环境。提供更开放的接口，各种不同的服务提供
者提供各种各样的用户服务，并具有用户的服务适应性。它支持网际互联和网际漫游。网络分布式
数据库与分布计算支持个性化的应用需求。

　　软件无线电的通用性决定了它的发展将增加系统的灵活性，促使基站和终端成本不断下降，系
统更新升级更加方便。