多媒体移动通信的新方案及相关技术

　　摘 要：信息产业在新一代技术刚推出市场之后，更高的技术应用已经在实验室进行研发。第四代移动通信的发展受到各国的关注，相关的关键技术得到发展。本文就第四代移动通信（4G）的关键技术进行介绍，并重点介绍一种新方案——IDMA。

　　关键词：4G IDMA 多址技术 AMC ARQ OFDM MIMO

　　一、引言

　　移动通信技术自从兴起以来，一直在飞快地发展着，目前已经历了三代。第一代移动通信系统起源于20 世纪80年代，主要采用的是模拟技术和频分多址（FDMA）技术，由于受到传输带宽的限制，导致了其最致命的缺点是不能进行移动通信的长途漫游。第二代移动通信系统（2G）起源于20世纪90 年代初期，主要采用的是数字的时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）技术，此系统以数字传输方式来实现语音和数据等业务。第三代移动通信系统（3G）发展加速，它可以提供前两代产品不能提供的各种宽带信息业务，比如高速数据、慢速图像、电视图像等。与此同时，我们注意到，各国对4G的研发都已经悄然开展起来。

　　第四代移动通信技术的概念可称为广带（Broadband）接入和分布网络，具有非对称超过2Mbit/s 的数据传输能力，对全速移动用户能提供150Mbit/s 的高质量的影像服务，将首次实现三维图像的高质量传输。它包括广带无线固定接入，广带无线局域网，移动广带系统和互操作的广播网络。此外，广带无线局域网（WLAN）与B-ISDN 和ATM 兼容，实现了广带多媒体通信，并可形成综合广带通信网（IBCN），通过IP 进行通信。第四代移动通信可以在不固定的无线平台和跨越不同频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网（包括卫星通信），能够提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。

　　二、第四代移动通信的技术性能

　　（1）第四代移动通信以数据通信和图像通信为主。

　　（2）数据通信的速率比第三代要大大提高，对全速移动用户能够提供150Mbit/s的高质量的影像多媒体业务；它将是一个全数字通信网，具有更高的带宽和更高的比特率，下载速率最高可达100Mbit/s，而且其对无线频率的使用效率将比第二代和第三代系统都高得多。

　　（3）与因特网结合，通信以IP为基础。

　　（4）可能是没有基站网络结构，包括AdHoc网（自组织网络）。

　　（5）在覆盖范围、通信质量上，满足3G所不能达到支持高速率数据和高分辨率多媒体的服务的需要。广带局域网应能与宽带综合业务数据（B-ISDN）和异步传输模式（ATM）兼容，实现广带多媒体通信，形成综合广带通信网。

　　三、现有第四代移动通信的技术比较

　　四、第四代移动通信系统多址技术新方案

　　多址技术解决的问题是，在移动通信系统中，有许多用户台要同时通过一个基站和其他用户进行通信，因而必须对不同用户台和基站发出的信号赋予不同的特征，使基站能从众多用户台的信号中区分是哪个用户台发出来的信号，而各用户台又能识别出基站发出的信号中哪个是发给自己的信号。

　　交织器的作用是把码字顺序相关的比特（称为源比特）非相关化。在多址系统和多天线发射系统中使用交织技术作为信号分离的基本方式。在多址信道中，本文所提及的交织多址（IDMA，interleave-division multiple-access）方案能够获得理想的性能。对于多天线发射系统，交织多址时空码（IDM-ST，interleave-division-multiplexing space-time）接近于所谓的规范性能。IDMA和IDM-ST方案具有接收机简单和固有的异步性特点。

　　传统的CDMA系统会受到多址干扰，多天线发射系统会受到天线的互干扰，而且它们都会受到码间串扰。

　　传统的CDMA系统的典型特点是依靠不同的编码序列来区分不同的用户。通常置于前向纠错码和扩频码之间的交织，是用来抗衰落效应的。但IDMA方案用于扩频移动通信系统中。在该系统中，不同的用户是通过不同的码片交织（chip-level interleaving）方法来区分。IDMA作为一种宽带方案，继承了CDMA许多优点，特别如：CDMA中的抗衰落分集技术和降低其他蜂窝用户干扰技术。

　　五、其他关键技术简介

　　1. OFDM（正交频分复用）技术

　　实际上是MCM（Multi-Carrier Modulation，多载波调制）的一种，其基本思想是将所要传输的数据流分解成多个比特流，每个子数据流具有低得多的传输比特速率，并且用这些数据流去并行调制多个载波。显然，在多载波调制的子信道中，数据传输速率降低了，符号持续时间加长了，因而对时延扩展有较强的抵抗力，减小了符号间干扰的影响。

　　2. MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put）技术

　　充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。

　　此外，还有许多的相关技术，如ARQ（自适应复合）技术和AMC（自适应调制和编码）技术等。

　　六、结束语

　　本文对多媒体数字移动通信（第四代移动通信）技术及其系统的特性、多址技术新方案和核心技术等进行了探讨，并介绍了国内外对4G的研究现状。随着人们需求的不断提高和新技术的不断出现，第四代移动通信技术的也将会有所调整。我们相信第四代移动通信技术凭借其极其新颖的技术一定会使我们未来的移动通信事业前景变得更好！

■ 参考文献

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