TD-SCDMA移動通信系統的增強和演進

1.3.3 MIMO-OFDMA技术

MIMO-OFDMA 是下一代通信系统中最具有革命性的技术，是3GPP LTE提高峰值速率和服务质量的基础。MIMO多天线技术在提高频带利用率方面有杰出表现，然而，占用频带越宽，多径现象越明显。传统的单载波系统为了实现MIMO检测而大大增加了接收机的复杂度，而OFDM的出现恰好可以解决这一问题。OFDM可以有效减弱频率选择性衰落的影响和符号间干扰，所以很适合在无线宽带信道中实现高速率数据的传输。同时，OFDM由于使用了FFT/IFFT而变得容易实现，并且在每个子载波上使用AMC，可以更有效地利用频带。OFDM的这些特点使其在LTE和B3G系统中极具竞争力。把MIMO和OFDM相结合，有频率选择性的MIMO信道可以被分成许多平坦的子信道，同时MIMO的检测系统也被简化。

1.3.4 灵活的动态频率选择机制

现今频谱资源极其短缺，为了能够有效地利用任意的蜂窝频谱资源，LTE系统采用灵活的带宽选择在不同的带宽上实现高质量高速率的信息传输，这就是动态频率选择技术。TD-SCDMA系统将在LTE TDD系统之前部署，所以未来的频率演变中使用1.6 MHz是很有可能的。另外LTE TDD在中国也应该考虑1.25 MHz、5 MHz、10 MHz、20 MHz的带宽。这样，灵活的带宽选择可以适应通信系统在时间和区域上的变化，并有效地利用各种不同的带宽。

1.3.5 无线Mesh

在传统的蜂窝网中，使用的是点对多点的结构，如图2所示，属于集中控制机制，每个基站负责一个小区内所有用户的通信。

在未来演进的通信系统中，为了提高覆盖范围和系统容量，引入了多跳的概念。多跳是指在原有的拓扑结构上，使用用户终端作为中继，将信号传输至更远的节点，从而提高覆盖范围，由于有中继增益也增大了系统容量。另一方面，由于传统点对多点结构任何一条链路的通信都需要经过基站，即使两个终端离得很近，也要先将信号传送至归属基站，再由基站传送至目标终端，再加上信令交互的开销，这样一条链路浪费了很大的资源。为了避免这种浪费而引入了多点到多点的概念，即指在网络中任意两点都可以自由通信，达到更快捷、方便、经济的传输数据。

在传统的网络结构中，对于一定发射功率来说，传输的数据速率越高，覆盖范围会越低。如果超过了最大允许发射功率，发射机必须降低数据传输速率以增加覆盖距离。发射功率一般受到标准规范和用户设备电池的限制，所以在蜂窝系统中邻近基站的用户需要采用自适应技术以提供较高的数据速率，但数据速率会随着与基站间隔距离增加而急剧下降。而格状网(Mesh)则不同，Mesh结构正是多跳与多点到多点的融合，如图3所示。它可以通过跳经一系列中间节点以提供长的端到端通信距离，同时提供足够高的数据传输速率。和发送端到接收端之间的距离相比，各节点之间的距离(每跳)相对较短，每一跳可以完成比直接通信高得多的数据传输速率，从而使得在长距离的端到端通信系统中同样能支持高数据传输速率，也就是说Mesh组网方式使得高数据传输速率和覆盖范围不再是一对矛盾体而是可以同时满足。在Mesh网络中，每个节点只需传输很短的距离，所以它们的发送功率相对较小，从而大大降低系统内的干扰并使频率复用可以更加密集。另外，由于可跳经中间节点传送数据，Mesh网络使得信号可以绕过障碍物和本地网络的阻塞物建立健壮的路由。

Mesh结构分为集中式和分布式结构，集中式Mesh结构将传统的点对多点结构以用户终端作为中继进行扩展以增加覆盖范围和容量。分布式Mesh结构更加灵活多变，可以减少系统时延，避免网络"瓶颈"和单点故障，并可以改善服务质量和提供多种综合服务。分布式网络中把用户信息和控制信令信息分开，以减少服务时延，降低系统融合和部署的成本。可以把投资直接转化成网络规模的增长，同时节省网络部署初始阶段的开销。多选择性的结构功能可提供灵活和高效传输性能，整个网络的功能因此得到了优化。这样，B3G和4G的无线接入网只需要在基站和终端做稍许修改即可引进到系统中来[5]。

1.3.6 点对点通信技术

现今在计算机网中，点对点技术已经得到广泛的应用，如网络电话、比特流(BT)下载等。在无线通信网络中，点对点技术的引进也将成为必然的趋势。3GPP已经把点对点业务提到议事日程当中，在LTE及下一代网络中，点对点技术结合Mesh拓扑结构将得到进一步发展。在802.11中，分布式的Ad Hoc网络采用的是多点到多点的拓扑结构，其中必然要与点对点技术相结合，如图4所示，左图是传统的点对多点结构，终端之间不可通信，彼此之间的通信必须要经过基站，由于基站的带宽有限，就会有很多用户的请求得不到满足，从整体上看，下载效率很低。右图是点对点通信，打破传统的"服务器/客户端"结构的概念，在通信中两通信节点的地位是平等的，可实现任意两点间的自由通信。点对点系统的精神实质是"节点合作"。因此，只要一个系统中没有管理者，所有任务都是依靠结点之间的交换与配合完成，这个系统就可以认为是点对点系统。