关于下一代移动通信的关键技术探究

黄美华

(中国电信股份有限吉林分公司,130033)

关于下一代移动通信的关键技术探究

黄美华

(中国电信股份有限吉林分公司,130033)

当今社会的竞争，在一定程度上是信息的竞争，随着网络技术和科学技术的发展，人们对于网络协作性和速度性的要求越来越高，因此，改进通信技术对于社会的发展和人们生活水平的提高具有十分重要的意义。下一代移动通信的发展需要更多技术的支持，当然各通信公司也在集中力量发展技术，希望在下一代技术改革中抢占市场，就目前而言，下一代无线通信技术中最关键最受人瞩目的要属多入多出（MIMO）技术，在实际应用中，系统经常需要在一个基点和多个移动台之间进行通信，MIMO技术的产生为多点之间的联系提供了更大的便利，本文将对MIMO系统进行简单介绍，分析其存在的问题，并进行相关应用的研究，希望为下一代移动通信技术的发展提供参考。

移动通信 ；关键技术 ；MIMO系统

1 MlMO系统的简介

1.1 信道模型。多用户MIMO系统的容量作为一个多维的区域，导致了以用户数目为维数的信道容量区域，其上行链路称作多址接入信道（MAC），所有用户利用相同频段，发送信号，采用陈列处理，分离各用户的数据；其下行链路称为广播信道（BC），基站把处理好的数据转换成数据流，脉冲成形通过天线发送出去。由于用户信息各自独立，因此用户只能获得自己的信息，却很难知道别人的信息，导致用户之间很难进行合作。基站有能力获得所有用户的信息，也有能力对信息进行处理，因此一般基站在发射信号前都要进行处理，以便消除干扰和用户之间的影响。

1.2 收发信号的处理。MIMO系统采用同一频段，因此可以排除其他接入方式，空分多址既没有频率低的缺点，也没有消耗量大的不足，而MIMO系统也能很好的满足该种方式使用的要求，因此SDMA成为了MIMO系统的接入方式，实际上，该种方式也能很好的抵抗衰落，获得分集增益和编码增益。

1.3 网络调度。实际网络的应用与调度问题息息相关，就广播信息而言，当多数用户快速时变信道共享网络时，基站就得通过智能调度来改进实际信道的工作能力，一方面可以采用扩大系统吞吐量的方式，一当面可以采取一个折衷方法，来兼顾有效性和公平性，即保证信息的正确性，又保证用户之间空间相关性，问题较为复杂。

2 MlMO系统存在的问题

虽然该系统已经得到多数专家的肯定，也经过了多个领域的充分研究和考验，但是如果将无线网络引入多天线之后，其中的问题就不是那么简单了。MIMO虽然有很多优点，比如可以扩大系统吞吐量，可以提高系统的工作性能，可以避免客户之间的干扰，但是在实际应用中，还应该充分考虑问题的复杂性，在系统运行的有效性和复杂性之间寻找一个折衷点，以便在充分发挥系统作用时，减少所需付出的代价。空时处理方法与网络调度同样存在这样的问题。线性空时处理虽然比较简单，但是性能也差，而DPC虽然编码复杂，实践起来比较难，但是其性能较高，可以同时满足多用户的容量使用。大多数MIMO信道的处理方法都是假设发射端和接收端是CSI的，但是由于系统在处理时，会出现变化剧烈的情况，这时所得到的信息就不一定准确。

当然，在MIMO系统的 运行中，也存在一种特别的现象，每个用户只有一个天线，但是他们之间可以进行一定程度的协作，成为虚拟MIMO,最为理想的系统是相邻天线之间的间距远远大于电波长度，并且各天线之间的信道是不关联的，但是由于质量或者功耗的限制，很难实现终端天线的安置工作，于是协作分集技术应运而生，将每个天线的移动终端设置一个合作伙伴，除了传输自己的信息之外，还要传输合作者的信息，彼此互享，构建虚拟MIMO系统，获得一定空间分集增益，提高网络的服务质量，同时也提高了系统的性能。

根据调查研究，现代无线通信网络通常采用分层协议模型，其一般由物理层、链路层、网络层组成。如果每层只与相邻层通信，保持严格的模块化，则会导致网络效率较低，有时也会产生负面影响。为解决这一问题，跨层技术逐渐发展起来，其利用层间的协同算法，来综合处理不同协议层之间的类似问题，比如网络的安全性、通信的服务质量、移动性等。为了满足吞吐量的限制，可以分配较长的信道占用时间给调质速率较低的链路，利用网络层的路由协议来重传信息，降低高速率下的拥塞，利用应用层来解决不同路径的分集问题。在跨层设计中，重点考虑的那层是关键层，而忽略该层之后系统的性能损失可以降到最小层成为次要层，在MIMO系统的应用中，要充分考虑到该系统的跨层调度问题。

3 MlMO系统的相关应用

MIMO系统利用基站同时对多个移动台进行通信处理，并且各移动台之间的协作也倍受关注，在实际应用中，该系统可以解决终端合作不协调的问题，例如，在每个用户之间出现串扰现象时，该系统可以在基站的多入多出信道之间开展相互合作，将信息正确传输，并使得频率选择信道正常运行，其和蜂窝系统中的多径一样，一开始在发射或者接收时就进行信号处理，就能够给串扰和衰落提供另外的分集度。在多用户系统优势的诱导下，很多公司已经将其推向市场，准备大面积应用，在公司首先进行无线网络应用时，就发展了多天线技术，实践证明该种方式的优势是明确的，可以减少很多的干扰力。现在，MIMO技术已经得到很大的发展，而且已经向商业化方向发展，北电网络的无线网络传输试验，给移动运营商大幅度增加宽带用户提供了很大的帮助，给其投入带来了很大的回报，同时也大大的提高了手机数据的传输速度，这种技术的发展为4G网络的运营提供了条件和途径。

4 总结

随着科学技术的发展，MIMO系统越来越成熟，其技术也成为了下一代通信系统发展的关键技术，人们对于网络速度的要求越来越高，因此MIMO系统也更加具有市场竞争力，其商业化途径也更加明确，结合实际情况而言，通信系统给一个基站和多个移动点之间的联系具有很多的限制因素，并且各移动点之间的协作也存在一定的问题，利用MIMO技术，可以充分利用虚拟网络技术来提高各部分之间的协作分集，提高网络的运营效率，更好的解决终端协作问题，为运营商争取更大的利润。本文就下一代通信系统关键技术MIMO多用户技术的简单介绍，分析其在实际应用中的复杂性和该系统的有效性，采用一种折衷的方式，既能充分发挥系统作用，又能降低操作的复杂性和困难性，最后就该系统的相关应用进行论述，希望为今后通信技术的发展起到一定的帮助。

[1] 赵亚男,张禄林,吴伟陵;第四代移动通信系统关键技术研究[J];无线电工程;2011(02):78-80.

[2] 徐文超,沙学军,徐玉滨;未来移动通信中的宽带接入技术[J];无线电工程;2010(07):67-69.

Research on Key Technologies of the next generation mobile communication

Huang Meihua
(China Telecom Co., Ltd. Jilin branch,130033)

Competition in today's society,in a certain extent,is the competition of information,with the development of network technology and science and technology,people for network collaboration and speed requirements more and more high.Therefore,improved communication technology for the development of the society and people's life level of with high is very important significance.The link is the most popular in the development of next generation mobile communication need more technical support,of course,the communication company concentrate on technology development,in the hope that the next generation of technology reform to seize the market,at present,the next generation of wireless communication technology in the most critical attention to multiple input multiple (MIMO) technology in the practical application, the system is often needed in a base and a plurality of mobile stations between communication, MIMO technology to provide greater convenience,this paper will be of MIMO system are simple introduced, analyzed the existing problems and the related application research,hope for the next generation mobile communication technology development to provide reference.

mobile communication;key technology;MIMO system