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基于宽带接入技术的未来几代移动通信( 二 )

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高性能与低比特成本
4G系统每个单位区域容量至少是3G的10倍 ， 因此比特成本需要大大降低 ， 用户才能不用担心是否用得起 。
无线QoS资源控制
由于Internet业务成本低廉而倍受青睐 ， 而无线系统资源（频率和功率）是有限的且还得受拥塞困扰 ， 所以无线QOS资源控制必须保证业务质量、支持各种级别的应用 。
四、未来移动通信系统的几个候选方案
4G蜂窝系统
4G系统不仅容量大而且速度高、比特成本低 ， 可以支持2010年的业务需求 。为了用合理的带宽实现大容量 ， 4G的小区半径应该缩小 ， 目前的RAN结构没有优化成为微蜂窝网络 ， 所以必须首先作好低比特成本的RAN网络结构 。
基于IP技术的网络架构使得在3G、4G、W-LAN、固定网之间无缝漫游可以实现 。这种网络的基本结构概念模型见图3所示 。上层是应用层 ， 中间是网络业务执行技术层 ， 下层是物理层 。物理层提供接入和选路功能 ， 中间层作为桥接层提供QOS映射、地址转换、即插即用、安全治理 ， 有源网络 。物理层与中间层提供开放式IP接口 。应用层与中间层之间也是开放式接口 ， 提供第三方开发和提供新业务 。
宽带无线接入及其本地网络
宽带无线接入系统采用5GHz和毫米波段 ， 1996年日本就开始了称为“多媒体接入通信系统”（MMAC）的新研究 。MMAC就是继IMT-2000之后的高性能无线系统 ， 可以提供两类高速无线接入：第一类用于室内外宽带移动通信系统 ， 用5.2GHz频段传输30Mbps的数据 ， 该项目从2001年开始；第二类提供超高速W-LAN室内接入 ， 传输速率达到600Mbps ， 采用60GHz频率 ， 即毫米波 。5GHz的MMAC系统和世界上其它系统类似 ， 其数据速率高达30Mbps 。但是这些系统不能提供大范围覆盖 ， 也不能用于车辆业务环境 ， 只能用于“热点地区” 。研制出的毫米波样机可以演示60GHz的W-LAN与ATM或100-BASE以太网接口 ， 其数据速率可以达到155Mbps 。
智能运输系统（ITS）
ITS是新型的传送系统 ， 由先进的信息通信网组成 ， 为用户道路、车辆等提供信息与通信 。ITS不仅提供道路情况、交通事故等 ， 同时还能为驾驶员和乘客提供多媒体业务 。
ITS由9个开发层面组成 ， 包括导航系统、电子长途数据采集（ETC）、安全行车辅助系统等 。数据采集（ETC）是利用两对5.8GHZ的频段进行连续的长途数据采集 。ITS的潜在市场在日本估计有50万亿日元 。ITS的通信系统分为路途车辆通信和车辆互通 ， 其中最主要的是路途车辆通信 。ITS系统在沿途布上光纤网 ， 光纤无线收发信机是要害技术 。
高空同温层平台站系统（HAPS）
HAPS 系统是有吸引力的多媒体通信系统 ， 有可能成为大区制和卫星通信之后的第三个通信系统 。平台站建在离开地面20km的同温层 ， 若干个HAPS通过光互联链路可以在空中组成网状网 。
宽带接入链路为平台站与用户站之间的链路 ， 接入频率拟采用毫米波 。在1997年11月瑞士日内瓦世界无线电大会上（WRC）分配给47/48GHz频段 ， 600MHz带宽频谱用于HAPS 。
HAPS可以支持各种用户终端：固定终端、便携终端、移动终端 。典型的接入比特率为25Mbps ， 对于有些固定终端可达几百Mbps（天线比普通的要大） 。
由于采用了毫米波频段 ， 容许使用高增益小口径天线,如比特率为144Kbps时 ， 采用5厘米直径、20dbi的碗形小天线 。
五、要害技
调制技术与信号传输
高频段上高速移动传输会产生严重的频率选择性衰落 ， 调制/解调的鲁棒性研究可以克服这种频率选择性衰落 。其中多载正交频分频调制（包括OFDM）以及单载波带自适应均衡都是可选方案 。另外一个重要的要求是低Eb/N0值 。由于接口端的噪声带宽宽 ， 所以低Eb/N0能够实现合理的覆盖 。高数据率发射台的功率控制（PTC）可以降低瑞利衰落 ， 同样 ， 增加导频快速跟踪调制器也能达到覆盖目的 。

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