移动通信关键技术及标准化进展.

B3G移动通信关键技术及标准化进展

作者:马静粟欣

1.B3G移动通信产生背景

1.1. 通信发展与市场需求

自移动通信诞生之日起,其主流业务一直是人与人之间通过移动通信系统用语音进行沟通的语音业务。随着Internet及多媒体技术的快速发展, 用户越来越不满

足这种人与人之间的单一通信方式。人们希望移动通信系统能够提供更丰富的业务,例如因特网接入、图像传送、视频点播、数据互传、实时电视节目等数据或多媒体业务。同时也希望从目前的人与人之间的通信发展到人与机器、机器与机器之间的通信。此外,对于运营商来说,则更希望下一代的通信系统能够更易于加载各类新业务及融合新技术,而无需频繁地进行系统结构和设备的变动,这些需求将会使得移动通信模式发生较大的变化。

为适应人们对移动通信越来越高的要求,2000年10月6日,国际电信联盟(ITU 在加拿大蒙特利尔市成立了IMT-2000(International Mobile Telecommunications-2000 and Beyond工作组,负责协调分布在欧洲、美洲、亚洲等世界各地的无线通信技术研发机构和通信设备制造公司对B3G的研究与标准化工作。我国在2002年3月正式宣布启动对B3G 通信系统的研究工作,并于2004年4月正式启动B3G移动通信技术的标准化进程。

依照国内外对未来移动通信技术的普遍看法,B3G系统至少应具备以下6个基本特征。

(1具有很高的传输速率和传输质量

未来的移动通信系统应该能够承载大量的多媒体信息,因此要具备达到

100Mbit/s~ 1Gbit/s的最大传输速率、较大地域的连续覆盖、QoS(Quality of Service 保证机制、很低的比特开销等性能。

(2灵活多样的业务功能

未来的移动通信网络应能使各类媒体、通信主机及网络之间完成“无缝”连接,使得用户能够自由地在各种网络环境间无缝漫游,并觉察不到业务质量上的变化,因此新的通信系统要支持网间移动管理及相应的认证、鉴权、代理等功能。

(3开放的平台

未来的移动通信系统应在移动终端、业务节点及移动网络机制上具有“开放性”,使得用户能够自由地选择协议、应用和网络。让应用业务提供商(ASP,Application Service Provider及内容提供商(ACP,Application Content Provider能够提供独立于操作的业务及内容。使定位信息和计费信息能够在各个网络和各类应用之间共享。改良的安全机制能够作用于广泛的功能范围。

(4高度智能化的网络

未来的移动通信网将是一个高度自治、自适应的网络,具有很好的重构性、可变性、自组织性等,以便于满足不同用户在不同环境下的通信需求。

(5高度可靠的鉴权及安全机制

未来的移动通信网将是一个基于分组数据的网络,具有高度可靠的鉴权及安全机制,因为如何保证数据的安全可靠性将直接影响到整个网络的生存力,也会影响到用户对整个网络的信任程度。

(6高数据速率和QoS保证

未来的移动通信系统不仅是为了适应用户数的增加,更重要的是,必须要适应多媒体的传输需求,还包括通信品质QoS的要求。必须可以容纳庞大的用户数、改善现有通信品质以及达到高速数据传输的要求。

ITU对B3G通信系统初步定义为IMT-2000的已有成分、演进成分和新开发成分,游牧无线接入系统,以及其它无线系统的无缝功能融合。B3G通信系统作为

Beyond IMT-2000,其容量大于IMT-2000等被它涵盖的无线系统,所涵盖系统包

括:IMT-2000系统、无线接入系统、数字广播系统以及两个新成员——数据速率峰值100Mbit/s的蜂窝移动通信系统和数据速率峰值1Gbit/s的游牧无线系统。[1]

1.2. B3G相对于3G的优势

虽然与3G移动通信技术相比,B3G移动通信技术更为复杂,但B3G移动通信技术较3G 移动通信技术有许多优势。

(1 数据传输速率

预计B3G移动通信系统可以达到100Mbit/s ~1GMbit/s的数据传输速率。虽然3G移动通信系统可以比现有2G移动通信系统的数据传输速率快上千倍,但是未来仍无法满足多媒体的通信需求,B3G移动通信系统的提出希望能满足更大的数据传输速率需求。

(2 适应性和灵活性

虽然3G系统的速率已有很大的提高,但是仍不能很好地动态分配资源,大流量时系统资源利用率低。而B3G通信系统拟采用智能技术使其能自适应地进行资源分配,能够调整系统对通信过程中变化的业务流大小,进行相应处理而满足通信要求,采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境都能进行信号的正常发送与接收,有很强的智能性、适应性和灵活性。

(3 标准兼容性

3G 的初衷是希望统一全球纷杂的移动通信技术,但各方利益没有得到最终的调和,导

致分化成如今的几大标准阵营。目前,ITU 承认的、在全球已有相当规模的移动通信标准共有GSM、CDMA 和TDMA 三大分支,每个分支的标准都在抢占市场。预期只有通过B3G移动通信标准的制定才能解决这些标准的纷争问题。

(4 业务的多样性

在未来的全球通信中,人们更期待的是多媒体通信。3G虽然也具有支持多媒体业务的能力,但是它受制于较低的传输速率。在B3G中,个人通信系统、广播娱乐系统等各行业系统将会结合成一个整体,提供给用户比以往更广泛的业务与应用;系统的使用会更加安全、方便与照顾用户的个性。B3G能提供更广泛的通信业务,从而满足宽带和综合业务需求。

(5 较好的技术基础

B3G 技术将以几项突破性技术为基础而迅速发展起来,例如OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing技术、MIMO(Multiple Input Multiple Output技术、SDR(Software Defined Radio技术等能大幅提高无线频率的使用效率和系统可实现性。

(6 便于过渡和演进

由于现在改进的2.5G通信网络也初具规模,并将继续朝着3G和B3G的方向发展。人们在快速推进3G移动通信系统商业化带来优质服务的同时,也在努力进行B3G移动通信技术的研究、开发。B3G网络一定能在以往网络的基础上逐渐演进而成,并与固定网、广播网兼容。

1.3. B3G发展现状

现阶段,B3G无线通信技术已是世界范围内移动通信的研究热点。B3G标准制定工作也在ITU的领导下如火如荼的进行着,各国都积极地参与提案,希望未来的标准中出现符合本国利益的条款。B3G在不久的将来会给人类带来全新优质的通信方式已成为共识。本节主要介绍世界三大洲的B3G技术发展和标准化现状。

1.3.1. 技术动态[2]

1.3.1.1. 欧洲