哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 了不同的天线为其服务，但不需要进行切换。通过多个不同地点天线的接收，可以实现宏分集以抵抗阴影衰落。资源管理更加灵活，处理中心可以实现统一动态地分配资源，优化资源使用，极大地提高频谱效率，并且通过软件配置、管理的小区结构能更好的适应不同时段、不同地点的业务变化。
2.2.5 MBMS技术
组播和广播业务（MBMS）是对现有WCDMA移动网络的增强，可与现有移动网络无缝融合，方便移动运营商对手机电视业务的运营。然而3GPP在R6版本中的TDD模式下也提出了MBMS提供了一套完全由移动运营商运营、控制的广播/多播传输通道。
MBMS可以利用蜂窝网已有的双向信道实现交互。除了广播业务，MBMS还可以提供更丰富的组播业务；通过点对点修复机制，实现高可靠的下载业务。通过交互信道实现灵活的计费。MBMS可用于承载移动广播电视业务，但并不局限于此，MBMS还可以为用户提供多种丰富的推（PUSH）业务，而其中许多业务已经在现网中开始运营，如果将MBMS引入网络，能够为增加业务传送容量带来收益。
如何将MBMS与蜂窝网络数据复用在一起渐渐成为人们关注的焦点，现在新的提案中大致有两种模式，一种是时分复用（TDM）模式，另一种是频分复用（FDM）模式。在TDM模式中，可以使用长的循环嵌缀，来得到更好的抗多径性能。但TDM模式不支持可变带宽，只能工作在10MHz的带宽下。在FDM模式中，由于MBMS与蜂窝网络数据复用在一个OFDM符号里，所以只可使用蜂窝系统的CP（CP较短）。但FDM模式支持可变带宽，可以工作在多种选择的带宽模式下。
MBMS的引入对于现有的蜂窝系统是一种有效的被充，可在现有网络上增加和改善一些功能实体，为用户提供更多的服务。
2.2.6 TD—SCDMA和BWA的融合
TD—SCDMA和宽带无线接入（BWA）相比，峰值速率不够高。但可以实现大面积覆盖，而BWA在低速移动环境下可以提供速率业务，如IEEE802.11aWLAN可以提供54mb/s的峰值速率。TD—SCDMA和WLAN的融合，可以在热点地区使用WLAN来提供高速率业务传输，同时使用TD—SCDMA来实现全网覆盖。
TD—SCDMA与wimax的融合也已进入规划日程。并成为现今技术讨论的焦点。Wimax可以在20MHz的带宽下提供75mb/s的峰值速率，为TD—SCDMA系统在热点地区的覆盖起到了强有力的补充效果，尤其802.16e(wimax的扩展版本)的提出，使融合系统在移动速度支持上得到很
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 大改善。TD—SCDMA和BWA的融合需要TD—SCDMA终端可以同时支持BWA接入和TD—SCDMA蜂窝网接入。并且TD—SCDMA和BWA系统应该增加一些特殊的功能实体以支持双系统融合后的协议标准[4]。
2.3 TD—SCDMA LTE阶段
TD—SCDMA演进的第3个阶段则是LTE，LTETDD是TD—SCDMA在向4G系统演进过程中的过渡阶段，目的是在3G的平台上使用4G的技术，为3G系统向4G系统的平滑过渡起到良好的铺垫作用。现在LTE的大部分研究都集中在物理层，这个阶段的传输性能和通信参数与TDD未来演进时代十分接近，大多数技术特点是用于增强系统性能的，如使用MIMO、OFDM、灵活的带宽选择（1.25MHz、1.6MHz、5MHz、10MHz、15MHz、20MHz）和分布式无线接入网络。通过使用MIMO和OFDM技术，在20MHz的带宽内下行峰值速率可达到100MB/s,上行可达到50MB/s。所有的服务在共享和公用信道上提供，并且将使用基于IPv6的核心网。
考虑到OFDM技术在上行链路的峰均比高，只在下行链路使用OFDM技术，而在上行链路使用单载波技术，包括交织的频分多址（IFDMA）和离散傅立叶变换—扩展正交频分复用（DFT—SOFDM），在下行主要使用正交频分多址（OFDMA）技术。IFDMA设计目标是实现没有多址接入干扰的频分多址（FDMA），系统中每一个用户独享一个子载波集，对不同用户的子载波进行交织。在IFDMA中，每个用户占用的子载波在传输频段上均匀分配，以获得最大程序上的频率分集增益。IFDMA的信号在时域设计，从而实现了低峰均值比（PAPR）。在LTE阶段，TD—SCDMA系统和其他无线宽带接入网络的融合开始进一步加强，从IP核心，网的融合开始向无线接入网的融合过渡，核心网基于全IPv6的IMS，业务不仅仅是传统的点对点的多媒体数据业务，还包括MBMS业务，以及更加灵活的点对点业务。由于采用了选进的物理层处理机制，其频谱效率将为2~5bps/Hz。
2.3.1 LTE单载波系统
在3GPP LTE中， 上行链路方案在多载波方案（OFDMA）和单载波方案（SC—FDMA）中抉择，最终由于多载波方案的高峰均比问题，面采用单载波方案作为上行链路方案。SC—FDMA单载波系统包括IFDMA和SOFDM系统。SC—FDMA单载波系统中，DFT—SOFDM和IFDMA两系统的比较成为业界焦点。IFDMA系统是时域处理的SC—FDMA单载波系统，而DFT—SOFDM的PARR性能好，但频谱效率略低；DFT—SOFDM与OFDMA系统比IFDMA实现起来更加复杂。与IFDMA系统相
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 比，DFT—SOFDM与OFDMA系统有更好的兼容性。由以上结果可以看出DFT—SOFDM更适合作上行的单载波系统。
2.3.2 LTE正交多载波技术
在3GPPLTE中，下行链路方案是多载波OFDMA系统。无论是在3GPPLTE还是在wimax中，OFDMA都毫无争议地成为下行链路方案。和其他系统相比，OFDMA有更好的频谱效率，实现起来并不复杂，而多载波的高PAPR问题，可以在基站端做相对复杂的处理以减少PAPR，因此最终的多址接入方案应考虑为了减少PAPR所带来的额外复杂度和链路性能增益之间的平衡度。当MIMO多天线技术与OFDMA相结合时，会带来更大的增益和更优的系统性能。
2.3.3 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。
2.3.4 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1.6MHz是很有可能的。另外LTE TDD在中国也应该考虑1.25MHz、5MHz、10MHz、20MHz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。
2.3.5 无线Mesh
在传统的蜂窝网中，使用的点对多点的结构，如图2-2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。
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 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断，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达传输速率以加覆盖距离。发射功率一船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（MASH）则不同，MASH结构正是多跳与多点到多点的融合，如图2-3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舆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大，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。
图2-2 传统点对多点网络拓扑结构图
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
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哈尔滨理工大学远东学院学士学位论文 对多点结构以用户终端作为中继进行扩展以增加覆盖和容量。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住处和控制信令信息分开，以减少服务时延，降低系统事例和部署的成本。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]。
图2-3 Mesh网络拓扑图
2.3.6 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。
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