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作者:王萍
针对B3G系统现场试验的主要特征和面临的技术挑战,文章重点介绍了B3G系统集成测试体系、主要测试内容以及现场试验基本情况。
1、B3G系统集成试验研究背景和必要性
信息技术的迅猛发展以及人们对宽带业务日益增长的需求,为宽带移动通信技术孕育了新一轮的发展机遇。根据业界讨论达成的广泛共识,未来移动通信系统的发展目标将是汇集蜂窝、固定无线接入、游牧、无线区域网络等接入系统,结合全IP网络,在高速移动和步行环境下分别为用户提供峰值速率达100Mb/s及1Gb/s的无线传输能力,实现“任何人在任何时间、任何地点、以任何方式通信”。全球对于新一代移动通信技术的竞争在本世纪之交就已拉开了序幕。欧洲“第六框架研究计划”、日本NTTDoCoMo、美国Motorola、德国Siemens等国际研究机构和公司纷纷开始研制B3G/4G无线传输试验系统,国际信联ITU组织将于2007年为新一代移动通信系统规划频谱。
面对无线通信市场全球化发展趋势,我国于2002年启动了移动通信重大项目八六三“FuTURE计划”,为2010年前后的无线通信应用未雨绸缪,积极开展了第四代无线通信核心技术前瞻性研究。目前,“FuTURE计划”已经形成以GMC/OFDM、U-MIMO、双迭代Turbo接收、IDMA等为技术框架的FDD和TDD两套方案,并研制出了B3G分布式蜂窝移动通信无线网络试验系统。为了促进B3G研究总体目标的全面实现,有必要建立一种针对B3G技术的测试评估机制,达到在多种无线环境及应用场景下检验B3G系统整体性能的目的。为此,我们基于“FuTURE计划”关键技术研究成果,联合合作单位研制出B3G分布式无线电集成测试试验平台。本文主要阐述B3G系统集成试验平台特点以及现场试验情况。
2、B3G集成试验主要特征和面临的技术挑战
“FuTURE计划”B3G试验系统主要具有以下几方面特征:①基于ROF(Radio-Over-Fiber)分布式天线无线组网技术;②基于GMC/OFDM的空中接口技术;③“双涡轮”Turbo迭代接收技术;④U-MIMO多天线与环境自适应技术;⑤在大范围覆盖情况下峰值传输速率可达50Mb/s、频谱效率可达2.5b/s/Hz/s;在热点覆盖地区峰值速率可达100Mb/s、频谱利用率可达5bps/Hz/s;⑥支持多小区、多用户、80~250km/h中高速移动;⑦比现有蜂窝系统发射功率明显降低。
测试检验这样高性能的试验系统面临很大的技术挑战:首先,在比3G系统频段更高的微波频段上开展宽带无线传输试验,需抵抗无线电波在城市市区内的严重损耗,避免产生覆盖“盲点”;第二,现有蜂窝网络系统应用频段较低,因此在新频段上开展无线组网试验需经受无线信道传播特性的考验,尤其是MIMO多天线系统的移动传输试验难度更大;第三,B3G技术无线应用环境的动态范围更大,需要比传统仪器仪表测试方法和测试范围更为有效的综合性测试评估手段;第四,现有无线通信的业务带宽并不能体现B3G系统高速数据传输速率的特点,需要尝试新的业务应用。此外,现场试验过程中还会遇到各种具体的实际问题,需要大量的协调工作。
3、B3G现场试验主要测试内容
B3G现场试验不单单是测试无线链路峰值传输速率等空中接口指标,还将围绕由多个基站多个移动终端构成的模拟试验网,考察室内、高架路、市区、郊区等多种应用场景下,系统的环境自适应能力,以及对话音、视频、流媒体等传统电信业务与IP分组非对称高速数据业务的QoS质量,从而达到检验系统整体性能的目的。
(1)检验空中接口关键技术的频谱效率和移动环境自适应
频谱效率对于无线接口的设计十分重要。当带宽和业务质量给定的情况下,频谱效率越高,传输的业务量就越大。鉴于无线资源往往是有限的,支持更高的数据传输速率和更好的频谱利用率是B3G系统的基本要求。由于频谱效率集中反映了系统中调制技术、编码技术、分集技术等B3G关键技术的性能,因此进行频谱效率的测试是必要的。
移动应用使得通信系统的无线信道环境变得复杂多变。B3G系统中环境自适应(EnvironmentalAdaptation)技术是为了能够快速更新信道物理信息,对系统的功率控制、调制编码模式、天线模式选择进行及时调整,以保证系统在信道大幅变化的动态范围内仍能维持低误码率,实现对数据传输数率的优化,保证业务应用。因此对复杂信道环境的测试技术显得尤为急迫。
(2)检验基于ROF分布式天线新型无线接入网络系统容量
随着人们对宽带移动多媒体服务需求的不断增长和用户数量的增加,网络的容量成为了整个通信网络的瓶颈之一。为提高系统容量,蜂窝通信网络结构正向扇区化、微小区方向发展,但小区覆盖面积的减小往往导致干扰上升、切换频繁等问题。B3G无线接入系统融合分布式多天线技术和MIMO技术,形成分布式MIMO广义小区新型结构,可以在发射功率不变的条件下明显改善系统容量。检验这种新型网络结构的系统容量成为B3G现场试验的重要方面。
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