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欧洲B3G研究及进展

发布时间:2019-05-09 15:58:24

1前言

当前在全球范围内,第二代(2G)移动通信系统已得到广泛应用,第三代(3G)移动通信系统已经在全球范围内逐步开始商用,但3G对数据业务的支持仍然需要进一步完善。因此,在移动通信领域的国家和企业都已经着手研究更新的移动通信技术,以满足市场需求,抢占未来移动通信市场的份额。其中一项新技术是BeyondIMT-2000,也就是我们通常说的B3G技术,2005年l0月被ITU正式命名为IMT-Advanced。

在3G时代.很多国家都采用拍卖的方式发放3G许可证,由于全新技术的出现会对3G技术构成威胁,影响运营商对3G投资的回收。所以,大部分国家都希望将B3G技术看成是3G技术的发展和延伸,而不是一种革命性的技术进步。正是基于这种考虑,自2001年以来,欧洲一直致力于复合可重构络的研究,希望将不同的接入技术复合起来,形成一个比原有接入技术有更好服务特性的新整体,利用络和终端的可重构性,使用户终端以自适应的方式,在不同接入技术覆盖的络中漫游并获得所需的服务seo优化推广

欧洲推出的2G移动通信络GSM系统在全球获得了广泛的应用,虽然北美的CDMA系统占据了一定的市场,但是与GSM所占据的市场份额相比,还是很少。之后,被称作2.5G的GPRS系统和IMT-2000中的WCDMA现在也得到了广泛的认可。由于前期欧洲在移动通信技术方面的研究一直是比较成功的,所以,其较新的研究方向应该引起我们的关注。

2欧洲主要研究机构与国际组织及其研究计划

(1)欧盟的WINNER项目

为了加强欧盟国与国之间的科研合作,欧盟从1984年开始实施名为“框架计划(FrameworkProgrammes)”的研发计划。欧盟框架计划的研究水平高、涉及领域广、投资力度大、参与国家多,投入资金也不断增加。目前正在实施的是第6个框架计划(2002~2006年),为了巩固欧盟在移动通信领域的地位,欧盟在3G技术刚刚开始商用的时候,已经开始对B3G系统展开深入的研究,WINNER(WirelessWorldInitiative New Radio)项目阶段(2004~2005年)的投入资金为2100万欧元。

WINNER项目旨在研发一种创新的无线接入技术,具有更高的灵活性和可扩展性,能够在不同的无线环境下提供多种数据速率的服务。WINNER希望以一个无处不在的无线通信系统代替目前多种系统(蜂窝、WLAN和近距离无线接入等)共存的格局,这个系统能够实现近距离到广域全面覆盖,在各种无线环境下自适应地提供各种业务和应用。

WINNER项目主要分为三个阶段。

l阶段(2004~2005年):需求分析、技术评估和初步系统设计。包括39位成员。

l第二阶段(2006~2007年):进一步系统设计、优化,完成具体的技术方案,准备技术试验。包括43位成员。

l第三阶段(2008~2009年):系统优化和技术试验,包括室内测试和现场测试等内容。

WINNER项目阶段中共包括39个成员,8个工作组,每个工作组下又分为多个项目组。第二阶段又在众多申请者中经过多次筛选增加了4个成员,总共包括43个成员,在2005年12月启动,初步计划分为6个工作组共15个任务。

(2)WWRF

2001年8月,欧美5大通信设备制造商(阿尔卡特、爱立信、摩托罗拉、诺基亚、西门子)发起成立了WWRF(WorldWire1essResearchForum)。到2005年底,成员单位已经发展到150多个。目前,WWRF是世界上除ITU以外研究B3G重要的国际组织。ITU是政府性组织,目前工作主要集中在频谱方面,对具体的业务和技术方面研究不够深入,而这方面是WWRF的强项。目前,WWRF对无线、络、安全和业务等方面的研究非常活跃。

与其他3G领域的组织相比,WWRF除了设备制造商和运营商以外,还有不少大学和科研机构,所以有很多新的思想和新的理论产生。该组织的主要目标是邀请有兴趣的各方一起研究未来移动通信系统的发展趋势,从而推动技术研究和标准化工作的进展,但WWRF自身并不制定标准。

WWRF下设6个工作组和4个特别兴趣组(SIG,SpecialInterestingGroup)。6个工作组分别是用户的观点和业务概念,业务架构,协作和Adhoc络,新无线接口、基于中继的系统和智能天线,短距离无线通信系统,重配置。SIG研究的内容可能涉及多个工作组,包括频谱、安全与互信、自组织和络融合。

WWRF的主要研究成果以白皮书的形式发布。经过一段时间的工作以后,WWRF将所有的白皮书汇总,以书籍的形式正式出版,正式名称为TechnologiesfortheWireless Future。

3复合可重构络

(1)基本概念

复合可重构概念的发展可以分成两部分,复合无线电(CompositeRadio)的发展和可重构性的发展。

络的复合(Composite),就是由多种不同性质和结构的基本络混合而成的,具有新结构和功能特性的一个整体的新络。这种络介于集成络与融合络之间,即当异构络复合到一起的时候,需要对原有结构进行相应的改变,使不同的络终形成为一个整体北京网络营销公司
,其对原有络所做出的改变比集成络多,但比融合络要少。新的络可以具有不同的接入技术,但有统一的管理系统和统一的安全机制等。此外,新络的性能应当比原有的每一个复合前络的性能要好,才可以称为复合络。

可重构性(Reconfigurable)技术概念来源于软件定义无线电(SoftwareDefineRadio,SDR),利用它可以很方便地改变系统的结构,不但降低了设备成本,而且在系统的管理方面也具有先进性,在此泛指支持终端和络单元动态适应的无线接入技术(Radio Access Technology,RAT),即依据区域或者时区等条件判定所需提供的服务,从许多RAT中选出适合的一个提供给终端用户,使用户获得所需的服务。需要注意,在这个定义中包含了两方面的内容:一方面是终端的可重构性,主要指终端对于多种接入技术进行自适应选择,并在不同接入技术之间进行无缝切换的过程;另一方面是络的可重构性,不但包括络对于络本身故障的自动修正,还包括对于自身运行参数的自适应。

复合可重构络将可重构性引入复合络中,原因在于单纯的复合络当需要进行更新或者升级的时候,需要更改系统中的很多设备,包括终端、络基础设施等,这给运营商和用户带来了经济上的花费和诸多的不方便。而如果复合络具有了可重构性,终端用户在升级的时候就只需要下载一定的系统软件即可使用新络了;而对运营商来说,在络基础设施上做很小的改动即可增加新的接入技术或提供新的业务。并且,具有可重构性的络的主体部分也可以依据络运行的状况对自身的配置进行调整,或者对自身出现的一些问题进行自适应的改正。

对于可重构性的研究,欧洲采用的主要方法是通过开放资源的实时平台来支持可重构性。在欧洲众多的项目中,由摩托罗拉、诺基亚、爱立信等公司进行研究的E2R(EndtoEndReconfigurability,端到端的可重构性)做出了重要的贡献。

(2)体系架构

一个通信系统分为核心络和空中接口两部分,而复合可重构通信络由多种接入技术结合起来,整个络只有一个核心络,空中接口是多个

图1

核心络部分:目前的研究中核心络都采用全IP络。图1是E2R系统的结构图,其核心络主要承担着整个络的控制,包括不同协议的空中接口的连接与交换,提供无线资源管理(RRM)算法、软件定义无线电(SDR)算法和QoS(QualityofService)算法、无缝管理、移动性管理、安全管理、AAA(AuthenticationAuthorization Accounting)以及记账(Billing)管理等。核心络提供给终端改变接入模式所需软件的下载。

空中接口部分包括多个子空中接口,每一种空中接口对应着一种已有的或将有的接入络,每种接入络都有相应的多个基站或者AP(AccessPoint),其基础设施均受到核心络的控制,而用户终端可以在不同络之间进行无缝漫游和切换。

系统中的终端是可重构终端,可以是计算机、PDA,也可以是移动。终端设备的模式改变不须事先写入,而是通过软件下载及安装来完成模式的改变,从而形成一个多频率、多模式、多接入方式的复合可重构无线络。

如前所述,各种已有络之间是相互独立且互补的。当系统工作时,不同制式的络相互重叠,终端可以选择条件的络接入。例如:当快速移动时,可以选择移动性支持较好的络,如UMTS之类的3G络;当需要完成高速率数据业务或多媒体业务时,就切换到WiMAX等传输速率比较高的络。若有一种络失效,用户可以切换到其他络。因而,整个络所支持的移动性、可靠性、可伸缩性等性能都有显著的提高。而对用户而言,系统是透明的,用户感觉不到切换或系统在做什么。

(3)进一步研究方向

复合可重构络是一个非常复杂的未来移动通信络,所以需要大量的研究工作来确定不同的接入技术复合在一起的具体基础设施结构的细节,并选出合适的接入技术进行组合,从终端的具体结构、软件下载机制、接入络的移动性管理、安全管理以及AAA管理等方面都需进行更深入的讨论。

4结束语

总之,复合可重构络是由不同的接入技术复合起来形成的一个比原有接入技术有更好服务特性的新整体,利用络和终端的可重构性,使用户终端以自适应的方式,在不同接入技术覆盖的络中漫游并获得所需的服务。

在我国,对应于B3G的项目是FuTURE(theFutureTechnologiesfor a Universal Radio Environment)计划,该计划中所提出的系统结构实质上是一个复合系统的结构,但是没有明确具有可重构性。该系统采用的是分布式的结构,对于现有运行的2G和即将运行的3G系统来说,将是一个全新的系统。另外,在我国,3G标准除了WCDMA和cdma 2000以外,还有国产的TD-SCDMA标准,而TD-SCDMA标准的演进也与前两个必然不同,若要实现三个标准共存,其演进系统必将要实现与其他标准的演进系统终的融合。而复合可重构络的研究所带来的,符合无线移动演进的方向和需求,不但可以降低成本,还可以体现很好的兼容性,是真正的可行之路。

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