未来移动通信系统中的软件无线电技术

　　近年来，A/D/A转换、可编程逻辑器件、存储器以及处理器方面的技术取得了长足的进展，产品的性价比不断提高，这为软件无线电技术从研究领域走向大规模商用提供了前提条件。软件无线电技术的主要工作是信号处理，DSP技术的迅速发展使得信号处理可以由软件来实现，这为无线空中接口的实现提供了高度的灵活性。随着移动和个人通信市场的发展，用户的需求也日益多样化，现在的第二代通信系统也必须平滑过渡到第三代系统，这对未来移动系统的灵活性和创新性也提出了更高的要求。技术和市场的发展，促进了软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用。

软件无线电与未来移动通信系统

　　传统上，软件无线电的基本思想在于：把天线上的信号或中频信号由高性能模数转换器进行数字化后，再传送给高性能终端(计算机、移动电话等)处理；终端内部的软件用来实现各种无线通信的基本功能单元，使得无线通信系统摆脱硬件系统结构的束缚。近几年来，人们对软件无线电的研究正在趋向深入，产生了对软件无线电更加宽泛的定义，它把移动终端看成具有高度适应性和灵活性的未来移动计算平台。我们可从以下三个层面来看广义的软件无线电技术：

　　①无线物理层的软件无线电技术

　　②支持软件无线电的协议结构

　　③移动终端支持的业务与应用

　　以上三个方面都可以看作是软件无线电所要实现的目标，但三者之间又是相互独立的。鉴于已有许多文章对无线物理层的软件无线电技术进行了讨论，本文将从上述的后两个层面介绍软件无线电技术在未来移动系统中的应用。协议结构的构建和交换消息的研究应与移动通信系统的网络结构设计联系起来，这样可以建立一个在未来研发过程中通用的结构框架和系统平台，大大增加了系统设计的灵活性和创新性。

第三代移动系统的系统设计思想

多种接入方式

　　虽然第三代移动系统的标准尚未最终确定，但是，有一点人们已经达成共识，即：在向第三代系统演进的过程中，要保护运营商和制造商在第二代系统上的投资，并允许其平滑过渡到第三代系统。这样就需要建立一个公用的基础结构，支持多种空中接口标准，以实现从第二代向第三代的平滑过渡。

　　图1表示了世界范围内的第二代无线接入子系统的地域多样性。为了支持地区性的第二代无线接入方式，系统就要支持多种空中接口，这就需要一个兼容多种接入技术的交换平台。另外，对第三代移动系统本身，在不同的情况下，也需要不同类型的空中接口。例如：在语音业务继续发展并占市场主导地位的同时，移动IP应用在蓬勃发展，这将会促进CDMA TDD技术的发展，因为TDD技术在传输非对称数据方面具有灵活性。

图1.世界各区域第二代的后向兼容性与第三代标准

　　 不但以前的各类空中接口可以接入未来公用骨干网，IMT-2000的无线传输系统也应能有效的运转于现存的各种类型的网络平台。这就要求用模块化的方法来标准化IMT-2000，以增强各类系统之间的互通性。

IMT-2000的模块化结构

　　为便于向第三代系统的演进，ITU提出了一个建议"FPLMTS内的模块化与无线通用性结构框架"，它描述了在处理与射频有关的IMT-2000的问题时所采用的模块化原则。根据这种原则，可以把现存的不同网络融合到第三代移动系统中。

图2. IMT-2000系统模型

　　图2表示IMT-2000的系统结构模型，它使用了模块化的思想。在此模型中，接入网(Radio Access Network，以下简称RAN)与核心网(Core Network，以下简称CN)之间有明确分界，RAN和CN之间的Iu接口是除了空中接口Uu外，ITU所要标准化的另外一个重要接口。

　　RAN允许新的无线接口接入到现存的第二代网络，同时也支持现存的多种空中接口向IMT-2000核心网的接入。RAN就好像一个交换网络，它为不同的空中接口模块提供统一的数据通信服务，以实现与核心网的连接。

　　RAN可以分成以下两个模块：

　　* 无线承载公用功能模块(RBCF)，包括所有的与无线接入方式无关的控制和传输功能，用于在核心网和服务于IMT-2000的不同运营环境的无线传输技术之间做出适配。

　　* 无线传输专用功能模块(RTSF)，包括所有与射频技术有关的功能，它又可分为无线传输技术模块(RTT)和相关的无线传输适配功能模块(RTAF)。RTT功能位于空中接口的两侧，即移动终端MT和接入网RAN的两侧。RTAF用来把不同的RTT适配到公用的接入部分。

　　在核心网CN内，除了IMT-2000核心网，也要支持第二代的核心网，这种情况下，它们与IMT-2000核心网的互联由相应的互通功能模块(IWF)来实现。同样，如果采用相应的适配模块（AF），第二代的核心网也能支持IMT-2000的无线接入和它们的终端。

根据以上的结构安排，各