摘要：文章讨论了影响未来无线通信的重要新技术，如建筑物内无线通信、CDMA在向4G演进中面临的挑战等；探讨了提高频谱利用率的措施，如OFDM、UWB、空时调制编码、Ad hoc网络和网络跨层优化设计 。要害词：码分多址；正交频分复用；超宽带Abstract:The paper discusses some key technologies that will influence wireless communication in the future, sUCh as wireless communication in buildings and challenges encountered during the evolution from CDMA to 4G. It additionally analyzes the measures to improve the frequency spectrum utilization ratio, such as orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), ultra wideband (UWB), space-time modulation and coding, Ad hoc network and trans-layer network optimization. Key Words:CDMA; OFDM; UWB 目前全球移动通信用户数已达到7亿，预计到2008年移动通信用户数可达20亿 。
在无线通信产业快速发展的20世纪，成功转化为生产力的无线通信技术有GSM和CDMA 。1988年欧洲把GSM作为泛欧数字蜂窝移动通信标准，GSM的先进性使其在全球无线通信市场上迅速占据了主导地位 。1990年Qualcomm公司把码分多址(CDMA)技术引入到蜂窝移动通信，美国基于CDMA技术制定了数字移动通信IS-95标准 。CDMA能提供额外的信道容量，其基带信号处理技术能降低移动终端的复杂性 。
在无线通信产业快速发展的20世纪，也有因各种原因而失败的探索 。一个例子是，在开展任何时间、任何地点通信的研发中，铱(Iridium)公司在空间蜂窝小区移动通信概念基础上，研发基于卫星的全球无线通信业务的铱系统 。由于中轨道 (MEO) 卫星和地面站设施昂贵，用户难以承担每分钟3美元的全球漫游业务费，最终使得铱系统推广失败 。但是其基于空间的越区切换、点波束天线、功率增效工程和网络治理等技术后来被其他系统成功应用 。另一个例子是，Metricom公司利用IP技术，采用低功率设备，在免许可证频段(ISM工科医频段)上给移动用户提供Internet接入和峰值为64～128 Kb/s基于跳飞(ricochet)分组技术的无线数据接入 。众多跳飞基础设施安装在建筑物、灯柱和广播塔上，给有个人计算机的移动用户提供高质量的数据接入和Internet接入 。然而，Metricom公司的研发因受到通用分组无线业务(GPRS)的冲击而中断 。
综上所述，过去的几十年间，无线通信领域有许多成功或失败的案例，无线通信产业一直在向前发展 。今后，由于Internet和接入数据业务需求的推动，无线通信产业将继续快速发展 。因此探讨未来无线通信领域的新技术具有现实意义 。
1 提高频谱利用率的技术
未来10年无线高速数据传输不能一味仅靠频谱的扩展，还应在提高频谱效率上有所突破，频谱效率至少应高于目前一个数量级 。可在物理层采用3项技术，即正交频分复用(OFDM)、超宽带(UWB)和空时调制编码 。
1.1 正交频分复用
扩频通信可认为是单载频传输，而OFDM是多载频传输的非凡形式 。OFDM把高速串行数据流并行分配在多路低速子载频上 。目前，OFDM成为高速宽带无线通信的优选方案的原因有：
(1)高速大规模快速傅里叶变换(FFT)芯片的商业化使得OFDM易于与软件无线电、智能天线组合，实现OFDM比实现具有均衡器的单载频系统简单 。
(2)低速多路子载频增加了符号的持续时间，使抗多径衰落和符号间干扰具有鲁棒性 。
(3)可编程数字信号处理器(DSP)能在多路子载频间灵活地实现自适应调制和功率分配，有效地按需分配带宽，提高射频(RF)频谱利用率 。
(4)窄带干扰仅影响部分子载频，OFDM具有抗窄带干扰的鲁棒性 。
(5)不同于其他宽带接入技术，OFDM对邻近带宽无严格要求 。
20世纪60年代OFDM的多路数据传输已被成功地用于高频军事通信系统 。过去10多年，OFDM技术被广泛应用于1.6 Mb/s高比特率数字用户线(HDSL)、6 Mb/s不对称数字用户线(ADSL)、100 Mb/s甚高速数字用户线(VDSL)、数字音频广播和数字视频广播等方面 。最近，OFDM又被用于54 Mb/s无线局域网标准IEEE 802.11a和IEEE 802.11g、高性能局域网标准HiperLAN/2、欧洲宽带无线接入网ETSI-BRAN、IEEE 802.16 MAN和集成业务数字广播(ISDB-T)标准中 。编码OFDM(COFDM)被美国联邦通信委员会(FCC)接受为数字电视(DTV)陆地广播标准，在6 MHz信道上将以19.3 Mb/s的MPEG格式分组传输，并进行数字格状编码，计划2006年底进行DTV转换 。
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