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摘要：世界移动通信的研究热点已转向B3G,其关键技术有：OFDM技术，MIMO技术，自适应编码调制(AMC)技术等。是一组极有前途的技术。
关键词：B3G；OFDM；MIMO；AMC；空时编码系统
中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)16-21212-02
After Three Generations of Mobile Communication(B3G) a Number of Key Technologies of the Preliminary Study
LI Ling-ling
(The Software Department of Panyu Institute Tec,Guangzhou 511483,China)
Abstract:The world of mobile communications research focus has shifted to B3G, its key technologies are: OFDM technology, MIMO technology, adaptive code modulation (AMC) technology. Is a very promising technology.
Key words:B3G;OFDM;MIMO;AMC;space-time coding system
1 后三代移动通信（B3G）概述
B3G的全称是beyond 3G，即后三代移动通信。它以3G（第三代移动通信）为基础，保留了3G的优点，并对3G的不足予以改进,。B3G是系统的技术群组，涵盖了无线用户的接入到软件无线电的硬件软件实现，是一个庞大的技术体系，以实现个人通信为最终目标，以OFDM（正交频分复用）技术为核心，差不多囊括了信息技术的全部核心内容，各国政府、科研院所、著名高校以及实力雄厚的厂商都对其理论价值和商用前景表现出高度关注。
目前，世界移动通信的研究热点已转向B3G。因为尽管以CDMA（码分多址）为核心的3G（第三代移动通信系统）进入商业化，其容量与质量远不能满足日以增长的社会需求，为更好的支持多媒体业务、更快的进行因特网接入，必须发展数据率更高，频谱效率更高，容量更大而且成本更低的无线通信系统，这就刺激了B3G的研究和发展。
国际电信联盟ITU－T已经开始了B3G的研究计划，而研究B3G技术的关键是要关注以下五个方面，即移动网络理论;无线资源管理;空中接口理论研究；软件无线电；无线网络的信息安全。B3G技术的主要标志是正交频分复用（OFDM）技术，为了实现在复杂移动信道下的高速通信，其发射与接收端引入了多输入多输出（MIMO）的概念，这样，研究3G的智能天线时可以与MIMO相结合；在后级处理中系统的联合检测技术，这使得B3G兼容了3G对多用户检测的研究成果，特别在多用户多载波的B3G系统中可以获得更好的效果。此外，在B3G中广泛研究包括自适应比特分配、自适应功率分配和自适应调制（AMC）的自适应技术。B3G技术还深入探讨了高速移动通信信道机理，建立起新的、更复杂的、但更接近实际的移动通信信道模型；在信号处理的最新研究成果基础上，B3G技术把非平稳、非高斯信号处理的理论应用到快衰落信道的信号当中，其研究成果肯定会带动通信技术的革命性发展。
2 B3G的三项关键技术
1)OFDM技术。多载波传输技术是通信系统的基础，它将系统的载波频带划分为若干个互相分离的子信道，各载波的信号频谱之间有一定的保护间隔，接收端通过滤波器把各个子信道分离之后接收所需信息。这样不同信道之间互不干扰，但它的频率利用率很低，当载波子信道数量很多时，很难设置大量分离各子信道信号的滤波器。OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。由于各子载波的正交性，各子载波的频谱重叠并不影响接收端的解调，这样利用OFDM技术传输高速信号，大大节省了宝贵的频带资源。目前，在新一代无线局域网技术标准中，即美国的IEEE802.11a和欧洲ETSI的HiperLAN/2中，均采用了OFDM技术。
OFDM系统首先要研究如何实现各子载波之间的严格同步，要定量研究子载波的频率漂移对OFDM系统的影响，同时研究OFDM系统在频率选择性信道中的性能。还要研究如何解决OFDM系统中峰均比过高的问题。现在有一些减小峰均比的方法，如限幅类方法、编码类方法、概率类方法，通过比较研究，选出不同情况下最有效果的方法。
2)MIMO技术。MIMO（multi-input multi-ouput）指的是智能天线技术领域的多输入多输出技术，它采用多个发射天线与多个接收天线，在不增加带宽的情况下，可以成倍的提高通信系统的容量和频谱利用率。3G理论上能提供：室内2Mbps；室外384kbps／步行、144kbps／车辆、9.6kbps／卫星的移动多媒体通信业务。而现在各国着手研究的B3G技术组，预期下行链路速率达到10Mbit/s， 若成功地引入MIMO技术，下行速率可达20Mbit/s。
MIMO技术的发展潜力无限，但也存在一些问题：如多天线之间的相关性降低了MIMO系统的信道容量，还有其系统并不绝对稳定。研究MIMO系统离不开智能天线的研究，特别是在不同的信道条件下的信道容量的研究；还要研究空时编码在MIMO系统中的应用，并分析MIMO系统的稳定性。
3)自适应编码调制(AMC)技术。自适应编码调制(AMC)技术是智能技术在通信领域的应用。由于移动通信信道特性复杂，不同频率、不同时间、不同地域信道的特性都不一样，而移动通信中有多种编码与调制的方案，不同的编码与调制的方案抗噪声性能不一样，实现的复杂度也不一样，如果能根据移动通信信道的具体特性选择恰当的编码与调制的方案，则可以节约通信资源，使得用户获得更高的信息速率。由于不是调整发射功率，而是调整编码与调制方式来进行信道适应，所以系统中的干扰变化不再那么剧烈。
移动通信发展到今天，已经产生了许多调制与信道编码方案，如果把调制与信道编码联合起来考虑，能够提高通信系统的抗干扰性能。研究不同移动信道环境下如何选择编码与调制方案，是极具研究价值的。
B3G是一组极有前途的技术，我国已经在3G的研究方面取得了不少理论成果，并且提出了自己的移动通信标准（TD-SCDMA），与欧洲的WCDMA标准和北美的CDMA2000标准一起，被认为是最有希望成为第三代移动通信世界标准的候选标准。
B3G是一组理论性、系统性很强的技术。在研究的过程中，要全面考虑，既要注意B3G中单个技术的可行性，又要注意它与其它技术的兼容性，既要考虑B3G中单个技术的最优性，又要考虑B3G的整体最优性。
关键词：B3G；OFDM；MIMO；AMC；空时编码系统
中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)16-21212-02
After Three Generations of Mobile Communication(B3G) a Number of Key Technologies of the Preliminary Study
LI Ling-ling
(The Software Department of Panyu Institute Tec,Guangzhou 511483,China)
Abstract:The world of mobile communications research focus has shifted to B3G, its key technologies are: OFDM technology, MIMO technology, adaptive code modulation (AMC) technology. Is a very promising technology.
Key words:B3G;OFDM;MIMO;AMC;space-time coding system
1 后三代移动通信（B3G）概述
B3G的全称是beyond 3G，即后三代移动通信。它以3G（第三代移动通信）为基础，保留了3G的优点，并对3G的不足予以改进,。B3G是系统的技术群组，涵盖了无线用户的接入到软件无线电的硬件软件实现，是一个庞大的技术体系，以实现个人通信为最终目标，以OFDM（正交频分复用）技术为核心，差不多囊括了信息技术的全部核心内容，各国政府、科研院所、著名高校以及实力雄厚的厂商都对其理论价值和商用前景表现出高度关注。
目前，世界移动通信的研究热点已转向B3G。因为尽管以CDMA（码分多址）为核心的3G（第三代移动通信系统）进入商业化，其容量与质量远不能满足日以增长的社会需求，为更好的支持多媒体业务、更快的进行因特网接入，必须发展数据率更高，频谱效率更高，容量更大而且成本更低的无线通信系统，这就刺激了B3G的研究和发展。
国际电信联盟ITU－T已经开始了B3G的研究计划，而研究B3G技术的关键是要关注以下五个方面，即移动网络理论;无线资源管理;空中接口理论研究；软件无线电；无线网络的信息安全。B3G技术的主要标志是正交频分复用（OFDM）技术，为了实现在复杂移动信道下的高速通信，其发射与接收端引入了多输入多输出（MIMO）的概念，这样，研究3G的智能天线时可以与MIMO相结合；在后级处理中系统的联合检测技术，这使得B3G兼容了3G对多用户检测的研究成果，特别在多用户多载波的B3G系统中可以获得更好的效果。此外，在B3G中广泛研究包括自适应比特分配、自适应功率分配和自适应调制（AMC）的自适应技术。B3G技术还深入探讨了高速移动通信信道机理，建立起新的、更复杂的、但更接近实际的移动通信信道模型；在信号处理的最新研究成果基础上，B3G技术把非平稳、非高斯信号处理的理论应用到快衰落信道的信号当中，其研究成果肯定会带动通信技术的革命性发展。
2 B3G的三项关键技术
1)OFDM技术。多载波传输技术是通信系统的基础，它将系统的载波频带划分为若干个互相分离的子信道，各载波的信号频谱之间有一定的保护间隔，接收端通过滤波器把各个子信道分离之后接收所需信息。这样不同信道之间互不干扰，但它的频率利用率很低，当载波子信道数量很多时，很难设置大量分离各子信道信号的滤波器。OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。由于各子载波的正交性，各子载波的频谱重叠并不影响接收端的解调，这样利用OFDM技术传输高速信号，大大节省了宝贵的频带资源。目前，在新一代无线局域网技术标准中，即美国的IEEE802.11a和欧洲ETSI的HiperLAN/2中，均采用了OFDM技术。
OFDM系统首先要研究如何实现各子载波之间的严格同步，要定量研究子载波的频率漂移对OFDM系统的影响，同时研究OFDM系统在频率选择性信道中的性能。还要研究如何解决OFDM系统中峰均比过高的问题。现在有一些减小峰均比的方法，如限幅类方法、编码类方法、概率类方法，通过比较研究，选出不同情况下最有效果的方法。
2)MIMO技术。MIMO（multi-input multi-ouput）指的是智能天线技术领域的多输入多输出技术，它采用多个发射天线与多个接收天线，在不增加带宽的情况下，可以成倍的提高通信系统的容量和频谱利用率。3G理论上能提供：室内2Mbps；室外384kbps／步行、144kbps／车辆、9.6kbps／卫星的移动多媒体通信业务。而现在各国着手研究的B3G技术组，预期下行链路速率达到10Mbit/s， 若成功地引入MIMO技术，下行速率可达20Mbit/s。
MIMO技术的发展潜力无限，但也存在一些问题：如多天线之间的相关性降低了MIMO系统的信道容量，还有其系统并不绝对稳定。研究MIMO系统离不开智能天线的研究，特别是在不同的信道条件下的信道容量的研究；还要研究空时编码在MIMO系统中的应用，并分析MIMO系统的稳定性。
3)自适应编码调制(AMC)技术。自适应编码调制(AMC)技术是智能技术在通信领域的应用。由于移动通信信道特性复杂，不同频率、不同时间、不同地域信道的特性都不一样，而移动通信中有多种编码与调制的方案，不同的编码与调制的方案抗噪声性能不一样，实现的复杂度也不一样，如果能根据移动通信信道的具体特性选择恰当的编码与调制的方案，则可以节约通信资源，使得用户获得更高的信息速率。由于不是调整发射功率，而是调整编码与调制方式来进行信道适应，所以系统中的干扰变化不再那么剧烈。
移动通信发展到今天，已经产生了许多调制与信道编码方案，如果把调制与信道编码联合起来考虑，能够提高通信系统的抗干扰性能。研究不同移动信道环境下如何选择编码与调制方案，是极具研究价值的。
B3G是一组极有前途的技术，我国已经在3G的研究方面取得了不少理论成果，并且提出了自己的移动通信标准（TD-SCDMA），与欧洲的WCDMA标准和北美的CDMA2000标准一起，被认为是最有希望成为第三代移动通信世界标准的候选标准。
B3G是一组理论性、系统性很强的技术。在研究的过程中，要全面考虑，既要注意B3G中单个技术的可行性，又要注意它与其它技术的兼容性，既要考虑B3G中单个技术的最优性，又要考虑B3G的整体最优性。