宽带无线移动通信网络优化及发展策略思考

    作者：陈如明

    历经“.COM”泡沫及全球电信业低迷教训之后，人们对“宽带”、“宽带无线”及“3G”、“WiMAX”等已持较理性态度进行分析、思考与处理。

    当今，围绕NGN问题的辩论与讨论，首先推进与揭示了一系列以ip为基础的新一代网络的QoS性能、安全性、智能网管改进、可赢利商业模式探索及向新一代IP为基础的FMCIMS/SIP多业务网络平滑演进的务实途径，这是一种前后向兼容、有效创造增值效益的演进，而下一代或新一代宽带无线移动NGBWM亦将按这一概念向前发展，非凡从个性化与个体化含义上看，未来NGN及GII的接入与应用层面，必将是包括卫星通信及各类卫星应用在内的无线通信的世界。

    在迈向NGN、NGBWM途径中，纵观全球无线移动通信发展，呈八大走势，即宽带移动化、移动宽带化、传输数据化、接入多样化、网络自适应化、系统互补综合化、应用个性/个体化及有线／无线融合一体化。而针对TCP/IP协议的实质性弊端，美国NSF发动的GENI、FIND计划及我国2006-2020年中长期规划中的“高可信网络”等目标，均在网络系统体系架构及实际有效应用与安全性、治理顽健性及经济性等层面进行从源头上彻底更新的持续创新。

    通用无线接入通常包括地面固定无线接入（TFWA）、地面移动接入（TMWA）及卫星接入（SA，同时计及固定及移动）。通用无线接入可综合包括宏大区、宏区、小区、微小区、微微小区、移动、半移动（包括游牧，Nomadic）、静止/固定等各种接入状态与覆盖模式，可有效覆盖三维物理空间的任何一角落及有效连接至任何个人用户，这对实现未来5W/5A全球个人通信而言，其实际连接与覆盖（WxAN，即WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN/WRAN/WSAN）的泛在性、普遍化与战略重要性将不言而喻，而随着市场需求的演进与不间断的持续科技创新，固定与移动的界面正在模糊，并将一步步地逐步融合于一体。

    宽带无线的重头戏理应是以3G及IEEE802.xy演进为中心的宽带无线移动通信，其演进发展沿1G→2G→2G+（2.5G，2.75G）→3G→3G+→LTE/AIE（E3G）→IMT-Advanced（B3G）→4G...…及802.11x/802.15x/802.16x/802.20x/802.22x----Wi-Fi/WiMAX../Mobile-Fi/TV-Fi…..等方式向前推进，从交互式多媒体与视频业务层面还应包括IPTV/TriplePlay等在内，一般说来，这是一种与NGN概念与要求相协调的兼容式的演进，即NGBWM。

    NGN系统结构的一种重要设想即为对各种新老交替的无线通信接入手段，包括新一代BFWA技术及移动通信技术，以及各种有线和无线接入手段，公用、专用及共用，地面、空间及海上，广播、组播、泛播、交互、移动、半移动、游牧、可搬移，或静止／固定等各种方式，覆盖域可涉及上述WxAN的各种类别，经过中界会聚桥接途径，均统一协同、互补集成地工作于NGN以IP-FMCIMS/SIP为基础的核心平台之上，以个性化、个体化为基础，包括人对人、人对机（物体）、机对机的有效连接与通信在内，形成有线与无线、固定与移动，以及通信网、计算机网与广播电视网这“三网”的逐步有机融合。

    从要害共性技术层面看，对各类无线系统更新换代有举一反三作用的通用新技术大抵有20项左右，但下述10项看来与当前无线通信市场需求更密切相关联，包括卫星通信及数字集群移动通信应用在内，必需非凡重视——

    1.频率域、时间域、空间域、信号域、以至网络域、显示域的多维信号处理与多维频率共用，包括MIMO（多输入、多输出天线分集）技术在内。

    2..从信源编码至信道编码的一系列现代编码／调制及编码调制技术，非凡是H.264／AVC（MPEG－4Part10）/AVS音视频数字压缩编码及属并联级联编码范畴的Turbo码及Turbo编码调制技术，多分辨率编码调制，不对称传输环境下的UEP码，LDPC低密度校验码等，包括MIMO／STBC（空时分组码）－Turbo/LDPC码—（x）－OFDM（y）级联运行在内。

    3.有效的自适应信号处理与统计检测技术，包括自适应干扰抵消及多用户联合检测在内。

    4..高效率扇区天线，智能天线，智能化分布式天线及相应空时编码技术与软件（定义的）无线电技术，包括其高效率、高可靠算法，以有效提高其频谱再利用能力及系统效率。

    5.多扇区多小区综合业务平台技术与多操作者运行的联合工作共用平台技术，包括有效利用共网资源的调度算法。

    6.涉及NGN及NGBWM的软交换技术、IP及全IP的自适应IP－QoS技术、中间件技术及网络／终端信息安全技术等一整套软件工程技术，包括自组织、自适应网络拓扑及网络优化技术。

    7.与区域联网及全国联网相关的联网技术，包括有利于产业发展与动态适应市场演变以适应不同频段FDD／TDD灵活安排的所谓可变双工技术等。

    8.与NGN、NGBWM及WI/MIP、WBAN/WPAN/WLAN/WMAN/WWAN/WRAN/WSAN相连接的应用协议与先进的接入技术。

    9.多媒体综合业务传送的多层次综合业务工作平台技术。

    10.与NGN、NGBWM相关的IP／全IP环境下具强有力自适应智能网管能力的NG-OSS/BOSS/MBOSS技术，…等

    基础技术中以（x）－OFDM（y），MIMO／STBC，H.264／AVC（MPEG－4Part10）/AVS音视频数字压缩编码，TBC/TPC及LDPC低密度校验码，智能天线及智能化分布式天线，软件（定义的）无线电技术S（D）R，涉及NGN及NGBW的软交换技术、IMS/SIP技术、IP及全IP的自适应IP－QoS技术、CDN技术、中间件技术及网络／终端信息安全技术等一整套软件工程技术…等最令人注目。

    包括有潜在战略重要性的热点无线系统技术有如HSDPA／HSUPA，cdma20001X（MX，M=2，3…15）EV-DO，LTE（LongTermEvolution），AIE（AirInterfaceEvolution）及S3G/E3G，IMT-Advanced（B3G）等类4G技术，Wi－Fi／802.11n（802.11x），UWB、RFID（802.15x），ZigBee，Z-Wave，WiMAX（Wider－Fi／802.16x），WBMA（MBWA或Mobile－Fi／802.20x），WRAN（Wi-TV/802.22x），IPTV/TriplePlay及HAPS…等。这些热点系统目前分别借助上述有关通用技术及基础技术，瞄准各自市场定位在独立创新发展着，主要是彼此互补而不是竞争终结，长远看将会在NGN及NGBWM概念基础上逐步互补、集成、汇聚与融合于统一平台上协同工作。

    因此，随着市场驱动导向下的不断科技创新，以NGN/GII开放、创新与融合为基本目标，不同标准与异构系统及网络，在较长时期内彼此互补兼容、重叠共存发展的状态无论在全球意义上，或者在国家、区域、城市及室内、室外意义上，包括频谱/轨道资源的争夺、共用与协调等在内，均成为普遍趋势与不能规避的现实。

    涉及宽带无线移动通信网络优化及相关发展策略，注重下述一些方面的探讨可能是有益的：

    1.紧密确立以自主创新”三层面”、”十六字方针”为基本原则，以市场驱动为导向，结合国情具体环境，进行全方位创新。

    2.在不同覆盖域异构网络互补集成运行时的网络规划设计与装备实施优化处理中，亦应充分吸取与利用上述无线通信要害共性软硬件技术新进展，包括规划设计手段改进在内，使室、内外及区域网络优化工作从性能提高，至CAPEX/OPEX节省，乃至环境友好和谐发展等方面均能上新的台阶。

    3.由于宽带移动化的发展，对小于6GHz、乃至小于3GHz，甚至小于900MHz频段的频率资源需求矛盾愈来愈突出；一方面我国频率与市场监管部门将对350MHz、400MHz、450MHz、700MHz、800MHz、900MHz、1.8GHz、2.1GHz、2.3GHz、2.4GHz、2.5GHz、3.3GHz、3.5GHz、4.5GHz、4.9GHz、5.4GHz、5.8GHz等频段的频率规划与业务发展及时制定出相应频率与市场的监管规则与政策，同时从技术、业务、市场、网络建设运维层面，应探索积极有效实施这些规则政策要求的措施与方略。

    4.对多频段、多制式、多业务、多操作者运作的室内外环境，应注重积极探索异构网络互补和谐发展，集约化基站及射频室外环境和谐的景观构建，有效改进CAPEX/OPEX性能的超级基站构成、软升级演进，分布式系统结构与自适应资源治理与自适应网络演进等有效解决方案。

    5.无论是站址选择、驻地处理、多系统有效共存等诸多方面，均应考虑积极构建共赢合作的有效的产业链与产业生态环境，等。

    从而，面对这些现实，积极探索不同覆盖域网络互补集成及优化其规划设计与装备实施等诸多方面，具有明显的现实意义与战略价值，可以说这是一个值得探索、讨论与创新的永恒主题。

    [作者简介]

    陈如明教授，信息产业部通信科技委副主任及无线电治理局原副局长，中国国家无线电频率规划专家咨询委员会主任；主任高级工程师，被多所闻名大学如浙大、清华、北大等聘为兼职教授；中国通信学会及中国电子学会会士（Fellow），国内外一些知名技术杂志编委，国内一些知名协会、学会副会长及常务理事。曾为邮电部第四研究所及国家无委办总工、美国斯坦福（Stanford）大学高级研究学者及国际通信卫星组织（INTELSAT）中国董事。主持和参加过多种科研项目，获国家及部级多项一至三等国家级、部级科技攻关、科技进步奖及两委一部表彰奖等多种奖励，1991年获国家科学研究突出贡献非凡津贴；已发表涉及数字微波、卫星通信，移动通信、个人通信，信号设计、自适应信号处理与统计检测、编码调制，干扰分析协调与频率规划、频谱治理等研究领域的中英文论文200多篇及包括全国高技术重点图书在内的专著4本。1998年己为美国国际名人评选组织（InternationalWho’sWhoofPRofessionals）及世界文化艺术研究中心（WorldCulturalandArtsResearchCenter）分别评选为世界名人（InternationalWho’sWho）及全球名人（WorldVIP）。