一、引言

　　近十幾年來，移動(dòng)通信發(fā)展迅速，可用的無線頻譜資源不斷上移，無線信號(hào)的衰減愈發(fā)嚴(yán)重，小區(qū)半徑不斷縮小。隨著移動(dòng)通信的進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)的蜂窩通信體制受到限制。這主要表現(xiàn)在：小區(qū)半徑的不斷縮小意味著基站密度增大，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本增高。同時(shí)，頻繁的越區(qū)切換造成空中資源浪費(fèi)，頻譜效率也因此降低。所以，研究新一代的移動(dòng)通信系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)蜂窩體制的限制，以獲取更高的頻譜效率和更大的系統(tǒng)容量是很有必要的。

　　隨著小區(qū)半徑的不斷縮小，一種直觀的想法是簡(jiǎn)化基站的結(jié)構(gòu)和功能，使之成為無線信號(hào)的收發(fā)裝置和進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理的“無線信號(hào)處理單元”?，F(xiàn)有的研究表明，分布式天線（DistributedAntennas）是移動(dòng)無線通信中可以采用的天線子系統(tǒng)形式之一。在采用分布式天線的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，每個(gè)小區(qū)范圍內(nèi)有多個(gè)相距遠(yuǎn)大于載波波長(zhǎng)、僅具有功放、LNA和變頻、信號(hào)預(yù)處理等簡(jiǎn)化功能的無線信號(hào)處理單元。這些無線信號(hào)處理單元只需完成信號(hào)的收、發(fā)功能和進(jìn)行簡(jiǎn)單的信號(hào)預(yù)處理，并通過光纖、同軸電纜或微波無線信道與處理單元（如基站）連接，在處理單元完成信號(hào)處理功能。

　　簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方案是每個(gè)小區(qū)

在所有的無線信號(hào)處理單元上同時(shí)發(fā)射相同的下行鏈路信號(hào)，上行鏈路信號(hào)被小區(qū)內(nèi)所有的無線信號(hào)處理單元接收并傳送到中心處理單元。傳統(tǒng)的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用的單一天線可看作是分布式天線的一種極限情況。這種實(shí)現(xiàn)方案雖然簡(jiǎn)單，但是造成系統(tǒng)中的干擾增加，不利于系統(tǒng)容量的提高。

　　另一種方案是突破蜂窩小區(qū)的概念，在整個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)用大量的無線信號(hào)處理單元來完成無線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu)。僅與移動(dòng)臺(tái)相近的信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，這稱為受控天線子系統(tǒng)。這種方案較為理想，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度較高。

　　在采用RAKE接收機(jī)和空時(shí)域信號(hào)處理技術(shù)的CDMA無線接入通信系統(tǒng)中，分布式天線系統(tǒng)是很理想的天線子系統(tǒng)方案。當(dāng)前的分布式天線系統(tǒng)應(yīng)用研究主要是針對(duì)碼分多址移動(dòng)通信系統(tǒng)的。分布式天線既可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)無線覆蓋，又可以在室外移動(dòng)無線通信系統(tǒng)中采用。與傳統(tǒng)的單一天線相比，分布式天線具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　    ●小區(qū)間干擾低，因而SIR高，系統(tǒng)容量大；

　　    ●內(nèi)在的分集能力可以抗陰影效應(yīng)，抗衰落，提高系統(tǒng)容量；

　　    ●切換性能全面提高，接收信號(hào)功率更高，切換次數(shù)降低；

　　    ●對(duì)其他通信系統(tǒng)的干擾??；

　　    ●在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大；

　　    ●在相同覆蓋區(qū)域情況下，發(fā)射功率更低；

　　    ●實(shí)現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū)更方便；

　　    ●信號(hào)在處理單元集中處理有利于無線資源的利用等。

　　二、分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

　　分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)由以下幾個(gè)部分組成：

　　 （1）無線信號(hào)處理單元用于處理空中信號(hào)的接收和發(fā)射，并進(jìn)行信號(hào)的預(yù)處理。

　　 （2）“虛擬小區(qū)”中央控制器作為“虛擬小區(qū)”的處理器，用于處理“虛擬小區(qū)”中的空中資源管理等。

　　 （3）移動(dòng)交換中心和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用于管理和控制虛擬小區(qū)的中央控制器，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理和用戶管理等。

　　在分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)的各組成部分中，無線信號(hào)處理單元僅用于進(jìn)行分布式接入和接收信號(hào)的預(yù)處理。這是因?yàn)樵诜植际揭苿?dòng)通信系統(tǒng)中，無線信號(hào)處理單元之間的距離遠(yuǎn)大于載波波長(zhǎng)，并且移動(dòng)臺(tái)距離無線信號(hào)處理單元的遠(yuǎn)近各不相同，移動(dòng)臺(tái)可能需要同時(shí)與數(shù)個(gè)無線信號(hào)處理單元通信。這種情況與3G中的發(fā)分集技術(shù)，以及智能天線技術(shù)所面臨的通信環(huán)境均不相同，系統(tǒng)的多址方式和系統(tǒng)同步等成為需要解決的首要問題?？紤]到移動(dòng)臺(tái)到無線信號(hào)處理單元的距離比較近，信號(hào)傳播的時(shí)延差別比較小，由信號(hào)傳播時(shí)延不同引起的同步問題可以通過信號(hào)設(shè)計(jì)、新的傳輸技術(shù)，以及空時(shí)分集接收等技術(shù)加以解決。

　　因此，對(duì)于分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)，從單個(gè)移動(dòng)臺(tái)的角度觀察，類似于收發(fā)分集系統(tǒng)的信號(hào)。同時(shí)，可以采用2DRAKE接收機(jī)來處理空間分集信號(hào)，提高接收機(jī)的輸出信噪比。從反向鏈路看，為了抑制干擾，提高系統(tǒng)容量，無線信號(hào)處理單元需要包括多用戶檢測(cè)和處理功能，以保證具有同時(shí)與多個(gè)用戶通信的能力。即從網(wǎng)絡(luò)看，各個(gè)無線信號(hào)處理單元具有相對(duì)獨(dú)立的信號(hào)處理能力，從而構(gòu)成分布式處理網(wǎng)絡(luò)。這可以看成“分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)”中“分布式”更深一層的含義。四、結(jié)束語

　　由于分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)全新的概念，從理論和工程上都面臨著困難。還有如下問題需要解決。

　　1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能的理論分析和仿真

　　    包括下面的關(guān)鍵技術(shù)問題：

　　    ●設(shè)計(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，解決分布式接入方式下的雙工方式、多址方式、系統(tǒng)同步、切換等問題；

　　    ●分布天線系統(tǒng)的理論分析，主要是分布式天線系統(tǒng)在衰落信道、多用戶環(huán)境下的容量計(jì)算問題，以提供理論指導(dǎo)；

　　    ●分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與性能的定性和定量分析。

　　2.分布式接入中的移動(dòng)切換算法

　　分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷是避免出現(xiàn)蜂窩過小導(dǎo)致頻繁切換而浪費(fèi)系統(tǒng)資源，并通過空時(shí)二維信號(hào)處理技術(shù)利用空間資源，提高系統(tǒng)的容量和頻譜效率。

　　若分布式移動(dòng)通信系統(tǒng)采用受控天線子系統(tǒng)，當(dāng)用戶在不同的無線信號(hào)處理單元中切換時(shí)，必須使切換準(zhǔn)則和切換算法比原蜂窩系統(tǒng)中的切換簡(jiǎn)單有效，才能獲得分布式接入系統(tǒng)的好處。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是在這個(gè)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。但是，好的檢測(cè)切換算法仍是研究重點(diǎn)之一，算法的目標(biāo)是減少網(wǎng)絡(luò)參與，減少空中接口協(xié)議處理步驟，減少空中傳輸?shù)目刂菩畔?，使切換算法簡(jiǎn)潔有效。由于分布式移動(dòng)系統(tǒng)本身的特點(diǎn)為這種算法提供了比蜂窩系統(tǒng)更合理的機(jī)制，加上合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，這種算法是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

　　3.降低空時(shí)二維接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度

　　尋求利于工程實(shí)現(xiàn)的空時(shí)二維自適應(yīng)處理算法，同時(shí)要保證算法的性能可以滿足要求。

　　4.利用智能天線進(jìn)行雙向通信的可行性

　　若能實(shí)現(xiàn)智能天線的發(fā)射波束成型，可以極大地減小系統(tǒng)中的多用戶

干擾和同道干擾。但是，由于FDD系統(tǒng)上下行信道不匹配，所以，接收信號(hào)中包含的信道信息不能用于發(fā)射波束成型。對(duì)TDD系統(tǒng)，則要求信道的變化速率遠(yuǎn)小于系統(tǒng)收發(fā)間隔，以保證信道特性的匹配。

　　若系統(tǒng)中的雙工方式采用時(shí)分雙工（TDD），便可降低雙向智能天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度，對(duì)抑制干擾，提高系統(tǒng)容量和頻譜效率有利，因此，初步考慮對(duì)于分布式接入系統(tǒng)采用TDD方式。

　　雙向智能天線系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是有待研究的問題。可以研究的內(nèi)容包括信道估計(jì)和信道預(yù)測(cè)技術(shù)，以及DOA估計(jì)技術(shù)等。