论文导读：未来无线通信正朝着低碳、健康、高效的绿色通信方向演进。即LTE、Femtocell和WiGig。首先是Femtocell与宏蜂窝之间的干扰问题。技术要求支持高达7Gbps的数据传输速率。
关键词：绿色通信，LTE，Femtocell，WiGig
随着人们对无线业务的需求越来越高，无线通信技术的发展也变得更加日新月异。未来无线通信正朝着低碳、健康、高效的绿色通信方向演进。在这种背景下，我们介绍了目前三类较为重要的绿色无线新技术，即LTE、Femtocell和WiGig，并从技术层面逐一分析了其相关的特点。
LTE技术
LTE (Long Term Evolution)是3GPP长期演进技术，代表着未来移动通信技术的发展方向，通常被看作未来的准4G技术。在3GPP技术规范中，LTE系统的主要性能目标包括[1-2]：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善小区边缘用户的性能，小区容量的提高以及系统延迟的降低，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，小区从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms，可满足100Km半径的小区覆盖，并为350Km/h高速移动用户提供大于100kbps的接入服务。在频谱利用率上，支持成对或非成对频谱，可自适应配置1.25 MHz到20MHz的多种带宽。硕士论文，Femtocell。
从传输技术上看，LTE系统在空中接口方面采用了正交频分多址（OFDMA）技术，这一技术可将宽带信号转换成多路在平坦信道中传输的窄带信号，有效适应未来的多媒体业务。为了降低实际系统的复杂程度，LTE在下行链路采用多载波的OFDMA技术，而在上行链路则采用单载波的频分多址（SC-FDMA）接入技术[3]。
此外，多输入多输出（MIMO）技术和自适应技术也被LTE系统广泛采用，以提高数据率和系统性能。LTE系统在下行链路通常采用多址MIMO技术，以扩大小区覆盖，增大小区容量。与此同时，LTE系统还支持波束赋形技术，使得信号可进行空间复用，进一步提高传输效率。
在网络架构上，LTE系统采用了扁平化的网络架构，摒弃了3G网络中的无线控制器RNC节点，这样不仅简化了整个网络的结构，而且降低了传输的延迟，使得用户可在尽可能短的时间内入核心网，极大地提高了传输速率。硕士论文，Femtocell。
目前LTE正朝着增强型的方向不断演进，出现了LTE-Advanced技术，在网络架构，传输效率方面提出了更高的要求。
Femtocell技术
为了实现室内的无缝覆盖，业界推出了Femtocell的技术概念。Femtocell也称为毫微微蜂窝基站或家庭基站，具有即插即用、功耗低、有限覆盖、灵活方便等优点，并且可与宏蜂窝基站兼容，改善边缘用户信号质量，是未来有效解决室内热点覆盖的有效技术之一。Femtocell在实际应用中所面临的主要问题主要有以下几方面[4-6]：
首先是Femtocell与宏蜂窝之间的干扰问题。由于Femtocell与宏蜂窝在覆盖的区域上存在一定程度上的重叠，使得相互间同频干扰受到广泛的关注。硕士论文，Femtocell。就技术而言，可通过规划宏蜂窝基站的位置，对Femtocell的功率进行控制，以及将同频信号的传输时隙相互错开等策略有效解决Femtocell的干扰问题。
其次当用户在Femtocell与宏蜂窝基站间进行切换时，如何保证无缝切换，最大限度的降低切换延迟也是一个亟待解决的问题。Femtocell设备因制式的差异以及分布的不确定性，使得其在宏蜂窝基站邻小区列表中难以配置，进而造成用户在Femtocell和宏蜂窝基站间越区切换较困难，具体表现为切换时延和目标基站搜索时间的增大、业务质量QoS指标的下降等。硕士论文，Femtocell。
WiGig技术
为了推动在全球范围内采用和使用60GHz无线技术，近来国际上成立了吉比特联盟(WiGig, Wireless Gigabit)。WiGig联盟主要任务是负责制定并发布统一的60GHz无线规范，开发和提供Multi-Gigabit传输速率的无线产品。很多国际知名的ICT制造商纷纷加入WiGig联盟，如思科、三星等公司。WiGig的三个重要技术目标包括：
①融合（Convergence）：快捷的文件传输，降低无线延迟，高质量流媒体业务。
②普适（Universal）：引领众多厂商共同创造满足无线设备应用的60Ghz传输规范。
③速度（Speed）：下一代的娱乐，计算以及通信设备传输速率高于当前的WLAN 技术10倍以上。
WiGig技术要求支持高达7Gbps的数据传输速率，该目标速率高于802.11n的最高传输速率十倍之多，并且WiGig技术向后兼容IEEE802.11标准，在一定程度上可视作为802.11系列标准（如Wi-Fi）介质访问控制层的补充和延伸[7]。WiGig技术为了实现低功耗高品质的绿色通信要求，对物理层的技术参数更加苛刻，以确保实现吉比特的传输速率。在WiGig的网络层，增加了协议适应层技术以支持各类多媒体业务的系统接口，如投影仪、HDTV等外围设备。硕士论文，Femtocell。与此同时，为了扩大服务的领域，WiGig技术可采用波束赋形技术，并可在中短距离上提供较高品质的业务。WiGig通过与Wi-Fi的互补以及多吉比特传输速率的实现，将娱乐、计算和通信设备无缝的连结在一起，成为未来无线局域网的重要发展方向。硕士论文，Femtocell。
结束语
在未来的无线通信新技术中，LTE、Femtocell以及WiGig代表了最新的发展方向。从设计理念、技术规范以及市场需求都体现了绿色通信的内涵。随着通信技术的不断推陈出新，上述系统将会在人们的生活中扮演着更加重要的角色。
参考文献
[1]3GPP TR25.814, Physical layer aspects forevolved UTRA, 2006.
[2]沈嘉.3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计, 人民邮电出版社, 2008.
[3]沈嘉.OFDM系统的小区间干扰抑制技术研究, 电信科学, 2006(7): 10-13.
[4]V. Chandrasekhar, J. Andrews and A. Gatherer.Femtocell Networks: A Survey, IEEE Communications Magazine, 2008, 46(9): 59-67.
[5]徐霞艳.3GPP 3G家庭基站标准化进展. 电信科学, 2009(4): 1-5.
[6]Douglas N.Knisely, Takahito Yoshizawa,Frank Fevichia. Standardization of Femtocells in 3GPP. IEEE CommunicationsMagazine, 2009(9): 68-75.
[7]WiGig Specifications, v1.0. http://wirelessgigabitalliance.org/specifications/
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