高速移动无线信道（精选7篇）
高速移动无线信道 篇1
高速移动列车无线组网方案
为满足快速增长的旅客运输需求，国家“十一五”规划了“四纵四横”铁路快速客运通道以及3个城际快速客运系统，时速高达380 km/h。随着列车时速的不断加快，车厢内手机用户通信时发生切换混乱、接通率低和掉话等现象，无线网络覆盖面临挑战。文章立足于高铁专网设计总体目标，基于高速移动通信性能影响因素，采用分布式基站和一体化基站，提出一种高速铁路组网方案。1 高速移动通信性能影响因素 1.1高速移动带来的问题
高铁列车采用全封闭式车体结构，且部分车采用金属镀膜玻璃，导致在无线传输中车体穿透损耗较大，信号衰减比普通列车大10 dB以上，特殊的材质和极好的密闭性对手机信号的屏蔽会超过24 db以上，基站信号覆盖范围缩小为原来的1/5。当损耗为30 dB时，相当于信号在透过车体时只有原来千分之一的信号强度。对移动用户通信造成非常大的影响。为了克服车体穿透损耗，要求室外的信号发射机功率增强，要求更高的基站接收机灵敏度或者要求用户终端(UE)的发射信号增强。
超过300 km/h的时速将使用户在非常短的时间内穿过多个信号小区，引起用户在通话过程中在不同的小区覆盖范围内频繁切换，会导致掉话等诸多问题。手机在不同基站间切换至少需要6 s，而全速行速的高铁列车通过两个基站的时间要经常小于6 s，手机基本上无法完成切换。
当行驶速度高达200 km/h甚至更高时，相较于正常状态，移动通信网络的覆盖率会从99%以上下降到84%左右，话音接通率会从原来96%以上下降到81%左右，掉话率也会从原来几平为0上升到25%以上，其他话音指标及数据业务指标均会有不同程度的下降。
因波源或观察者相对于传播介质的运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象称为多普勒效应。在移动通信系统中，特别是高速铁路场景下，这种效应尤其明显。多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移。
1.2 3G业务面临的挑战 高速铁路将是3G业务应用的一个重要场景。高速铁路的覆盖是整个3G覆盖不能或缺的重要部分。许多高端的3G用户经常由于商务旅行的原因，需要在高速铁路上使用各种移动通信业务。这些业务不仅包括语音业务、视频业务、还有高速数据上下行业务。
由于高铁主要的目标客户是商务出行或者旅游出行，这些人在列车上使用语音或高速数据业务的需求较为明确。在人们连续乘坐高速列车的时候，特别希望能够通过无线数据业务来排解旅途中的无聊与烦闷。这正是3G丰富多彩的数据业务，如手机网游、手机电视以及视频通话等大显身手的时候。为用户提供高速上下行数据业务是3G时代显著的业务特点，因此，快速发展的高速铁路已成为移动话音和数据业务的新热点。上下行数据业务的速率在很大程度上取决于网络的覆盖质量：一方面为了保证高速列车中用户的网络信号接受质量，抵御车厢的穿透损耗，基站间距需要尽可能缩短；而另一方面，为满足切换的需要以及减少切换及小区重选的次数，基站间又要保持尽量长的距离。高速移动通信网络的规划设计
在进行高速铁路覆盖设计时，充分研究铁路发展趋势，通常以最大穿透损耗的车型作为覆盖优化的目标。基站选址要合理，避免越区覆盖产生，在保证覆盖距离的情况下，尽可能与铁路保持一定距离，克服多普勒效应。尽量将沿线基站放在同一个基站控制器(BSC)或移动交换中心(MSC)中，以减少MSC间、BSC间的切换，避免过长的切换时间对网络服务质量造成不利的影响。
2.1 充分发挥高速铁路链型网络结构的特点
对原有网络结构进行改造，根据高速铁路线形覆盖的特点，将小区结构规划成链形邻区，并针对高速铁路沿线的链形邻区，让用户沿运动方向优先切换到前向链形邻区，这样将尽可能减少切换次数，避免前后小区乒乓切换，也避免了侧向小区的无序切换，提升切换效率，提升业务质量。
2.2 切换带的规划
切换带的规划一方面保证高速移动的手机终端顺利完成切换，同时要尽可能减少基站数量，降低投资，因此切换带的设计要合理。根据快速切换算法触发时间的估算，完成2次快速切换的时间为5～6 s，网络设计过程中通常建议为7～8 s。
2.3 站型和天线的选择
周边用户比较少的农村区域，在铁路比较笔直的场景下，优先选择高增益窄波瓣天线，基站覆盖范围大，切换次数少；对于市区、郊区、沿途有车站、铁路有弧度区域适合选择中等增益天线；功分器虽然增加了3.5 dB损耗，降低了基站覆盖范围，但是两个扇区为同一个小区，减少了切换次数，并且不需要考虑天线前后比的问题，在合适的场景下可以考虑使用；8字形天线比较适合覆盖直线铁路。3 分布式基站和一体化基站的使用
分布式基站组网方案核心思想是将基站的基带部分和射频部分分开：射频部分可以灵活地放置，基带池集中放置使基带可以共享，基带池通过光纤与射频拉远单元连接。铁路沿线比较容易铺设光缆，为分布式基站的建设提供了便利条件，另外基带池集中放置，适用于沿线城镇容量较大区域，减少对机房资源的需求，便于站址获取、集中管理和维护。
室外一体化基站体积小、重量轻，不需要机房，安装方式灵活，可安装在水泥杆、拉线塔以及建筑物的墙体上，无需空调，能有效减低配套成本，适合铁路沿线覆盖使用。射频拉远单元是利用基站剩余的信道板和基带处理设备组成新的扇区，通过光纤系统拉到远处。它具有硬件容量，并且拥有新的扰码和同步码。
基带处理单元+射频拉远单元(BBU+RRU)构成传统意义上的完整基站。BBU部分实现的功能主要为：主控、时钟、基带处理；RRU实现的功能主要包括：数字中频、收发信机、功放和低噪放。
RRU的工作原理是：基带信号下行经变频、滤波，经过射频滤波、经线性功率放大器后通过发送滤波传至天馈。上行将收到的移动终端上行信号进滤波、低噪声放大、进一步的射频小信号放大滤波和下变频，然后完成模数转换和数字中频处理等。
RRU同基站接口的连接接口有两种：通用公共射频接口(CPRI)及开放式基站架构(OBASI)。网络覆盖方案 4.1 高速移动场景特征
高速铁路干线网络覆盖的特点是容量需求不高，呈带状结构，属于典型的覆盖受限系统，话务量需求较低，但是对连续覆盖的要求比较高。铁路沿线采用BBU+RRU组网，采用小区分集和高速频偏补偿算法，在高速列车上装载直放站克服穿透损耗。
4.2 分布式天线覆盖方案
为了增强高速铁路场景下的覆盖性能，提高网络覆盖质量，我们提出了分布式天线结构在高速移动环境中应用的技术方案。在设备选型上，采用分布式光纤基站BBU+RRU组网设备。优点是在某一区域可以只放置一个BBU，链接多个RRU进行高速铁路覆盖，同时RRU具备级联功能，通过级联的方式能够节省光纤，提供灵活的建网方式。
在分布式天线系统高速铁路应用场景中，沿高速铁路架设了4个天线组，每个天线组采用2根天线进行覆盖，8根天线的覆盖区域共同构成一个小区。在条件允许的条件下每个天线组的2根天线尽可能按照相互独立的放置，如无法满足条件，也必须存在一定的相关性。专网模式解决高速接入难题 5.1 专网方案
在高速铁路覆盖中，有专网和大网2种组网方案。专网组网即以专用网络覆盖高速铁路沿线，与大网相对独立。一般在普通铁路和高速公路场景下可以考虑采用大网组网方式，在高速铁路场景中建议采用专网方式。尤其是300 km/h以上的高速铁路无线覆盖需要多种方式并举才能够得到较好的效果。
大网组网即不单独考虑高速场景的覆盖，与其他场景合为一体统一地由室外宏蜂窝大网提供覆盖。大网方案则不用考虑误附着等问题，且资源利用率高，成本相对低，但是大网很难兼顾一般场景和高速场景的通信需求，优化难度大。
专网组网有利于切换链的设计，除了在车站和列车停留区域与大网允许切换外，沿线采用链形邻区设计，不与大网发生切换。可以很好保证高铁的用户在高速移动时切换和重选的路径，提高通信质量；有利于应用专用于高速场景的无线资源管理算法、切换和重选策略和网络参数值，从而更好地提高整个网络的质量。但在实现专网化的过程中一个必要条件是实现对专网信号的严格控制，避免对周围城镇用户造成影响。
5.2 链形邻区
现网调整可以通过逐步对铁路覆盖的基站覆盖进行加强，逐步控制铁路覆盖信号对周边城镇的影响，将现网具备条件的小区进行专网化，实现逐个小区的推进，最终形成专网的覆盖结构，实现全线的专网化。考虑到高速铁路沿线覆盖区域低速用户很少，可以在高铁沿线小区采用链形邻区设置、专用于高速场景的无线资源管理算法，根据快速切换的需要规划切换带、优化切换参数。通过数据设置将现有的公众网络和高铁专网区分开来，使公网的用户切不进来，专网的用户切不出去，只在两端的车站设置网络的出入口。
5.3 专网保护带
专网一个很大的问题是和大网的融合问题：在密集城区和列车的站点附近是专网和大网的进出口。如何判断由哪个网络给用户提供服务，如何防止用户误附着，以及对误附着的用户如何处理是专网方案设计的难题。在专网和公网的重叠区域，专网和公网通过不同的接入策略接入，保证低速用户接入公网，高速用户接入专网。
专网保护带的思路是在专网覆盖小区的两侧选择一些非专网小区作为专网与公网的隔离带小区，这些小区可以与专网小区进行重选和切换，以此避免周边城镇用户一进入专网就无法正常退出的问题，同时又可以避免专网小区切换关系过多所引起的麻烦。在专网大网出入口，如车站小区，可以根据移动路径灵活规划邻区关系和切换带，从而满足切换需求。如果条件不具备可以适当考虑建立专网保护带的方式来保证专网的有效运行。高铁用户能顺畅地进入专网，而沿线普通用户在切入专网后还能够顺利切出，巧妙地解决了高铁途经密集市区、郊县县城且和常规铁路线部分重叠的复杂场景覆盖难题，确保高铁用户百分之百切入切出成功。结束语
高速铁路的无线网络覆盖非常复杂，需要网络规划设计和优化人员根据实际情况和设备性能，通过充分的实地考察、理论计算和测量，合理确定解决方案，做到在保证通信质量情况下，严格控制网络建设成本。
高速移动无线信道 篇2
无线通信的实现依赖于电波在无线信道中可靠的传输,由于反射、衍射、散射、多径传播、节点移动性等因素的影响,无线电波在传播中会发生很大的衰减。按照产生原因,一般可以将衰减分为两类,源于较长传播距离的大尺度路径损耗和源于多径信号相干叠加所产生的小尺度衰落,后者体现短距离和短时间内的信号强度突变,造成链路的不稳定。在当前的移动自组网研究中,往往忽略了小尺度衰落对通信的影响,在主流的网络仿真软件NS-2和OPNET的发布版本中,仅实现了大尺度路径损耗模型,在此基础上各种问题的研究都没有考虑小尺度衰落的影响。本文研究小尺度信号衰落对移动自组网通信性能的影响,并在NS-2仿真软件中,开发设计小尺度衰落模型,实现真实通信环境的仿真。
1 无线信道的传播特性
1.1 大尺度路径损耗模型
大尺度路径损耗体现长时间、长距离上的信号衰减效果,主要采用的模型包括自由空间传播模型和双线传播模型。
当信号发送方和接收方之间存在一条开阔、无障碍的可视传输线路,而反射、折射的影响可以忽略时,就构成了无线信道的自由空间传播模型(Free-Space Propagation Model)[1],接收方天线得到的功率满足Friis方程,一般适用于近距离的通信场景:
其中Pt是发送功率,Gt是发送天线增益,Gr是接收天线增益,d为两者的距离,L是系统衰减因子,λ为无线电波的波长。
在更普遍的情况下,反射、折射的影响不可忽略,这时应采用双线传播模型(Two-Ray Propagation Model)[1]来描述真实环境下的大尺度路径损耗,形如图1所示的链路,存在从发送方到接收方的一条直射路径,和一条由地面反射到接收方的反射路径。此传播模型的接收功率的计算公式为:
1.2 小尺度信号衰落模型
无线电波经反射、散射、绕射到达接收端时,已分解为通过各个路径到达的多个散射分量,各个分量具有不同的相位,因此可能在某处接收信号的强度叠加到很大,而相邻几个波长的位置接收信号的强度消减至很小,在很短的时间之内,信号强度的分布又可能发生很大的突变,这种短期、短距离的突变效果就形成了小尺度信号衰落[1]。设到达路径的总数为L,ak和Φk分别是第k个接收信号的幅度和相位,则多径接收信号的总强度为下式:
对其分解得到下式:
SR(t)=xcosω(t-t0)-ysinω(t-t0) (4)
其中:
注意到公式(4)右部减号前后的两个部分相位相差π/2,形成正交,所以可以把总接收信号看成由两个信号x和y正交合成。由中心极限定理,当L很大时,x和y可看成是高斯分布的随机变量,因此接收信号的包络a可以表示为两个高斯分布的随机变量的平方和,如下式:
以上形式的小尺度衰落模型被称为Rayleigh衰落,适用于描述具有很多障碍物的城市地区的信道,接收信号以散射分量为主。
在障碍物分布较稀疏的地区,接收信号是直射分量与散射分量的迭加,因此在Rayleigh分布的基础上加上直射分量,就形成了描述这种环境衰落效果的Ricean分布,如下式:
SR(t)=(A+x)cosω(t-t0)-ysinω(t-t0) (7)
其中A是直射分量的强度,接收信号的包络a可以表示为下式:
2 信道传播模型在NS-2中的实现
2.1 大尺度路径损耗的实现
大尺度路径损耗实现于NS-2移动节点的“传播模型”模块[2]中。当移动节点从信道接收到一个数据包时,移动节点的物理层将该数据包传递给传播模型,传播模型根据数据包中的参数:距离、发送功率、天线增益、高度等,计算出接收到的功率,返回给物理层。在NS-2中用Propagation类的两个子类(FreeSpace类和TwoRayGround类)实现前面提到的两种大尺度路径损耗模型。
2.2 小尺度衰落模型在NS-2环境下的开发
移动节点的物理层提供移动节点连接无线信道的接口,在NS-2中,物理层的功能在WirelessPhy类[2]中实现,其中在数据包接收的实现函数中,根据性能要求设定多个功率接收阈值(如CSThresh和RXThresh),当接收到数据包时,比对接收功率和各个预设阈值的相对大小,而采取不同的处理方法,其算法流程图如图2所示。
因为在此处移动节点得到接收数据包的功率,因此小尺度信号衰落的效果可以在此实现[3],在此函数中,对每一个接收数据包的功率乘以随机的Rayleigh或Ricean衰落因子,就可以实现随机的小尺度衰落效果。因为接收功率和信号包络的平方成正比,所以衰落因子的设定可以依据于信号包络的大小——式(6)或式(8)。Rayleigh衰落因子的实现代码如下:
Random*rand_ // 定义随机变量
float x1=rand_->normal(0,0.7071);
float x2=rand_->normal(0,0.7071); //正态分布
float rayleigh=(x1*x1)+(x2*x2); //rayleigh衰落因子
3 小尺度信号衰落的仿真运行与分析
在相同的场景下分别采用前述的几种大尺度路径损耗模型和小尺度信号衰落模型进行混合效果的通信仿真[4],路由协议为AODV,比较数据包传输率(PDR),结果如图3所示。
从图3可以看出,在两种大尺度路径损耗模型中,PDR从无衰落到Ricean衰落,再到Rayleigh衰落不断降低[7];FreeSpace模型是一个近似理想的传播模型,在没有衰落的情况下,其PDR接近100%,TworayGround模型的PDR较之前者更低。
为了体现Ricean衰落和Rayleigh衰落的相对效果,针对不同的运动速度,进行多次通信仿真比较PDR,结果如图4所示。
从图4可以看出,随着节点速度的增加,网络拓扑的变化加剧,导致更多的数据包丢失,因此PDR持续下降;而Ricean衰落的PDR一直高于Rayleigh衰落的,体现出在有直射波分量的情况下,具有较好的通信效果。
小尺度衰落对通信性能产生影响的主要原因在于:由于接收信号的不稳定性,造成链路的不稳定,因此产生很多瞬时的链路,造成大量的丢包、重传及路由失败。要应对信道中这种不可避免的物理现象,应该减少瞬时链路的出现,可以采取的办法包括:(1)采用定向天线技术实现空间复用,在信号的传输方向上集中能量,以提高接收功率[5];(2)改进路由协议,引入衡量链路稳定性的机制,确保选用的路由具有较高的稳定性。
4 结 语
本文对无线信道的真实传播特性做出了一定的研究和实现,论述了信号衰落效应对移动自组网通信的影响,并提出了解决问题的思路,此外,在有些研究和应用场合,还有其它的一些问题不可回避,如信号的时间相关性、邻信道干扰等问题,这将是今后深入进行的工作。
参考文献
[1]Theodore S.Rappaport Wireless Communications Principles and Prac-tice(2e)[M].Pearson Education,2004.
[2]The CMU Monarch Project s Wireless and Mobility Extension fo ns,www.monarch.cs.cmu.edu/[EB/OL],2003.
[3]Takai M.Effects of Wireless Physical Layer Modeling in Mobile Ad Hoc Networks[R].MOBICOM’2001,2001.
[4]Dricot J M.High-accuracy phisical layer model for wireless network simulation in NS-2[R].IWWAN2004,2004.
高速移动无线信道 篇3
发展迅猛，移动通信用户数量日趋增增加，同时我们现阶段的区域信道还是远远滞后于通信事业的发展，造成很多地区严重不足，在繁忙时候，用户甚至无法拨出电话，当用户在呼叫失败后多会试图重新呼叫，特别当TCH不足的情形下，用户呼叫字数就会呈现几何式增长，出现“越不通越打，越打越不通”的情形。但是由于移动通信的话务量与当地人口总量呈比例，与经济发展状况也息息相关，在不能进行大幅度扩容的情形下，我们可以通过各种方面来解决信道堵塞的难题。
1、分裂技术
分裂技术是增加网络容量的优选方案，有些区域由于位于边界，边界如果超过了高话务地带，就会产生一定的信道堵塞问题，该位置会发生频繁的位置更新，这种情况下可以用过分裂技术予以解决。分裂技术在一些频谱资源丰富的地区，分裂成一些小面积的区域，同时也增加原区域的载频数，在解决GSM的覆盖问题，从而达到扩容的目的。通过分裂技术，全网载频数、信道数、话务量、用户数等均大幅度增加，减小了单位小区的面积，同时应保持频率复用方式的规则性与重复性，要确保已建基站可继续使用，尽量减少或避免过渡区。
2、频段扩展和频率紧密复用技术
频段扩展也是解决移动通信系统无线信道拥塞问题的措施之一，目的是通过扩容来达到最终效果。由于GSM交织编码等手段，同时也有一些旨在提高频谱效率的技术，这使得移动通信网络对使得频率的紧密复用成为可能。（l）跳频。跳频就是载频按某种频率序列进行跳变，它包括基带跳频与射频跳频两种。跳频的作用是提供了频率分集，提高了系统的抗干扰、抗衰落能力。（2）非连续发射。采用DTX技术，可降低系统总的干扰水平。（3）功率控制。这也是降低干扰从而提高容量的有效手段。
3、微蜂窝与微微蜂窝技术
通过微蜂窝与微微蜂窝技术来提高无线网络容量、防止信道堵，其主要适用范围有以下几个：一是在一些大型建筑区域，也是移动通信网络使用量大、使用频率高的地区，如一些大型宾馆、商场和娱乐场所等。二是用于高话务地区或者低话务密度地区，在这些地区来解决网络覆盖不足的问题。实践中发现，微蜂窝与微微蜂窝技术效果显著，特别是微蜂窝，体积小而且使用安装比较方便，使用效果明显，可以迅速解决一些大型建筑区域的容量与覆盖问题。但是缺点也是存在的，就是随着移动通信数量的不断增加，在一些大城市中对于微蜂窝的需求也与日俱增，造成成本的快速增长。再就是用分层结构时，网络结构复杂，增加了频率规划的难度。因此，在宏蜂窝覆盖不到而话务量又很大的地点，应使用微蜂窝作为覆盖补充，而话务量很高的商业街道等地则可采用多层网形式进行连续覆盖。
高速移动无线信道 篇4
陆地移动通信由于受地形、环境等因素的影响，其衰落机理是非常复杂的。但在移动通信信道模拟器模拟的众多信道参数中，呈频率选择性的瑞利衰落占主要地位。即实现信号包络的瑞利分布和相位的均匀分布是信道模拟的核心。
2.1.1 实现瑞利衰落的数学原理
设一个随机过程ξ(t)可以表示为：
式（1）中ξc(t)与ξs(t)分别为ξ(t)的同相分量和正交分量。
可以证明：一个均值为零的窄带平稳高斯过程，其同相分量ξc(t) 和正交分量ξs(t)同样是平稳高斯过程，且均值都为零，方差也相同。另外，在同一时刻得到的ξc(t)与ξs(t)是不相关或统计独立。还可以证明：一个均值为零，方差为σ2ξ的平稳高斯窄带过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，其相位的一维分布服从均匀分布，并且就一维分布而言，两者是统计独立的。
综上所述，一个均值为零的平稳高斯窄带过程，其包络的一维分布服从瑞利分布，其相位服从均匀分布，且两者是统计独立的。同时，一个均值为零的窄带平稳高斯过程也可由两个同为平稳高斯过程的同相分量和正交分量合成。
2.1.2 单径瑞利衰落
设单径衰落信道输入为：
式（2）中A(t)和θ(t)分别为频率ωc的载波信号的实际幅度调制和相位调制。用X(t)和Y(t)两个相互独立而分布相同的高斯随机变量调制，输出信号So(t)可以表示为：
于是随机包络R(t)是瑞利分布，随机相位φ(t)在0～2л范围内均匀分布。
由上面的推导可以看出：对输入信号进行正交调制，即为单径无频率选择性瑞利衰落模拟，可实现输入信号的振幅和相位按要求随机干扰，从而实现（3）式所示的数学模型。
2.1.3 多径瑞利衰落
为了简化分析，设输入为一单频正弦信号
经多径传输，输出为：
式（7）中：αi为幅主加权系数，τi是时延，φi是随机相位，N是径数。
在仅有二径的情况下，输出幅度为：
即二径存在时延差，△τ≠0，合成信号场强随频率ω变化。在实际移动通信信道中，由于多径传输，各径时延不同，相对时延差也就不同，从而造成频率选择性衰落。
2.2 多径传播
2.2.1 多径传播径数选择
在移动通信中，存在两个以上的散射体时，接收信号必存在频率选择性衰落。本模拟器使用三径，即能产生三路互相独立的衰落，以便较真实地模拟实际通信环境。
2.2.2 多径传播时延值的确定
典型的实测多径时延最大值为20μs[1]，国内测试结果为15μs，而均方根时延在10μs左右[1，2，3]。本方案采用多种延时灵活选择以便接受实际信道的均方根时延。总延时最小为0.2μs，最大为10.2μs，且包含一直达通路（延时为0）。
2.3 电波传播路径损耗的确定
目前人们对陆地移动通信传播路径损耗预测一般都使用奥村经验模型。但是奥村模型适用范围为：频率100MHz～1500MHz，基站天线高度30m～200m，移动台天线高度1m～10m，传输距离1km～20km。而研制的模拟器所针对信号频率为70MHz，基站天线高度为18m。这与奥村模型适用范围不符，故该模型不能直接应用于本方案。
美籍华裔通信专家李建业先生提出了电波传播预测的Lee模型。该模型不对基站天线高度作具体限制，其思路是先求得区域与区域之间的.信号传输损耗，再求得具体地点点到点之间的传输损耗。
由于本模拟器模拟的是一般环境下的典型路径损耗，不需精确模拟特定到某地区的点到点传输。所以Lee模型的区-区电波损耗计算适用于模拟方案，不需再作误差修正。
用Lee模型计算传播损耗需预先知道各环境下传播距离1英里（或1km）处的确定损耗值。而模拟器模拟的是一般环境，不必一一实地测量，故先用奥村模型计算一般环境下传达室播距离1km处的典型值，再转换运用于Lee模型中。也就是说，所研制的模拟器综合运用奥村模型和Lee模型计算电波传播损耗。
具体传播损耗量如表1所示。
表1 电波传播的路径损耗
传播距离1km8km15km25km传播损耗直线路径69dB87dB91dB93dB城市环境98dB134dB145dB154dB准郊区环境91dB127dB138dB147dB开阔地环境75dB111dB122dB131dB2.4 多普勒频移
在移动通信中，多普勒频移是普遍存在的现象，
fd=v/λ (9)
式（9）中v是移动台速度，λ为信号的波长。对于一个信道路径在方位上均匀分布的实际信道而言，射频率谱的形状为：
式（10）中ωd是移动台运动产生的最大多普勒频移对应的角频率，即：
为了产生这个频谱，用来调制的高斯噪声必须有低通频谱，如式（12）所示：
3 信道模拟器的实现方法
由前面的论述可知，本移动通信信道模拟器的主要功能是瑞利衰落、多径传播、电波传播路径损耗、多普勒频移等。
3.1 瑞利衰落的实现方法
根据式（1）可知，瑞利衰落的实现方法是将输入信号用两种不相关的低频高斯噪声正交调制模拟包络呈瑞利分布、相位呈均匀分布的瑞利衰落，输出信号的功能谱由低频高斯噪声的频谱决定。多径瑞利衰落可以由单径瑞利衰落经延时后合成。
3.1.1 低频高斯噪声的产生
由式（10）确定的带通高斯过程频谱如图1所示。
对应的低通高斯过程频谱如图2所示。
考虑到式（12）表示的滤波器频响不是有理分式，无法直接构造，只能采用数字逼近的方法。由参考文献[2]可知，所需滤波器的频响应为：
H(s)=1/[(0.897s 2+0.31s+1)(0.897s 2+0.31s+1)(0.31s+1)]
图3显示了H(s)的频响与理想滤波器的频响区别。
将上述模拟滤波器进行交换，得到对应的FIR滤波器抽头系数。
使用MATLAB软件生成高斯白噪声，将这个白噪声输入上面FIR滤波器，滤波器输出即为所需要的窄带高斯过程。
将该窄带高斯过程输出置DA，经平没滤波、放大、阻抗匹配，输入下一级处理。
3.1.2 正交调制的实现
实现正交调制的方法有多种，本移动信道模拟器实现正交调制方法采Mini公司的I/Q调制器。其结构如图4所示。
3.2 多径传播的实现
为了实现对多径传播的模拟，采用了Mini公司的功率分配器（简称功分器），将输入信号进行分路。首先对输入信号进行二路功率分配：一路模拟直达通道；另一路再进行三路功率分配，经这不同延时及窄带高斯正交调制，再进行功率合成，输出信号模拟多径传播。
在本信道模拟器中，传播路径的选择、延时选择通过控制模拟开关进行。
3.3 模拟路径损耗的实现
为了模拟传播的路径损耗，本信道模拟器选用固定衰减器与数控衰减器进行组合控制实现。实现衰减量控制的依据是表1。
3.5 多普勒频移的实现方法
由3.1的结论可知，多普勒频移可以通过控制窄带高斯过程的频谱实现。在本模拟器中，通过改变窄带高斯过程的DA转换速率可以实现对窄带高斯过程的频谱控制，从而实现多普勒频移的模拟。
3.6 系统控制及人机界面的实现
系统控制采用基于单片机AT89C52的嵌入式操作系统，可实现对数据控衰减器、模拟开关等的控制，通过对键盘、液晶习实现良好的人机界面。
4 结论
4.1 总体介绍
本信道模拟器的总体结构如图5所示。
信号输入后，分成两路：一路作为直达支路；另一路经延时后，又被分成两路，其中一路用I/Q调制器调制上两路相经独立的低频高斯噪声，其输出的信号包络呈瑞利分布，相位呈均匀分布，由此实现了单径无频率选择性的瑞利衰落；另一路送到下一个延时单元，重要上述过程。各种I/Q调制器输出在合路器相加，其输出信号幅度包络呈瑞利分布，相位呈均匀分布。加上最初的直达信号，还可模拟莱斯信道。模拟实际路径损耗通过控制数控衰减器实现。在直达和延时路径中，分别叠加上可调白噪声，以实现输出信噪比可调。
4.2 功能指标
4.3 主要指标测试方法说明
4.3.1 瑞利衰落测试方法
用TEKTRONIX示波器TDS3052观察模拟器输出波形，如图6所示，可见其包络呈瑞利分布。
4.3.2 衰落波形相位分布测试方法
用Lecroy公司的LC584A示波器测试李沙育图形，图7为该存储示波器积累10s光点扫描的图像。该图用两路相互正交的低频高斯噪声分别控制示波器水平和垂直偏转得到。因为噪声的偏转控制呈90°相对取向，所形成的显示图与此模拟器输出的瑞利衰落信号的随机可变向量的极坐标是等效的。图7中关于原点的任意固定半径圆弧上，光点强度的均匀性表明相位是均匀分布的。
4.3.3 其它指标测试方法
简要体验：移动无线接入技术 篇5
无线接入技术概述
无线接入是指在交换节点到用户终端之间的传输线路上，部分或全部采用了无线传输方式，其采用的技术主要包括微蜂窝技术、蜂窝技术、微波点对多点技术和卫星通信技术。
广义上讲，无线接入技术包括固定无线接入(FWA)和移动无线接入技术两大类。其中，固定无线接入又称无线本地环路(WLL)，其用户终端(电话机、传真机和计算机等)固定或只有有限的移动性。主要的固定无线接入系统包括：多路多点分配业务(MMDS)、本地多点分配业务(LMDS)、一点多址微波系统、卫星直播系统(DBS)。
固定无线接入是原有的固定无线接入系统是作为PSTN/ISDN网的无线延伸而发展起来的，但是随着LMDS和MMDS等宽带无线接入系统的出现，固定无线接入在多媒体数据传输以及互联网应用等方面显示了强大的实力，已经成为城市接入网建设的主要辅助方案。
移动无线接入技术主要指用户终端在较大范围内移动的通信系统的接入技术。它主要为移动用户提供服务，其用户终端包括手持式、便携式、车载式电话等。
主要的移动无线接入技术系统包括：
(1)无绳电话系统: 它可以视为固定电话终端的无线延伸。无绳电话系统的突出特点是灵活方便。固定的无线终端可以同时带有多个无线子机，子机除和母机通话外，子机之间还可以通信。主要代表系统是DECT、PHS和CT2。
(2)移动卫星系统: 通过同步卫星实现移动通信联网，可以真正实现任何时间、任何地点、与任何人的通信，
它的最大特点是利用卫星通信的多址传输方式，为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动灵活的移动通信服务，是陆地移动通信系统的扩展和延伸，在边远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只、远航飞机等通信方面更具有独特的优越性。整个系统由三个部分构成：空间部分(卫星)、地面控制设备(关口站)和终端。
(3)集群系统：专用调度指挥无线电通信系统，应用广泛。集群系统是从一对一的对讲机发展而来的，现在已经发展成为数字化多信道基站多用户拨号系统，它们可以与市话网互连互通。
(4)无线局域网: 无线局域网(Wireless LAN)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它不受电缆束缚，可移动，能解决因有线网布线困难等带来的问题，并且组网灵活，扩容方便，与多种网络标准兼容，应用广泛等优点。过去WLAN曾一度增长缓慢，主要原因在于传输速率低、成本高、产品系列有限，而且很多产品不能相互兼容。随着高速无线局域网标准IEEE802.11的制定以及基于该标准的10Mbps乃至更高速率产品的出现，WLAN已经在金融、教育、医疗、民航、企业等不同的领域内得到了广泛的应用。
新一代宽带无线移动通信网 篇6
课题申报指南（2009年）
二○○八年十二月
第一章 申报须知
申报工作自本指南公布之日起开始，申报单位须严格按照《课题申报指南》要求参与申报活动，经形式审查，不符合要求的申报材料将视为无效。
一、申报应遵循的原则
1、要立足自主创新，加强知识产权和标准研究，把掌握移动通信的核心技术和自主知识产权作为提升我国通信产业核心竞争力的突破口。申报单位应根据每个课题的具体要求，提出申请专利数和预期授权率；有标准化要求的，还须提出提交文稿数和预期采纳率。
2、专项注重以企业为主体，加强产学研用相结合的创新体系建设，打造完整的产业链。针对产业化课题，要求以企业为主、高校和研究机构参加；在关键技术研究方面，注重创建产学研用相结合的体系，尤其是IMT-Advanced研发和产业化项目。指南针对课题的不同特点，在组织实施方式中提出了不同的产学研用相结合的具体要求，申报单位应按照要求落实，并提出具体的知识产权、成果共享机制以及关键技术成果向产业转化的机制。
3、申报单位要统筹利用已有资源和成果，充分体现技术优势、管理优势和资金优势，详细阐述与课题相关的优势和基础，包括已承担的相关国家项目、计划以及与本专项的衔接方案；国家工程实验室、重点实验室建设；人才队伍建设等。
4、申报单位应落实配套资金并提供相关证明，中央财政投入与其他来源经费（包括地方财政投入、企业投资、银行融资或其他）的比例应不高于指南中每课题所规定的比例。同时，鼓励地方财政积极投入。课题中对地方配套经费有明确要求的，应按要求落实。
5、课题申报应加强系统设计，做好顶层设计和战略研究，并制定具体的技术发展路线图，系统地分解任务，明确研发进度。
二、申报的基本条件和要求
1、凡在中华人民共和国境内注册，具有较强科研能力和条件、运行管理规范、无不良行政处罚或违法记录、具有独立法人资格的内资或内资控股企业、科研院所、高等院校、事业单位等，均可申报，不接受个人申报。课题牵头申报单位对联合申报各方的申报资格进行审核。
2、申报内容应在指南所设课题范围之内，以课题为单位，对某一课题的整体研究内容进行申报。联合申报单位各方应签订联合申报合作协议，明确规定各自所承担的研究内容和责任等。
3、课题负责人须具有高级技术职称，或已取得博士学位，年龄不超过55周岁（1954年1月1日后出生），具有较高的学术水平、无不良科研行为。课题负责人用于本课题研究时间不少于本人工作时间的60%，在国内工作时间每年不少于9个月。
4、课题申报单位（包括联合申报中的任意一方）对同一个课题不得进行重复或交叉申报。同一申报人只能同时负责一项本专项课题。
三、申报文件的编制与递交
1、文件编写
以中文编写，要求语言精炼，数据真实、可靠。
2、申报材料构成及规格
申报单位需编制和递交的申报材料由《国家科技重大专项课题可行性研究报告(申报书)》和《课题申报书基本情况汇总表》构成，模板请从工业和信息化部（系统的部分功能，支持被测终端和系统间的高速率呼叫和相关增强技术的特定业务;（4）支持TD-SCDMA及其增强技术（包括TD-SCDMA MBMS/HSUPA/HSPA+）的全部物理信道;（5）支持完整的信令流程，包括终端注册过程、系统广播消息、RMC信令流程、AMR信令流程等;（6）能够完成按照3GPP标准，对TD-SCDMA增强技术（包括TD-SCDMA MBMS/HSUPA/HSPA+）终端的射频功能和性能指标的测量;（7）能够在TD-SCDMA终端综合测试仪上通过软件升级而获得 HSUPA/MBMS/HSPA+等相关测试能力。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研联合申请。
2009ZX03001-006 基于TTCN的TD-SCDMA增强技术终端协议一致性基本集测试仪表开发
研究目标：进行基于TTCN的TD-SCDMA增强技术（MBMS/HSDPA/HSUPA）终端协议一致性测试仪表基本集开发，确保终端与系统设备的互通，验证终端与网络间的信令交互过程符合规范要求。
考核指标：
（1）满足3GPP和我国行业标准的TD-SCDMA增强技术（MBMS/HSPA）相关规范要求;（2）开发基于TTCN的TD-SCDMA增强技术（MBMS/HSPA）终端协议一致性基本集测试仪表;（3）提供方便实用的测试消息分析窗口，正确记录消息流程,能够对测试结果进行判决;（4）提供多种系统配臵，满足不同用户的测试需求，且系统具可升级性;（5）提交基于TTCN的TD-SCDMA增强技术（MBMS/HSPA）终端协 议一致性基本集测试仪表，对终端产品设计验证。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为4:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研联合申请。
2009ZX03001-007 TD-SCDMA增强技术协议一致性测试系统研发
研究目标:为确保终端与系统之间协议的一致性，系统通过开发一致性信令协议测试集与终端实现互操作，实现TD-SCDMA增强技术（HSDPA、MBMS、HSUPA）协议互操作一致性测试系统。
考核指标：
针对TD-SCDMA增强技术（HSDPA、MBMS、HSUPA等）空中接口协议，开发形成一套TD-SCDMA增强技术协议一致性测试系统。该系统应支持TD-SCDMA多频段操作;系统侧测试例开发支持HSDPA、MBMS、HSUPA功能，符合中国行业标准和3GPP国际标准；测试系统提供多种系统配臵、多小区的测试能力；支持MAC、RLC、RRC、SM、SMS、MM、CC等各层协议栈测试；支持MBMS各种多播、组播业务测试。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方 政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研联合申请。
2009ZX03001-008 TD-SCDMA增强技术路测仪研发和产业化
研究目标：开发TD-SCDMA增强技术（MBMS/HSUPA/HSPA+）路测分析仪，逐步提供功能完善、性能可靠的路测仪表设备的商用化产品。
考核指标：
（1）路测仪基于MBMS/HSUPA/HSPA+芯片商用解决方案，可实现与商用手机相同的业务功能；
（2）路测仪可对系统和无线环境的关键无线指标进行测量；（3）路测仪支持实现锁频、强制切换、显示无线信号强度、计算无线链路的质量、显示网络信息、记录和存储信令信息等功能；
（4）路测仪可为分析处理软件提供开发的二次开发接口；控制分析处理系统可对物理层和层二资源分配进行显示；可对无线资源控制和NAS层信令进行解码；
（5）能够实现实时采样（如5ms），针对HSPA的AMC、HARQ等也具备分析功能;（6）路测仪的控制分析处理系统包括实时采集和显示数据的前台处理软件和进行后续统计分析的后台分析软件；控制分析处理系统可支持同时处理多部路测终端（>=4部）的自动呼叫控制、数据采集。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03001-009 TD-SCDMA及其增强技术网络规划创新方法研究和高性能规划工具研发
研究目标：研究TD-SCDMA及其增强技术（MBMS/HSUPA/HSPA+）在网络规划和优化方面的新方法和新理论，开发TD-SCDMA及其增强技术（MBMS/HSUPA/HSPA+）的高性能规划工具，支持TD-SCDMA增强型相应的标准，功能完整，配臵灵活，可满足网络规划、建设、优化改进的实际需求。
考核指标：
（1）先进的适合TD-SCDMA的3G混合业务模型，并在网络规划工具中得到应用和验证；
（2）准确的网络容量估算算法，并在网络规划工具中得到应用和验证；
（3）可以支持TD-SCDMA及其增强技术（MBMS/HSUPA/HSPA+）下语音、数据、多媒体业务、VoIP业务的网络规划；
（4）提出适合TD-SCDMA及其增强技术的网络规划与网络优化的关联解决方案；
（5）提出适合TD-SCDMA及其增强技术TD-SCDMA码规划方法及特征，并在网络规划工具中得到应用和验证；
（6）实现逼近真实网络的传播模型；环境模型丰富，可实现室 外、室内、热点、一般城区、城郊、农村、山区、海面、地铁、高速铁路（时速大于200公里）等环境下的网络仿真。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03001-010 TD-SCDMA HSPA+及增强技术标准和关键技术研发
研究目标：主要内容是研究HSPA+及其增强型的关键技术，对其技术性能、实现复杂度和产业化应用前景给出相应的评估，制订合理技术方案，并进行相关标准化工作。
考核指标：
（1）研究适合TD-SCDMA的 HSPA+增强关键技术（包括MIMO、家庭基站、增强UE DRX功能等），对部分关键技术进行原型系统开发，对关键技术进行仿真和测试验证评估;（2）研究HSPA+增强关键技术（包括MIMO、家庭基站、增强UE DRX功能等）技术及产业化可行性，提出TD-SCDMA增强技术演进路线和产业发展方向;（3）推进TD-SCDMA HSPA+在3GPP的标准化进程，并完成相应的国内行标的制定。
同时，申报单位须提供下列指标的具体建议：提交国际、国内标 准文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为4:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2.2 项目2008ZX03002: LTE研发和产业化
2009ZX03002-001 TD-LTE系统预商用设备开发
研究目标：开发满足标准要求的TD-LTE、SAE预商用系统设备。2010年底实现TD-LTE预商用系统设备。
考核指标：2010年提供100套基站,2套SAE预商用设备参加规模试验。所提供设备应能够满足3GPP和国内标准主要指标要求。向TD-LTE芯片、终端企业提供开放试验室环境。
主要技术指标包括： – 支持多小区运行；
– 载波频段：2300-2400MHz，带宽支持20MHz； – 支持TD-LTE规定的上下行速率； – 支持TD-LTE规定的小区平均频谱利用率； – 支持TD-LTE规定的小区边缘频谱利用率； – 支持TD-LTE规定的时延要求；
– 最低支持MIMO方式为2×2多天线配臵；
– 每个承担单位2010年提供2套SAE设备，100套基站参加规模试验。同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：TD-LTE系统设备能实现的功能和业务;主要技术指标;与标准的符合程度;产品特点及产业化能力；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:3。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03002-002 TD-LTE基站预商用设备开发
研究目标：开发满足标准要求的TD-LTE预商用设备。2010年底完成TD-LTE系统预商用设备。
考核指标：2010年提供100套基站试验设备参加技术试验。所提供设备应能够满足3GPP和国内标准主要指标要求。向TD-LTE芯片、终端企业提供开放试验室环境。
主要技术指标包括： – 支持多小区运行；
– 载波频段：2300-2400MHz，带宽支持20MHz； – 支持TD-LTE规定的上下行速率； – 支持TD-LTE规定的小区平均频谱利用率； – 支持TD-LTE规定的小区边缘频谱利用率； – 支持TD-LTE规定的时延要求；
– 最低支持MIMO方式为2×2多天线配臵； – 支持非对称时隙配臵。同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：TD-LTE基站设备能实现的主要技术指标;与标准的符合程度;产品特点及产业化能力；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:3。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03002-003 TD-LTE 终端基带芯片研发
研究目标：开发支持TD-LTE和TD-SCDMA的双模终端基带样片,TD-LTE能够满足3GPP和国内相关规范的要求, TD-SCDMA支持3GPP R7版本。
考核指标：完成TD-LTE和TD-SCDMA双模基带样片研发，满足3GPP相关规范基本要求。2009年承担单位提供终端基带芯片设计版图，2010年提供1000片TD-LTE 终端基带芯片工程样片。
主要指标如下：
– 支持TD-LTE和TD-SCDMA双模；
– 支持多频段，包括2300-2400MHz、2010-2025MHz和1880-1920MHz；
– 支持可变速率带宽，包括5MHz, 10MHz, 15MHz和20MHz； – 支持TD-LTE规定的各频段和带宽； – 支持TD-LTE规定的各上下行速率； – 支持4×2或2×2 MIMO方式； – 支持64QAM,16QAM,QPSK,BPSK调制方式； – 支持非对称时隙配臵。阶段考核：
2009年底前：完成芯片架构设计，进行芯片电路设计和验证，进行FPGA验证板测试，完成芯片版图设计，送出流片加工。
2010年底前：进行样片测试和验证，完成开发板评估板设计，完成物理层软件和协议栈软件设计，进行芯片测试验证和外场测试，提供终端芯片解决方案。
同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：与国际、国内相关标准的符合程度;芯片的主要功能及框架；芯片的制造工艺;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03002-004 TD-LTE 终端射频芯片研发
研究目标：开发出TD-LTE的终端射频芯片的样片，满足3GPP TD-LTE 和国内相关技术规范的要求。
考核指标：每个承担单位2009年提供20个终端射频芯片科研样片，2010年提供1000片TD-LTE 终端射频芯片样片。
具体技术要求为：
– 符合3GPP TD-LTE 及国内相关规范要求； – 支持多频段，包括2300-2400MHz、2010-2025MHz和1880-1920MHz；
– 支持可变速率带宽，包括5MHz, 10MHz, 15MHz和20MHz； – 支持64QAM,16QAM,QPSK,BPSK调制方式； – 下行支持MIMO 方式为2×2多天线配臵；
– 支持无线信道跨频段切换，切换时间<80us，方便组网频点选择；
– 集成射频收发前端（除PA外）和模拟基带处理，提供数字基带接口；
– 接收机提供大于100dB动态范围，步进精度至少1dB； – 发射机提供85dB动态范围，步进精度至少0.5dB； – 发射误差矢量幅度（EVM）<小于2.5%；
– 支持多接收时隙独立增益自动控制，满足无线资源的快速调度。
阶段考核：
2009年底前：完成射频芯片第一次电路级设计和仿真验证，并流片，完成芯片测试。
2010年底前：完成射频芯片第二次电路级设计和仿真验证，并流片和测试，提供工程芯片样片。
同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：与国际、国内相关标准的符合程度;芯片的主要功能及架构；芯片的制造工艺;申请发明专利数和预期授权率。实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03002-005 TD-LTE 数据卡终端研发
研究目标：2009目标为完成数据卡软件和硬件系统设计和开发，2010完成试验数据卡终端的测试，并实现部分量产，为商用数据卡提供参考。
考核指标：2009年交付数据卡样机50部，2010年提供600个试验数据卡，参加技术试验和规模试验。需要满足：
– 满足3GPP R8相关规范要求和性能指标要求； – 简洁易用、稳定的MMI操作设计；
– 标准统一的API接口能力，便于后续业务扩展； – 通用标准化的硬件接口，便于与各类计算机连接。申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：主要性能指标；数据卡支持的业务功能;总体方案设计;符合国际、国内相关标准情况;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:3。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。
2009ZX03002-006 TD-LTE 基站天线的研发
研究目标：研究和开发满足TD-LTE系统以及网络部署需求的多天线设备，满足多天线及智能天线的结合，仿真验证可满足3GPP及国内相关技术规范的要求，与系统设备相配合，通过实验室/外场测试，建设相应示范点，最终满足TD-LTE 网络部署要求。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：天线设备的主要技术指标；智能天线与MIMO结合状况及性能验证;采用的关键技术及算法;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：企业牵头承担，联合高校、研究单位参与。2009ZX03002-007 TD-LTE TTCN规范研究
研究目标：在对TD-LTE终端一致性测试技术进行深入研究的基础上，提出TD-LTE终端的一致性测试方案和测试内容，制定相应的测试规范，提交中国通信标准化组织CCSA形成我国的通信行业标准，进而向国际标准化组织3GPP进行提案输入，进一步完善国际标准。
考核指标：完成TD-LTE 终端一致性测试规范的撰写并提交给相关标准化组织，至少包括两份测试规范：《TD-LTE射频一致性测试规范》和《TD-LTE协议一致性测试规范》，且测试规范中的测试项目覆盖率不低于同期LTE FDD的80%（2009年、2010年分别完成40%）。
同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提交 的相关规范及主要内容;提交的国际、国内文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为6:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。2009ZX03002-008 TD-LTE TTCN基本测试集仪表开发
研究目标：开发基于独立硬件平台或基于系统硬件平台，支持TD-LTE终端一致性测试的规范及TTCN基本测试代码集。
考核指标：提供一套TD-LTE TTCN仪表，支持3GPP TS36 R8、R9终端一致性系列测试规范的基本集，包括对TD-LTE终端NAS层，RRC层，PDCP层，RLC层，MAC层等的各个特性进行独立测试、业务组合及不同系统间切换等测试。2009年完成原型样机开发，2010年完成基本集开发，并提供两套用于技术试验和规模试验。
同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：所能够设计与实现的测试业务功能集、测试例数量；总体架构、软硬件设计；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03002-009 TD-LTE无线综合测试仪表开发
研究目标：促进TD-LTE技术和产品研发，依据3GPP TS36系列 Release 8、9、TD-LTE标准，研制硬件平台和设计软件模块，开发出符合3GPP及行业标准要求的TD-LTE无线综合测试仪表。
考核指标：2009年提供两套无线综合测试仪表样机，用于技术试验；2010年提供两套无线综合测试仪表，用于规模试验。实现TD－LTE物理层、高层协议设计，支持多种MIMO技术方案、支持自适应编码调制技术、支持HARQ技术，支持多种信道环境的信道模拟研究与验证，支持终端射频指标分析与测量算法。
同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：测试仪表实现的主要技术指标（物理层、高层协议设计、支持多种信道环境的信道模拟研究与验证、支持射频指标分析与测量算法）;仪表的硬件平台开发及软件设计方案；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2011年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。2009ZX03002-010 LTE公共测试验证平台建设
研究目标：开发和构建TD-LTE及FDD公共测试验证平台，实现TD-LTE及FDD产业链芯片、终端、系统、仪表各环节联合测试，对TD-LTE及FDD研发与产业化提供支撑并形成公共互动，联动产学研用各方力量，推进产业链各环节协调发展。考核指标：
（1）建立TD-LTE及FDD虚拟实验室、仪表环境，实现高性能公共仪器仪表共享机制；
（2）开发和构建TD-LTE及FDD仿真平台、技术测试验证实验室、模拟网络环境；
（3）构建20个基站左右（每个厂家3-5个基站）的外场验证和技术试验环境；
（4）对TD-LTE及FDD在关键技术、技术样机、开发和互操作等阶段技术和产品进行全面测试验证。
申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：平台构建方式及主要实现的功能、提供的室内、外场整体环境方案;提交国内、外标准文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为4:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03002-011 TD-LTE公共技术与业务应用平台建设
研究目标：建设面向实际网络应用的TD-LTE公共技术与业务应用平台，以保障TD-LTE产品开发满足市场需求,并具备可运营、可管理的能力，同时降低产业风险,加快产业化进度；结合3GPP R9标准化进程。针对几种典型业务和应用进行研发：
（1）针对TD-LTE无线网设备和终端芯片进行研究和测试，完善 TD-LTE标准和产品技术要求，推动产品成熟；
（2）对工程实施以及组网的关键问题进行研究，提出组网方案并进行验证。为TD-LTE的规范制定以及未来网络规划和建设提供支持；
（3）对TD-LTE技术的业务应用进行研究，针对几种典型业务和应用进行研发；
（4）研究并支持TD-LTE和TD-SCDMA等网络之间互操作。考核指标：建成TD-LTE公共技术与业务应用平台，同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：实现的功能与典型业务和应用;整体环境构建方案;提交国内、外标准文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：运营企业牵头承担，产学研用联合。2009ZX03002-012 TD-LTE组网技术的研究
研究目标：建立完整的包括各种应用场景下TD-LTE无线组网技术理论和模型，为TD-LTE大规模商用组网提供理论依据。
考核指标：
（1）建立适合TD-LTE技术的组网模型和链路预算模型，针对各种应用场景提供有效的组网方案；
（2）形成TD-LTE组网技术研究报告。同时，申报单位须提供下列指标（但不限于）建议：主要研究成果及内容，如组网模型和链路预算模型、针对各种应用场景提供有效的组网方案等;TD-LTE关键技术分析;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。2009ZX03002-013 LTE业务应用及网络演进研究
研究目标：发挥运营商业务与需求引领作用，体现以业务与需求为导向，提出LTE业务及应用场景，LTE网络演进方式及对LTE/SAE产品的要求。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）建议：宽带无线移动通信的业务应用需求与模式、LTE业务应用及应用场景、LTE网络演进方式、LTE/SAE技术和产品的要求等研究思路;提交标准文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：运营企业牵头承担，产学研用联合。2009ZX03002-014 LTE 网络规划工具开发
研究目标：开发支持TD-LTE技术的网络规划工具，为TD-LTE及 LTE FDD网络建设和规划提供强有力的组网支撑。2010年完成规划工具开发并用于规模实验，2011年完成规划工具的完善。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：所能够实现的LTE网络规划功能；可实现的传播模型、多种环境下的网络仿真/规划能力；针对LTE特定的技术与业务网络规划能力；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2011年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2.3 项目2008ZX03003：IMT-Advanced研发和产业化
2009ZX03003-001 IMT-Advanced TDD特定技术研发
研究目标： 深入挖掘TDD特定技术在实现IMT-Advanced高性能需求中的优势，实现IMT-Advanced TDD系统设计，研究开发具有自主知识产权的IMT-Advanced TDD核心技术，推进相关技术的应用研究和标准化。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成IMT-Advanced TDD特定技术的研究和方案设计；完成用于IMT-Advanced TDD特定技术评估和测试的仿真平台，提供仿真结果及完善的方案评估分析；开发IMT-Advanced TDD特定技术试验验证原型平台，完成技术验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-002 IMT-Advanced频谱聚合技术研发
研究目标：针对IMT-Advanced可用频段资源上存在非对称频谱、跨频带离散频谱资源等频谱分布现状，实现自适应频谱感知、动态频谱管理等高效频谱聚合技术，提高IMT-Advanced系统的频谱资源利用效率，完成频谱聚合技术的评估验证平台，并向国家无线电管理部门和ITU等组织提供IMT-Advanced频谱分配及使用的建议。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提出针对IMT-Advanced系统频谱高效利用的频谱聚合技术方案；完成用于频谱聚合技术评估和测试的仿真平台；提供仿真结果及完善的方案评估分析；开发IMT-Advanced频谱聚合技术的试验验证原型平台，完成技术验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-003 IMT-Advanced协作多点传输技术研发 研究目标：突破现有系统中单点非协作传输模式对频谱效率的限制，提高系统的平均吞吐量和边缘吞吐量，有效抑制小区间干扰，进一步扩大小区覆盖，提高频谱利用率。产生一批具有自主知识产权的协作多点传输技术，推进相关技术的应用研究和标准化。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成适用于IMT-Advanced系统的协作多点传输技术方案；完成用于协作多点传输技术的评估和测试的仿真平台，提供相应的仿真结果及完善的方案评估结果；开发IMT-Advanced协作多点传输技术试验验证原型平台，完成方案验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。2009ZX03003-004 IMT-Advanced中继技术研发
研究目标：研发中继技术，突破IMT-Advanced系统在系统容量、覆盖范围、覆盖盲点、网络建设及维护成本、系统性能方面的限制，产生一批具有创新性及自主知识产权的中继关键技术，推进相关技术的应用研究和标准化。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提出适用于IMT-Advanced系统的中继技术方案；完成用于中继技术评估和测试的仿真平台，提供仿真结果及完善的方案评估分析；开发 IMT-Advanced中继技术试验验证原型平台，完成方案验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-005 IMT-Advanced增强MIMO技术研发
研究目标：突破单用户、多用户、多小区、分布式及协作MIMO传输技术，获取创新研究成果和核心技术专利，形成较为完整的IMT-Advanced增强MIMO技术方案，向标准化组织提交IMT-Advanced标准化提案。完成关键技术的开发与试验设备，进行技术演示验证。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：满足ITU IMT-Advanced最小技术要求,分布式天线系统具有更高的小区边缘频谱效率和系统总频谱效率；完成1套各个技术点的链路仿真和系统仿真，完成算法验证试验平台；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。鼓励地方政府积极投入配套经费。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-006 IMT-Advanced多址技术研发
研究目标： 突破蜂窝与分布式网络架构下多小区下多用户信号设计与复用技术，解决小区内及小区间的无线资源共享和重用问题，提高系统容量和频谱效率，产生核心专利技术，向国际标准化组织提出相关技术提案。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：满足ITU IMT-Advanced最小技术要求；实现关键技术验证的硬件平台与演示验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-007 IMT-Advanced新型无线资源管理研究及验证
研究目标：突破新型网络架构、接纳及切换控制策略、异构融合网络的无线资源管理、Idle模式控制算法、动态频谱接入模型等关键技术，建成IMT-Advanced新型无线资源管理方案的试验平台，形成核心技术专利和国际标准提案。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成测试IMT-Advanced 新型无线资源管理方案评估和测试验证的仿真平台；开发建设可用于验证IMT-Advanced新型无线资源管理方案的试验平台并完成技术验证；向国内、国际标准化组织提交技术文稿
数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-008 IMT-Advanced关键技术仿真平台
研究目标：依据IMT-Advanced系统需求，在对关键技术进行充分研究的基础上，开发IMT-Advanced链路级仿真平台，进行关键技术验证和性能评估，为IMT-Advanced技术方案和关键技术第三方评估提供支撑。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成IMT-Advanced无线传输技术评估方法学研究，在此基础上完成关键技术仿真验证平台，可以在ITU规定场景下对IMT-Advanced系统实现链路级仿真；并对IMT-Advanced所涉及的无线传输关键技术进行评估，提交评估报告和相关标准提案。申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请，注重与前期国家支撑计划的有机衔接。
2009ZX03003-009 IMT-Advanced关键技术试验平台开发
研究目标：针对IMT-Advanced关键技术和系统方案构建一个开放的、可扩展的、可重构的、通用的软、硬件技术验证原型机平台，搭建业务模拟平台，数据采集和分析平台，信道和场景模拟环境，建立完善的实验室测试和验证环境，支持面向IMT-Advanced的无线接口关键技术验证，系统性能评估和概念演示，为IMT-Advanced技术方案和提案提供支撑，促进IMT-Advanced标准化进程。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成IMT-Advanced关键技术及系统方案验证平台，构建满足ITU要求的室内外移动环境；支持算法代码级、模块级、分系统级、系统级评估验证，支持空中接口的关键技术试验验证及天线评估验证，支持多业务、多场景的试验验证；向国际、国内标准化组织提交技术提案数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请，注重与前期国家支撑计划的有机衔接。
2009ZX03003-010 802.16m技术方案研发与评估
研究目标：突破802.16m在物理层、高层协议和网络架构方面的关键技术，建成系统仿真平台和关键技术硬件验证平台，形成802.16m技术方案。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成802.16m系统技术方案报告，完成802.16m的软件仿真平台和原型系统验证平台;提交国际文稿数量和预期采纳率;申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03003-011 IMT-Advanced开放性关键技术研究
研究目标：面向IMT-Advanced标准化和未来宽带无线传输需求，研究与之相适应的创新型无线通信关键技术，向国际、国内标准化组织提交技术提案，并针对IMT-Advanced系统需求进行技术评估。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：针对IMT-Advanced典型场景进行评估，在所适用的场景中的主要性能评估；完成相应技术方案的仿真或实验验证演示；向国内、国际标准化组织提交文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2.4 项目2008ZX03004：移动网络、业务应用和终端研发
2009ZX03004-001无线泛在网络架构研究和总体设计
研究目标：提出移动蜂窝接入、无线接入、短距离和传感器等组成的无线泛在网络的总体设计和网络体系架构建议，掌握组网技术。对无线泛在网络环境下用户环境感知性、异构无线服务网络共存与协同、异构网络的移动性管理、网络开放和透明等技术开展研究。推动国际标准化工作。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提出无线泛在网络体系架构建议和网络总体设计,搭建示范验证环境,积极在国际标准组织（ITU-T、3GPP、IETF）研究中发挥作用；提交的标准建议文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03004-002 全IP宽带移动网络架构及关键技术研究
研究目标：研究下一代面向宽带移动互联网的全IP宽带移动网络架构及关键技术研究，包括面向宽带移动网络的IP承载网络架构及其关键技术研究；包括可支持大规模分层路由架构，支持基于策略进行网络资源动态调配等关键技术研究；支持移动互联网业务的控制层网络架构研究，包括用户管理，计算资源、带宽资源、数据资源共享能力、业务和网络能力的动态部署和监控等。掌握核心技术，推动标准化。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：全IP宽带移动网络体系架构设计及关键技术研究；关键技术仿真；搭建试验验证平台,对突破的关键技术进行验证；提供业务演示环境；向国际标准组织（ITU-T、3GPP、IETF）提交标准建议文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。2009ZX03004-003 宽带移动网络安全技术研究
研究目标：全面分析宽带移动网络安全威胁与安全需求，研究提出宽带移动通信网络的总体安全体系架构，包括鉴权认证机制、安全域划分策略、技术防护方案等；进行协议及网络架构脆弱性分析，建立漏洞库及相应的攻防工具集；基于TD-LTE和宽带无线接入网络搭建试验环境，对突破的关键技术进行有效性验证。掌握核心技术，推动国际标准化。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：分析移动网络的安全威胁和安全需求，提出宽带移动网络的安全体系结构，对安全算法、安全控制等关键技术进行仿真和原型系统开发；搭建实验环境验证关键技术；提交标准技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为2:1。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。2009ZX03004-004 宽带移动业务关键技术开放式研究
研究目标：面向未来2G/2.5G/3G/LTE多种异构网络环境，应对移动业务多媒体化、宽带化和互联网化的特点，在异构网络环境下，研究支撑移动业务多媒体化、移动化和互联网化的业务实现及业务信息安全关键技术。内容包括但不限于研究适应异构网络多种带宽条件下移动业务开展的关键技术，适应未来移动网络环境的多媒体编解码技术及传输协议（如多媒体编码容错技术、立体视频技术等）、研究未来移动互联网业务实现（如结合移动通信上下文的智能搜索技术等）、移动业务安全保障等方面的关键技术，并对相应技术进行仿真或实验验证。向国际、国内标准化组织提交技术提案，形成基础性核心技术及知识产权。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：完成相应业务应用技术方案；相应业务应用仿真或实验验证；提交标准技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03004-005 手机新型操作系统、应用平台和中间件的发展策略研究
研究目标：为适应移动互联网迅猛发展的形势，针对新一代终端
的功能特点，研究操作系统、中间件和终端应用平台的发展策略，分别提出操作系统、中间件和应用平台的技术要求、发展思路和实施策略。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提交研究报告，包括技术、市场分析、策略分析、实施建议等内容。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为3:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。2009ZX03004-006 终端共性技术开放式研究
研究目标：面向未来终端发展趋势，研究与之相适应终端共性关键技术，例如移动终端省电技术、终端显示技术、多频多模等方面的技术和终端统一的外设接口要求等。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提交所研究共性关键技术的研究报告、标准建议等;提交标准技术文稿数量和预期采纳率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03004-007 新型移动用户识别卡应用及关键技术开放式研究
研究目标：面向移动互联网及下一代移动通信网络对移动用户识别卡（以下简称SIM卡）能力的要求，研究与之相适应的SIM卡应用
及相关关键技术,并进行技术评估。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：提交关键技术解决方案、新型SIM卡架构、新型SIM卡产品技术标准建议等；完成相关技术方案的仿真或实验验证演示；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例：中央财政投入与其他来源经费比例为1:1。组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2.5 项目2008ZX03005：宽带无线接入研发和产业化
2009ZX03005-001 宽带无线接入技术测试与评估环境开发
研究目标：针对各种不同覆盖范围、不同应用场景的宽带无线接入创新技术、无线多媒体广播技术和异构无线接入创新技术，开发相应的测试和评估技术，提出有效的测试方法、测试规范和评估方法。研究业务模型的建模与测试，信道模型的测量、建模与测试；研究链路级软、硬件测试方法与测试平台的建设，多场景的网络级软件与半实物仿真测试方法与测试平台的建设，建立测试和评估的实验环境。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：建立测试规范；开发测试和评估工具；建设内外场测试和评估环境；支持各种典型衰落无线信道下的无线传输测试；开展宽带无线接入创新技术的测试和评估；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为3:1。鼓励地方
政府积极投入配套经费。
组织实施方式：产学研联合申请。
2009ZX03005-002 复杂环境和机动应用的宽带无线接入系统开发与示范应用
研究目标：研究机动和应急系统的需求；研究具有环境适变和自组织功能的系统架构；研究多模式组网技术、高效链路传输技术、频谱自适应技术、能量管理与低功耗节能、系统易扩展性和高可靠高安全等关键技术。针对国家在重大突发事件中应急通信的需求，满足公共安全、灾害救援等特定行业和应用环境对宽带无线接入系统快速应用、机动和安全的要求，开发支持灵活的网络架构、支持复杂环境和机动应用、具有高可靠性、高安全性的、具有自主知识产权宽带无线接入系统与设备，开展典型应用示范，性能评估与测试，形成标准建议提案。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：开发 6套支持应急通信机动功能和复杂环境应用的宽带无线接入系统设备和终端设备。系统关键技术具有自主知识产权，支持与卫星/公众移动通信系统及现有集群系统的互联互通，支持双向鉴权、端对端加密、语音调度、数据查询、定位、数据广播等功能；高效的大范围的覆盖，能够快速部署，抗干扰能力强，适用于复杂地理和恶劣天气的环境；支持高速率的数据传输，终端信息传输速率大于2Mbps，支持大于60km/h的移动通信；网络资源灵活配臵，满足各种业务的需求；能够与现有指挥调度平台连接，实现应急指挥调度功能；实现
低功耗、节能的基站和终端设备。构建不少于6种满足公共安全、紧急事件、行业应急要求的典型应用示范与验证；提出标准建议提案；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03005-003 面向重点行业应用的宽带无线多媒体接入系统开发与示范应用
研究目标：研究低成本、可伸缩、可配臵的无线多媒体网络架构；研究高效传输技术、高效多址技术、动态信道分配技术、中继和协作、智能天线、分布式系统、低成本终端等关键技术。开发支持多媒体业务、互联网业务、多媒体集群业务，具有我国自主知识产权的，面向重点行业可持续发展的宽带无线接入系统。系统应具备抗多径抗干扰能力强、频谱利用率高、覆盖大、网络基于全IP架构、窄带业务与宽带业务兼容、提供廉价宽带多媒体接入服务等主要特征。满足无线数字城市、行业信息化、指挥调度、城市专用通信及海外市场等需求。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：开发支持多媒体应用的宽带无线接入系统，研制核心芯片，开发相应的系统设备和终端设备；系统关键技术具有自主知识产权，系统频谱效率3.5-10bit/Hz，支持大于120km/h的移动通信；支持大范围同频组网；支持低成本终端和服务；支持话音、视频，移动互联网、指
挥调度等业务；构建不少于50个用户，支持多媒体业务的重点行业应用示范网络；提出标准建议提案；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2.6 项目2008ZX03006 短距离无线互联与无线传感器网络研发和产业化
2009ZX03006-001 传感器网络关键技术研究
研究目标：针对传感器网络应用特点，继承国内已有研究基础，进行关键技术攻关，形成较为完备的信息聚合传感器网络关键技术体系，为十一五传感网设备研制提供补充关键技术，以及为标准化、下一代传感网演进提供技术支撑。
研究传感器网络的高效传输、自治组网、协同处理、软件、共性应用支撑等五类技术。申报单位可申请下述研发内容的全部或各个分项。
本课题具体研究目标和考核指标如下： 1.传感器网络高能效通信技术研究：
研究目标：传感器网络复杂地表环境下的信道建模和高能效高可靠传输技术研究以能效比为优化目标的自适应调制编码、准同步分布式分集传输技术研究；高效率、高线性度、低噪声、高频率稳定度的数模混合功率放大器设计与实现；支持
低能耗、快速自适应节点状态切换技术研究；研究无线传感网低复杂度干扰检测技术和动态自适应干扰避让技术。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：包含系统能耗模型和特殊信道模型的系统级软件仿真和半实物仿真平台，发射功率<10mW，传输速率>50Kbps，地表通信距离>50米，节点工作状态切换时延<500us；存在多音干扰、部分阻塞干扰时能够正常工作；发射功率、传输速率、通信距离、节能效率等指标建议；申请发明专利数和预期授权率。2.传感器网络组网关键技术研究：
研究目标：节点动态部署技术；动态休眠与组网技术联合设计；分簇组网技术；可配臵多属性异构传感网组网技术；跨层组网协议；传感网拥塞控制技术；容迟条件下的分布式消息投递、查询与存储技术、组网协议设计及其评价方法;探索适应未来泛在网络的超大规模无线传感网编址寻址技术。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：建立多种组网协议；申请发明专利数和预期授权率。3.传感器网络协同体系架构研究: 研究目标：传感器网络协同体系架构目标分析；协同体系构件及关联定义；协同体系层次模型、信息流描述及统一表征方法可行性探索；基于目标定位的协同架构可行性验证及平台建立；
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体
建议：传感器网络协同体系基本架构及统一表征可行性报告；目标定位验证平台；申请发明专利数和预期授权率。4.传感器网络专用操作系统关键技术研究：
研究目标：传感网专用OS架构；实时调度技术；虚拟及动态存储技术；动态能量管理技术；代码自动生成技术；集成上述技术，实现传感网专用操作系统。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：专用OS框架；微内核操作系统，核心最小支持4K RAM运行，完整功能镜像<128K FLASH；8M主频CPU条件下，中断响应时间<5uS，现场转换时间<10uS；支持硬实时条件、抢占和动态优先级；适应从微节点到复杂节点需求；可跨平台工作；申请发明专利数和预期授权率。5.传感器网络共性支撑技术研究：
研究目标：可编程传感器网络模型、可编程协议设计、虚拟机和移动代理设计、情境感知的可编程技术；无线传感器网络安全模型；安全协议设计、容侵容错技术、密钥分配与管理等。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：代码可重用性提高50%以上；无线传感器网络安全协议。同时，申报单位须提供下列指标建议：提交国内、国际标准技术文稿数和预期采纳率，申请发明专利数和预期授权率；申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为3:1。鼓励地方政府积极投入配套经费。
组织实施方式：鼓励产学研用联合申请。
2009ZX03006-002 传感器网络标准化与测试验证平台研究
研究目标：研究建立传感器网络国家标准化体系框架及参考模型；研究组网、传输、信息处理、测试、接口等关键技术标准；研究典型应用子集标准；建立标准测试、验证平台；建立传感网应用技术规范和系统测试平台。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议：建立标准化体系框架；完成相应的基础技术标准提案；完成相应的应用子集标准提案；建立标准验证与测试平台；制定国家核心技术标准；申请发明专利数和预期授权率，提交标准提案数和预期采纳率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为3:1。组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03006-003 中高速传感器网络系统设备、接入设备研制与规模化制造技术
研究目标：研制具备多元化信息采集能力、高速传感信息传输和大数据量传感信息聚合能力的中高速系列系统设备和接入设备，包括适应复杂信道的高效传输机制、中高速传感网协议栈实施方案；研制
具有高性能信息处理能力的节点设备；设计支持多种类型中高速传感网设备开发的物理开发平台和集成开发平台；集成中高速传感器网络基带、射频以及协议芯片组件；突破软硬件一体化、双模、电磁兼容、可靠性可维修性等设备级技术；研究规模化制造与测试技术；建立完善的中试线和批量化测试线。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议： 产业化考核指标：系统设备、接入设备进入中试，2010年进入批量化生产。
技术考核指标：通视传输距离5km，传感信息数据传输速率500Kbps-2Mbps；系统设备和接入设备计算能力满足高速数据传输和融合处理要求：系统设备一体化集成高性能计算组件，其计算能力不低于50GFlops；接入设备一体化集成高性能计算组件，其计算能力不低于100GFlops；支持蜂窝移动网络接入。
申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03006-004 低功耗传感器网络系列节点、网关设备的研制与产业化
研究目标：继承已有信息聚合传感网方面相关关键技术，集中攻克低功耗传感器网络节点级补充关键技术；研制系列适用于规模性密
集布设和自治组网的小型化、低功耗、高性能的节点；具有连接主流移动通信网和中高速传感网的数据业务接入能力及区域管理能力的系列网关设备；研制支持二次开发的物理开发平台和集成应用开发平台；开发基于专用操作系统的节点级系统软件；建立集成开发环境及测试、评估等系统；针对传感网行业应用，研制系列节点产品；建立完整中试及测试线；完善传感网典型行业设备解决方案及相关设备生产线的技术支持能力。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议： 产业化考核指标：研制节点、网关设备等系列传感器网络设备，满足多应用、多类型传感器接入等要求；建立低功耗节点设备中试线1条；建立完备的规模化设备测试线；为项目其他课题中传感网应用示范提供样机支持。
技术考核指标：节点具备随机布设组网及支持异构组网能力。网关设备具备信息聚合、处理、信息选择分发等功能，支持子节点组网规模大于128个，满足蜂窝移动网络、中高速传感网等网络接入要求；提交相关行业技术标准提案。
申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:2。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的100%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03006-005中高速传感器网络基带、射频芯片的研发与产业化
研究目标：针对中高速传感器网络系统设备、接入设备的低成本、小型化、高可靠性等方面的要求，研制中高速传感器网络基带（含协议）、射频芯片，应用于中高速传感网设备，为设备和产业化提供芯片支持。
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议： 产业化考核指标：2010年上半年为节点设备和应用示范提供芯片支持，2010年进入批量化生产，实现批量化销售。
技术考核指标：研制完成射频芯片、基带芯片，并集成信号采集、信号协处理、网络管理等功能，形成单元模块。接收灵敏度（SNR=10dB），带外抑制度（±0.5MHz），AGC增益动态范围，PLL锁定时间，数据传输速率，误码率(Eb/N0>12dB)，支持信道（如高斯信道、瑞利信道）。
申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03006-006低功耗传感器网络核心芯片及片上系统研发与产业化
研究目标：针对低功耗传感网节点设备的低成本、低功耗、小型化、高可靠性等方面的要求，研制低速的无线传感网核心芯片，以及集射频、基带于一体，具体通信、处理、组网能力和传感能力的低功
耗片上系统等。为低功耗传感网设备和产业化提供芯片支持
考核指标：申报单位须提供下列指标（但不限于）的具体建议： 产业化考核指标：2010年上半年为节点设备和应用示范提供芯片支持，2010年形成批量化销售。
技术考核指标：核心芯片的静态功耗，芯片封装面积，接收灵敏度（SNR=10dB），带外抑制度（±0.5MHz），AGC增益动态范围，PLL锁定时间，节点数据传输速率；片上系统: 集射频、基带、处理、传感于一体。
申请发明专利数和预期授权率。
实施期限：2009年1月至2010年12月。
经费比例: 中央财政投入与其他来源经费比例为1:1.5。其中地方财政投入资金应不低于中央财政投入的50%。
组织实施方式：产学研用联合申请。
2009ZX03006-007 传感器网络与移动通信网的结合技术及其M2M业务应用研究与示范验证
高速移动无线信道 篇7
在无线通信的发展过程中,合作通信是近几年来发展最快的研究领域之一。这一技术的核心思想是网络中多个节点进行资源共享,从而实现整个网络节约资源的目的。只要网络中终端数目超过两个,就有可能采用中继协作方式进行通信[1]。
采用中继协作方式进行通信时,协作伙伴的选择是一个关键的问题。关于协作伙伴的选择也有很多策略如Song Wenmiao等提出了基于最小错误率的伙伴选择方法[2];Nam Soo Kim等根据接收端接收到的中继信号的强弱选择[3]等。信道容量是系统性能的重要参量之一,研究以信道容量最大为约束条件时合作伙伴的选择是有意义的。中继节点个数,位置和天线的根数对信道容量均有很大的影响,文章主要研究中继节点位置对信道容量的影响。
文章通过分析模型构造了一个特定函数,并从该函数的特点出发,得出了信道容量的表达式。通过分析计算和系统仿真可知,中继节点位置存在使信道容量最大的唯一最优值,这一结论有效的缩小了中继节点位置选择的范围,有助于提高协作伙伴选择的效率。文章通过仿真还讨论了信道衰落模型中传输吸收常数和路径损失指数对信道容量的影响。仿真表明随着传输吸收常数和路径损失指数的增大,中继节点的最优位置将更加靠近目的节点,但对应的信道容量的最大值将减小。
本文组织如下:首先在第一部分给出系统模型;第二部分从数学公式角度分析了中继节点的位置对无线信道容量的影响,得出了信道容量的具体表达式,并试图寻找以容量最大为约束条件时,中继节点的最优位置;第三部分给出一个具体的数值例子,通过系统仿真表明本文的分析方法正确,并进一步分析了信道传输吸收常数和路径损失指数对信道容量和中继节点最优位置的影响;第四部分总结全文。
2 系统模型
无线通信中继信道模型如图1所示。该中继信道是由三个终端组成的传输信道。这些终端分别定义为源节点(Source)、中继节点(Relay)和目的节点(Destination)。源节点以功率1P发射信号Xs,中继节点接收到的信号为rY,然后对rY进行某种检测和(或)解码,再编码后以功率2P发送信号Xr;目的节点接收的信号记为dY。信号在传输的过程中同时受到衰减和噪声的影响。假设中继节点接收机接收到的噪声为Zr~N(0,Nr),目的节点接收到的噪声为Zd~N(0,Nd)。
源节点和目的节点的距离设为d,假设源节点和中继节点之间的距离为x,不失一般性和简化考虑,中继节点和目的节点的距离为(d-x)。信号衰减系数表达式为:h(x)=e-γx(1+x)δ,其中γ≥0是传输吸收常数(γ只有在真空环境下等于0),δ>0是路径损失指数(一般情况下取值为2~6)[4]。源节点和目的节点之间的信道衰减系数为:hsd=h(d)=e-γd(1+d)δ,源节点和中继节点之间的信道衰减系数为hsr(x)=h(x)=e-γx(1+x)δ,中继节点和目的节点之间的信道衰减系数为hrd(x)=h(d-x)=e-γ(d-x)(1+(d-x))δ。由上面的表达式可知hsr(x)是x的单调减函数,hrd(x)是x的单调增函数。对应的边界条件为:h sr(0)=hrd(d)=1,hsr(d)=hrd(0)=hsd。
3 信道容量分析
3.1 容量计算
Cover和Gamal已经证明了退化无线中继信道容量为[5]:
根据式(1),经过计算可得到信道容量为[6]:
3.2 分析计算C(x)和xopt
把可取到容量最大值的x记为xopt,最大容量值记为Cmax。
由hsr(x)的表达式可知h sr(x)是x的单调减函数,而hrd(x)是x的单调增函数,从而f(α,x)是x的单调增函数,同时f(α,x)是α的单调减函数;同样g(α,x)是x的单调减函数,是α的单调增函数。令y(x)=f(1,x)-g(1,x),0≤x≤d,对于确定的x来说,f(1,x)是f(α,x)的最小值,g(1,x)是g(α,x)的最大值,因此y(x)是表达式(f(α,x)-g(α,x))的最小值。由f(α,x)和g(α,x)关于x的单调性可知y(x)是x的单调增函数。
因为y(x)是x的严格单调函数,利用高等数学连续函数零点定理可知,如果y(0)⋅y(d)>0,则y(x)=0在区间[0,d]上无实数根;如果y(0)⋅y(d)≤0,则y(x)=0在区间[0,d]上有且只有一个实数根。下面对y(0)和y(d)分情况讨论。
对于∀x∈[0,d]均有y(x)>0成立,即
故有C(x)=max0≤α≤1min{f(α,x),g(α,x)}=g(1,x)
即:
即
由式子(9)和式子(13)可得
4 系统的仿真分析
4.1 仿真条件
源节点和中继节点发射信号功率比值为:P1 P2=1.25,中继节点和目的节点接收噪声方差比为:Nr Nd=1,源节点和目的节点的距离设定为:d=1,路径吸收常数γ=0,0.1,0.2,0.5,0.8,1,2,路径损失指数δ=1.8,2,3,4 5,。
4.2 仿真结果分析
1.按照公式(2)和依据本文结论公式(16.1)仿真的得到的信道容量曲线对比图如图2所示。
从仿真图形上可以看出两条曲线基本重合。各自得到的协作中继位置的最佳值分别为xopt=0.4600和xopt=0.4610。仿真结果说明了本文所得结论的正确性。
2.运用本文结论,通过仿真计算得出不同γ和δ下信道容量最大值Cmax(见表1)和对应的中继最优位置xopt的值(见表2)。图3给出γ=1,δ=1.8,2,3,4 5,时信道容量曲线。图4给出γ=0,0.1,0.2,0.5,1,2,δ=2时信道容量曲线。
从表1,表2和图3,图4可看出,随着传输吸收常数γ和路径损失指数δ的增大,中继最优位置xopt的取值变大,而信道容量的最大值Cmax变小。这个结论与从物理模型得到的直观结果一致。
4 结束语
本文通过构造特定方程的方法分析了中继节点位置对信道容量的影响,同时仿真说明了信道衰落参数对信道容量的影响。给出了一个数值例子,通过系统仿真,得出了信道衰落模型中不同的传输吸收常数和路径损失指数下信道容量的最大值和中继节点的最优位置。这对中继位置的选择有指导意义。仿真表明,当传输吸收常数和路径损失指数增大的时候,中继节点的最优位置向目的节点移动,同时信道容量的最大值减小,这个结论具有很直接的物理意义。
参考文献
[1]FRANK H.P.FITZEK,MARCOS D.KATZ编,程卫军,闫晓东等译.无线网络中的合作原理与应用[M].北京:机械工业出版社,2009.
[2]SONG WEN MIAO,LI YONG QIAN,LI BAOGUANG,HU JIAN DONG.Cooperative partners selectionin the cooperative diversity ad-hoc network[A].The Second International Conference on Mobile Technology,Applica-tions and Systems[C].UK,2005,4.
[3]NAM SOO KIM,YOUNG SANG KIM.Cooperativediversity with combining in Rayleigh fading for wirelessad-hoc networks[A].8th International Conference on Ad-vanced Communication Technology[C].NJ,USA,2006,1:4.
[4]XIE LIANG LIANG,KUMAR P.R.A Network In-formation Theory for Wireless Communication:Scaling Lawsand Optimal Operation[J].IEEE Transactions on Informa-tion Theory,2004,50(5):748-766.
[5]COVER T M,GAMAL A A,Capacity Theorems forthe Relay Channel[J].IEEE Transactions on InformationTheory,1979,25(6):572-584.
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