4月25，2007年中国移动通信产业高峰论坛日在北京·亚洲大酒店召开。在中国3G产业全面启动之际，以移动通信的产业经济和网络技术为基础，分设室内覆盖、基站、测试、终端与标准、业务、平台等多个分论坛。

　　图为：清华大学信息技术研究院王京演讲。(骆磊 摄)

　　以下为其演讲全文：

　　王京：谢谢主任，各位来宾下午好！我下面代表清华大学另外也代表我们在承担国家“863”项目的所有的承担单位，向各位介绍一下有关未来移动通信技术研究我们取得的一些成果。主要分下面三个部分。

　　第一个首先介绍一下无线通信的发展和我们面临的问题。就是做完三代之后，我们如何往第四代或者是更远的距离看这个移动通信技术的发展。另外就是介绍一下我们有可能在下一代移动通信当中所采用的技术。第三个介绍一下“863”项目当中我们所实现的或者是验证的关键技术。

　　我们先看一下无线通信的发展。这个横轴代表着信道，纵轴代表着信道的容量。我以TACS为例，把它折成10K的语音，语音是模拟的，我们算一下信道的利用率和容量。那么到了第二代我们直接可以算到，到了第三代WCDMA的技术在不断地改进，逐渐地在逼近这个项目的信道。当然了，这个是相对来说比较粗的，我们在这个里面有很多钱，这也有一定的含义。那么实际上我们在蜂窝系统里面，我们用户的频率是要隔一定的距离，为了避免干扰复用的。那么当采用不同复用系数的时候，这里面的信道一除系数，频谱的利用率就会降低。那么这个最坏的可能是发生在小区的边缘的，因为那个地方会受到小区与小区的干扰，所以我这个横轴是一个干扰，是在蜂窝系统里面是一个自干扰的系统，实际上它受到了自己的干扰。

　　那么这真图也告诉我们这一点，如果我们再往下做的话，现在已经逼近到了相同的界了，我们还有余力做的画很有限。实际上以干扰来讲，在蜂窝系统里面不全面，这实际上还是一个衰落等等。我们真正达到这个界还是不太容易的，还是有很多的余地可以做的。那我们看一下，这是我们已经实现的东西，到了第四代，ITU也给出了一个数据，他的速率是100兆速率每秒。高速要支持250公里，效率我们可以算一下是2到10比特每秒每赫兹。如果功率不变是跟速率成正比的。

　　我们现在用的频率，可能比三代更高，就是在3G赫兹以上，这样的话，会以更快的扩展。再有一个就是小区的自干扰的问题。

　　那么前面刚才爱立信的专家也介绍了，可以用引入TD-SCDMA，但是当你引入了这样的技术的时候，实际上需要更高的窄道比，即使是在一个没有干扰的空旷的里面，它会受到发射功率的限制，覆盖率变小。就是我在薄弱的边缘的地方，你可能只能发到384K，但是你的边缘的速率会发生在小区的中心附近。如果你想增长速率就要增加功率。但是自干扰你增加功率也许没有用的。

　　另外一个我们为了解决高速率、高容量的问题，就是把小区变小。变小之后，我们用户的发射功率可以更小一点，信息速率可以上去，同时也可以给我们增加容量。这实际上在传统的蜂窝系统里面也这么做。但是有一些问题，首先增加容量这个概念，在小区小到一定的程度会发生变化。因为小区是靠信号衰弱来隔离另外一个小区的。如果小区容量变小的时候，销量的容量并不是增加了。除此之外增加小区的数量之后，增加的开销也会使你的容量渐渐变小。

　　如果我们实现100兆或者是1个G的传输速率的时候，除了刚才的方法，我们还有其他的方法，比如说QPSK、16QAM、64QAM等等。当然我们还有调制技术，在现在的技术当中采用了。如果逼近刚才说的数据，对于我们三代到四代来说还是一个本质，因为我们三代支持若干兆，一下子到几百兆或者是上个G是一个非常大的变化，用一个简单的技术是很难满足上白倍的增加的需求的。

　　那么我们翻回来看这张图，留给我们的空间是什么？我们几乎已经到达了极限，为了解决这个，一个是增加空间，实际上我们前面讲的技术的获得基本上是在频率和时间上面获得的好处。实际上还有一个空间没有用，用了之后可以成倍的增加信道。

　　横轮不是一个噪声，是一个干扰，如果我们用干扰抵消，像HSDPA在小区里面有很高的频率。在新一代的系统中，我们会更加关注其他几个方面。

　　我们引入第四代或者是新的技术之后马上要做的。那我们在关键技术里面，结合刚才讲的那个，首先奥利用空间，应该有很多种方法。一种就是我们利用分布天线的方法，就是把天线散落在空间当中。然后利用联合检测，来替代均匀覆盖的问题。因为我们的天线有一个问题，你想传一个信息，功率分布极不均匀。比如说是按照三次方或者是四次方衰减的。你想传一个5公里的信号，这实际上是资源的浪费。如果你把功率密度比较均匀的，那整个的功率密度变化会非常小，这样的话，对于整体的功率效率提高是没有用的。

　　除此之外限制我们很周期的原因就是我们小区的自干扰的问题，那么我们在小区的边缘采用交织的方法。当然，这是一种优于扩频来同频复用的方法。它可繁可简，可以用扩频来适应用户，复杂可以像叠加的技术，它支持更高吞吐的用户。

　　当你像引入技术的时候，如果MIMO获得跟天线数量同样的倍数的时候，我要增加两根天线，容量应该是两倍了。但是先天的条件是要求天线上面是处再一个非常丰富的散射的环境当中去。那么这样的话，像这种条件，一般的在我们这种环境里面，是很难完成的。毫无疑问，如果你不满足，用传统的方法来做，信道的容量会降低的。

　　如果说构建这样的系统，应该对环境的感知和检测还有适应，来满足我们的用户传输速率的需求。更强的是对环境的自适应，就是环境变的时候，你可能算法要发生变化。

　　那么在FuTURE项目当中，我们验证和使用了一些关键技术。首先就是一个小区结构的变化，把天线原来从集中的放置，均匀散落在小区的内部可以使小区产生覆盖的功率更加有效。上面是纯分布的天线系统，天线可以数字化之后直接进入到网络，当然希望以后有一个光的传输网络来支撑我们这样的系统。那么这个信号进入网络之后，它可以传到相应的计算单元。传统的基站不存在了，我们把Node分成了两块，一个是NodeA一个是NodeC，它没有任何的处理，只是在网络当中传。还有一个是NodeC是完成计算的单元的。

　　这个网络是具有交换等等的功能，QS比我们现在任何一个业务的QS都要高，因为它上面承载的是RF的数字信号。如果说在未来的10年能够实现这样一个网络，毫无疑问对于无线是一个支持。

　　这样的话，我若干个天线可以把信息交换到我相应的计算单元上去完成联合处理。这个时候用户可以跟着天线在走，从以基站为中心，变成了以用户为中心。

　　那么实现这个是一个漫长的路，实际上我们是需要一点点的过渡的。现在最容易实现的就是2AU，就是把天线简单地光纤拉远，而且是集中拉远。所以这一块，我们把这两个系统都进行了验证。

　　除此之外，中间还有一些过程，把若干个联合处理，变成了更大的基站的联合处理。那么从覆盖上面来看，你可能只覆盖的4、5公里，几个基站联合处理，到第二步可以是十几公里，到第三步可能是联合处理。那么联合处理的范围越大，你获得的收益越高。那么在这样的处理里面，我们验证了一个关键的技术，是一个分布式的MIMO。比如说我们是4个电线集中放置，另外4个是在车上的，这是一种结构。另外一个我可以把两个天线一起两个天线分开放成两部分，这也是一个机构。我也可以放成四块来构建这样的系统。

　　交织的方式来同频复用，适合多天线的联合检测。这实现了以用户为中心的天线切换，当用户移动的时候这个是跟着天线在走的。

　　另外再一个FuTURE项目当中调制采用了两种，在FDD模式里面我们使用了两个技术，一个是上行的GMC，是广义多载波技术。这个载波与载波之间不是重叠的，是分开的。下行采用了OFDM，这是在FDD系统里面。TDD用的都是OFDM，这有一个比较重要的环节，我们为了支持TD-SCDMA的演进，在结构方面都使用的TD-SCDMA。

　　那么技术路线是3G已经在采用了，我们继续沿用这样的技术。再一个就是天线自适应，有的时候天线不适合做复用，我要用它来做分级或者是多数成型。这样的技术在我们这个系统里面是平滑的，你类似于智能天线。在我们这样的系统里面，根据检测信道环境的变化，他来自适应刚才的算法，是他的信息速率最大。再一个是多用户分集与复用，利用远近的效应在移动通信当中十分明显，为了达到远端的传输功率密度非常不均匀，实际上我们可以利用这个不均匀，可以重复使用时间和资源，这样可以增加用户的信息，总体的吞吐量和用户的数量。

　　我们这个系统在上海去年10月份进行了演示，那么演示这个系统里面采用了RoF的分布无线系统架构。高速移动环境下支持40到100兆比特每秒的传输频率，采用的带宽是20兆的。

　　这个是外场试验的两个环境，因为我们当时为了验证这个系统选了两个比较典型的环境。一个是市环境，我们把这个天线放在这样4个角上，然后这个里面是每两簇天线是围绕在一个计算单元上，所以右上角是两个计算单元。下面是一个高架桥，是延安路就是上海沿岸高架这一块是覆盖了3、4公里的路，覆盖了2个基站，也是一个处理基站来共同控制的。

　　最后说一下结论，应该说我们宽带无线通信的需求，促使我们的技术有一个革命性的变化，我想这是从技术需求来反馈给我们做技术创新的。

　　另外我们在FuTURE项目当中，我们集中在几个创新点上，我们做了比较突出的研究，一个是整体的小区结构，另外一个就是抗衰弱的技术以及环境的自适应。

　　我们现在做的技术是没有针对ITU的框架，我们认为是一个更普遍的技术，它推广到ITU下面的体系架构，这是一个完整的技术规范和标准。另外这个技术也可以在其他的方面来得到推广、应用。比如说像无线的城域网等等这些方面都是可以得到应用的。谢谢各位的关注！