➢ 研究新一代的移动通信系统，突破传统蜂窝体制的限制，以 获取更高的频谱效率和更大的系统容量。
➢ 一种直观的想法是简化基站的结构和功能，使之成为只需完 成信号的收、发功能和进行简单的信号预处理的“无线信号 收发单元” ，并通过光纤、同轴电缆或微波无线信道与核心 处理单元连接，在核心处理单元完成信号处理功能。--分布 式无线（移动）通信系统。
4 DWCS中的新概念－（1）分布式
➢ 地上：分布式天线系统 天线散布于整片区域中，将接收到的无线电波转化为光信号
➢ 地下：分布式光纤系统 光信号通过光纤网传至各处理器，进行分布式计算处理
10.1 分布式无线通信系统
4 DWCS中的新概念－（1）分布式
➢ 分布式处理系统： ✓ 各处理器分别负责一部分天线信号的处理，包括信号的调 制/解调，编码/解码等等； ✓区域内所有处理器进行分布式计算； ✓采用软件无线电技术。
10.2 平流层气球通信系统
2 工作原理和系统组成：（2）系统组成
10.1 分布式无线通信系统
4 DWCS中的新概念－（1）分布式
➢分布式核心网络 节点分布在IP网络上，每个节点完成一部分功能，如交换、
路由等；网络采用IP技术，如IP/ATM，IP/SDH，IP/WDM等。
HLR
VLR
data
data 数据库
IP over XX
网络节点
10.1 分布式无线通信系统
10.1 分布式无线通信系统
1 背景
➢分布式无线通信系统（DWCS）方案 ✓ 最简单的实现方案是每个小区在所有的无线信号收发单元 上同时发射相同的下行链路信号，上行链路信号被小区内 所有的无线信号收发单元接收并传送到中心处理单元； ✓ 另一种方案是突破蜂窝小区的概念，在整个业务区域内用 大量的无线信号收发单元来完成无线覆盖的分布式天线结 构。仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通 信。
第10章 移动通信的新技术及新应用
➢ 分布式无线通信系统 ➢ 平流层气球通信系统 ➢ 第三代以后的无线系统
• OFDM技术 • MIMO技术
10.1 分布式无线通信系统
1 背景
➢ 近十几年来，移动通信发展迅速，可用的无线频谱资源不断 上移，小区半径不断缩小，意味着 ✓基站密度增大，网络建设成本增高； ✓越区切换频繁，造成空中资源浪费，频谱效率也因此降低。
10.1 分布式无线通信系统
4 DWCS中的新概念－（3）虚拟基站
计算单元1
虚拟基站2
MT2
计算单元3
计算单元2
MT1
虚拟基站1
分布天线 全光传输网络
计算单元4
➢ 移动台1收发来 自5个天线的射频 信号，通过光纤 网络传输到计算 单元2、3、4，这 5个天线与这3个 计算单元共同构 成 了 MT1 的 虚 拟 基 站。
47.9－48.2 GHz（下行)； ✓ 覆盖范围：40km (仰角300)；
125km (仰角100)； 546km (仰角00)。
10.2 平流层气球通信系统
2 工作原理和系统组成：（2）系统组成 ➢空中平台的组成
✓ 充氦的气球； ✓ 太阳能电池及燃料电池； ✓ 离子推进器； ✓ 位置及姿态保持系统； ✓ 发射及回收装置； ✓ 通信平台及其它信息平台。
10.1 分布式无线通信系统
2 DWCS逻辑结构
分布式天线 分布式光纤
➢ 分布式天线：实现空间的无缝覆盖。
天线终端设备简单，对无线信号作简单 的预处理（或不作任何处理）。
分布式处理
分布式 核心 网络
➢分 布 式 光 纤 ： 空 中 接 口 的 延 续 ， 完 成 无线信号的传输，实现天线与基站的分 离，并充分利用现有的光纤技术。
➢ 分布式处理：对底层功能解耦，采用 分布式计算完成无线信号的物理层与链 路层功能。
➢分布式核心网络：完成数据交换、路
天线
处理站
网络节点 由、安全认证以及相关数据库的访问等
功能，网络节点通过IP网络连接。
10.1由以下几个部分组成： ➢ 无线信号收发单元： 用于处理空中信号的接收和发射，并进
Antenna 1
Mobile Virtual Cell 2
Mobile Antenna 5
条件灵活配置，因此，可以 有效解决无线覆盖的问题。
Antenna 3 Mobile Antenna 4
“虚拟小区”的核心是中央控制器，用于分配“虚拟小区”中 的无线资源，协调无线信号收发单元的工作状态，并负责与邻近 的“虚拟小区”中央控制器，以及移动交换中心通信。
行信号的预处理。 ——分布式天线 ➢ “虚拟小区”中央控制器：作为“虚拟小区”的核心处理器，
用于处理“虚拟小区”中的空中资源管理等。——分布式处 理 ➢ 移动交换中心和其它核心网络设备：用于管理和控制虚拟小 区的中央控制器，负责网络管理和用户管理等。——分布式 核心网络
10.1 分布式无线通信系统
4 DWCS中的新概念－（2）虚拟小区
虚拟小区1：移动台1、天线1、2、3
虚拟小区2：移动台2、天线3、4
虚拟小区3：移动台3、天线5、6
Antenna 2 Virtual Cell 1
Antenna 6 Virtual Cell 3
“虚拟小区”由多个无线 信号收发单元构成。由于无 线信号收发单元的放置很灵 活，可以根据地形、环境等
➢另 外 4 个 天 线 和 计算单元1和3构 成 了 MT2 的 虚 拟 基 站。
10.2 平流层气球通信系统
1 当前无线通信存在的问题
➢ 空间的无线通信。如：卫星通信、短波通信 ✓作为干线传输：容量小； ✓作为用户传输：成本高； ✓有传播延时，轨道资源无法控制。
➢ 地面的无线通信。如：移动通信、微波通信 ✓作为干线传输：距离近； ✓作为用户传输：基台多； ✓有多径效应，受地形地貌影响严重。
10.2 平流层气球通信系统
2 工作原理和系统组成：（1）工作原理
对流层：10km以下；平流层：10－50km；电离层：50km以上。
10.2 平流层气球通信系统
2 工作原理和系统组成：（1）工作原理
✓ 高度：23km； ✓ 气球尺寸：直径50m，长度150m； ✓ 气球自重：5.6吨，气球载重：4.9吨； ✓ 工作频率：47.2－47.5 GHz (上行)；