在传统的蜂窝网络架构下的新技术很难有效地满足用户需求，探讨全新的移动通信小区与网络拓扑结构，从网络架构上对移动通信系统进行改进成为必然。

从早期的美国高级移动电话系统AMPS的出现，到应用最广泛的全球移动通信系统GSM，以及与GSM并称为2G移动通信系统的IS-95，再到目前正在广泛商用的WCDMA，TD-SCDMA和cdma2000等3G移动通信系统，蜂窝移动通信系统不断为人们提供更大的系统容量，更高的传输速率，更稳定的通信质量，更多样化的业务服务。

可以看到，人们对移动通信业务日益增长的需求是移动通信飞速发展的重要因素，为了给用户提供可靠，高速和多样化的移动通信业务，涌现出许多新技术，如OFDM技术，MIMO技术，分布式天线技术，信道自适应技术等。这些新技术虽然一定程度上增强了系统的性能，但在传统的蜂窝网络架构下，它们仍然不能有效地满足用户需求，探讨全新的移动通信小区与网络拓扑结构，从网络架构上对移动通信系统进行改进成为必然。因此，广义无线协作网络架构——群小区应运而生，它突破传统蜂窝网络架构小区的界限，通过引入协作思想，使小区随用户“动了起来”，为新的物理层技术尤其是多天线技术提供了充分有效的应用平台，能够有效提高移动通信系统性能。

另一方面，软件无线电技术也是近年来影响移动通信系统设计的重要技术。软件无线电技术，通过现代化软件来操纵、控制传统的纯硬件电路，突破了传统的无线电台的以功能单一、可扩展性差的硬件电路为核心的设计局限性，强调以最简单的硬件为通用平台，尽可能地用可升级、可重配置的应用软件来实现各种无线电功能的设计思路。

软件无线电的基本思想就是将宽带模数变换器(A/D)及数模变换器(D/A)尽可能地靠近射频天线，建立一个具有“A/D-DSP-D/A”模型的通用的、开放的硬件平台，在这个硬件平台上尽量利用软件技术来实现电台的各种功能模块，如信号的抽样，量化，编码/解码，运算处理等功能。

广义无线协作网络架构

群小区架构

北京邮电大学无线新技术研究所于2001年提出的群小区架构概念源于多天线发送技术。群小区被定义为：在地理位置相邻的多个接入点AP，针对一个移动终端采用同一套通信资源(例如频率、时隙或码字)进行通信，而针对其他移动终端分别采用不同的通信资源进行通信。采取这种通信方式的多个小区就构成了群小区。通过不同小区基站天线同时为一个用户使用相同的资源服务——小区间协作传输，形成了跨小区的广义多天线传输。在小区间协作传输方式下，由于将在传统蜂窝网络架构下相邻小区的共道干扰转变为了用户的信号，同时为用户提供分集增益，从而有效提高了用户的使用性能，进一步，结合基于信道状态的有效的联合预编码，波束赋形及信号处理技术，可以进一步提高用户的传输速率。

基于群小区架构的构建

群小区采用了随用户“动起来”的构建方式，即“滑动切换”策略。在滑动切换机制下，群小区是以用户为中心来建立的，根据用户的信道，位置，业务要求等状态变化，同时综合考虑系统当前的负载状态，动态地选择用户相应的群小区所包含的接入点。当用户移动时，群小区的构造过程可以看做一个窗口滑动的过程，当前窗口所包含的小区组成了用户当前的群小区。窗口的大小、形状以及其滑动的速度可以根据用户速度，系统负载，业务要求等不同的需求进行动态的调整。为进一步提高群小区动态构建的自由度，滑动切换机制允许在窗口中仅选择部分小区同时为用户传输资源，从而有效降低信令开销及调度复杂度，同时提高频谱效率。滑动切换机制使得用户始终处于小区的中心，保证了业务的连续性及QoS要求，克服了小区边缘效应问题，进一步提高了用户的使用性能。

协作网络的未来发展

在学术界，群小区概念的提出，为广义多天线以及多点协作网络架构奠定了理论基础，在多点协作理念的基础上，诸如网络多天线技术，广义分布式天线技术等多点协作技术相继提出，学术界对多点协作网络架构下的信号传输，资源管理，系统容量展开了研究。在产业界，2006年在北京及上海搭建的FuTURE4GTDD分布式试验网络中，群小区及滑动群切换技术得到了成功的应用与验证。目前，多点协作技术已被命名为CoMP(CoordinatedMulti-pointstransmission/reception)技术，在第三代合作伙伴计划的标准化研究中成为LTE-Advanced标准Releas.11阶段中的重要的研究项目。

广义无线协作网络作为新型的网络架构，才刚刚起步，还有许多问题如网络拓扑结构，网络资源管理，组网策略等需要进一步的研究，它未来研究方向主要包括基于充分协作的网络拓扑结构，适用于扁平网络结构的控制路由技术，以用户为中心的移动管理及资源配置策略，小区内、小区间协作传输技术，多站点协作的最优选择技术，同频组网高度协调高效复用策略等。

软件无线电

传统的软件无线电

目前主流的软件无线电(SDR)平台主要分为两类：基于可编程硬件的软件无线电和基于通用处理器(GPP)的软件无线电。

(1)基于可编程硬件的软件无线电

在该类SDR中，数字信号的处理主要通过可编程的现场可编程门阵列(FPGA)或数字信号处理(DSP)硬件芯片来完成，具有良好的性能和可靠性，但其编程任务量较大且复杂。

(2)基于通用处理器的软件无线电

该类软件无线电平台是基于商用PC的通用处理器进行数字信号的处理和运算，其编程性和灵活性较好，但其性能有较大的限制。

Sora

Sora是SoftwareRadio的简写，它是基于商用PC的全编程软件无线电平台。Sora结合了基于硬件SDR的高可靠性以及基于GPP的SDR的可编程性的优点，在商用PC上实现高速无线通信协议(WiFi，LTE)。Sora的目标是将所有的物理层数字基带信号处理功能全部搬移到软件进行处理，包括信号的调制/解调、信道编译码、FFT运算等。

在实现Sora的过程中，遇到的主要困难有三点：

(1)高的系统吞吐量

经A/D转换后的数字基带信号要在RF与PC以及各物理层处理模块间进行传递，如何设计Sora的接口，保证数据高速低时延的传输成为一个难点。

(2)密集的计算量

空口速率的提升必然带来基带数字信号处理计算量的膨胀，因此，需借助多核CPU架构以及计算机技术实现高速的数字信号处理过程是系统实现的关键。

(3)实时性的保证

通信过程一般为持续不间断的过程，而无线通信协议需要满足较高的实时性要求。这其中不仅包括数字传输的时延要求，还包括信号处理的时延要求。一些MAC层协议对时延具有μs级的要求，而对于一般的PC来说具有较大的困难。

SoftLTE演示

北京邮电大学无线新技术研究所基于Sora技术搭建了一套SoftLTE的演示系统，该演示系统如图2所示，两台PC均配置有一个RCB板和一个射频前端(700M/2.4GHz)；其中一台作为LTE的终端，另一台作为基站。为了支持现有的应用程序，我们设计了LTE链路层与上层的以太网接口，进而实现了诸如简单的“ping”功能以及高清视频流的传输。我们在该演示系统下展示了终端可以通过基于LTE的PHY层与基站进行无线通信。

广义无线协作网络作为未来无线通信网络的演进趋势，将在未来几年的移动通信行业的研究及发展中处于重要地位。而基于Sora平台已经实现了LTE-PUSCH上行链路并进行了实时高清视频流的传输。因此，Sora的实现可以为无线通信技术的研究提供一个试验平台，更好地促进无线通信的发展。