摘要目前，国际上针对B3G（IMT-Advanced）技术的研究已经取得了一系列重要的进展。简要介绍了国际B3G研究工作的进展情况，并通过对B3G的新频谱特性、物理层以及网络层的技术发展趋势等方面的分析，阐述了笔者对未来无线通信发展趋势的观点。
1、国际B3G研究工作进展
B3G技术的研究从20世纪末3G技术完成标准化之时就开始了。2006年，ITU-R正式将B3G技术命名为IMT-Advanced技术（3G技术名为IMT-2000）。根据原定的工作计划，IMT-Advanced的标准化已经“近在眼前”。ITU-R将在2008年2月向各国发出通函，向各国和各标准化组织征集IMT-Advanced技术提案。IMT-Advanced技术需要实现更高的数据率和更大的系统容量，目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下1Gbit/s以上；高速移动、广域覆盖场景下100Mbit/s以上。
国际上针对IMT-Advanced的研究已经取得了一系列重要的进展。日本NTTDoCoMo公司已经通过4×4和12×12多天线MIMO技术在100MHz带宽下分别验证了1Gbit/s（室外试验）和5Gbit/s的峰值传输速率，在硬件实现方面处于世界领先位置。欧盟第6框架研究项目WINNER自2004年启动以来，吸引了欧洲各主要通信设备商。第一阶段（PhaseⅠ）已于2005年底完成，就各种B3G关键技术进行了广泛的调研，形成了系统化的研究结论；将于2007年底完成的第二阶段（Phase Ⅱ）将完成系统设计和性能评估，形成完善的技术方案；2008年开始的第三阶段（Phase Ⅲ）将进行演示系统的开发和实验。同时，欧盟大力支持的世界无线研究论坛（WWRF）已经成为国际B3G技术交流的主要平台之一。另外，日本和韩国也分别成立了mITF论坛和NGMC论坛，推广自己的B3G研究成果。
目前，各标准化组织均在正式或非正式地开展针对IMT-Advanced的预研。3GPP的长期演进（LTE）技术已经具有部分B3G技术的特征，该项目将于2007年底完成，预计将在2008年对LTE进一步演进，形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。3GPP2已于2007年完成超移动宽带（UMB）系统的标准化工作，并开始酝酿针对IMT-Advanced的研究。IEEE在2006年12月终于批准了802.16m的立项申请（PAR），此项目将在IEEE802.16e（WiMAX技术）的基础上开发满足IMT-Advanced需求的技术方案。
2006年，数家国际移动通信运营商联合成立了下一代移动网络（NGMN）论坛，试图引领新一代宽带移动通信的走向。目前NGMN白皮书已经初步成型，对各国以及各标准化组织的研究和标准化工作产生了重大影响。
2、B3G无线通信技术的发展趋势
2003年以来，WiMAX和演进型3G（E3G）技术（包含3GPPLTE和3GPP2UMB技术）的发展已经体现了未来B3G技术的一些发展趋势。通常认为，这些技术趋势会延续到B3G时代。另外，由于B3G可能应用于一些新的频谱，技术的选择和系统的设计也会受到这些新频段的特性的影响。就目前看来，B3G无线通信技术的发展可能体现在如下几个方面。
2.1新频谱特性的影响
一方面，由于B3G技术对高数据率、高容量的需求而对频谱提出了很高的需求。据粗略估计，新频谱的需求量在数百MHz至1GHz以上。另一方面，2G和3G移动通信系统的发展已经占用了大部分2GHz以下最适合移动通信发展的频谱。因此，除了充分重用2GHz以下的已用频段并进一步发掘2～3 GHz的可用频段以外，大多数所需频谱需要从传统上的非移动通信频段中寻找。
就目前看来，可以从两个方向寻找新的频谱，即向高频段和低频段寻找。在低频段方向，未来用于B3G技术的潜在频谱可能来自传统的广播电视频段（862MHz以下）。由于广播和电视业务从模拟化向数字化的转变，大大提高了频谱效率，从而可以节省大量的频谱。这些节省的频谱可以用于无线移动通信，但由于各国广播电视数字化的时间表不同，此频段可用于移动通信的时间也不相同。在高频段方向，B3G系统将可能使用3.4～5GHz的一些频段，这些频段是B3G，系统赖以获得高容量的主要频谱。
862MHz以下频段比2GHz频段更适合移动通信应用，因此不会对B3G系统的技术选择和设计提出更高的要求。但3.4GHz以上频段的频谱特性会对B3G系统的技术选择和设计产生重大影响。通常认为，高频段的覆盖能力以及对高速移动的支持能力较弱，因此更适合用于低速移动的高容量热点接入应用。而在高频段的典型应用场景（低速移动的热点覆盖）下，B3G系统可以进行更优化的设计，例如多址技术、MIMO技术的选择，参数的优化、导频的设计及控制信道的设计等。
针对高频段支持非视距（NLOS）传输的能力，学术界并未得出明确的研究结论。传统观点认为，高频段的穿透损失明显大于低频段，很难支持NLOS传输。如果基于这样的判断，高频段就很难支持室外到室内的覆盖，必须依赖大量的室内覆盖。但也有研究成果认为，高频段的穿透能力未必像想像的那样差，而是和建筑物的材质有关。对于写字楼等具有厚重外墙的建筑，无论对于哪个频段，室内的接收功率都主要来自于门窗的透射，而高频段穿透透明的玻璃材质的能力可能甚至高于低频段。因此应首先明确高频段信道模型，才能确定高频段系统的优化方法。
另外，由于一个B3G系统可能同时使用多个频段（包括低频段和高频段），系统应能智能地在多个频段之间动态地调度、漫游和切换。
2.2物理层的发展趋势
2.2.1多址技术的发展趋势
WiMAX和E3G技术的研究已经体现出明显的“多址技术正交化”的趋势。众所周知，CDMA技术更适合在低信噪比区域提高功率效率，而OFDMA技术则更适合在高信噪比区域提高频谱效率。以WiMAX、LTE、UMB为代表的E3G技术由于从话音业务（功率效率更重要）为主转向侧重数据业务（频谱效率更重要），因此用OFDMA技术替代了CDMA技术。但这并不意味着OFDMA适合解决所有移动通信中的问题。实际上，在一个蜂窝移动通信系统中，频谱受限和功率/干扰受限的场景都存在。例如在小区中心，信干比较高，功率充足的情况下，应注重提高频谱效率，以实现更大的系统容量；但在小区边缘，相邻小区干扰比较严重的情况下，系统功率受限，应注重提高功率效率，以提高小区边缘的数据率。
