wcdma移動通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的探究-資料下載頁

【導(dǎo)讀】三代無線通訊技術(shù),以其能與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，能提供多種類型的多媒體服務(wù)，準(zhǔn)則等方面進(jìn)行闡述，了解了智能天線的工作過程。

　　

【正文】 ，實質(zhì)上就是空間和 時間二維的處理相結(jié)合的方法。 空時網(wǎng)格碼是一種將差錯控制編碼，調(diào)制，發(fā)射和接收分集聯(lián)合在一起的設(shè)計。 空時格狀編碼（ STTC）是用在多個無線通信中的一類時空編碼（ STC）。這個方案傳輸多 個， 格狀（或卷積）碼的冗余拷貝分布式的通過時間和許多天線（空間），這 信息源 調(diào)制器 空間分組編碼器 x? 接 收 機(jī) 22 些多個，數(shù)據(jù)的“反向”拷貝被接收器使用來嘗試重建實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。因為 STC 的使用，那里必須有多個傳輸天線，但是僅一單個接收天線是必需的，然而多個接收天線經(jīng)常被使用，因為這樣做系統(tǒng)的功能被改進(jìn)了。 ),( 2,011,01 gg ), 2,111,11 gg（ ), 2,11,1 vv gg（ ), 2,21,2 ww gg（ ), 2,121,12 gg（ ), 2,021,02 gg（ 圖 空時網(wǎng)格碼的系統(tǒng)圖形 將二進(jìn)制輸入流 ),(),( 22221202111101 tt ccccccccc ???? ?? （ ） 饋入上下方編碼器中。上下方編碼器的記 憶長度為 v 和 w。上下方生成序列的系 數(shù)分別為 ? ?),(,),(),( 1 2,1 1,1 2,11 1,11 2,01 1,01 vv ggggggg ?? ? （ ） 23 ? ?),(,),(),( 2 2,2 1,2 2,12 1,12 2,02 1,02 vv ggggggg ?? ? （ ） 則輸出為： k jtkvjkijit cgx ?? ?? ?? 21 0, mod 4 (i=1,2) （ ） 多用戶檢測 多用戶檢測的簡介 多用戶檢測技術(shù) (MUD) 是通過取消小區(qū)間干擾來改進(jìn)性能，增加系統(tǒng)容量。實際容量的增加取決于算法的有效性、無線環(huán)境和系統(tǒng)負(fù)載。除了系統(tǒng)的改進(jìn)，還可以有效的緩解遠(yuǎn)近效應(yīng)。由于信道的非正交性和不同用戶擴(kuò)頻碼字的非正交性，導(dǎo)致用戶間存在相互干擾，多用戶檢測的作用就是去除多用戶之間的相互干擾。也就是根據(jù)多用戶檢測算法，在經(jīng)過非正交信道和非正交的擴(kuò)頻碼字，重新定義用戶判決的分界線，在這種新的分界線上，可以達(dá)到 更好的判決效果，去除用戶之間的相互干擾。 1979 年 提出多用戶檢測（ MultipleUser Detection,MUD)的概念以來，經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，是 1986 年 Verdu 提出最佳多用戶檢測算法以后，多用戶檢測技術(shù)成為無線通信領(lǐng)域最重要的學(xué)術(shù)研究熱點之一。 CDMA 系統(tǒng)中多用戶檢測的定義；聯(lián)合考慮同時占用某個信道的所有用戶或某些用戶，消除或減弱其它用戶對任一用戶的影響，并同時檢測出所有這些用戶或某些用戶的信息的一種信號檢測方法。最佳多用戶檢測器就是最大似然序列估計 (MLSE)檢測器，該檢測器將產(chǎn)生最大似然序列 b，依據(jù)從接收信號 r(t)中找出發(fā)送的序列 b，使得b 的概率最大化。在 DS/CDMA 系統(tǒng)中 MLSE 檢測器可以用 Vitezbi 算法。雖然最佳檢測器有極好的性能，但算法的復(fù)雜度太高，實現(xiàn)困難。 多用戶檢測技術(shù)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 提高 CDMA 的系統(tǒng)容量，增加用戶數(shù)。用戶數(shù)的增加，意味著更高的無線 24 頻譜效率。 降低 CDMA 用戶設(shè)備（ UE）的發(fā)射功率，提高 UE的待機(jī)及通話時間。另一方面，表現(xiàn)為降低了 UE 射頻部分的成本及故障率。 減小射頻輻射對用戶的生理及心理影響，移動通信設(shè)備對環(huán)境的影響更綠色化。 增加通信距離，增大基站的覆蓋面積，降低了基站綜合成本。 多用戶檢測的主要優(yōu)點是可以有效地減弱和消除多徑干擾、多址干擾和遠(yuǎn)近效應(yīng)；簡化功率控制；減少正交擴(kuò)頻碼互相關(guān)性不理想所帶來的消極影響；改善系統(tǒng)性能、提高系統(tǒng)容量、增加小區(qū)覆蓋范圍。多用戶檢測的主要缺點是大大增加設(shè)備的復(fù)雜度；增加系統(tǒng)時延；通過不停的信道估計來獲取用戶擴(kuò)頻碼的主要特征參量，信道估計的精度直接影響多用戶檢測的性能。 多用戶檢測分類、 應(yīng)用及未來研究方向 經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，對抑制多址干擾的多用戶檢測方法已研究的十分廣泛 和具體。根據(jù)上面多用戶檢測的定義，在不同的準(zhǔn)則下，多用戶檢測具有不同的分類方法。按性能的不同，多用戶檢測可分為最優(yōu)多用戶檢測法及準(zhǔn)最優(yōu)多用戶檢測法。從結(jié)構(gòu)上看，多用戶檢測又分為線性多用戶檢測及非線性多用戶檢測方法。 線性多用戶檢測將多用戶通信環(huán)境的多址干擾等效為一個信道的傳輸響應(yīng)矩陣，即碼字之間的相關(guān)矩陣 R， 該矩陣僅與各用戶的擴(kuò)頻序列以及序列間的相對時延有關(guān)。得到信道傳輸?shù)哪婢仃?T，就可以將多用戶信號經(jīng)過 K 個匹配濾 波器的輸出，再通過此逆矩陣進(jìn)行求逆運算，以等效地消除各用戶擴(kuò)頻序列間的相關(guān)性，從而達(dá)到消除多址干擾的目的。 在未來的移動通信系統(tǒng)中，由于用戶數(shù)急劇膨脹，系統(tǒng)中的多址干擾會日益嚴(yán)重，而移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對誤碼率提出了更高的要求，因此對多用戶檢測技的需求會更加迫切，多用戶檢測技術(shù)很有可能會寫入下一代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)中。現(xiàn)有的多用戶檢測技術(shù)主要集中在小區(qū)內(nèi)干擾的消除。隨著載波頻率的提高，小區(qū)的范圍會變得越來越模糊，甚至可能出現(xiàn)個人小區(qū)的概念。在這種情況下小區(qū)間的多用戶檢測技術(shù)急待研究。另外，在使用了多天線系統(tǒng)后， 多用戶檢測技術(shù)和多天 25 線系統(tǒng)的聯(lián)合檢測也是研究的一個方向。 聯(lián)合檢測 聯(lián)合檢測的簡介 聯(lián)合檢測是多用戶檢測（ Multi— user Detection）的一種。 CDMA 系統(tǒng)中多個用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，接收時需要在數(shù)字域上用一定的信號分離方法把各個用戶的信號分離開來。 信號分離的方法大致可以分為單用戶檢測技術(shù)和多用戶檢測技術(shù)兩種。 在實際的 CDMA 移動通信系統(tǒng)中，由于各個用戶信號之間存在一定的相關(guān)性，這就是多址干擾（ MAI）存在的根源。由個別用戶產(chǎn)生的 MAI 固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大， MAI 就成為寬帶 CDMA 通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的 CDMA 系統(tǒng)信號分離方法是把 MAI 看作熱噪聲一樣的干擾，導(dǎo)致信噪比嚴(yán)重惡化，系統(tǒng)容量也隨之下降。這種將單個用戶的信號分離看作是各自獨立的過程的信號分離技術(shù)稱為單用戶檢測（ Single— user Detection）。IS— 95 等第二代 CDMA 系統(tǒng)實際容量遠(yuǎn)小于設(shè)計碼道數(shù)，就是因為使用了單用戶檢測技術(shù)。實際上，由于ＭＡＩ中包含許多先驗的信息，如確知的用戶信道碼，各用戶的信道估計等等，因此 MAI 不應(yīng)該被當(dāng) 作噪聲處理，它可以被利用起來以提高信號分離方法的準(zhǔn)確性。這樣充分利用 MAI 中的先驗信息而將所有用戶信號的分離看作一個統(tǒng)一的過程的信號分離方法稱為多用戶檢測技術(shù)（ MD）。根據(jù)對 MAI 處理方法的不同，多用戶檢測技術(shù)可以分為干擾抵消（ interference Cancellation）和聯(lián)合檢測（ Jonit Detection）兩種。其中，干擾抵消技術(shù)的基本思想是判決反饋，首先從總的接收信號中判決出其中部分的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)和用戶擴(kuò)頻碼重構(gòu)出數(shù)據(jù)對應(yīng)的信號，再從總接收信號中減去重構(gòu)信號，如此循環(huán)迭代 。 聯(lián)合檢測技術(shù)則 指的是充分利用 MAI，一步之內(nèi)將所有用戶的信號都分離開來的一種信號分離技術(shù)。 聯(lián)合檢測在第三代移動通信 TDSCDMA 中的應(yīng)用 聯(lián)合檢測技術(shù)在改善系統(tǒng)性能的同時還將對降低無線網(wǎng)絡(luò)成本起到很大的 26 作用： 第一，由于聯(lián)合檢測技術(shù)可以降低干擾，因而提高了系統(tǒng)的容量。特別是對于容量受限的系統(tǒng)來講，將減少基站設(shè)備的個數(shù)，因而大大降低整個網(wǎng)絡(luò)的成本。 第二，聯(lián)合檢測技術(shù)可以削弱″遠(yuǎn)近效應(yīng)″的影響，從而降低對功控的復(fù)雜度。這種復(fù)雜度的降低從某種程度上也可以減少對該模塊的投入，從而降低整個網(wǎng)絡(luò)的成本 。 總之，聯(lián)合檢測技術(shù)的優(yōu)越性在于它充分利用了所有和 MAI 相關(guān)的先驗信息，通過與其它先進(jìn)技術(shù)如智能天線技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到相輔相成的效果。它不僅提高了頻率的利用率，改善了系統(tǒng)性能，同時還降低了網(wǎng)絡(luò)成本。作 為 TDSCDMA系統(tǒng)的一個重要組成部分，聯(lián)合檢測技術(shù)必將能給運營商帶來極佳的經(jīng)濟(jì)效益 。 27 第 4 章 總結(jié)全文 隨著全球移動通信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展， WCDMA 的關(guān)鍵技術(shù)引起了人們?nèi)找鎻V泛的重視和越來越深入的研究。本課題結(jié)合 WCDMA 的四個關(guān)鍵技術(shù)作了比較詳細(xì)的介紹，有較強(qiáng)的實用性 。本論文結(jié)合 WCDMA 在移動通信系統(tǒng)中的四個關(guān)鍵技術(shù)智能天線，空時碼，多用戶檢測和聯(lián)合檢測四個方面，通過理論分析，探討了他們再該技術(shù)中的關(guān)鍵作用并對其在各個方面的未來研究方向作了一定的預(yù)測。在介紹智能天線這一關(guān)鍵技術(shù)時，通過智能天線的體系結(jié)構(gòu)，信號模型，賦形和常用準(zhǔn)則幾個方面分別闡述了智能天線在移動通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，并通過其模型的圖像結(jié)構(gòu)使讀者更直觀的了解其結(jié)構(gòu)。在介紹空時碼時，通過分層空時碼和基于發(fā)射機(jī)的分時碼兩方面，從其結(jié)構(gòu)模型，分類以及兩種的不同比較來闡述空時碼的作用及應(yīng)用環(huán)境。智能天線和空時 碼是本論文闡述的兩個主要方面，我們對其做了比較詳細(xì)的分析。接下來，我們討論了多用戶檢測和聯(lián)合檢測兩個關(guān)鍵技術(shù)。對于這兩個方面，我們住要對其發(fā)展的背景及未來的發(fā)展方向做了介紹。 WCDMA 系統(tǒng)中的四個關(guān)鍵技術(shù)是一個很有實用價值的課題，涉及的理論和算法也很多。迄今為止，四個關(guān)鍵技術(shù)還有待于進(jìn)一步的理論與實際的研究補充，尤其需要在現(xiàn)場的實驗證明其可行性，為進(jìn)一步提高 WCDMA 的通信質(zhì)量，四個關(guān)鍵技術(shù)的工作需要更深入的研究。 28