干擾對(duì)齊相關(guān)知識(shí)

干擾對(duì)齊相關(guān)知識(shí)干擾對(duì)齊相關(guān)知識(shí)干擾對(duì)齊相關(guān)知識(shí)干擾對(duì)齊相關(guān)知識(shí)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:1.干擾對(duì)齊（InterferenceAlignmentIA）是一種有效的干擾管理機(jī)制，通過(guò)預(yù)編碼技術(shù)使干擾在接收端重疊在一起，以徹底消除干擾對(duì)期望信號(hào)的影響。與忽略干擾、解碼/消除干擾以及正交接入（避免干擾）等現(xiàn)有處理干擾的方法不同，IA通過(guò)壓縮干擾所占的信號(hào)維度，使系統(tǒng)獲得最大自由度。由于可以徹底消除干擾，能夠顯著提高系統(tǒng)容量，IA技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注獲得預(yù)編碼矩陣的方法有兩種：直接法和迭代法，直接法需要理想的全局CSI，而迭代法則需要在收發(fā)雙方反復(fù)交替迭代。2.無(wú)線頻譜資源缺乏的新武器---干擾對(duì)齊當(dāng)多個(gè)用戶進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，相互之間會(huì)存在干擾，而干擾會(huì)影響信號(hào)接收質(zhì)量，減小接收機(jī)的信道容量?，F(xiàn)有的處理干擾的技術(shù)，如頻分復(fù)用(FDMA),時(shí)分復(fù)用(TDMA),和碼分復(fù)用(CDMA)主要是通過(guò)信號(hào)的正交化來(lái)消除干擾信號(hào)對(duì)期望信號(hào)的影響。其實(shí)，當(dāng)多用戶共享頻譜資源時(shí)，這種處理方法只能做到將頻譜資源在K個(gè)用戶之間進(jìn)行分配。例如，當(dāng)相互影響的用戶數(shù)為K時(shí)，每個(gè)用戶所能獲得的頻譜資源為單個(gè)用戶時(shí)的1/K。因此，當(dāng)用戶數(shù)量很大時(shí)，每個(gè)用戶所能獲得的頻譜資源仍然非常有限。

干擾對(duì)齊技術(shù)的提出就是為了解決這一問(wèn)題，它將信號(hào)空間劃分為期望信號(hào)空間和干擾信號(hào)空間兩個(gè)部分，通過(guò)預(yù)編碼技術(shù)使干擾在接收端重疊，從而壓縮干擾所占的信號(hào)容量，消除干擾對(duì)期望信號(hào)的影響，達(dá)到提高信道容量的目的。

目前加州大學(xué)歐文分校的Jafar助理教授已經(jīng)從理論上證明，通過(guò)干擾對(duì)齊，在K個(gè)用戶的無(wú)線通信信道中，每個(gè)用戶最多能獲得相當(dāng)于只有一個(gè)用戶時(shí)，總頻譜資源的1/2,K個(gè)用戶能夠獲得的頻譜資源為只有一個(gè)用戶時(shí)的k/2倍。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的Health教授對(duì)干擾對(duì)齊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干擾對(duì)齊能夠極大提高系統(tǒng)的頻譜利用率。

當(dāng)然，干擾對(duì)齊技術(shù)還處于研究階段，還有很多問(wèn)題沒(méi)有解決。首先是干擾對(duì)齊所要求的全局信道狀態(tài)信息在實(shí)際中很難達(dá)到；其次隨著用戶數(shù)量的增加，干擾對(duì)齊的約束條件會(huì)急劇增加而導(dǎo)致難以實(shí)現(xiàn)，這也是當(dāng)前干擾對(duì)齊領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。3.信道邊信息信道邊信息是一個(gè)很廣泛的概念，它包括信道的瞬時(shí)狀態(tài)信息，也包括信道的一些統(tǒng)計(jì)參數(shù)。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，我們講的信道狀態(tài)信息（CSI)只是信道邊信息的一個(gè)子部分。2樓說(shuō)得很好。他舉了一個(gè)瑞利衰落的例子，接受機(jī)把這個(gè)瑞利衰落的因子（sigma)反饋到發(fā)射端，那么這個(gè)因子就是信道的邊信息。我再舉個(gè)例子，rice衰落中有個(gè)參數(shù)k(直射路徑能量與非視距能量之比），如果接收機(jī)把這個(gè)因子反饋到發(fā)射端，那么這個(gè)參數(shù)也叫做信道的邊信息。我們通常說(shuō)的信道狀態(tài)信息也屬于信道邊信息。一個(gè)狹義，一個(gè)廣義。4.信道狀態(tài)信息信道狀態(tài)信息（CSI）是一種籠統(tǒng)的概念，它包括信道矩陣。只要是反應(yīng)Channel的都叫信道狀態(tài)信息。信道矩陣只是MIMO系統(tǒng)中的一種信道狀態(tài)信息。其他的比如Channelprofile，多徑時(shí)延，多普勒頻偏，MIMO信道的秩，波束形成向量，等等，都屬于信道狀態(tài)信息。當(dāng)前的信道矩陣H只能算是一種信道狀態(tài)信息，但是是最常用的。5.預(yù)編碼①預(yù)編碼技術(shù)就是在已知信道狀態(tài)信息的情況下，通過(guò)在發(fā)送端對(duì)發(fā)送的信號(hào)做一個(gè)預(yù)先的處理，以方便接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)。②預(yù)測(cè)編碼是根據(jù)離散信號(hào)之間存在著一定關(guān)聯(lián)性的特點(diǎn)，利用前面一個(gè)或多個(gè)信號(hào)預(yù)測(cè)下一個(gè)信號(hào)進(jìn)行，然后對(duì)實(shí)際值和預(yù)測(cè)值的差（預(yù)測(cè)誤差）進(jìn)行編碼。如果預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確，誤差就會(huì)很小。在同等精度要求的條件下，就可以用比較少的比特進(jìn)行編碼，達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。預(yù)測(cè)編碼中典型的壓縮方法有脈沖編碼調(diào)制（PCM，PulseCodeModulation）、差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM，DifferentialPulseCodeModulation）、自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（ADPCM，AdaptiveDifferentialPulseCodeModulation）等，它們較適合于聲音、圖像數(shù)據(jù)的壓縮，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)由采樣得到，相鄰樣值之間的差相差不會(huì)很大，可以用較少位來(lái)表示。③首先，如樓上說(shuō)的，預(yù)編碼用于閉環(huán)系統(tǒng)中，以下行為例，要實(shí)現(xiàn)下行預(yù)編碼，需要上行相關(guān)的反饋信息。

至于定義，現(xiàn)在給的都很模糊，主要就是發(fā)送端利用反饋得到的信息，對(duì)信道矩陣做一定的處理，使收端得到更高的信噪比。如下式：

r＝HWx+n

r為接收信號(hào)，H為信道，n為噪聲，這里的矩陣W就是對(duì)信道H進(jìn)行預(yù)編碼處理。而W的獲取，是通過(guò)信號(hào)接收端反饋的信息去得到的。④預(yù)編碼：預(yù)編碼分兩種，一種線性的，一種是非線性的。線性的可以有迫零預(yù)編碼，迫零預(yù)編碼又與發(fā)射波束成型緊密聯(lián)系，非線性的是臟編碼，臟編碼能夠?qū)崿F(xiàn)下行鏈路的最大容量，但是比較復(fù)雜很難用于實(shí)踐。6.波束成形①Beam-Forming，一般翻譯為波束成形，源于自適應(yīng)天線的一個(gè)概念。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，用于接收端的信號(hào)處理時(shí)，可以通過(guò)對(duì)多天線陣元接收到的各路信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并形成所需的理想信號(hào)，從天線的方向圖(pattern)或稱為波束的角度來(lái)看，這樣做等效于形成了規(guī)定指向上的波束，比如將全方向的接收方向圖形成了有零點(diǎn)、有最大指向的波束方向圖。由于天線原理中的互易性，波束成形也可用于發(fā)射端，即對(duì)天線陣元饋電的進(jìn)行幅度和相位的調(diào)整，達(dá)到形成所需形狀的方向圖，比如最早用于雷達(dá)的相控陣等等，

用于３Ｇ中的智能天線，如在TD-SCDMA中，提到了上下行的波束成形問(wèn)題。并在應(yīng)用中

綜合了聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)。在WCDMA中，也有學(xué)者進(jìn)行了研究，目前多討論反向鏈路的接收

信號(hào)處理問(wèn)題。②LTE-Beamforming(波束成形)算法簡(jiǎn)介與傳統(tǒng)的TDMA、FDMA或CDMA方式相比，LTE-A（LTE-Advanced）引入了第四維多址方式：空分多址（SpacialDivisionMultipleAccess，SDMA）方式。人們研究波束成形的最初動(dòng)機(jī)是，在頻譜資源日益擁擠的情況下考慮如何將自適應(yīng)波束成形應(yīng)用于蜂窩小區(qū)的基站，以便能更有效地增加系統(tǒng)容量和提高頻譜利用率。波束成形的基本思想是：天線以多個(gè)高增益窄波束動(dòng)態(tài)地跟蹤多個(gè)期望用戶，在接收模式下，來(lái)波方向之外的信號(hào)被抑制，發(fā)射模式下，能使期望用戶接收的信號(hào)功率最大，同時(shí)使窄波束照射范圍以外的非期望用戶受到的干擾最小。SDMA是利用用戶空間位置的不同來(lái)區(qū)分不同用戶，即在相同時(shí)隙、相同頻率或相同地址碼的情況下，仍然可以根據(jù)信號(hào)不同的中間傳播路徑而區(qū)分。SDMA是一種信道增容的方式，可以實(shí)現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，充分利用頻率資源。因此，波束成形可以通過(guò)空分多址來(lái)區(qū)分一個(gè)小區(qū)內(nèi)（或多個(gè)小區(qū)之間）的多個(gè)用戶，使其共享相同的時(shí)頻資源。

另外，MIMO系統(tǒng)的空間復(fù)用和傳輸分集這兩種發(fā)射方案都不需要知道信道信息（ChannelStateInformation，CSI）。但理論研究證明，在發(fā)送端已經(jīng)獲取了CSI的情況下，通過(guò)聯(lián)合采用傳輸波束成形（TransmitBeamforming，TBF）與接收合并（ReceiveCombining，RC）技術(shù)，可以進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。

對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單用戶MIMO系統(tǒng)（SingleUserMIMO，SU-MIMO），當(dāng)發(fā)射天線數(shù)大于接收天線數(shù)，或者接收端信噪比（SignaltoNoiseRatio，SNR）較低時(shí)，系統(tǒng)將受益于CSIT(ChannelSideInformationattheTransmiter，CSIT)。

對(duì)于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多用戶MIMO系統(tǒng)（MultipleUserMIMO，MU-MIMO），將始終受益于CSIT。因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)在基站端采用傳輸波束成形或一定的預(yù)編碼算法，不但可以為需要的接收機(jī)獲取較高的SNR，更重要的是可以消除或者在很大程度上減少來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中其他點(diǎn)用戶的干擾。

至于基站端CSIT的獲取，對(duì)于頻分雙工(FrequencyDivisionDuplex，F(xiàn)DD)系統(tǒng)，相當(dāng)于閉環(huán)MIMO技術(shù)（Closed-LoopMIMO），即基站端發(fā)出導(dǎo)頻，用戶接收機(jī)利用該導(dǎo)頻所攜帶的信息估計(jì)出H(dl)，再通過(guò)反饋鏈路反饋給基站。而對(duì)于時(shí)分雙工(TimeDivisionDuplex，TDD)系統(tǒng)，相當(dāng)于開環(huán)MIMO技術(shù)（Open-LoopMIMO），即用戶端發(fā)出導(dǎo)頻，基站接收機(jī)利用該導(dǎo)頻所攜帶的信息估計(jì)出H(ul)，再由信道互易性（ChannelReciprocity）,做BF所需的下行信道信息滿足H(dl)=H(ul)。

波束成形除了可以進(jìn)行單流的數(shù)據(jù)傳輸之外，還可以支持多流的數(shù)據(jù)傳輸和空分多址。下圖是發(fā)射波束成形的三種情況。

④為了滿足3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LongTermEvolution，LTE）在高數(shù)據(jù)率和高系統(tǒng)容量方面的需求，LTE系統(tǒng)支持下行應(yīng)用多輸入多輸出（MultipleInputMultipleOutput，MIMO）技術(shù)，包括傳輸分集（TransmitDiversity，TD），波束成形（Beamforming，BF）以及空間復(fù)用（SpatialMultiplexing，SM）。

傳輸分集的主要原理是利用空間信道的弱相關(guān)性，結(jié)合時(shí)間/頻率上的選擇性，為信號(hào)的傳遞提供更多的副本，提高信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，從而改善接收信?hào)的信噪比。LTE中傳輸分集技術(shù)的候選技術(shù)很多，比如空時(shí)編碼（Space-TimeCode，STC），循環(huán)延遲分集（CyclicDelayDiversity，CDD）以及天線切換分集技術(shù)等。

波束成形技術(shù)是一種應(yīng)用于小間距天線陣列的多天線傳輸技術(shù)，其主要原理是利用空間信道的強(qiáng)相關(guān)性，利用波的干涉原理產(chǎn)生強(qiáng)方向性的輻射方向圖，使得輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)地指向用戶來(lái)波方向，從而提高信噪比，提高系統(tǒng)容量或者覆蓋范圍。

空間復(fù)用技術(shù)則是一種利用空間信道的弱相關(guān)性的技術(shù)，其主要工作原理是在多個(gè)相互獨(dú)立的空間信道上傳遞不同的數(shù)據(jù)流，從而提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆逯邓俾?。這三種技術(shù)對(duì)空間信道的要求不同，因而其應(yīng)用的場(chǎng)景也有所不同。典型的信道容量曲線在低信噪比區(qū)域的斜率比較大，應(yīng)用傳輸分集技術(shù)和波束成形技術(shù)可以有效地提高接收信號(hào)的信噪比，從而提高傳輸速率或者覆蓋范圍，而在高信噪比區(qū)域，容量曲線接近平坦，再提高信噪比也無(wú)法明顯改善傳輸速率，此時(shí)就可以利用空間復(fù)用技術(shù)來(lái)提高傳輸速率。⑤對(duì)于波束成形，無(wú)論如何就是需要知道CSI，然后推算出預(yù)編碼，這里的預(yù)編碼有碼本方式（接收端測(cè)量CSI反饋給發(fā)送端）和非碼本方式（發(fā)送端通過(guò)逆向鏈路測(cè)量得知CSI）7.信道自由度在不同的文獻(xiàn)中，信道自由度有時(shí)有不同的意思，一般的理解如下：①信道自由度就是我們信道變量的個(gè)數(shù)，在通信過(guò)程中，我們總是希望信道自由度越多越好，這樣我們就可以提高通信信道容量，從而提高系統(tǒng)吞吐量，這對(duì)于現(xiàn)在的高速通信來(lái)說(shuō)，我們總是希望信道自由度越多越好。②wedefinethedegreesoffreedomofthechanneltobethedimensionofthereceivedsignalspace.8.自由度自由度(degreeoffreedom,df)在數(shù)學(xué)中能夠自由取值的變量個(gè)數(shù)，如有3個(gè)變量x、y、z，但x+y+z=18，因此其自由度等于2。在統(tǒng)計(jì)學(xué)中，自由度指的是計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)，取值不受限制的變量個(gè)數(shù)。通常df=n-k。其中n為樣本含量，k為被限制的條件數(shù)或變量個(gè)數(shù)，或計(jì)算某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)用到其它獨(dú)立統(tǒng)計(jì)量的個(gè)數(shù)。自由度通常用于抽樣分布中。MIMO,MIMO是什么意思,什么是MIMO無(wú)線通信技術(shù)

MIMO(Multiple-InputMultiple-Out-put)系統(tǒng)是一項(xiàng)考慮用于的技術(shù)。是下一代標(biāo)準(zhǔn)，可將吞吐量提高到100Mbps。同時(shí)，專有MIMO技術(shù)可改進(jìn)已有b/g網(wǎng)絡(luò)的性能。該技術(shù)最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天線來(lái)抑制信道衰落。根據(jù)收發(fā)兩端天線數(shù)量，相對(duì)于普通的SISO(Single-InputSingle-Output)系統(tǒng)，MIMO還可以包括SIMO(Single-InputMulti-ple-Output)系統(tǒng)和MISO(Multiple-InputSingle-Output)系統(tǒng)。

1、MIMO概述多用戶MIMO示意圖

MIMO表示多輸入多輸出。讀/maimo/或/mimo/，通常美國(guó)人前者，英國(guó)人讀后者，國(guó)際上研究這一領(lǐng)域的專家較多的都讀讀/maimo/。通常用于IEEE，但也可以用于其他技術(shù)。MIMO有時(shí)被稱作空間多樣，因?yàn)樗褂枚嗫臻g通道傳送和接收數(shù)據(jù)。只有站點(diǎn)（移動(dòng)設(shè)備）或接入點(diǎn)（AP）支持MIMO時(shí)才能部署MIMO。

MIMO的優(yōu)點(diǎn)是能夠增加無(wú)線范圍并提高性能。連接到老的接入點(diǎn)的站點(diǎn)能夠以更高的速度連接到更遠(yuǎn)的距離。例如，如果使用老站點(diǎn)，從25英尺的距離連接到接入點(diǎn)的速度是1Mbps；而使用MIMO時(shí)站點(diǎn)的速度為2Mbps。增加到2Mbps的范圍，允許用戶在更遠(yuǎn)的距離保持連接。

無(wú)線電發(fā)送的信號(hào)被反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多份信號(hào)。每份信號(hào)都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出（SISO）的當(dāng)前或老系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流。它允許天線同時(shí)傳送和接收。

老接入點(diǎn)到老客戶端-只發(fā)送和接收一個(gè)空間流

MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端-同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流

可以看出，此時(shí)的信道容量隨著天線數(shù)量的增大而線性增大。也就是說(shuō)可以利用MIMO信道成倍地提高無(wú)線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。

利用MIMO技術(shù)可以提高信道的容量，同時(shí)也可以提高信道的可靠性，降低誤碼率。前者是利用MIMO信道提供的空間復(fù)用增益，后者是利用MIMO信道提供的空間分集增益。實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用增益的算法主要有貝爾實(shí)驗(yàn)室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。ML算法具有很好的譯碼性能，但是復(fù)雜度比較大，對(duì)于實(shí)時(shí)性要求較高的無(wú)線通信不能滿足要求。ZF算法簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)信道的信噪比要求較高。性能和復(fù)雜度最優(yōu)的就是BLAST算法。該算法實(shí)際上是使用ZF算法加上干擾刪除技術(shù)得出的。目前MIMO技術(shù)領(lǐng)域另一個(gè)研究熱點(diǎn)就是空時(shí)編碼。常見的空時(shí)碼有空時(shí)塊碼、空時(shí)格碼?？諘r(shí)碼的主要思想是利用空間和時(shí)間上的編碼實(shí)現(xiàn)一定的空間分集和時(shí)間分集，從而降低信道誤碼率。

通常，多徑要引起衰落，因而被視為有害因素。然而研究結(jié)果表明，對(duì)于MIMO系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多徑可以作為一個(gè)有利因素加以利用。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多天線(或陣列天線)和多通道，MIMO的多入多出是針對(duì)多徑無(wú)線信道來(lái)說(shuō)的。傳輸信息流s(k)經(jīng)過(guò)空時(shí)編碼形成N個(gè)信息子流ci(k)，I=1，……，N。這N個(gè)子流由N個(gè)天線發(fā)射出去，經(jīng)空間信道后由M個(gè)接收天線接收。多天線接收機(jī)利用先進(jìn)的空時(shí)編碼處理能夠分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實(shí)現(xiàn)最佳的處理。

特別是，這N個(gè)子流同時(shí)發(fā)送到信道，各發(fā)射信號(hào)占用同一頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射接收天線間的通道響應(yīng)獨(dú)立，則多入多出系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個(gè)并行空間信道。通過(guò)這些并行空間信道獨(dú)立地傳輸信息，數(shù)據(jù)率必然可以提高。

MIMO將多徑無(wú)線信道與發(fā)射、接收視為一個(gè)整體進(jìn)行優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)高的通信容量和頻譜利用率。這是一種近于最優(yōu)的空域時(shí)域聯(lián)合的分集和干擾對(duì)消處理。

系統(tǒng)容量是表征通信系統(tǒng)的最重要標(biāo)志之一，表示了通信系統(tǒng)最大傳輸率。對(duì)于發(fā)射天線數(shù)為N，接收天線數(shù)為M的多入多出（MIMO）系統(tǒng)，假定信道為獨(dú)立的瑞利衰落信道，并設(shè)N、M很大，則信道容量C近似為：C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)

其中B為信號(hào)帶寬，ρ為接收端平均信噪比，min(M,N)為M，N的較小者。上式表明，功率和帶寬固定時(shí)，多入多出系統(tǒng)的最大容量或容量上限隨最小天線數(shù)的增加而線性增加。而在同樣條件下，在接收端或發(fā)射端采用多天線或天線陣列的普通智能天線系統(tǒng)，其容量?jī)H隨天線數(shù)的對(duì)數(shù)增加而增加。相對(duì)而言，多入多出對(duì)于提高無(wú)線通信系統(tǒng)的容量具有極大的潛力。

3、MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)大致可以分為兩類：發(fā)射/接收分集和空間復(fù)用。傳統(tǒng)的多天線被用來(lái)增加分集度從而克服信道衰落。具有相同信息的信號(hào)通過(guò)不同的路徑被發(fā)送出去，在接收機(jī)端可以獲得數(shù)據(jù)符號(hào)多個(gè)獨(dú)立衰落的復(fù)制品，從而獲得更高的接收可靠性。舉例來(lái)說(shuō)，在慢瑞利衰落信道中，使用1根發(fā)射天線n根接收天線，發(fā)送信號(hào)通過(guò)n個(gè)不同的路徑。如果各個(gè)天線之間的衰落是獨(dú)立的，可以獲得最大的分集增益為n，平均誤差概率可以減小到，單天線衰落信道的平均誤差概率為。對(duì)于發(fā)射分集技術(shù)來(lái)說(shuō)，同樣是利用多條路徑的增益來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。在一個(gè)具有m根發(fā)射天線n根接收天線的系統(tǒng)中，如果天線對(duì)之間的路徑增益是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落，可以獲得的最大分集增益為mn。智能天線技術(shù)也是通過(guò)不同的發(fā)射天線來(lái)發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，形成指向某些用戶的賦形波束，從而有效的提高天線增益，降低用戶間的干擾。廣義上來(lái)說(shuō)，智能天線技術(shù)也可以算一種天線分集技術(shù)。

分集技術(shù)主要用來(lái)對(duì)抗信道衰落。相反，MIMO信道中的衰落特性可以提供額外的信息來(lái)增加通信中的自由度(degreesoffreedom)。從本質(zhì)上來(lái)講，如果每對(duì)發(fā)送接收天線之間的衰落是獨(dú)立的，那么可以產(chǎn)生多個(gè)并行的子信道。如果在這些并行的子信道上傳輸不同的信息流，可以提供傳輸數(shù)據(jù)速率，這被成為空間復(fù)用。需要特別指出的是在高SNR的情況下，傳輸速率是自由度受限的，此時(shí)對(duì)于m根發(fā)射天線n根接收天線，并且天線對(duì)之間是獨(dú)立均勻分布的瑞利衰落的。

根據(jù)子數(shù)據(jù)流與天線之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，空間多路復(fù)用系統(tǒng)大致分為三種模式：D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。

D-BLAST最先由貝爾實(shí)驗(yàn)室的GerardJ.Foschini提出。原始數(shù)據(jù)被分為若干子流，每個(gè)子流之間分別進(jìn)行編碼，但子流之間不共享信息比特，每一個(gè)子流與一根天線相對(duì)應(yīng)，但是這種對(duì)應(yīng)關(guān)系周期性改變，如圖所示，它的每一層在時(shí)間與空間上均呈對(duì)角線形狀，稱為D-BLAST(Diagonally-BLAST)。D-BLAST的好處是，使得所有層的數(shù)據(jù)可以通過(guò)不同的路徑發(fā)送到接收機(jī)端，提高了鏈路的可靠性。其主要缺點(diǎn)是，由于符號(hào)在空間與時(shí)間上呈對(duì)角線形狀，使得一部分空時(shí)單元被浪費(fèi)，或者增加了傳輸數(shù)據(jù)的冗余。如圖所示，在數(shù)據(jù)發(fā)送開始時(shí)，有一部分空時(shí)單元未被填入符號(hào)(對(duì)應(yīng)圖中右下角空白部分)，為了保證D-BLAST的空時(shí)結(jié)構(gòu)，在發(fā)送結(jié)束肯定也有一部分空時(shí)單元被浪費(fèi)。如果采用burst模式的數(shù)字通信，并且一個(gè)burst的長(zhǎng)度大于M(發(fā)送天線數(shù)目)個(gè)發(fā)送時(shí)間間隔，那么burst的長(zhǎng)度越小，這種浪費(fèi)越嚴(yán)重。它的數(shù)據(jù)檢測(cè)需要一層一層的進(jìn)行，如圖所示：先檢測(cè)c0、c1和c2，然后a0、a1和a2，接著b0、b1和b2……

另外一種簡(jiǎn)化了的BLAST結(jié)構(gòu)同樣最先由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出。它采用一種直接的天線與層的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即編碼后的第k個(gè)子流直接送到第k根天線，不進(jìn)行數(shù)據(jù)流與天線之間對(duì)應(yīng)關(guān)系的周期改變。如圖所示，它的數(shù)據(jù)流在時(shí)間與空間上為連續(xù)的垂直列向量，稱為V-BLAST(Vertical-BLAST)。由于V-BLAST中數(shù)據(jù)子流與天線之間只是簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在檢測(cè)過(guò)程中，只要知道數(shù)據(jù)來(lái)自哪根天線即可以判斷其是哪一層的數(shù)據(jù)，檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單。

（圖1）

考慮到D-BLAST以及V-BALST模式的優(yōu)缺點(diǎn)，一種不同于D-DBLAST與V-BLAST的空時(shí)編碼結(jié)構(gòu)被提出：T-BLAST。等文獻(xiàn)分別提及這種結(jié)構(gòu)。它的層在空間與時(shí)間上呈螺紋(Threaded)狀分布，如圖2所示。原始數(shù)據(jù)流被多路分解為若干子流之后，每個(gè)子流被對(duì)應(yīng)的天線發(fā)送出去，并且這種對(duì)應(yīng)關(guān)系周期性改變，與D-BLAST系統(tǒng)不同的是，在發(fā)送的初始階段并不是只有一根天線進(jìn)行發(fā)送，而是所有天線均進(jìn)行發(fā)送，使得單從一個(gè)發(fā)送時(shí)間間隔來(lái)看，它的空時(shí)分布很像V-BALST，只不過(guò)在不同的時(shí)間間隔中，子數(shù)據(jù)流與天線的對(duì)應(yīng)關(guān)系周期性改變。更普通的T-BLAST結(jié)構(gòu)是這種對(duì)應(yīng)關(guān)系不是周期性改變，而是隨機(jī)改變。這樣T-BLAST不僅可以使得所有子流共享空間信道，而且沒(méi)有空時(shí)單元的浪費(fèi)，并且可以使用V-BLAST檢測(cè)算法進(jìn)行檢測(cè)。

5、MIMO的應(yīng)用

為了提高系統(tǒng)容量，下一代的無(wú)線寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)將會(huì)采用MIMO技術(shù)，即在基站端放置多個(gè)天線，在移動(dòng)臺(tái)也放置多個(gè)天線，基站和移動(dòng)臺(tái)之間形成MIMO通信鏈路。應(yīng)用MIMO技術(shù)的無(wú)線寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)從基站端的多天線放置方法上可以分為兩大類：一類是多個(gè)基站天線集中排列形成天線陣列，放置于覆蓋小區(qū)，這一類可以稱為集中式MIMO；另一類是基站的多個(gè)天線分散放置在覆蓋小區(qū)，可以稱為分布式MIMO。

MIMO技術(shù)可以比較簡(jiǎn)單地直接應(yīng)用于傳統(tǒng)蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，將基站的單天線換為多個(gè)天線構(gòu)成的天線陣列?；就ㄟ^(guò)天線陣列與小區(qū)內(nèi)的具有多個(gè)天線的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行MIMO通信。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，這樣的MIMO系統(tǒng)與傳統(tǒng)的單入單出(SISO)蜂窩通信系統(tǒng)相比并沒(méi)有根本的區(qū)別。

傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)可以克服大尺度衰落和陰影衰落造成的信道路徑損耗，能夠在小區(qū)內(nèi)形成良好的系統(tǒng)覆蓋，解決小區(qū)內(nèi)的通信死角，提高通信服務(wù)質(zhì)量。最近在MIMO技術(shù)的研究中發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)與MIMO技術(shù)相結(jié)合可以提高系統(tǒng)容量，這種新的分布式MIMO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)——分布式無(wú)線通信系統(tǒng)(DWCS)[8]成為MIMO技術(shù)的重要研究熱點(diǎn)。

在采用分布式MIMO的DWCS系統(tǒng)中，分散在小區(qū)內(nèi)的多個(gè)天線通過(guò)光纖和基站處理器相連接。具有多天線的移動(dòng)臺(tái)和分散在附近的基站天線進(jìn)行通信，與基站建立了MIMO通信鏈路。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不僅具備了傳統(tǒng)的分布式天線系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，減少了路徑損耗，克服了陰影效應(yīng)，同時(shí)還通過(guò)MIMO技術(shù)顯著提高了信道容量。與集中式MIMO相比，DWCS的基站天線之間距離較遠(yuǎn)，不同天線與移動(dòng)臺(tái)之間形成的信道衰落可以看作完全不相關(guān)，信道容量更大?？傮w上說(shuō)，分布式MIMO系統(tǒng)的信道容量更大，系統(tǒng)功耗更小，系統(tǒng)覆蓋性能更好，系統(tǒng)具有更好的擴(kuò)展性和靈活性。

分布式MIMO的DWCS系統(tǒng)也帶來(lái)了一些新問(wèn)題。移動(dòng)臺(tái)和小區(qū)內(nèi)鄰近的天線建立的MIMO鏈路，由于基站不同天線的位置不同，它們距離移動(dòng)臺(tái)的距離不同，使得基站端的多個(gè)天線的信號(hào)到達(dá)移動(dòng)臺(tái)的延時(shí)也不同，因此帶來(lái)新的研究問(wèn)題。目前在這方面研究較多的是進(jìn)行容量分析。除此之外的研究?jī)?nèi)容還包括：具體的同步技術(shù)、信道估計(jì)、天線選擇、發(fā)射方案、信號(hào)檢測(cè)技術(shù)等，這些問(wèn)題有待深入研究。10.頻率復(fù)用①頻率復(fù)用因子表示一個(gè)頻率復(fù)用簇（ReuseCluster）當(dāng)中的頻點(diǎn)的數(shù)量。復(fù)用因子越大，表示復(fù)用距離越大。第一代移動(dòng)通信（AMPS)的復(fù)用因子為9~11，第二代移動(dòng)通信（GSM)的復(fù)用因子為4~7。在CDMA技術(shù)出現(xiàn)以后，由于CDMA技術(shù)的抗干擾的特性，普遍采用了復(fù)用因子為1，也稱為普遍頻率復(fù)用（UniversalFrequencyReuse）和同頻復(fù)用。②所謂頻率復(fù)用，以O(shè)FDM為例，假設(shè)有1、2、3、4個(gè)總共4個(gè)子載波，假設(shè)小區(qū)1、小區(qū)2里的用戶都可以調(diào)度到這4個(gè)子載波，那么就是全頻率復(fù)用，那么小區(qū)間干擾最大；假設(shè)小區(qū)1中心用戶能夠調(diào)度到全部子載波，但邊緣用戶只能調(diào)度到1、2個(gè)子載波，而小區(qū)2中心用戶能夠調(diào)度到全部子載波，但邊緣用戶只能調(diào)度到3、4個(gè)子載波，那就是部分頻率復(fù)用。顯然，此時(shí)采用部分頻率復(fù)用可以降低小區(qū)間的干擾，不過(guò)頻譜效率會(huì)有一定程度的降低。③簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，頻率復(fù)用就是一個(gè)頻率在多少個(gè)小區(qū)后可以再用！CDMA因?yàn)槭谴a分多址，所以，每個(gè)小區(qū)頻率都可以一樣，也就是1：1復(fù)用。GSM因?yàn)椴捎?X3復(fù)用方式，即第十三個(gè)小區(qū)可以重復(fù)使用頻率。④ＧＳＭ網(wǎng)上的頻率復(fù)用

頻率復(fù)用技術(shù)是指同一載頻的無(wú)線信道覆蓋不同地區(qū)，這些使用相同載頻的地區(qū)之間相隔一定的距離以使同頻干擾抑制在可接受的范圍內(nèi)。作為目前全世界最為流行的移動(dòng)通信技術(shù)，ＧＳＭ網(wǎng)絡(luò)在全球擁有最多的用戶，并且此用戶群正在成倍增長(zhǎng)。面對(duì)并不寬裕的頻率資源，各大廠家都在積極開發(fā)新技術(shù)以適應(yīng)市場(chǎng)的需要，如何采用新功能來(lái)進(jìn)一步提高頻率復(fù)用以提高網(wǎng)絡(luò)容量也是大家較為關(guān)注的一個(gè)課題。

早期的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于抗同、鄰頻干擾的功能較少，一般采用較寬松的頻率復(fù)用方式。例如在ＴＡＣＳ和ＡＭＰＳ等模擬系統(tǒng)中，由于信號(hào)采用模擬調(diào)制方式，抗衰落及信號(hào)解調(diào)能力都較差，所以它對(duì)同頻保護(hù)門限的要求也較高，一般大于１８ｄＢ。在ＴＡＣＳ系統(tǒng)中較為流行的頻率復(fù)用方式是７／２１復(fù)用，７／２１復(fù)用即為將所有頻點(diǎn)平均分在７個(gè)基站的２１個(gè)小區(qū)中（在蜂窩系統(tǒng)中一般將每個(gè)基站分為３個(gè)小區(qū)），在這２１個(gè)小區(qū)中頻點(diǎn)不重復(fù)使用，以這２１個(gè)小區(qū)為一個(gè)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在整網(wǎng)中重復(fù)使用。從這個(gè)關(guān)系中大家可以看出每個(gè)小區(qū)的最高載頻配置取決于兩個(gè)因素，一是運(yùn)營(yíng)商所擁有的頻率資源，二是在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的頻率復(fù)用方式。拿７／２１復(fù)用為例，每小區(qū)最高載頻配置＝所有頻點(diǎn)數(shù)／２１。我們也稱２１為頻率復(fù)用系數(shù)，它是衡量一個(gè)網(wǎng)絡(luò)頻率復(fù)用寬松程度的一個(gè)主要參數(shù)。在ＧＳＭ系統(tǒng)初期，較為流行的是４／１２頻率復(fù)用方式，這和ＴＡＣＳ系統(tǒng)的７／２１復(fù)用相比在頻率資源的利用率上已有了很大的提高。４／１２結(jié)構(gòu)的復(fù)用系數(shù)是１２，和２１相比它能在每一個(gè)小區(qū)中配置更多的載頻，從而在單位面積上提供更大的容量。但是它是以４個(gè)基站為一組重復(fù)使用頻點(diǎn)的，和以７個(gè)基站為一組的７／２１復(fù)用相比同頻間隔距離要小。ＧＳＭ系統(tǒng)之所以能采用較緊湊的頻率復(fù)用技術(shù)是由于它采用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，信號(hào)在抗衰落、抗干擾方面都要比模擬信號(hào)強(qiáng)得多。從這一點(diǎn)可以看出，在頻率資源有限的情況下，如何采用先進(jìn)的技術(shù)和功能來(lái)進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的頻率干擾是提高網(wǎng)絡(luò)頻率復(fù)用從而增加網(wǎng)絡(luò)容量的關(guān)鍵。子載波調(diào)制OFDM技術(shù)的主要思想就是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用1個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道是非平坦的，即具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的。

由于OFDM系統(tǒng)采用正交子載波調(diào)制，因此對(duì)頻域的同步要求嚴(yán)格，一旦頻域的信號(hào)點(diǎn)由于頻偏的影響，偏離了抽樣點(diǎn)，會(huì)引入很大的ICI（子載波間干擾）。正交性是依靠相鄰載波的中心點(diǎn)與零點(diǎn)相重合取得的，當(dāng)頻偏存在時(shí)，這種正交性就遭到了破壞。所謂的子載波調(diào)制指的是將串并變換后的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行星座空間的映射過(guò)程，通常會(huì)采用16QAM或者更高的64QAM調(diào)制，對(duì)已調(diào)制的基帶信號(hào)（符號(hào)），進(jìn)行上變頻的載波調(diào)制，由于其表達(dá)式恰符合（可以認(rèn)為是類似）IDFT的定義式，固進(jìn)行一定的條件限制（子載波間隔為碼元速率的倒數(shù)為載波間隔）后可以利用該方法處理，我個(gè)人以為所謂的利用IFFT處理的方法只是在數(shù)學(xué)形式上的推導(dǎo)導(dǎo)致新的調(diào)制方式的推進(jìn)。ofdm調(diào)制是將一路高速串行數(shù)據(jù)分成多路低速數(shù)據(jù)流，然后將每路數(shù)據(jù)流分別搬移到等間隔的頻率上發(fā)射，由于分成了多路數(shù)據(jù)流，每路數(shù)據(jù)流的符號(hào)周期變長(zhǎng)，因此抗多徑能力增強(qiáng)。發(fā)射時(shí)將這些調(diào)制的低速數(shù)據(jù)流相加后同時(shí)發(fā)射出去，從數(shù)學(xué)表達(dá)式上看等效于對(duì)原來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了idft操作，由于調(diào)制前的數(shù)據(jù)是在不同子載波發(fā)射，可以看成是頻域數(shù)據(jù)，變換后發(fā)射的是一個(gè)時(shí)間信號(hào)，可看成是時(shí)域信號(hào)，這樣與idft的變換域?qū)?yīng)起來(lái)。最后在接收端解調(diào)信號(hào)時(shí)，由于每個(gè)子載波上的傳輸信號(hào)在一個(gè)ofdm符號(hào)持續(xù)時(shí)間內(nèi)恰好都經(jīng)歷了整數(shù)倍的周期，而且相鄰子載波見都只相差一個(gè)周期，因此各個(gè)子載波之間可以相互正交。12.多路復(fù)用與多址接入多址接入技術(shù)（multipleaccesstechniques）在無(wú)線電廣播信道中，多個(gè)不同地址的用戶間建立通信鏈路的方法。例如：在移動(dòng)通信中，許多移動(dòng)臺(tái)要同時(shí)通過(guò)一個(gè)基站和其他移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，必須區(qū)分出是哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)出來(lái)的信號(hào)；在衛(wèi)星通信中，各個(gè)地球站間必須相互區(qū)分來(lái)自不同站的通信信號(hào)。因此在無(wú)線通信中；必須采用某種多址接入技術(shù)。

基本原理多址接入技術(shù)是利用信號(hào)特征上的差異（例如利用信號(hào)的工作頻率、信號(hào)的出現(xiàn)時(shí)間以及信號(hào)具有的特定波形等）來(lái)區(qū)分這些信號(hào)的，它要求各信號(hào)的特征彼此獨(dú)立或正交（即任意兩個(gè)信號(hào)波形之間的相關(guān)函數(shù)等于0）。

分類依據(jù)信號(hào)在頻域、時(shí)域波形以及空域的特征，多址接入技術(shù)基本可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA），碼分多址（CDMA），和空分多址（SDMA）。實(shí)際中也常用到其他一些多址方式，其他括這4種基本方式的混合多址方式，例如時(shí)分多址/頻分多址（TDMA/FDMA），碼分多址/頻分多址（CDMA/FDMA）等。參見頻分多址、時(shí)分多址、碼分多址、空分多址。

多路復(fù)用是指兩個(gè)或多個(gè)用戶共享公用信道的一種機(jī)制。通過(guò)多路復(fù)用技術(shù)，多個(gè)終端能共享一條高速信道，從而達(dá)到節(jié)省信道資源的目的，多路復(fù)用有頻分多路復(fù)用（FDM），時(shí)分多路復(fù)用（TDM），碼分多路復(fù)用（CDM）幾種。13.多址接入技術(shù)"多址接入技術(shù)"

蜂窩系統(tǒng)中是以信道來(lái)區(qū)分通信對(duì)象的，一個(gè)信道只容納一個(gè)用戶進(jìn)行通話，許多同時(shí)通話的用戶，互相以信道來(lái)區(qū)分，這就是多址。移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)多信道同時(shí)工作的系統(tǒng)，具有廣播和大面積覆蓋的特點(diǎn)。在移動(dòng)通信環(huán)境的電波覆蓋區(qū)內(nèi)，如何建立用戶之間的無(wú)線信道的連接，是多址接入方式的問(wèn)題。解決多址接入問(wèn)題的方法叫多址接入技術(shù)。

詳細(xì)點(diǎn)說(shuō)：從移動(dòng)通信網(wǎng)的構(gòu)成可以看出，大部分移動(dòng)通信系統(tǒng)都有一個(gè)或幾個(gè)基站和若干個(gè)移動(dòng)臺(tái)?；疽驮S多移動(dòng)臺(tái)同時(shí)通信，因而基站通常是多路的，有多個(gè)信道，而每個(gè)移動(dòng)臺(tái)只供一個(gè)用戶使用，是單路的。許多用戶同時(shí)通話，以不同的信道分隔，防止相互干擾，各用戶信號(hào)通過(guò)某些特定的方式進(jìn)行信道的復(fù)用，從而建立各自的信道，以實(shí)現(xiàn)雙邊通信的聯(lián)接稱多址聯(lián)接。多址聯(lián)接方式是移動(dòng)通信網(wǎng)體制范疇，關(guān)系到系統(tǒng)容量、小區(qū)構(gòu)成、頻譜和信道利用效率以及系統(tǒng)復(fù)雜性。

移動(dòng)通信系統(tǒng)中基站的多路工作和移動(dòng)臺(tái)的單路工作形成了移動(dòng)通信的一大特點(diǎn)。在移動(dòng)通信業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)之間或移動(dòng)臺(tái)與市話用戶之間是通過(guò)基站（包括移動(dòng)交換局和局間聯(lián)網(wǎng)），同時(shí)建立各自的信道，從而實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接的。

那么基站是以怎樣的信號(hào)傳輸方式接收、處理和轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)臺(tái)來(lái)的信號(hào)呢基站又以怎樣的信號(hào)結(jié)構(gòu)發(fā)出各移動(dòng)臺(tái)的尋呼信號(hào)，并且使移動(dòng)臺(tái)從這些信號(hào)中識(shí)別出發(fā)給本臺(tái)的信號(hào)呢這就是多址聯(lián)接方式問(wèn)題，即多址接入方式的問(wèn)題。當(dāng)以傳輸信號(hào)的載波頻率不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為頻分多址方式（FDMA）；當(dāng)以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為時(shí)分多址方式（TDMA）；當(dāng)以傳輸信號(hào)的碼型不同來(lái)區(qū)分信道建立多址接入時(shí)，稱為碼分多址方式（CDMA）。

目前在移動(dòng)通信中應(yīng)用的多址方式有：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）以及它們的混合應(yīng)用方式等。頻分多址為每一個(gè)用戶指定了特定信道，這些信道按要求分配給請(qǐng)求服務(wù)的用戶。在呼叫的整個(gè)過(guò)程中，其它用戶不能共享這一頻段。

從圖中可以看出，在FDD系統(tǒng)中，分配給用戶一個(gè)信道，即一對(duì)頻譜；一個(gè)頻譜用作前向信道即基站向移動(dòng)臺(tái)方向的信道，另一個(gè)則用作反向信道即移動(dòng)臺(tái)向基站方向的信道。這種通信系統(tǒng)的基站必須同時(shí)發(fā)射和接收多個(gè)不同頻率的信號(hào)；任意兩個(gè)移動(dòng)用戶之間進(jìn)行通信都必須經(jīng)過(guò)基站的中轉(zhuǎn)，因而必須同時(shí)占用2個(gè)信道（2對(duì)頻譜）才能實(shí)現(xiàn)雙工通信。它們的頻譜分割如圖所示。在頻率軸上，前向信道占有較高的頻帶，反向信道占有較低的頻帶，中間為保護(hù)頻帶。在用戶頻道之間，設(shè)有保護(hù)頻隙，以免因系統(tǒng)的頻率漂移造成頻道間的重疊。頻分多址（FDMA）FDMA系統(tǒng)是基于頻率劃分信道。每個(gè)用戶在一對(duì)頻道中通信。若有其它信號(hào)的成分落入一個(gè)用戶接收機(jī)的頻道帶內(nèi)時(shí)，將造成對(duì)有用信號(hào)的干擾。就蜂房小區(qū)內(nèi)的基站移動(dòng)臺(tái)系統(tǒng)而言，主要干擾有互調(diào)干擾和鄰道干擾（關(guān)于互調(diào)干擾和鄰道干擾，見前面對(duì)干擾的介紹）。在頻率集重復(fù)使用的蜂房系統(tǒng)中，還要考慮同頻道干擾。

在模擬蜂窩系統(tǒng)中，采用頻分多址方式是唯一的選擇。如以前我們所用的模擬網(wǎng)TACS系統(tǒng)，用的就是頻分多址。而在數(shù)字蜂窩中，則很少采用純頻分的方式。比如我們現(xiàn)在用的GSM系統(tǒng)，雖然也在頻率上做了劃分，但是更重要的是采用了時(shí)隙的概念，所以人們更愿意把其劃入時(shí)分多址（TDMA）。時(shí)分多址（TDMA）時(shí)分多址是在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上，把時(shí)間分成周期性的幀，每一幀再分割成若干時(shí)隙（無(wú)論幀或時(shí)隙都是互不重疊的），每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)通信信道，分配給一個(gè)用戶。

如左圖所示，系統(tǒng)根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則，使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)射信號(hào)（突發(fā)信號(hào)），在滿足定時(shí)和同步的條件下，基站可以在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不干擾。同時(shí)，基站發(fā)向各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸，各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收，就能在合路的信號(hào)（TDM信號(hào)）中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來(lái)。所以TDMA系統(tǒng)發(fā)射數(shù)據(jù)是用緩存-突發(fā)法，因此對(duì)任何一個(gè)用戶而言發(fā)射都是不連續(xù)的。這就意味著數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)調(diào)制必須與TDMA一起使用，而不象采用模擬FM的FDMA系統(tǒng)。時(shí)分多址（TDMA）由于時(shí)分多址(TDMA)更考慮時(shí)間上的問(wèn)題，所以我們要注意通信中的同步和定時(shí)問(wèn)題，否則會(huì)因?yàn)闀r(shí)隙的錯(cuò)位和混亂而導(dǎo)致接收端移動(dòng)臺(tái)無(wú)法正常接收信息。

采用時(shí)分多址(TDMA)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力增強(qiáng)，頻率利用率有所提高，系統(tǒng)容量增大，基站復(fù)雜性減小。時(shí)分多址（TDMA）用不同的時(shí)隙來(lái)發(fā)射和接收，因此不需雙工器。同時(shí)越區(qū)切換簡(jiǎn)單（和頻分多址(FDMA)相比較而言）。由于在TDMA中移動(dòng)臺(tái)是不連續(xù)地突發(fā)式傳輸，所以切換處理對(duì)一個(gè)用戶單元來(lái)說(shuō)是很簡(jiǎn)單的，因?yàn)樗梢岳每臻e時(shí)隙監(jiān)測(cè)其他基站，這樣越區(qū)切換可在無(wú)信息傳輸時(shí)進(jìn)行。因而沒(méi)有必要中斷信息的傳輸，即使傳輸數(shù)據(jù)也不會(huì)因越區(qū)切換而丟失。

由于時(shí)分多址（TDMA）的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以我們?cè)诘诙苿?dòng)通信系統(tǒng)（在這里指我國(guó)采用的GSM系統(tǒng)）中引入了時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)。碼分多址（CDMA）碼分多址系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼，利用公共信道來(lái)傳輸信息。CDMA系統(tǒng)的地址碼相互具有準(zhǔn)正交性，以區(qū)別地址，而在頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊。也就是說(shuō)，每一個(gè)用戶有自己的地址碼，這個(gè)地址碼用于區(qū)別每一個(gè)用戶，地址碼彼此之間是互相獨(dú)立的，也就是互相不影響的，但是由于技術(shù)等種種原因，我們采用的地址碼不可能做到完全正交，即完全獨(dú)立，相互不影響，所以稱為準(zhǔn)正交，由于有地址碼區(qū)分用戶，所以我們對(duì)頻率、時(shí)間和空間沒(méi)有限制，在這些方面他們可以重疊。

系統(tǒng)的接收端必須有完全一致的本地地址碼，用來(lái)對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。其他使用不同碼型的信號(hào)因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲或干擾，通常稱之為多址干擾。碼分多址（CDMA）在碼分多址（CDMA）蜂窩通信系統(tǒng)中，用戶之間的信息傳輸也是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。為了實(shí)現(xiàn)雙工通信，正向傳輸和反向傳輸各使用一個(gè)頻率，即通常所謂的頻分雙工。無(wú)論正向傳輸或反向傳輸，除了傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳送相應(yīng)的控制信息。為了傳送不同的信息，需要設(shè)置相應(yīng)的信道。但是，CDMA通信系統(tǒng)既不分頻道又不分時(shí)隙，無(wú)論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來(lái)區(qū)分。類似的信道屬于邏輯信道。這些邏輯信道無(wú)論從頻域或時(shí)域來(lái)看都是相互重疊的，或者說(shuō)它們均占有相同的頻段和時(shí)間。左圖是CDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖。CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的各種信道的選擇，可用正交Walsh函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。正交Walsh函數(shù)可以構(gòu)成正交Walsh碼,作為地址碼實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA）。14.迫零預(yù)編碼①zeroforcing....通信的基本過(guò)程是Y=Hwx，其中w是預(yù)編碼矩陣，x是發(fā)送信息向量，所謂zeroforcing，就是讓w=H的逆...這樣，x的估計(jì)就是x+wn...如果H不是方陣的話，那么zero-forcing的預(yù)編碼矩陣是w=H'(HH')^(-1)②用戶k的所有MUI強(qiáng)制置零，就可得到迫零預(yù)編碼的形式。由于這種預(yù)編碼的等效信道為塊對(duì)角矩陣，因此這種預(yù)編碼被稱作塊對(duì)角化迫零預(yù)編碼（zero-forcingblockdiagonalization，ZF-BD）,用于MIMO下行鏈路中，而迫零編碼是在上行鏈路傳輸過(guò)程中。steeringZero-forcing(orNull-Steering)precodingisaspatialsignalprocessingbywhichthemultipleantennatransmittercannullmultiuserinterferencesignalsin\o"Wireless"wirelesscommunications.Regularizedzero-forcingprecodingisenhancedprocessingtoconsidertheimpactonabackground

\o"Noise"noise

andunknownuser

\o"Interference(communication)"interference[1],wherethebackgroundnoiseandtheunknownuserinterferencecanbeemphasizedintheresultof(known)interferencesignalnulling.Inparticular,

Null-Steering

isamethodof

\o"Beamforming"beamforming

for

\o"Narrowband"narrowband

\o"Signalprocessing"signals

wherewewanttohaveasimplewayofcompensatingdelaysofreceivingsignalsfromaspecificsourceatdifferentelementsoftheantennaarray.Ingeneraltomakeuseoftheantennaarrays,webettertosumandaveragethesignalscomingtodifferentelements,butthisisonlypossiblewhendelaysareequal.Otherwisewefirstneedtocompensatethedelaysandthentosumthemup.Toreachthisgoal,wemayonlyaddtheweightedversionofthesignalswithappropriateweightvalues.Wedothisinsuchawaythatthefrequencydomainoutputofthisweightedsumproducesazeroresult.Thismethodiscallednullsteering.Thegeneratedweightsareofcourserelatedtoeachotherandthisrelationisafunction