移動(dòng)通信發(fā)展和研究前瞻

移動(dòng)通信發(fā)展和研究前瞻5/9/20231前言一、移動(dòng)通信的特點(diǎn)發(fā)展最快應(yīng)用最廣最前沿二、最終目標(biāo)實(shí)現(xiàn)任何人可以在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間與其他任何人進(jìn)行任何方式的通信（五個(gè)任何）。5/9/20232第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)方案

WCDMA(日本DoDoMo公司)cdma2000(美國(guó)郎訊和摩托羅拉)TD-CDMA(歐洲西門子和阿爾卡特)TD-SCDMA(我國(guó)提出的擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán))5/9/20233第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)存在的問(wèn)題因?yàn)椴煌瑯I(yè)務(wù)之間用戶的相互干擾太多，利用CDMA技術(shù)的系統(tǒng)把數(shù)據(jù)速率提高到100M/s很困難。不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)（各種無(wú)線局域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、公用無(wú)線蜂窩網(wǎng)絡(luò)等）之間的無(wú)縫漫游。

不適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)非對(duì)稱傳輸?shù)囊蟆?/9/20234下一代無(wú)線通信系統(tǒng)（4G）研究前瞻基本特征能融合現(xiàn)有技術(shù)的通用結(jié)構(gòu)；頻譜利用率高，即在給定的為數(shù)不多的頻帶內(nèi)傳輸高速數(shù)據(jù)流；擴(kuò)充性強(qiáng)，即具有不同的單元?？欤ㄈ鐭狳c(diǎn)(hotspot)、移動(dòng)自組織網(wǎng)(Adhoc)等），并能覆蓋不同的業(yè)務(wù)范圍；自適應(yīng)性和重構(gòu)性強(qiáng)，能支持不同的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)；成本低，市場(chǎng)準(zhǔn)入快；適合于未來(lái)的新技術(shù)發(fā)展需要。5/9/202354G的接入方案

最有希望的寬帶無(wú)線接入方案MIMO-OFDM

（1）高頻譜利用率、低復(fù)雜度（2）鏈接便利靈活（3）適合于在多徑衰落信道中高速傳輸數(shù)據(jù)（4）易與其它多種接入方法相結(jié)合（5）充分滿足業(yè)界對(duì)下一代網(wǎng)絡(luò)的各種需求

OFDM系統(tǒng)模型5/9/20236OFDM系統(tǒng)等效基帶模型

5/9/20237優(yōu)點(diǎn)一、通過(guò)串/并變換，將一個(gè)頻率選擇性信道轉(zhuǎn)換為一組平行的頻率非選擇性子信道，從而降低了接收的復(fù)雜度；二、子載波在時(shí)域上相互正交，頻域上相互重疊，頻譜利用率高；三、各個(gè)子信道中的正交調(diào)制和解調(diào)通過(guò)快速傅里葉變換（FFT）實(shí)現(xiàn)，方便簡(jiǎn)捷；四、容易通過(guò)不同數(shù)量的子信道來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的非對(duì)稱傳輸；5/9/20238五、可以通過(guò)動(dòng)態(tài)比特分配和動(dòng)態(tài)子信道分配的方法，充分利用信噪比較高的子信道，從而提高系統(tǒng)的性能。六、可以很容易地與其它多種接入方法相結(jié)合，構(gòu)成OFDMA系統(tǒng)。缺點(diǎn)一、峰值平均功率比較高二、對(duì)信號(hào)的頻率偏移十分敏感5/9/20239MIMO在發(fā)端和收端同時(shí)用多個(gè)天線，就構(gòu)成了MIMO系統(tǒng)。特點(diǎn)提供分集；改善系統(tǒng)的容量及其性能。采納MIMO的標(biāo)準(zhǔn)利用MIMO實(shí)現(xiàn)的高速下行鏈路分組接入（HSDPA）信道（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)標(biāo)準(zhǔn)的一部分）5/9/202310研究現(xiàn)狀（1）新成立的下一代無(wú)線組正在定義MIMO層（2）預(yù)計(jì)MIMO層將位于構(gòu)造無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中5/9/2023113.5MIMO-OFDMMIMO可以提高系統(tǒng)的容量。但要，當(dāng)傳輸高速數(shù)據(jù)時(shí)，環(huán)境的多徑使MIMO的信道成為頻率選擇性信道。OFDM可以將頻率選擇性信道轉(zhuǎn)換為一組平行的頻率非選擇性MIMO信道，從而降低接收機(jī)的復(fù)雜度。5/9/202312這兩種強(qiáng)有力技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成MIMO-OFDM（1）前景非常有吸引力（2）最有希望的寬帶無(wú)線接入方案（3）滿足4G要求的候選技術(shù)MIMO-OFDM系統(tǒng)模型5/9/202313MIMO-OFDM發(fā)送機(jī)原理圖5/9/202314MIMO-OFDM接收機(jī)原理圖5/9/202315MIMO-OFDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)（1）發(fā)送分集（2）空間復(fù)用（3）接收分集（4）軟譯碼（5）同步（6）自適應(yīng)調(diào)制和編碼（7）信道估計(jì)和信號(hào)檢測(cè)5/9/202316研究熱點(diǎn)一、MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)（1）面臨的問(wèn)題1）不同天線的不同信號(hào)同時(shí)發(fā)送2）接收信號(hào)是不同天線信號(hào)的疊加5/9/202317（2）MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計(jì)算法1）使用循環(huán)前綴或?qū)ьl符號(hào)的算法按照循環(huán)前綴、導(dǎo)頻誘導(dǎo)的冗余、周期平穩(wěn)、有限字符等發(fā)送和接收信號(hào)的統(tǒng)計(jì)和確定性特征構(gòu)造而成。不足：循環(huán)前綴和導(dǎo)頻符號(hào)會(huì)增加發(fā)射功率、降低帶寬利用率5/9/2023182）盲算法。根據(jù)信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特征，利用最小均方、最大后驗(yàn)概率等準(zhǔn)則等構(gòu)造。不足：復(fù)雜度較高5/9/202319二、MIMO-OFDM系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)（1）面臨的問(wèn)題接收信號(hào)是受到加性噪聲惡化后的數(shù)據(jù)符號(hào)的線性組合（2）MIMO-OFDM系統(tǒng)信號(hào)檢測(cè)器1）最優(yōu)檢測(cè)器按照平均差錯(cuò)概率最小的原則檢測(cè)數(shù)據(jù)符號(hào)不足：計(jì)算復(fù)雜度隨天線數(shù)呈指數(shù)增加，不利于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)5/9/2023202）次佳信號(hào)檢驗(yàn)器將最大似然