《通信概論》課件 任務(wù)2 技術(shù)變革-4G的關(guān)鍵技術(shù)

任務(wù)2技術(shù)變革-4G關(guān)鍵技術(shù)OFDMA技術(shù)一MIMO技術(shù)二學(xué)習(xí)內(nèi)容通信概論OFDMA技術(shù)一通信概論

在移動通信中有種現(xiàn)象叫做多徑效應(yīng)。所謂多徑效應(yīng)，是指信號發(fā)射之后，由不同的路徑到達(dá)終端，終端處于建筑群與障礙物之間，其接收信號的強(qiáng)度，將由各直射波和反射波疊加合成，會對接收信號造成一定的影響。多徑效應(yīng)

多徑效應(yīng)造成的時間差會造成終端接收信號互相干擾，前一個到達(dá)的碼元的后端部分會干擾后一個碼元的前端部分，即碼間干擾（ISI,InterSymbolInterference）多徑效應(yīng)

為了降低多徑效應(yīng)帶來的碼間串?dāng)_問題，OFDM采用了將串行的高速率業(yè)務(wù)通過串并轉(zhuǎn)換（S/P，Serial/Parallel），變成N列低速的并行數(shù)據(jù)。因此碼元速率下降了，碼元周期就大大擴(kuò)展了，從而可以有效對抗碼間串?dāng)_。最后，把這N列并行數(shù)據(jù)調(diào)制到N個低帶寬的子載波上去，就完成了OFDM中“FDM”的過程。通過串并轉(zhuǎn)換降低碼元速率

OFDM的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線是將高速數(shù)據(jù)信號通過串并轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，通過快速傅立葉反變換（IFFT）調(diào)制成若干正交的子載波進(jìn)行傳輸，因為這些子載波相互正交，在頻域上可以疊加，此外結(jié)合分集，空時編碼，干擾和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高系統(tǒng)性能。OFDM

OFDMA將傳輸帶寬劃分成相互正交的子載波集，通過將不同的子載波集分配給不同的用戶，可用資源被靈活的在不同移動終端之間共享，從而實(shí)現(xiàn)不同用戶之間的多址接入。這可以看成是一種OFDM+FDMA+TDMA技術(shù)相結(jié)合的多址接入方式。LTE多址技術(shù)MIMO技術(shù)二通信概論1908年馬可尼就提出用MIMO來抗衰落;

70年代有人提出將MIMO用于通信系統(tǒng);

1995年Teladar給出了在衰落情況下的MIMO容量；

1996年Foshinia給出了一種多入多出處理算法——對角-貝爾實(shí)驗室分層空時(D-BLAST)算法；

1998年Tarokh等討論了用于MIMO的空時碼；

1998年Wolniansky等采用垂直-貝爾實(shí)驗室分層空時(V-BLAST)算法建立了一個MIMO實(shí)驗系統(tǒng)。這些工作使得MIMO技術(shù)的研究工作得到了迅速發(fā)展。MIMO的發(fā)展史在移動通信領(lǐng)域中，多徑效應(yīng)會引起衰落，因而被視為無線傳輸?shù)挠泻σ蛩?。而多天線MIMO(MultipleInputMultipleOutput：多輸入多輸出)技術(shù)充分利用空間中的多徑因素，在發(fā)送端和接收端采用多個天線，通過空時處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)分集增益或復(fù)用增益，充分利用空間資源，提高頻譜利用率。MIMO傳輸模型MIMO多進(jìn)多出是一種復(fù)雜的天線分集技術(shù)。多徑效應(yīng)會影響信號質(zhì)量，因此傳統(tǒng)的天線系統(tǒng)都在如何消除多徑效應(yīng)上動腦筋。而MIMO系統(tǒng)正好相反，它利用多徑效應(yīng)來改善通信質(zhì)量。在MIMO系統(tǒng)中，收發(fā)雙方使用多副可以同時工作的天線進(jìn)行通信。MIMO系統(tǒng)通常采用復(fù)雜的信號處理技術(shù)來顯著增強(qiáng)可靠性、傳輸范圍和吞吐量。發(fā)射機(jī)采用這些技術(shù)同時發(fā)送多路射頻信號，接收機(jī)再從這些信號中將數(shù)據(jù)恢復(fù)出來。SU-MIMO和MU-MIMOLTE系統(tǒng)一般在下行采用SU-MIMO，上行采用MU-MIMO下行多天線技術(shù)。單用戶MIMO（SU-MIMO）是將一個或多個數(shù)據(jù)流（稱為層）從一個發(fā)送陣列發(fā)送到單個用戶的能力。SU-MIMO從而可以增加該用戶的吞吐量并增加網(wǎng)絡(luò)的容量。可以支持的層數(shù)（稱為等級）取決于無線電信道。為了區(qū)分DL層，UE需要至少具有與層數(shù)一樣多的接收器天線。SU-MIMO可以通過在相同方向上以不同極化發(fā)送不同的層來實(shí)現(xiàn)。SU-MIMO也可以在多徑環(huán)境中實(shí)現(xiàn)，在多徑環(huán)境中，通過在不同的傳播路徑上發(fā)送不同的層，可以在AAS（有源天線系統(tǒng)）和UE之間存在許多強(qiáng)度相似的無線電傳播路徑。SU-MIMO和MU-MIMO多用戶MIMO（MU-MIMO）中，AAS使用相同的時間和頻率資源，同時以不同的波束將不同的層發(fā)送給不同的用戶，從而增加了網(wǎng)絡(luò)容量。MU-MIMO可實(shí)現(xiàn)的容量增益取決于以良好的信噪比（SINR）接收。與SU-MIMO一樣，總DL功率在不同層之間共享，因此，隨著同時MU-MIMO用戶數(shù)量的增加，每個用戶的功率（以及SINR）都會降低。另外