计算机软件及应用第9章移动通信的展望

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1、计算机软件及应用第9章-移动通信(tng xn)的展望第一页，共51页。9.1 个人通信个人通信(tng xn)概述概述 移动通信从产生到现在的历史并不长，移动通信从产生到现在的历史并不长，然然而其开展速度却远远超出了人们的预料而其开展速度却远远超出了人们的预料(ylio)。尤其是最近十几年来，尤其是最近十几年来，随着微电子技术、随着微电子技术、计计算机和软件工程的开展，算机和软件工程的开展，移动通信设备在质量、移动通信设备在质量、使用方便和可靠性等方面的开展日新月异。使用方便和可靠性等方面的开展日新月异。第二页，共51页。纵观移动通信的开展历程，纵观移动通信的开展历程，当代移动通信可当代移动

2、通信可分为四个阶段：分为四个阶段：1 第一代移动通信以模拟调频、第一代移动通信以模拟调频、频分多址频分多址为主体技术，为主体技术，包括以蜂窝网系统为代表的公用移包括以蜂窝网系统为代表的公用移动通信系统、动通信系统、以集群系统为代表的专用移动通信以集群系统为代表的专用移动通信系统以及无绳系统以及无绳 ,主要向用户提供模拟话音主要向用户提供模拟话音(huyn)业务。业务。第三页，共51页。(2)第二代移动通信以数字传输、第二代移动通信以数字传输、时分多址或时分多址或码分多址为主体技术，码分多址为主体技术，简称数字移动通信，简称数字移动通信，包括包括数字蜂窝系统数字蜂窝系统(xtng)、数字无绳数字

3、无绳 系统系统(xtng)和和数字集群系统数字集群系统(xtng)等，等，主要向用户提供数字话主要向用户提供数字话音业务和低速数据业务。音业务和低速数据业务。第四页，共51页。(3)第三代第三代(sn di)(3G)移动通信以移动通信以CDMA为主要技术，为主要技术，向用户提供向用户提供2 Mb/s到到10 Mb/s的多的多媒体业务。媒体业务。(4)超后三代超后三代(sn di)B3G或第四代或第四代(4G)移动通信的研究和开发，移动通信的研究和开发，采用采用OFDM和多和多天线等新技术，天线等新技术，将向用户提供将向用户提供100 Mb/s甚至甚至1 Gb/s的数据速率。的数据速率。第五页，

4、共51页。9.1.1 个人通信的概念个人通信的概念 长期以来，长期以来，人们就有一种美好的愿望：人们就有一种美好的愿望：未来总有一未来总有一天会做到无论任何人天会做到无论任何人(Whoever)在任何时候在任何时候(Whenever)和和任何地点任何地点(Wherever)都能和另一个人都能和另一个人(Whomever)进行任何进行任何方式方式(Whatever)的通信。的通信。以往，以往，人们曾把这种愿望称之人们曾把这种愿望称之为梦想，为梦想，然而随着科学技术的开展，然而随着科学技术的开展，这种愿望已经不是这种愿望已经不是梦想，梦想，而是可以而是可以(ky)实现的了。实现的了。人们把这种向往

5、中的通人们把这种向往中的通信称为信称为“个人通信，个人通信，而把实现个人通信的网络称之为个而把实现个人通信的网络称之为个人通信网人通信网(PCN)。第六页，共51页。个人通信的愿望虽然早已存在，个人通信的愿望虽然早已存在，但个人通但个人通信网的设想却是在信网的设想却是在1988年才正式提出来的。年才正式提出来的。其其后，后，PCN在世界范围内立即引起了巨大的反响在世界范围内立即引起了巨大的反响和共鸣，和共鸣，一些通信兴旺的国家纷纷开展了一些通信兴旺的国家纷纷开展了PCN的体系结构和实现的体系结构和实现(shxin)技术的研究，技术的研究，提出了提出了形形色色的设想和方案，形形色色的设想和方案，

6、有关有关PCN的国际标准的国际标准的制定也受到许多国际组织的重视。的制定也受到许多国际组织的重视。第七页，共51页。9.1.2 实现个人通信的途径实现个人通信的途径 个人通信的设想激发了人们个人通信的设想激发了人们(rn men)的浓厚兴趣。的浓厚兴趣。从从1988年以来，年以来，人们人们(rn men)对如何实现个人通信曾对如何实现个人通信曾提出过各种各样的方案，提出过各种各样的方案，也发生过一些争论，也发生过一些争论，甚至相甚至相互非议。互非议。一般来说，一般来说，实现个人通信的途径有以下几种。实现个人通信的途径有以下几种。第八页，共51页。(1)规划、设计和开发规划、设计和开发(kif)

7、一种覆盖世界范围的全新一种覆盖世界范围的全新个人通信网。这种方法可以按照个人通信的理想目个人通信网。这种方法可以按照个人通信的理想目标，标，自由地精选先进技术和优化网络结构，而不受自由地精选先进技术和优化网络结构，而不受现有通信设施和现用技术体制的影响和约束。现有通信设施和现用技术体制的影响和约束。第九页，共51页。(2)选择现有的某一种移动通信网络进行扩充选择现有的某一种移动通信网络进行扩充和改造，和改造，实现一个普及实现一个普及(pj)全球、全球、功能齐全和功能齐全和适应各种运行环境的个人通信网。适应各种运行环境的个人通信网。这种方法对现这种方法对现有各种通信设备的开发者、有各种通信设备的

8、开发者、制造商和运营公司特制造商和运营公司特别有吸引力。别有吸引力。第十页，共51页。利用和改造某一种通信网络利用和改造某一种通信网络(wnglu)向个人通信网向个人通信网开展的方案都带有一定的局限性，主要表现在以下几个开展的方案都带有一定的局限性，主要表现在以下几个方面：方面：把蜂窝通信系统的小区分为宏小区、把蜂窝通信系统的小区分为宏小区、微小区和微小区和微微小区，微微小区，混合配置，混合配置，以适应城市和乡村、以适应城市和乡村、户内和户户内和户外的不同需要和扩大个人通信的效劳范围。外的不同需要和扩大个人通信的效劳范围。把无绳把无绳 系统由室内应用扩展到室外应用，系统由室内应用扩展到室外应用

9、，通过通过Telepoint覆盖整个效劳地区，覆盖整个效劳地区，并赋予双向呼叫、并赋予双向呼叫、越区越区切换和漫游功能，切换和漫游功能，以提供个人通信业务。以提供个人通信业务。第十一页，共51页。利用中、利用中、低轨道移动通信卫星低轨道移动通信卫星(tngxn wixng)实现个人通信网络。实现个人通信网络。因为移动卫星通信在海因为移动卫星通信在海上、上、空中和地形复杂而人口稀疏的环境中应用具有空中和地形复杂而人口稀疏的环境中应用具有独特的优点，独特的优点，不仅覆盖范围大，不仅覆盖范围大，而且不受地形的限而且不受地形的限制，制，对于解决遥远地区的通信和形成陆海空联合的对于解决遥远地区的通信和形

10、成陆海空联合的立体通信系统而言是最有效的方法。立体通信系统而言是最有效的方法。第十二页，共51页。(3)综合利用现有各种通信网络，综合利用现有各种通信网络，发挥各自的优发挥各自的优点，点，取长补短，取长补短，在统一要求和统一标准的条件下，在统一要求和统一标准的条件下，突破突破(tp)关键技术，关键技术，解决各种网络之间的互连互解决各种网络之间的互连互通，通，加强通信网络的智能化管理功能，加强通信网络的智能化管理功能，以实现全球以实现全球性的个人通信网。性的个人通信网。第十三页，共51页。9.2 关于个人关于个人(grn)通信的国际标准和研究通信的国际标准和研究进展进展 9.2.1 第三代移动通

11、信系统标准制定的过程第三代移动通信系统标准制定的过程 第三代移动通信系统的理论研究、第三代移动通信系统的理论研究、技术开发和标技术开发和标准制定工作准制定工作(gngzu)早在早在20世纪世纪80年代中期就已经开年代中期就已经开始了。始了。第三代移动通信的主要开展目标是：第三代移动通信的主要开展目标是：能提供能提供高质量业务，高质量业务，包括话音、包括话音、低速和高速数据低速和高速数据(从几从几kbs到到2 Mbs)，并具有多媒体接口；并具有多媒体接口；能支持面向电路能支持面向电路和面向分组业务；和面向分组业务；第十四页，共51页。能工作在各种通信环境，能工作在各种通信环境，包括城市和乡村、包

12、括城市和乡村、丘陵和丘陵和山地、山地、空中和海上以及室内场所；空中和海上以及室内场所；具有更高的频谱效具有更高的频谱效率，率，能提供更大的通信容量；能提供更大的通信容量；能与固定网络能与固定网络(wnglu)兼容，兼容，和现有移动通信网互连互通并实现全球漫游；和现有移动通信网互连互通并实现全球漫游；网络网络(wnglu)结构可配置成不同形式，结构可配置成不同形式，以适应各种效以适应各种效劳需要，劳需要，如公用、如公用、专用、专用、商用和家用；商用和家用；具有高级的具有高级的移动性管理，移动性管理，能保证大量用户数据的存储、能保证大量用户数据的存储、更新、更新、交换和实时处理等。交换和实时处理等

13、。第十五页，共51页。关于第三代移动通信系统的标准，关于第三代移动通信系统的标准，开始主要是开始主要是由国际电信联盟由国际电信联盟(ITU)主导的，主导的，最初提出时使用最初提出时使用(shyng)的系统名称为的系统名称为“未来公共陆上移动通信系未来公共陆上移动通信系统统(FPLMTS)，后改名为后改名为“国际移动通信国际移动通信2000(IMT-2000)。1998年年12月，月，世界各国已向世界各国已向ITU提交提交的无线传输技术的无线传输技术(RTT)建议有：建议有：第十六页，共51页。(1)以以TDMA为根底的两种：为根底的两种：DECT，来自来自(li z)ETSI方案方案(EP)D

14、ECT。UWC-136(Universal Wireless Communications)，来自来自(li z)美国美国TIA TR45.3。第十七页，共51页。(2)以以CDMA为根底为根底(gnd)的八种：的八种：WINS W-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)，来自美国来自美国TR46.1。TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)，来自中国电信技术研究院来自中国电信技术研究院(CATT)。W-CDMA(Wideband CDMA)，来自日本来自日本ARIB。CD

15、MA(Asynchronous DS-CDMA)，来自来自韩国韩国TTA。第十八页，共51页。UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)，来自来自ESTI SMG2。NA：W-CDMA(North American Wideband CDMA)，来自美国来自美国(mi u)TIPI-ATIS。cdma2000(Wideband CDMA(IS-95)，来自美国来自美国(mi u)TIA TR45.5。CDMA(Multiband Synchronous DS-CDMA)，来自韩国来自韩国TTA。第十九页，共51页。(3)用于卫星系统的五种用于卫星系统的五种(w zh

16、n)：SAT-CDMA，轨道高度轨道高度2000 km，轨道平面轨道平面7个，个，总共总共49颗低轨道卫星，颗低轨道卫星，来自韩国来自韩国TTA。SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)，来自来自ESA。SW-CTDMA(Satellite Wideband Hybrid CDMATDMA)，来自来自ESA。第二十页，共51页。ICO-RTT，轨道高度轨道高度(god)10390 km，轨道平面轨道平面2个，个，总共总共10颗中轨道卫星，来自颗中轨道卫星，来自ICO Global Communication。Horizons(Horizons Satellite Sys

17、tem)，来自来自Inmarsat。第二十一页，共51页。1999年年11月赫尔辛基月赫尔辛基(h r xn j)TG81会议通过了会议通过了“IMT-2000无线接口技术标准建议，无线接口技术标准建议，该建议中最终确定该建议中最终确定下来的第三代移动通信系统无线传输技术分为下来的第三代移动通信系统无线传输技术分为CDMA和和TDMA两类，两类，具体包括：具体包括：CDMA DS：UTRA FDD(WCDMA)；CDMA MC：cdma2000 MC；CDMA TDD：UTRA TDD及及TD-SCDMA；TDMA SC：UWC-136；TDMA MC：DECT。第二十二页，共51页。9.2.

18、2 超后三代超后三代B3G或第四代或第四代(4G)移移动通信的研究和开发动通信的研究和开发 第三代移动通信已经开始商用，第三代移动通信已经开始商用，2003年年底全球已发放底全球已发放120个个IMT-2000的运行牌照。的运行牌照。仅以日本为例，仅以日本为例，第三代移动通信第三代移动通信2001年年10月月开始商用开始商用WCDMA技术，技术，2004年年3月已月已有有300万用户，万用户，网络已覆盖网络已覆盖99%以上以上(yshng)的地区。的地区。第二十三页，共51页。在第三代在第三代3G移动通信开始商用后，移动通信开始商用后，大家就开始大家就开始考虑今后该如何开展，即开始了超后三代考

19、虑今后该如何开展，即开始了超后三代B3G或或第四代第四代(4G)移动通信的研究和开发。移动通信的研究和开发。今后的开展分为两个今后的开展分为两个思路：思路：一是对现有一是对现有3G标准的增强，标准的增强，以满足未来用户的需以满足未来用户的需求；求；二是研制全新的标准。二是研制全新的标准。第一种思路可以称为第一种思路可以称为3G的演的演进，进，如如3GPP提出了高速提出了高速(o s)下行分组接入下行分组接入HSDPA，其数据率可以到达其数据率可以到达10.8 Mb/s；3GPP2提出了提出了1xEV-DV，其速率可以到达其速率可以到达5.4 Mb/s。第二十四页，共51页。ITU-R对未来系统

20、的开展的看法包括两局部对未来系统的开展的看法包括两局部(jb)：一：一 是是IMT-2000的未来开展，的未来开展，二是超二是超IMT-2000的系统。的系统。IMT-2 0 0 0 将 继 续 开 展 以 支 持 新 的 应 用、将 继 续 开 展 以 支 持 新 的 应 用、产 品 和 效 劳。产 品 和 效 劳。WWRFWireless World Research Forum认为未来认为未来的系统不可能仅用一个标准来满足用户的所有要求，的系统不可能仅用一个标准来满足用户的所有要求，应当应当用一组标准来满足完全不同的用户需求；用一组标准来满足完全不同的用户需求；应当利用多模终应当利用多模

21、终端，端，在一组可选的空中接口中选择一个最适合给定环境的在一组可选的空中接口中选择一个最适合给定环境的空中接口；空中接口；此外，此外，还要满足还要满足100 Mb/s或或1 Gb/s的数据速率。的数据速率。第二十五页，共51页。IEEE 802下的多个工作组也在进行未来无线通信的标准下的多个工作组也在进行未来无线通信的标准化工作。化工作。如如IEEE 802.11n希望下一代希望下一代WLAN的实际传输速率的实际传输速率到达到达100 Mb/s，完整的完整的802.11n标准那么预计在标准那么预计在2006年年底至年年底至2007年年初之间问世；年年初之间问世；2004年年8月底有两个组织提交

22、了提案，月底有两个组织提交了提案，TGn Sync组织的提案希望传输速率能够到达组织的提案希望传输速率能够到达640 Mb/s左右，左右，而而WWiSE组织的提案最高速率为组织的提案最高速率为540 Mb/s；它们都选择使用它们都选择使用了了“多重输入多重输入(shr)与多重输出与多重输出(MIMO，Multiple Input and Multiple Output)技术作为标准的核心。技术作为标准的核心。第二十六页，共51页。综上所述，综上所述，我们可用图我们可用图9-1来概括移动和无线来概括移动和无线通信的开展通信的开展(kizhn)进程。进程。它包括广域覆盖它包括广域覆盖Wide Ar

23、ea Coverage的移动通信系统和局域的移动通信系统和局域覆盖覆盖(Local Area Coverage)的无线局域网。的无线局域网。第二十七页，共51页。图图9-1 移动通信的开展移动通信的开展(kizhn)进程进程 1.25 MHz54 Mb/s54 Mb/s15.2 kb/s30 kHzGSM(MAP)HSCSGPRSEDGETDMA(IS-41)CDPDWCDMAFDDcdma2000与 HL2协 调 的IEEE 802.11a标 准HiperLAN2IEEE 802.11aPDC/PDC-PCDMA(IS-41)WLAN802.11b170 kb/s473 kb/s200 kH

24、z43.2 kb/s14.4 kb/s76.8 kb/s本地覆盖11 Mb/s5 MHz2 Mb/s307.kb/s广域覆盖473 kb/s实时 IPEDGE Ph.2GERAN3 G的演进WCDMA TDDWCDMAHSPA2 Mb/s变速下行分组接入10 Mb/sT-SCDMA2.4 Mb/s5.4 Mb/s未来无线20002001200220032010以后1xEV DO阶 段1xEV-DV阶 段1X第二十八页，共51页。9.3 未来移动未来移动(ydng)通信中的关键技术通信中的关键技术 9.3.1 自适应编码调制技术自适应编码调制技术 1.可变速率调制技术可变速率调制技术 未来移动通

25、信系统未来移动通信系统(xtng)不仅要传输不同速率和不不仅要传输不同速率和不同质量要求的多种业务，而且因为移动信道的传播性能同质量要求的多种业务，而且因为移动信道的传播性能经常会随时间和传播地点而随机变化，经常会随时间和传播地点而随机变化，所以移动通信系所以移动通信系统统(xtng)必须具有自适应改变其传输速率的能力，必须具有自适应改变其传输速率的能力，以以便能灵活地为多种业务提供适宜的传输速率，便能灵活地为多种业务提供适宜的传输速率，第二十九页，共51页。而且能在保证传输质量的前提下，而且能在保证传输质量的前提下，根据根据(gnj)传播传播条件实时地调整其传输速率条件实时地调整其传输速率(

26、信道条件好，信道条件好，提高速率；提高速率；信道条件差，信道条件差，降低速率降低速率)，以充分发挥所用频谱的效以充分发挥所用频谱的效率。率。第三十页，共51页。2.自适应编码调制自适应编码调制 自适应编码调制自适应编码调制AMC将不同速率的将不同速率的编码与不同的调制方式结合起来，编码与不同的调制方式结合起来，系统根据系统根据(gnj)收发信道的情况动态选择最正确的编码收发信道的情况动态选择最正确的编码组合。组合。第三十一页，共51页。例如，例如，我们我们(w men)可以采用可以采用QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等调制方式，等调制方式，可以采用码率为可以采用码率为R=1/4、1/

27、2、或或3/4的的Turbo码。码。可以有以下七种调制和码率的组可以有以下七种调制和码率的组合：合：QPSK R=1/4,QPSK R=1/2,QPSK R=3/4,8PSK R=1/2,16QAM R=1/2,16QAM R=3/4和和64QAM R=3/4，如表如表10-1所示。所示。在码片速率为在码片速率为3.84 Mc/s，采用采用20个码字、个码字、64QAM、R=3/4 时可以到达时可以到达10.8 Mb/s的数据速率；如的数据速率；如改 用改 用 Q P S K R=1/4，那 么 速 率 为，那 么 速 率 为 1.2 M b/s。第三十二页，共51页。表表9-1 不同调制编码

28、方案不同调制编码方案MCS提供提供(tgng)的信的信息速率息速率 第三十三页，共51页。9.3.2 多输入多输出技术多输入多输出技术 广义的多输入多输出广义的多输入多输出MIMO技术包括：技术包括：智能天线技术、智能天线技术、空时编码、空时编码、用于提高系统容量的用于提高系统容量的MIMO等技术。等技术。1.智能天线智能天线 智能天线是一种自适应阵列天线。智能天线是一种自适应阵列天线。自适应阵自适应阵列天线已经经历列天线已经经历(jngl)了了40年的开展历史。年的开展历史。第三十四页，共51页。图图9-4 利用利用(lyng)智能天线实现空分多址智能天线实现空分多址示意图示意图 新用户第三

29、十五页，共51页。智能天线的理想目标是能在发射机或接收机快速移动智能天线的理想目标是能在发射机或接收机快速移动时，时，以一个或多个高增益的窄波束分别对准并跟踪以一个或多个高增益的窄波束分别对准并跟踪(gnzng)所需信号的方向，所需信号的方向，同时以波束零点对准并跟同时以波束零点对准并跟踪踪(gnzng)干扰信号的方向，干扰信号的方向，此时通信系统中的许多此时通信系统中的许多用户可以占用同一个信道工作而互不干扰，用户可以占用同一个信道工作而互不干扰，这就实现这就实现了所谓的了所谓的“空分多址空分多址(SDMA)，如图如图9-4 所示。所示。系统系统可以为每一个新用户增加一个新的波束。可以为每一

30、个新用户增加一个新的波束。第三十六页，共51页。智能天线类似一个空间滤波器，智能天线类似一个空间滤波器，其突出的优点其突出的优点是能够减少或者滤除同道干扰和多址干扰，是能够减少或者滤除同道干扰和多址干扰，因而能因而能显著提高通信系统的通信容量。显著提高通信系统的通信容量。目前，目前，移动台要使移动台要使用自适应天线，用自适应天线，因受体积、因受体积、重量和造型等方面的限重量和造型等方面的限制制(xinzh)，尚有一定困难，尚有一定困难，但基站使用自适应天但基站使用自适应天线已被证明是非常有效的。线已被证明是非常有效的。第三十七页，共51页。图图9-5 自适应波束自适应波束(bsh)形成示形成示

31、意图意图 aaa可变衰减可变相移Wd信号源波前第三十八页，共51页。图图9-5是一种基于信号到达方向的是一种基于信号到达方向的(DOA)自适应波束形自适应波束形成示意图，成示意图，其中天线阵列由其中天线阵列由N个空间分布的天线阵元组成，个空间分布的天线阵元组成，阵元排列阵元排列(pili)可以是直线型、可以是直线型、环型或平面型，环型或平面型，阵元之阵元之间的距离一般为信号波长间的距离一般为信号波长的一半，的一半，即即2；W是复加权是复加权因子。因子。这种自适应阵列需要判别所有信号的到达方向，这种自适应阵列需要判别所有信号的到达方向，然后根据信号的到达方向，然后根据信号的到达方向，计算和选择适

32、宜的复加权因计算和选择适宜的复加权因子，子，将方向图的主瓣指向所需信号，将方向图的主瓣指向所需信号，而把凹陷对准干扰而把凹陷对准干扰信号，信号，从而提高有用信号的信干比。从而提高有用信号的信干比。这种做法在阵元数这种做法在阵元数多于用户数，多于用户数，且不存在多径传播时比较有效。且不存在多径传播时比较有效。第三十九页，共51页。另一种方法需要提供一种与所需信号密切相关而与噪另一种方法需要提供一种与所需信号密切相关而与噪声和干扰无关的基准声和干扰无关的基准(jzhn)信号，信号，用此基准用此基准(jzhn)信号信号和方向图形成网络的输出信号相减，和方向图形成网络的输出信号相减，产生一误差信号，产

33、生一误差信号，然后按照选定的算法准那么然后按照选定的算法准那么(如最小均方差如最小均方差(LMS)准那么、准那么、递归最小平方递归最小平方(RLS)准那么等准那么等)，对复加权因子对复加权因子W进行调进行调整，整，使形成网络的输出信号尽可能接近基准使形成网络的输出信号尽可能接近基准(jzhn)信号，信号，并从输出信号中消除与基准并从输出信号中消除与基准(jzhn)信号不相关的噪声和信号不相关的噪声和干扰信号。干扰信号。图图9-6是基于基准是基于基准(jzhn)信号的阵列天线示意信号的阵列天线示意图。图。第四十页，共51页。图图9-6 基于基准信号的阵列基于基准信号的阵列(zhn li)天线天线

34、示意图示意图 x1(t)x2(t)xN(t)反馈控制W1W2WNs(t)r(t)阵输出基准信号误差信号(t)第四十一页，共51页。无论采用哪一种自适应算法，无论采用哪一种自适应算法，都要在保证性能要都要在保证性能要求的前提下，求的前提下，尽可能减少运算量，尽可能减少运算量，缩短收敛时间，缩短收敛时间，以以期能跟踪期能跟踪(gnzng)移动通信环境的动态变化。移动通信环境的动态变化。基准信基准信号的产生可以采用以下几种方法：号的产生可以采用以下几种方法：(1)利用发送同步信号的引导序列来产生参考信号。利用发送同步信号的引导序列来产生参考信号。因为各个用户的同步引导序列通常不是独特的，因为各个用户

35、的同步引导序列通常不是独特的，所以所以这种方法不能区分所需信号和同道干扰。这种方法不能区分所需信号和同道干扰。第四十二页，共51页。(2)为各个用户发送专门的训练序列或引导序列，为各个用户发送专门的训练序列或引导序列，用来产生参考信号。用来产生参考信号。显然，显然，这种方法会增大信道的这种方法会增大信道的额外额外(wi)开销。开销。(3)在码分多址移动通信系统中，在码分多址移动通信系统中，因为接收端因为接收端知道发送端所用的扩频码，知道发送端所用的扩频码，所以利用提取环路很容所以利用提取环路很容易获得所需的参考信号。易获得所需的参考信号。第四十三页，共51页。2.空时编码空时编码 空时编码空时

36、编码Space Time Coding是指对发送是指对发送符号进行符号进行(jnxng)联合编码，联合编码，然后在多个天线上然后在多个天线上同时发送，同时发送，从而实现接收端的有效分集合并，从而实现接收端的有效分集合并，以以提高系统的可靠性。提高系统的可靠性。空时编码分为两类：空时编码分为两类：空时分空时分组编码组编码(STBC)和空时格型编码和空时格型编码STTC。第四十四页，共51页。3.多输入多输出多输入多输出MIMO系统系统 前面讨论的多发送天线多接收天线系统前面讨论的多发送天线多接收天线系统(或称为多输入多或称为多输入多输出输出MIMO系统系统)主要是为了提高系统的可靠性，主要是为了

37、提高系统的可靠性，增加增加分集增益。分集增益。MIMO系统的另一个非常重要的用途是提高系统系统的另一个非常重要的用途是提高系统的传输容量。的传输容量。一个有一个有N个发送天线和个发送天线和M个接收天线的系统，个接收天线的系统，用用MIMOM，N来表示。来表示。一个一个MIMO3，3系统如系统如图图9-9所示，所示，输入调制符号输入调制符号b1，b2，b3，轮流在发送轮流在发送天线天线1、2和和3上发送，上发送，接收端通过信号处理算法如接收端通过信号处理算法如V-BLAST算法将空间中已混合在一起的信号别离出来，算法将空间中已混合在一起的信号别离出来，以以后后(yhu)每一路再单独解调。每一路再

38、单独解调。第四十五页，共51页。9.3.3 软件无线电软件无线电 由于移动通信的迅猛开展，由于移动通信的迅猛开展，目前多种多样目前多种多样(du zhn du yn)的通信体制层出不穷，的通信体制层出不穷，形形形色色的通信标准竞争剧烈，形色色的通信标准竞争剧烈，频谱资源日益紧张，频谱资源日益紧张，提高频谱利用率的新技术迅速开展，提高频谱利用率的新技术迅速开展，通信产品的通信产品的更新换代越来越快，更新换代越来越快，产品生存周期越来越短，产品生存周期越来越短，而对多种通信体制之间的互联和对移动终端的兼而对多种通信体制之间的互联和对移动终端的兼容性要求也日益迫切。容性要求也日益迫切。第四十六页，共

39、51页。图图9-11是软件无线电的结构简图。是软件无线电的结构简图。在实际应用中，在实际应用中，要求发射机能判明可用的传输信道，要求发射机能判明可用的传输信道，探测可行的传播探测可行的传播路径，路径，选择适宜的多址方式和调制制度，选择适宜的多址方式和调制制度，自适应控制自适应控制天线天线(tinxin)波束使之指向正确方向和使用适宜的功波束使之指向正确方向和使用适宜的功率电平等。率电平等。接收机应能判明所需信道和邻近信道的能接收机应能判明所需信道和邻近信道的能量分布，量分布，识别接收信号的模式，识别接收信号的模式，自适应抵消干扰，自适应抵消干扰，能能估计所需信号的多径特性，估计所需信号的多径特

40、性，采用自适应均衡，采用自适应均衡，最正确最正确合并与利用所需信号的多径能量，合并与利用所需信号的多径能量，对信道调制进行最对信道调制进行最正确译码和判决，正确译码和判决，并通过前向纠错以降低误码率等。并通过前向纠错以降低误码率等。此外，此外，软件无线电还可通过众多的软件工具来支持增软件无线电还可通过众多的软件工具来支持增值业务。值业务。第四十七页，共51页。图9-11 软件(run jin)无线电结构简图 宽带/多频段天线RF部分A/D/ADDCDUC高速 DSP专用可编程处理器低速DSP其它终端语音天线/RF段高速处理段低速处理段DDC 数字下变频DUC 数字上变频第四十八页，共51页。思

41、考题与习题思考题与习题(xt)1.说明第三代移动通信的技术特征与第一说明第三代移动通信的技术特征与第一(dy)、第二代移动通信有何不同。第二代移动通信有何不同。2.有关未来移动通信系统的标准制定工作有关未来移动通信系统的标准制定工作为什么会有非常剧烈的竞争为什么会有非常剧烈的竞争?3.B3G或或4G的主要特征是什么？的主要特征是什么？第四十九页，共51页。谢谢(xi xie)大家！第五十页，共51页。内容(nirng)总结计算机软件及应用第9章-移动通信的展望。纵观移动通信的开展历程，当代移动通信可分为四个阶段：。智能(zh nn)天线是一种自适应阵列天线。(1)利用发送同步信号的引导序列来产生参考信号第五十一页，共51页。