移動(dòng)通信原理第12次課-第11章MIMO空時(shí)處理技術(shù))

1、第第11章章 MIMO空時(shí)處理技術(shù)空時(shí)處理技術(shù) MIMO（Multi-input Multi-output ）多輸入多輸出多輸入多輸出是一種多天線無(wú)線通信是一種多天線無(wú)線通信技術(shù)技術(shù)，它它利用多個(gè)發(fā)射利用多個(gè)發(fā)射/接接收收天線各自獨(dú)立天線各自獨(dú)立發(fā)射發(fā)射/接收接收信號(hào)。該技術(shù)最早由馬信號(hào)。該技術(shù)最早由馬可尼于可尼于1908年提出，年提出，當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)他他是是利用多天線來(lái)利用多天線來(lái)克服多克服多路徑路徑衰落。衰落。 上世紀(jì)上世紀(jì)90年代中期，隨著移動(dòng)通信爆發(fā)式增長(zhǎng)，年代中期，隨著移動(dòng)通信爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)于無(wú)線鏈路傳輸速率提出了越來(lái)越高的要求。對(duì)于無(wú)線鏈路傳輸速率提出了越來(lái)越高的要求。傳統(tǒng)的時(shí)頻域信號(hào)設(shè)

2、計(jì)很難滿足這些需求，通信傳統(tǒng)的時(shí)頻域信號(hào)設(shè)計(jì)很難滿足這些需求，通信專家專家對(duì)多天線對(duì)多天線空時(shí)處理技術(shù)展開(kāi)了深入的研究空時(shí)處理技術(shù)展開(kāi)了深入的研究，希望希望發(fā)明一種發(fā)明一種能指向接收者能指向接收者的的波束成型技術(shù)，波束成型技術(shù)，即即所謂智能天線，一種能使波束聰明地追蹤接收者所謂智能天線，一種能使波束聰明地追蹤接收者（移動(dòng)終端）的技術(shù)，以便利用有限的頻率和發(fā)（移動(dòng)終端）的技術(shù)，以便利用有限的頻率和發(fā)射時(shí)間傳輸更多的信息。射時(shí)間傳輸更多的信息。如同有人如同有人用用手電筒射出手電筒射出的光束追蹤在黑暗中移動(dòng)的的光束追蹤在黑暗中移動(dòng)的一個(gè)目標(biāo)一個(gè)目標(biāo)一樣。一樣。 波束成型技術(shù)波束成型技術(shù)面臨的最大挑戰(zhàn)

3、面臨的最大挑戰(zhàn)是在都市環(huán)境中，是在都市環(huán)境中，信號(hào)信號(hào)波束遭遇到波束遭遇到建筑物建筑物和和移動(dòng)車(chē)輛等目標(biāo)移動(dòng)車(chē)輛等目標(biāo)時(shí)極時(shí)極容容易易發(fā)散發(fā)散，波束的集中特性，波束的集中特性被破壞被破壞，信號(hào)，信號(hào)受到大幅受到大幅衰減，抗衰減，抗干擾干擾能力降低。能力降低。 這項(xiàng)挑戰(zhàn)這項(xiàng)挑戰(zhàn)隨著隨著MIMO空時(shí)處理空時(shí)處理技術(shù)在技術(shù)在1990年代末的年代末的發(fā)展，而發(fā)展，而得到解決得到解決。MIMO天線間距通常大于發(fā)送天線間距通常大于發(fā)送信號(hào)波長(zhǎng)，以確保信號(hào)波長(zhǎng)，以確保MIMO子信道子信道間的低間的低相關(guān)相關(guān)性性和和高高分集階數(shù)（分集階數(shù)（diversity order）。）。MIMO利用多徑利用多徑信道信道

4、提高提高數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)速率、增加速率、增加傳送距離傳送距離和和減少比特錯(cuò)誤率。減少比特錯(cuò)誤率。 MIMO特別適合于特別適合于平坦衰落信道，平坦衰落信道，MIMO多與多與OFDM結(jié)合為復(fù)合技術(shù)。結(jié)合為復(fù)合技術(shù)。MIMO-OFDM被被IEEE 802.16和和IEEE 802.11n 標(biāo)準(zhǔn)采用。標(biāo)準(zhǔn)采用。3G的的WCDMA、cdma2000和和TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)也采用了也采用了MIMO技術(shù)。技術(shù)。除除MIMO外，根據(jù)收發(fā)天線數(shù)量，還有外，根據(jù)收發(fā)天線數(shù)量，還有SISO(Single-Input Single-Output)單輸入單輸出單輸入單輸出；SIMO（Single-Input Multi-O

5、utput）單輸入多輸單輸入多輸出出和和MISO（Multiple-Input Single-Output）多輸多輸入單輸出等技術(shù)入單輸出等技術(shù)。MIMO的的突出特點(diǎn)是在突出特點(diǎn)是在不需要增加帶寬或總不需要增加帶寬或總發(fā)射發(fā)射功率功率的的情況下情況下，利用多利用多副副發(fā)射天線發(fā)射天線和多副和多副接收接收天線提供天線提供的多維的多維空間有效提升無(wú)線通信系統(tǒng)空間有效提升無(wú)線通信系統(tǒng)的的頻譜頻譜利用率和利用率和傳送距離，傳送距離，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)提升傳輸速率提升傳輸速率和和改善通信質(zhì)量改善通信質(zhì)量的目標(biāo)的目標(biāo)。lMIMO包括以下技術(shù)：包括以下技術(shù)：1)空空間間復(fù)用（復(fù)用（spatial multiplexi

6、ng）：）：MIMO在不增加在不增加帶寬的條件下，相比帶寬的條件下，相比SISO系統(tǒng)系統(tǒng)可以可以成倍地提升信息成倍地提升信息傳輸速率，從而極大地提高頻譜利用率。在發(fā)射端，傳輸速率，從而極大地提高頻譜利用率。在發(fā)射端，高速率的數(shù)據(jù)流被分為多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，高速率的數(shù)據(jù)流被分為多個(gè)較低速率的子數(shù)據(jù)流，各各子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上子數(shù)據(jù)流在不同的發(fā)射天線上同時(shí)以同時(shí)以相同相同頻率頻率發(fā)發(fā)射出去。發(fā)射端天線陣列射出去。發(fā)射端天線陣列為各子數(shù)據(jù)流在空間形成為各子數(shù)據(jù)流在空間形成一個(gè)獨(dú)立的不與其它子波束相互混疊的子波束一個(gè)獨(dú)立的不與其它子波束相互混疊的子波束，一一副接收天線只被一個(gè)子波束覆蓋。這就

7、避免了各子副接收天線只被一個(gè)子波束覆蓋。這就避免了各子波束之間的同頻率干擾。波束之間的同頻率干擾?？臻g復(fù)用技術(shù)在高信噪比空間復(fù)用技術(shù)在高信噪比條件下能夠極大提高信道容量，并且能夠在條件下能夠極大提高信道容量，并且能夠在“開(kāi)環(huán)開(kāi)環(huán)” 條件下使用。條件下使用。貝爾實(shí)驗(yàn)室貝爾實(shí)驗(yàn)室的的“貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)貝爾實(shí)驗(yàn)室分層空時(shí)”(V-BLAST)是是典型的空間復(fù)用技術(shù)。典型的空間復(fù)用技術(shù)。2)空間分集（空間分集（spatial diversity）：）：空間分集以空時(shí)分組碼空間分集以空時(shí)分組碼(STBC)和空時(shí)格碼和空時(shí)格碼(STTC)為代表。自從為代表。自從Alamouti提出兩天線正交空提出兩天線正

8、交空時(shí)碼以來(lái)，立即引起了研究者的注意。時(shí)碼以來(lái)，立即引起了研究者的注意。Tarokh等人將其推廣等人將其推廣到多天線情形。由于正交發(fā)分集技術(shù)編譯碼算法簡(jiǎn)單，且能到多天線情形。由于正交發(fā)分集技術(shù)編譯碼算法簡(jiǎn)單，且能夠獲得分集增益，已經(jīng)在夠獲得分集增益，已經(jīng)在3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣發(fā)應(yīng)用。移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣發(fā)應(yīng)用?？諘r(shí)格碼是將信道編碼和多天線系統(tǒng)做聯(lián)合優(yōu)化，在天線數(shù)空時(shí)格碼是將信道編碼和多天線系統(tǒng)做聯(lián)合優(yōu)化，在天線數(shù)目較小的條件下就可以獲得相當(dāng)大的編碼增益。目較小的條件下就可以獲得相當(dāng)大的編碼增益。3)空時(shí)空時(shí)預(yù)編碼（預(yù)編碼（Space-time precoding）:以以波束成型波束成型和有

9、限反饋和有限反饋技術(shù)為代表。智能天線是波束成型技術(shù)的典型代表，技術(shù)為代表。智能天線是波束成型技術(shù)的典型代表，由多天由多天線產(chǎn)生一個(gè)具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸?shù)姆较?，線產(chǎn)生一個(gè)具有指向性的波束，將能量集中在欲傳輸?shù)姆较?，抑制抑制用戶間的用戶間的和小區(qū)間的干擾，提高和小區(qū)間的干擾，提高信號(hào)質(zhì)量，增加信號(hào)質(zhì)量，增加系統(tǒng)容系統(tǒng)容量量。已經(jīng)在已經(jīng)在TD-SCDMA系統(tǒng)得到應(yīng)用。有限反饋技術(shù)能夠靈系統(tǒng)得到應(yīng)用。有限反饋技術(shù)能夠靈活地與前兩種技術(shù)結(jié)合，基于接收端反饋的量化信道響應(yīng)信活地與前兩種技術(shù)結(jié)合，基于接收端反饋的量化信道響應(yīng)信息，通過(guò)預(yù)編碼碼本選擇，提高系統(tǒng)容量，簡(jiǎn)化接收機(jī)結(jié)構(gòu)，息，通過(guò)預(yù)編

10、碼碼本選擇，提高系統(tǒng)容量，簡(jiǎn)化接收機(jī)結(jié)構(gòu)，抑制小區(qū)間干擾。有限反饋技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于抑制小區(qū)間干擾。有限反饋技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于LTE、WiMax等等BEG移動(dòng)通信系統(tǒng)中移動(dòng)通信系統(tǒng)中 。 以上以上MIMO技術(shù)技術(shù)在提高頻譜利用率、降低傳輸差錯(cuò)率方面夠在提高頻譜利用率、降低傳輸差錯(cuò)率方面夠側(cè)重，側(cè)重，可以相互配合應(yīng)用可以相互配合應(yīng)用。例如，。例如，一個(gè)一個(gè)MIMO系統(tǒng)可以包含系統(tǒng)可以包含空空間間復(fù)用和復(fù)用和空間空間分集分集兩種兩種技術(shù)。技術(shù)。11.1.2 MIMO11.1.2 MIMO系統(tǒng)信道容量系統(tǒng)信道容量圖圖11.2是是MIMO系統(tǒng)原理圖。這個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)原理圖。這個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)MIMO系統(tǒng)具有系統(tǒng)

11、具有nT個(gè)發(fā)射天線，個(gè)發(fā)射天線，nR個(gè)接收天線。個(gè)接收天線。 設(shè)系統(tǒng)發(fā)射總功率為設(shè)系統(tǒng)發(fā)射總功率為P，有，有nT副發(fā)射天線，每副發(fā)射天線，每副天線的發(fā)射功率為副天線的發(fā)射功率為P/nT，每副發(fā)射天線的噪，每副發(fā)射天線的噪聲功率為聲功率為s s2 2，利用香農(nóng)信道容量公式，可得，利用香農(nóng)信道容量公式，可得MIMO系統(tǒng)的信道容量為：系統(tǒng)的信道容量為： 其中其中，l li是第是第i個(gè)子信道的增益；個(gè)子信道的增益；W W是每個(gè)子信是每個(gè)子信道帶寬。道帶寬。221221log1log1riiTriiTPCWnPWnlsls 11.6 MIMO11.6 MIMO技術(shù)在寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用技術(shù)在寬帶移動(dòng)

12、通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 第第8 8章介紹了空間接收分集，它是克服平坦衰落最為有章介紹了空間接收分集，它是克服平坦衰落最為有效的方法。效的方法。 根據(jù)線性系統(tǒng)互易原理，在一個(gè)線性系統(tǒng)中，分集的根據(jù)線性系統(tǒng)互易原理，在一個(gè)線性系統(tǒng)中，分集的位置是可以互易的，可根據(jù)實(shí)際需要，將分集放在接位置是可以互易的，可根據(jù)實(shí)際需要，將分集放在接收端，稱為分集接收，也可以放在發(fā)送端，稱為分集收端，稱為分集接收，也可以放在發(fā)送端，稱為分集發(fā)送發(fā)送( (發(fā)送分集發(fā)送分集) )。 不過(guò)，在移動(dòng)通信的下行不過(guò)，在移動(dòng)通信的下行( (前向前向) )鏈路中，由于移動(dòng)臺(tái)，鏈路中，由于移動(dòng)臺(tái)，特別是手機(jī)嚴(yán)重受到體積、電池容量和價(jià)格限制

13、，不特別是手機(jī)嚴(yán)重受到體積、電池容量和價(jià)格限制，不允許手機(jī)采用分集接收，必須采用分集發(fā)送。允許手機(jī)采用分集接收，必須采用分集發(fā)送。 值得注意的是，實(shí)際的移動(dòng)信通信道是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)值得注意的是，實(shí)際的移動(dòng)信通信道是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變信道，并不完全遵從嚴(yán)格的線性規(guī)律，只能算是近變信道，并不完全遵從嚴(yán)格的線性規(guī)律，只能算是近似的線性時(shí)變系統(tǒng)?；ヒ自韺?duì)移動(dòng)信道來(lái)說(shuō)只是近似的線性時(shí)變系統(tǒng)?；ヒ自韺?duì)移動(dòng)信道來(lái)說(shuō)只是近似適用，實(shí)際的發(fā)送分集效果并不如接收分集效果好。似適用，實(shí)際的發(fā)送分集效果并不如接收分集效果好。盡管如此，由于移動(dòng)終端的局限性，我們還是必須根盡管如此，由于移動(dòng)終端的局限性，我們還是必須根據(jù)互

14、易原理，放棄接收分集而采用發(fā)射分集。據(jù)互易原理，放棄接收分集而采用發(fā)射分集。11.6.1 發(fā)送分集分類發(fā)送分集分類根據(jù)是否需要在發(fā)送與接收之間建立反饋回路，根據(jù)是否需要在發(fā)送與接收之間建立反饋回路，提供發(fā)送信道（下行信道或正向信道）實(shí)時(shí)狀提供發(fā)送信道（下行信道或正向信道）實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，可將發(fā)送分集劃分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)兩大態(tài)信息，可將發(fā)送分集劃分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)兩大類型。類型。1.開(kāi)環(huán)發(fā)送分集開(kāi)環(huán)發(fā)送分集不需要在發(fā)送與接收之間建立反饋回路，提供不需要在發(fā)送與接收之間建立反饋回路，提供發(fā)送信道實(shí)時(shí)狀態(tài)信息?；纠媒尤肫陂g收發(fā)送信道實(shí)時(shí)狀態(tài)信息?；纠媒尤肫陂g收到的移動(dòng)終端功率估算出發(fā)送信道的傳輸損耗到

15、的移動(dòng)終端功率估算出發(fā)送信道的傳輸損耗變化方向，調(diào)節(jié)各發(fā)送信道的發(fā)射功率。變化方向，調(diào)節(jié)各發(fā)送信道的發(fā)射功率。 現(xiàn)有的發(fā)送分集有空時(shí)發(fā)送分集現(xiàn)有的發(fā)送分集有空時(shí)發(fā)送分集STTD(Space-Time Transmit Diversity)、正交發(fā)送分集、正交發(fā)送分集OTD(Orthogonal Transmit Diversity)、空時(shí)擴(kuò)頻、空時(shí)擴(kuò)頻STS(Space-Time Spreading)發(fā)送分集、時(shí)間切換發(fā)送分集發(fā)送分集、時(shí)間切換發(fā)送分集TSTD(Time-Switch Transmit Diversity)、延時(shí)發(fā)送分、延時(shí)發(fā)送分集集DTD(Delay Transmit Div

16、ersity)等等。等等。 2.閉環(huán)發(fā)送分集閉環(huán)發(fā)送分集 閉環(huán)發(fā)送分集，需要在發(fā)送與接收之間建立反饋閉環(huán)發(fā)送分集，需要在發(fā)送與接收之間建立反饋回路，并利用這一反饋回路傳送發(fā)送信道實(shí)時(shí)狀回路，并利用這一反饋回路傳送發(fā)送信道實(shí)時(shí)狀態(tài)信息。通常是基站在下行鏈路信號(hào)中周期性地態(tài)信息。通常是基站在下行鏈路信號(hào)中周期性地加入訓(xùn)練序列，移動(dòng)終端根據(jù)接收到的訓(xùn)練序列加入訓(xùn)練序列，移動(dòng)終端根據(jù)接收到的訓(xùn)練序列檢測(cè)出下行鏈路的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，然后通過(guò)反饋檢測(cè)出下行鏈路的實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，然后通過(guò)反饋回路反饋回基站?；靖鶕?jù)信道狀態(tài)的反饋信息回路反饋回基站?；靖鶕?jù)信道狀態(tài)的反饋信息調(diào)節(jié)相關(guān)發(fā)射天線的加權(quán)增益系數(shù)，實(shí)現(xiàn)最

17、合理調(diào)節(jié)相關(guān)發(fā)射天線的加權(quán)增益系數(shù)，實(shí)現(xiàn)最合理的發(fā)送分集。的發(fā)送分集。12 閉環(huán)發(fā)送分集的一般性原理結(jié)構(gòu)如圖閉環(huán)發(fā)送分集的一般性原理結(jié)構(gòu)如圖11.25所示。所示。閉環(huán)分集較開(kāi)環(huán)分集復(fù)雜，但是分集效果較好。典閉環(huán)分集較開(kāi)環(huán)分集復(fù)雜，但是分集效果較好。典型的閉環(huán)發(fā)送分集技術(shù)有：選擇發(fā)送分集型的閉環(huán)發(fā)送分集技術(shù)有：選擇發(fā)送分集STD和發(fā)和發(fā)送自適應(yīng)陣列送自適應(yīng)陣列TXAA( Transmit Adaptive Array)等。等。1311.6.2 發(fā)送分集在發(fā)送分集在WCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用 WCDMA定義了兩種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集：時(shí)間切換發(fā)送分集定義了兩種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集：時(shí)間切換發(fā)送分集TSTD

18、和和空時(shí)發(fā)送分集空時(shí)發(fā)送分集STTD，以及兩種不同反饋模式的閉環(huán)發(fā)送分集。，以及兩種不同反饋模式的閉環(huán)發(fā)送分集。1. 空時(shí)發(fā)送分集空時(shí)發(fā)送分集(STTD) 在在WCDMA系統(tǒng)中，下行信道除同步信道外，均可采系統(tǒng)中，下行信道除同步信道外，均可采用空時(shí)發(fā)送分集用空時(shí)發(fā)送分集STTD。圖。圖11.26是下行專用物理信道是下行專用物理信道(DPCH)的空時(shí)發(fā)送分集編碼原理圖。的空時(shí)發(fā)送分集編碼原理圖。142. 時(shí)間切換發(fā)送分集時(shí)間切換發(fā)送分集(TSTD) 在在WCDMA中，同步信道采用中，同步信道采用TSTD，根據(jù)時(shí)隙號(hào)的奇，根據(jù)時(shí)隙號(hào)的奇偶，兩個(gè)天線輪流交替發(fā)送主同步碼偶，兩個(gè)天線輪流交替發(fā)送主同步

19、碼PSC和輔同步碼和輔同步碼SSC。TSTD方式可以提高用戶端正確同步的概率和縮方式可以提高用戶端正確同步的概率和縮短同步搜索的時(shí)間，它的主要特點(diǎn)是可以很簡(jiǎn)單的實(shí)短同步搜索的時(shí)間，它的主要特點(diǎn)是可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)與最大比值合并現(xiàn)與最大比值合并(MRC)性能相當(dāng)?shù)男ЧＰ阅芟喈?dāng)?shù)男Ч?15 3. 閉環(huán)發(fā)送分集閉環(huán)發(fā)送分集 閉環(huán)發(fā)送分集主要用于閉環(huán)發(fā)送分集主要用于DPCH 信道。圖信道。圖11.28是是DPCH信道的閉環(huán)發(fā)送分集原理方框圖。信道的閉環(huán)發(fā)送分集原理方框圖。 WCDMA的的DPCH閉環(huán)發(fā)送分集有兩類模式，閉環(huán)發(fā)送分集有兩類模式，參數(shù)如表參數(shù)如表11.1所示。表中所示。表中NFED表示每

20、個(gè)時(shí)隙的表示每個(gè)時(shí)隙的反饋信息比特?cái)?shù)；反饋信息比特?cái)?shù)；NW是一個(gè)或幾個(gè)時(shí)隙中反是一個(gè)或幾個(gè)時(shí)隙中反饋指令長(zhǎng)度；饋指令長(zhǎng)度；Npo是幅度比特?cái)?shù)；是幅度比特?cái)?shù)；Nph是相位是相位比特?cái)?shù)。比特?cái)?shù)。 模式模式1和模式和模式2的最大區(qū)別在于模式的最大區(qū)別在于模式1的反饋加的反饋加權(quán)因子和既包含相位調(diào)正信息也包含幅度調(diào)權(quán)因子和既包含相位調(diào)正信息也包含幅度調(diào)正信息。正信息。1711.6.3 發(fā)送分集在發(fā)送分集在CDMA2000系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)中的應(yīng)用 CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)中也定義了兩種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集：正交發(fā)送分標(biāo)準(zhǔn)中也定義了兩種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集：正交發(fā)送分集集(OTD)和空時(shí)擴(kuò)展發(fā)送分集和空時(shí)擴(kuò)展發(fā)送分集(STS

21、)；兩類閉環(huán)發(fā)送分集：選；兩類閉環(huán)發(fā)送分集：選擇式發(fā)送分集擇式發(fā)送分集(STD)和發(fā)送分集天線陣和發(fā)送分集天線陣(TXAA)。1. 正交發(fā)送分集正交發(fā)送分集(OTD) 正交發(fā)送分集正交發(fā)送分集(OTD)的原理框圖如圖的原理框圖如圖11.29所示。所示。 交織后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串交織后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)串/并轉(zhuǎn)換后按照奇偶順序分并轉(zhuǎn)換后按照奇偶順序分離為兩路離為兩路b1和和b2，分別經(jīng)，分別經(jīng)QPSK調(diào)制后進(jìn)行符號(hào)重調(diào)制后進(jìn)行符號(hào)重復(fù)處理。其中一路的重復(fù)規(guī)律是復(fù)處理。其中一路的重復(fù)規(guī)律是(+,+)，另一路的，另一路的重復(fù)規(guī)律是重復(fù)規(guī)律是(+,-)，然后分別采用，然后分別采用Walsh碼擴(kuò)頻和碼擴(kuò)頻和乘以增益系

22、數(shù)，再用偽隨機(jī)乘以增益系數(shù)，再用偽隨機(jī)(PN)序列加擾后送人序列加擾后送人兩副天線發(fā)射。兩副天線間隔大于兩副天線發(fā)射。兩副天線間隔大于10個(gè)波長(zhǎng)，以個(gè)波長(zhǎng)，以便保證空間非相關(guān)性。便保證空間非相關(guān)性。 OTD的關(guān)鍵部分是利用的關(guān)鍵部分是利用Walsh碼的正交性來(lái)實(shí)現(xiàn)碼的正交性來(lái)實(shí)現(xiàn)正交分集，兩副天線分別使用不同的正交分集，兩副天線分別使用不同的Walsh碼碼擴(kuò)頻。并且，由于符號(hào)重復(fù)，擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度加倍，擴(kuò)頻。并且，由于符號(hào)重復(fù)，擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度加倍，擴(kuò)頻增益擴(kuò)頻增益G增加增加3分貝，提高了系統(tǒng)抗多址干擾分貝，提高了系統(tǒng)抗多址干擾的能力，擴(kuò)大了系統(tǒng)通信容量。的能力，擴(kuò)大了系統(tǒng)通信容量。19 2. 空時(shí)擴(kuò)展發(fā)

23、送分集空時(shí)擴(kuò)展發(fā)送分集(STS) STS是另一種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集技術(shù)，輸入數(shù)據(jù)是另一種開(kāi)環(huán)發(fā)送分集技術(shù)，輸入數(shù)據(jù)b按奇偶分按奇偶分為并行的兩組為并行的兩組b1和和b2，它們分別乘以，它們分別乘以Walsh函數(shù)函數(shù)W1和和W2后再乘以歸一化系數(shù)后再乘以歸一化系數(shù)2-0.5。兩路發(fā)送信號(hào)分別為：。兩路發(fā)送信號(hào)分別為：112212bWbWS211222bWbWS20 3. 選擇式發(fā)送分集選擇式發(fā)送分集(STD) 選擇式發(fā)送分集選擇式發(fā)送分集(STD)是開(kāi)環(huán)的時(shí)間切換發(fā)送分是開(kāi)環(huán)的時(shí)間切換發(fā)送分集集TSTD方式的進(jìn)一步擴(kuò)展。移動(dòng)臺(tái)從基站每個(gè)方式的進(jìn)一步擴(kuò)展。移動(dòng)臺(tái)從基站每個(gè)天線發(fā)送的公共導(dǎo)頻信號(hào)中估計(jì)出接

24、收到的各天線發(fā)送的公共導(dǎo)頻信號(hào)中估計(jì)出接收到的各發(fā)射天線信號(hào)能量發(fā)射天線信號(hào)能量(或信噪比或信噪比)，并通過(guò)一個(gè)反，并通過(guò)一個(gè)反饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基站，再由饋回路將上述信道狀態(tài)信息反饋給基站，再由基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動(dòng)臺(tái)最大接收能基站根據(jù)反饋信息選擇能給移動(dòng)臺(tái)最大接收能量量(或信噪比或信噪比)的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分集在的發(fā)送天線。選擇式發(fā)送分集在閉環(huán)發(fā)送分集中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但性能也是最閉環(huán)發(fā)送分集中結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單，但性能也是最差。差。21 4. 發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集發(fā)送自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA) 自適應(yīng)陣列發(fā)送分集自適應(yīng)陣列發(fā)送分集(TXAA)原理如圖原理如圖11.31所示。基所示?；臼盏揭苿?dòng)終端反饋來(lái)的站收到移動(dòng)終端反饋來(lái)的 實(shí)時(shí)信道狀態(tài)信息后，調(diào)實(shí)時(shí)信道狀態(tài)信息后，調(diào)整相關(guān)發(fā)射天線的增益。兩副天線除了發(fā)射增益不整相關(guān)發(fā)射天線的增益。兩副天線除了發(fā)射增益不一樣而外，它們采用相同的擴(kuò)頻碼。兩副天線發(fā)射一樣而外，它們采用相同的擴(kuò)頻碼。兩副天線發(fā)射同一信號(hào)的目的是為了抗多徑衰落，提高傳輸可靠同一信號(hào)的目的是為了抗多徑衰落，提高傳輸可靠性。性。 思考題 MI