移動通信抗衰落技術(shù)

移動通信聯(lián)系方式

電話箱：mrs.fangli@北京郵電大學(xué)信通院方莉12023/2/42第一章移動通信概述第二章無線移動信道第三章調(diào)制解調(diào)技術(shù)第四章擴(kuò)頻通信技術(shù)第五章抗衰落技術(shù)第六章移動通信系統(tǒng)組網(wǎng)第七章GSM移動通信系統(tǒng)目錄2023/2/4常用的抗衰落技術(shù)為了提高移動通信系統(tǒng)的性能，使用分集、均衡和信道編碼這三種技術(shù)來改進(jìn)接收信號質(zhì)量。分集技術(shù)：補(bǔ)償衰落信道損耗。編碼技術(shù)：通過在發(fā)送信息時加入冗余的數(shù)據(jù)位來改善鏈路的性能。均衡技術(shù)：補(bǔ)償時分信道中由于多徑效應(yīng)而產(chǎn)生的碼間干擾。32023/2/4第五章抗衰落技術(shù)5.1分集

5.2編碼5.3均衡

42023/2/4分集分集技術(shù)是一項(xiàng)典型的抗衰落技術(shù)，它可以大大提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性?？臻g分集技術(shù)早已成功應(yīng)用于模擬的短波通信與模擬移動通信系統(tǒng)，對于數(shù)字式移動通信，特別是第二代移動通信，分集技術(shù)有了更加廣泛的應(yīng)用。在GSM系統(tǒng)的上行鏈路基站端，廣泛采用二重空間分集接收。在IS-95系統(tǒng)中，除上行采用二重空間分集接收以外，上下行鏈路均采用隱分集形式的RAKE接收，另外在小區(qū)軟切換中也利用RAKE接收的宏分集。52023/2/4分集減輕衰落影響的有效技術(shù)之一就是對獨(dú)立的衰落信號進(jìn)行分集合并。分集（Diversity）就是在獨(dú)立的衰落路徑上發(fā)送相同的數(shù)據(jù)，由于獨(dú)立路徑在同一時刻同時經(jīng)歷深衰落的概率很小，因此經(jīng)過適當(dāng)?shù)暮喜⒑螅邮招盘柕乃ヂ涑潭染蜁粶p小。62023/2/4分集技術(shù)分集技術(shù)是指系統(tǒng)能同時接收并有效利用兩個或更多個輸入信號，這些輸入信號的衰落互不相關(guān)。系統(tǒng)分別解調(diào)這些信號然后將它們按照一定的原則合并。這樣可以接收到更多有用的信號，克服信號的衰落。72023/2/4分集的分類按“分”劃分，即按照接收信號樣值的結(jié)構(gòu)與統(tǒng)計(jì)特性，可分為空間、頻率、時間三大基本類型；按“集”劃分，即按集合、合并方式劃分，可分為選擇合并、等增益合并與最大比值合并；若按照合并的位置可分為射頻合并、中頻合并與基帶合并，而最常用的為基帶合并；分集還可以劃分為接收端分集、發(fā)送端分集以及發(fā)/收聯(lián)合分集。即多入/多出(MIMO)系統(tǒng)；82023/2/4分集技術(shù)分集從另一個角度也可以劃分為顯分集與隱分集。顯分集：空間分集，極化分集，角度分集，頻率分集，時間分集；隱分集：交織編碼，直擴(kuò)，跳頻。92023/2/4分集有兩重含義分集有兩重含義分散傳輸，使接收端能獲得多個統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的、攜帶同一信息的衰落信號。集中處理，接收機(jī)把收到的多個統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號進(jìn)行合并（包括選擇與組合），以降低衰落的影響。102023/2/4空間分集（spacediversity）空間分集是利用不同接收地點(diǎn)(空間)位置的不同，利用不同地點(diǎn)接收到信號在統(tǒng)計(jì)上不相關(guān)性，即衰落性質(zhì)上的不一樣，實(shí)現(xiàn)抗衰落的性能。在空間分集中，由于在接收端采用了N副天線，若它們尺寸、形狀、增益相同，那么空間分集除了可以獲得抗衰落的分集增益以外，還可以獲得由于設(shè)備能力的增加而獲得的設(shè)備增益，比如二重空間分集的兩套設(shè)備，可獲3dB設(shè)備增益。接收天線間隔d，與工作波長、地物及天線高度有關(guān)，在移動信道中通常取：

0.5波長（市區(qū)）

0.8波長（郊區(qū)）在900MHz的頻段工作時，兩副天線的間隔只需0.27m。112023/2/4空間分集（spacediversity）空間分集還有兩類變化形式：(1)極化分集(2)角度分集122023/2/4

極化分集(Polarizationdiversity)水平極化和垂直極化：兩個不同極化的電磁波具有獨(dú)立的衰落特性，所以發(fā)送端和接收端可以用兩個位置很近但為不同極化的天線分別發(fā)送和接收信號。因?yàn)榘l(fā)送或接收功率要分配到兩個極化天線上，發(fā)射功率損失3dB。132023/2/4角度分集(Anglediversity)角度分集是使電波通過幾個不同路徑，并以不同角度到達(dá)接收端，而接收端利用多個方向性尖銳的接收天線能分離出不同方向來的信號分量。這些分量具有互相獨(dú)立的衰落特性，因而可實(shí)現(xiàn)角度分集并獲得抗衰落的效果。角度分集在較高頻率時容易實(shí)現(xiàn)。142023/2/4頻率分集(Frequencydiversity)頻率分集利用位于不同頻段的信號經(jīng)衰落信道后在統(tǒng)計(jì)上的不相關(guān)特性，即不同頻段衰落統(tǒng)計(jì)特性上的差異，來實(shí)現(xiàn)抗衰落(頻率選擇性)的功能。實(shí)現(xiàn)時可以將待發(fā)送的信息分別調(diào)制在頻率不相關(guān)的載波上發(fā)射，所謂頻率不相關(guān)的載波是指當(dāng)不同的載波之間的間隔Δf大于頻率相干區(qū)間ΔF，即其中L為接收信號的時延功率譜寬度。

Δf≥ΔF=1/L152023/2/4時間分集(Timediversity)同一信號在不同的時間區(qū)間多次重發(fā)，只要各次發(fā)送的時間間隔足夠大，各次發(fā)送信號的衰落是彼此獨(dú)立的，接收機(jī)將重復(fù)收到的同一信號進(jìn)行合并，就能減小衰落的影響。主要用于在衰落信道中傳輸數(shù)字信號。有利于克服移動信道中由多普勒效應(yīng)引起的信號衰落，時間獨(dú)立性要求：數(shù)字信號的重發(fā)時間間隔滿足：162023/2/4分集信號的合并技術(shù)接收端收到分集信號后，如何利用這些信號以減小衰落的影響—合并問題?一般用線性合并器不同的加權(quán)系數(shù)，可構(gòu)成不同的合并方式。常用的有三種:

選擇式(Selectiondiversity)

最大比值合并(MaximalRatioCombining)

等增益合并(EqualGainCombining)172023/2/4選擇式(Selectiondiversity)檢測所有分集支路的信號，以選擇其中信噪比最高的那一路信號作為合并器的輸出。--開關(guān)式相加。182023/2/4最大比值合并

(MaximalRatioCombining)最大比值合并是一種最佳合并方式，每支路的加權(quán)系數(shù)與信號包絡(luò)成正比而與噪聲功率成反比。192023/2/4等增益合并

(EqualGainCombining)無需對信號加權(quán)，各支路的信號是等增益相加的。202023/2/4分集合并性能的分析與比較在通信系統(tǒng)中信噪比是一項(xiàng)很重要的性能指標(biāo)。在模擬通信中信噪比決定了話音質(zhì)量；在數(shù)字通信系統(tǒng)中，信噪比（或者載噪比）決定了誤碼率。分集合并的性能指合并前、后信噪比的改善程度。數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率的大小不僅與信號的調(diào)制及解調(diào)方式有關(guān)，在多徑衰落情況下平均誤碼率還與分集重?cái)?shù)和合并方式有關(guān)。212023/2/4平均信噪比的改善M：分集重?cái)?shù)222023/2/4分集接收總結(jié)232023/2/4本章要求內(nèi)容常用的抗衰落技術(shù)分集的種類空間分集的原理各種合并原理圖242023/2/4第五章抗衰落技術(shù)5.1分集5.2編碼

5.3均衡252023/2/4信源編碼技術(shù)信源編碼的基本概念常見的信源編碼種類3G中的信源編碼編碼編碼分為信源編碼：語音編碼和圖像編碼信道編碼：卷積碼和Turbo碼272023/2/4語音編碼技術(shù)語音信號的變換過程語音編碼技術(shù)2G移動通信中的語音編碼技術(shù)282023/2/4語音信號的變換過程292023/2/4信源編碼概述信源編碼是信源研究中的一個核心問題，也是信息論所討論的編碼中最重要的編碼之一。信源編碼的目的是壓縮數(shù)據(jù)率，去除信號中的冗余度，提高傳輸?shù)挠行?。其評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是在一定失真條件下要求數(shù)據(jù)速率越低越好。信源編碼概述信源編碼按對信息處理有無失真可分為無失真編碼和限失真編碼，限失真編碼符合大多數(shù)實(shí)際情況；按信號性質(zhì)分，有語言編碼、圖像編碼、傳真編碼等；按信號處理域分，有波形編碼（或時域編碼）和參量編碼（或變換域編碼）。常見的脈沖編碼調(diào)制(PCM)和增量調(diào)制（DM）等屬于波形編碼，各種類型的聲碼器屬于參量編碼。信源編碼概述信源編碼要完成兩大任務(wù)：1）將信源輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號（模數(shù)轉(zhuǎn)換，即A/D變換）；2）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。信源編碼包括模擬信號的數(shù)字化以及壓縮編碼等。模擬信號數(shù)字化的方法很多，目前采用最多的是信號波形的A/D變換方法（波形編碼），它直接將時域波形變換成數(shù)字序列，采用A/D變換的方法接收恢復(fù)的信號質(zhì)量較好。信源編碼概述對于壓縮編碼，從第二代（2G）數(shù)字移動通信系統(tǒng)開始，就應(yīng)用了此技術(shù)。由于第二代移動通信系統(tǒng)主要是語音業(yè)務(wù)，所以信源編碼主要指語音編碼。到了第三代移動通信系統(tǒng)，通信業(yè)務(wù)已不是單一語音業(yè)務(wù)，而是逐步擴(kuò)展成包含語音、數(shù)據(jù)和圖像在內(nèi)的多媒體業(yè)務(wù)，因此第三代移動通信中的信源編碼將不僅包含語音編碼，還包含各類圖像編碼和多媒體數(shù)據(jù)編碼等方面的內(nèi)容。下面將介紹語音編碼和圖像編碼。語音編碼通信系統(tǒng)中引入語音編碼的目的是解除語音信源的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，壓縮語音編碼的碼率，提高通信系統(tǒng)的有效性。語音編碼大致分成以下三類：1、波形編碼2、參量編碼3、混合編碼波形編碼波形編碼是將時間域信號直接變換為數(shù)字代碼，力圖使重建語音波形保持原語音信號的波形形狀。波形編碼的基本原理是在時間軸上對模擬語音按一定的速率抽樣，然后按幅度樣本分層量化，并用代碼表示。語音質(zhì)量好，編碼速率高脈沖編碼調(diào)制（PCM）、增量調(diào)制、自適應(yīng)增量調(diào)制（ADM）、自適應(yīng)差分編碼（ADPCM）352023/2/4波形編碼波形編碼：是以精確再現(xiàn)語音波形為目的，并以保真度即自然度為度量標(biāo)準(zhǔn)的編碼方法，這類編碼是保留語音個性特征為主要目標(biāo)的方法，其碼率最高。一般壓縮比在2~8之間。若語音質(zhì)量達(dá)到進(jìn)入公網(wǎng)要求時，壓縮比通常取4，這時語音速率可從未壓縮的脈沖編碼調(diào)制（PCM）64kbps降到16kbps。目前實(shí)用化的差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）速率為32kbps。參量編碼參量編碼：是利用人類發(fā)聲機(jī)制，僅傳送反映語音波形變化的主要參量的編碼方法。在接收端，根據(jù)發(fā)聲模型，由傳送過來的變化參量激勵產(chǎn)生人工合成的語音。參量編碼的主要度量標(biāo)準(zhǔn)是可懂度。這類編碼是以提取并傳送語音的共性特征參量為主要目標(biāo)的編碼方法，其碼率較低。一般參量編碼的壓縮比為800~900之間。參量編碼參量編碼又稱聲源編碼，是將信源信號在頻率域或其他正交變換域提取特征參量，并將其變換成數(shù)字代碼進(jìn)行傳輸。低速率語音編碼，語音質(zhì)量不高。線性預(yù)測編碼(LPC)及其他各種改進(jìn)形都屬于參量編碼。382023/2/4語音編碼混合編碼：吸取上述兩類編碼的優(yōu)點(diǎn)，以參量編碼為基礎(chǔ)并附加一定的波形編碼特征，以實(shí)現(xiàn)在可懂度基礎(chǔ)上適當(dāng)改善自然度的編碼方法?；旌暇幋a的理論壓縮比介于波形編碼和參量編碼之間，且與語音質(zhì)量需求有關(guān)。若要求混合編碼側(cè)重于個性特征，則其壓縮比接近波形編碼；若要求混合編碼側(cè)重于共性，則其壓縮比靠近參量編碼?；旌暇幋a混合編碼將波形編碼和參量編碼組合起來，克服了原有波形編碼和參量編碼的弱點(diǎn)，結(jié)合了各自長處，力圖保持波形編碼的高質(zhì)量和參量編碼的低速率，在4～16kbps速率上能夠得到高質(zhì)量的合成語音。多脈沖激勵線性預(yù)測編碼（MPLPC），規(guī)劃脈沖激勵線性預(yù)測編碼（KPELPC）,碼本激勵線性預(yù)測編碼（CELP）402023/2/4語音編碼參量編碼，一般又稱為聲碼器，而混合編碼，一般稱為軟聲碼器。在上述3類編碼中，波形編碼質(zhì)量最高，其質(zhì)量幾乎與壓縮處理之前相同，適用于于公共骨干（固定）通信網(wǎng)；參量編碼質(zhì)量最差，不能用于骨干通信網(wǎng)，僅適用于特殊通信系統(tǒng)，如軍事與保密通信系統(tǒng)；混合編碼質(zhì)量介于兩者之間，目前主要用于移動通信網(wǎng)。移動通信中的語音編碼技術(shù)分配給移動通信的頻譜資源不多，所以采用低速率的編碼技術(shù)。GSM系統(tǒng)中采用規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測（RPE-LTP）語音編碼方案。純編碼速率為13kbps。CDMAIS-95系統(tǒng)采用高通碼激勵線性預(yù)測（QCELP）編碼技術(shù)。422023/2/4GSM系統(tǒng)語音編碼簡介：

采用均勻量化，量化級數(shù)2-13，13bit/樣值。

432023/2/4本章要求語音編碼技術(shù)（3種）2G移動通信中的語音編碼技術(shù)442023/2/4信道編碼信道編碼基本概念（目的、任務(wù)、種類）卷積碼，Turbo碼的概念交織信道編碼信道編碼是為了保證通信系統(tǒng)的傳輸可靠性，克服信道中的噪聲和干擾，專門設(shè)計(jì)的一類抗干擾技術(shù)和方法。它根據(jù)一定的(監(jiān)督)規(guī)律在待發(fā)送的信息碼元中(人為的)加入一些必要的(監(jiān)督)碼元，在接收端利用這些監(jiān)督碼元與信息碼元之間的(監(jiān)督)規(guī)律，發(fā)現(xiàn)和糾正差錯，以提高信息碼元傳輸?shù)目煽啃浴?62023/2/4信道編碼稱待發(fā)送的碼元為信息碼元，人為加入多余碼元為監(jiān)督(或校驗(yàn))碼元。信道編碼的目的，試圖以最少的監(jiān)督碼元為代價(jià)，以換取最大程度的可靠性提高。472023/2/4

信道編碼的分類從功能上看可以分為三類（1）檢錯碼：僅具有發(fā)現(xiàn)差錯的功能，如循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC碼，自動請求重傳ARQ等；（2）糾錯碼：僅具有自動糾正差錯的功能，如循環(huán)碼中的BCH碼、RS碼及卷積碼、級聯(lián)碼、Turbo碼等；（3）混合檢錯糾錯碼，既具有檢錯功能又具有糾錯功能的信道編碼，最典型是混合ARQ、又稱為HARQ。482023/2/4信道編碼的分類從結(jié)構(gòu)和規(guī)律上分兩大類線性碼：監(jiān)督關(guān)系方程是線性方程的信道編碼稱為線性碼，目前大部分實(shí)用化的信道編碼均屬于線性碼，比如線性分組碼，線性卷積碼都是經(jīng)常采用的信道編碼。非線性碼：一切監(jiān)督關(guān)系方程不滿足線性規(guī)律的信道編碼均稱為非線性碼。492023/2/4

幾種最典型的信道編碼分組碼是最早應(yīng)用的信道編碼技術(shù)，在分組碼每個碼字中，監(jiān)督碼元僅與本組的信息碼元有關(guān)，而與別組的信息碼元無關(guān)。線性分組碼是按照代數(shù)規(guī)律構(gòu)造的，故又稱為代數(shù)編碼。線性分組碼中的分組是指編碼方法是按信息分組來進(jìn)行，而線性是指編碼規(guī)律即監(jiān)督位（校驗(yàn)位）與信息位之間的關(guān)系遵從線性關(guān)系。線性分組碼一般可記為（n，k）碼，即k位信息碼元為一個分組，編成n位碼元長度的碼組，而n-k位為監(jiān)督碼元的長度。502023/2/4線性分組碼奇偶檢驗(yàn)碼是一種常見的檢錯碼。它是在一個n比特的數(shù)據(jù)分組中加入1個校驗(yàn)比特，該比特用來指示該分組中1的數(shù)目是奇數(shù)還是偶數(shù)。如果傳輸過程中發(fā)生了單個比特錯誤，不論錯誤比特發(fā)生在校驗(yàn)位還是在信息位，結(jié)果都將使接收到的數(shù)據(jù)分組中1的個數(shù)和校驗(yàn)比特的指示不一致，這樣接收端就知道該分組發(fā)生了錯誤。512023/2/4線性分組碼在線性分組碼中，最具有理論和實(shí)際價(jià)值的一個子類，稱為循環(huán)碼；它因?yàn)榫哂醒h(huán)移位性而得名，它產(chǎn)生簡單且具有很多可利用的代數(shù)結(jié)構(gòu)和特性。目前一些主要的有應(yīng)用價(jià)值的線性分組碼均屬于循環(huán)碼。例如：在每個信息碼元分組k中，僅能糾正一個獨(dú)立差錯的漢明(Hamming)碼；可以糾正多個獨(dú)立差錯的BCH碼；可以糾正單個突發(fā)差錯的Fire碼；可糾正多個獨(dú)立或突發(fā)差錯的RS碼。522023/2/4

卷積碼記為(n,k,m)碼，其中k表示每次輸入編碼器的位數(shù)，n則為每次輸出編碼器的位數(shù)，而m則表示編碼器中寄存器的節(jié)(個)數(shù)，它的約束長度為m＋1位。正是因?yàn)槊繒r刻編碼器輸出n位碼元它不僅與該時刻輸入的k位碼元有關(guān)，而且還與編碼器中m級寄存器記憶的以前若干時刻輸入的信息碼元有關(guān)，所以稱它為非分組的有記憶編碼。卷積碼的譯碼既可以采用與分組碼類似的代數(shù)譯碼方法，也可以采用概率譯碼方法，兩類方法中概率方法更常用。而且在概率譯碼方法中最常用是具有最大似然譯碼特性的Viterbi譯碼算法。532023/2/4交織技術(shù)

前面介紹的各類信道編碼都是針對獨(dú)立差錯（隨機(jī)錯誤）設(shè)計(jì)的。但在有些情況下的差錯主要是突發(fā)的，如衰落信道中，一個突發(fā)差錯可能引起一連串的錯誤。此時，前面介紹的糾獨(dú)立差錯的編碼將無能為力，這就需要可以糾正很長的突發(fā)差錯，而且還不限于單個突發(fā)的編碼技術(shù)，此即交織碼技術(shù)。542023/2/4交織技術(shù)交織是在復(fù)合差錯控制信道上使用的一種簡單而有效的編碼技術(shù)，它可以大大提高糾突發(fā)錯誤的能力，可使抗較短突發(fā)錯誤的碼變成抗較長突發(fā)錯誤的碼，使糾正單個突發(fā)錯誤的碼變成能糾多個突發(fā)錯誤的碼。552023/2/4交織技術(shù)原理交織/解交織原理交織矩陣解交織矩陣562023/2/4交織編碼交織器的主要缺點(diǎn)是：在交織和解交織過程中，會產(chǎn)生2MN個符號的附加時延，這對實(shí)時業(yè)務(wù)，特別是語音業(yè)務(wù)帶來不利的影響，所以對于語音等實(shí)時業(yè)務(wù)時交織器的尺寸不能取太大。交織器的改進(jìn)主要是處理附加時延大以及由于采用某種固定形式的交織方式有可能產(chǎn)生特殊的相反效果，即存在將一些隨機(jī)差錯交織為突發(fā)差錯。為了克服以上的缺點(diǎn)，人們研究了很多交織方法，如卷積交織器和偽隨機(jī)交織器等。在CDMA2000和WCDMA系統(tǒng)中都采用了交織編碼來提高系統(tǒng)的性能。級聯(lián)碼級聯(lián)碼是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)的編碼，它不同于上述單一結(jié)構(gòu)線性分組碼和卷積碼，它是由兩個以上單一結(jié)構(gòu)的短碼，復(fù)合級聯(lián)成更長編碼的一種有效方式。582023/2/4級聯(lián)碼級聯(lián)碼如果遇上少量的隨機(jī)錯誤，那么內(nèi)碼就可以糾正之；如果遇到較長的突發(fā)錯誤，內(nèi)碼則無能為力，就由糾密集型突發(fā)錯誤很強(qiáng)的外碼來糾正。另一種做法是，內(nèi)碼作檢錯碼，外碼作糾錯碼，使譯碼過程簡化。由于RS碼糾突發(fā)錯誤的能力強(qiáng)，在兩級編碼方案中RS碼常用作外碼，而內(nèi)碼則可以采用不同的線性分組碼，如正交碼、循環(huán)碼等，當(dāng)然也可以采用卷積碼作為內(nèi)碼。592023/2/4級聯(lián)碼級聯(lián)碼能有效對抗無線衰落信道中常常出現(xiàn)的突發(fā)錯誤。級聯(lián)碼設(shè)計(jì)常常在外碼和內(nèi)碼之間設(shè)一個交織器，以打散突發(fā)錯誤。602023/2/4級聯(lián)碼級聯(lián)碼分為串行級聯(lián)碼和并行級聯(lián)碼兩種類型。典型的串行級聯(lián)碼是由內(nèi)碼為卷積碼，外碼為RS碼串接級聯(lián)構(gòu)成一組長碼，其性能優(yōu)于單一結(jié)構(gòu)長碼，而復(fù)雜度又比單一結(jié)構(gòu)長碼簡單的多;最典型的并行級聯(lián)碼是Turbo碼，是由直接輸出和有、無交織的同一類型的遞歸型簡單卷積碼三者并行的復(fù)合結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成。612023/2/4Turbo碼

Turbo碼編碼器原理框圖由于Turbo碼的優(yōu)良性能，在第三代移動通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)CDMA2000和WCDMA中，均采用了Turbo碼。622023/2/4ARQ與HARQ自動請求重發(fā)ARQ和混合型ARQ，是往往傳送數(shù)據(jù)信息時經(jīng)常采用的差錯控制技術(shù)。ARQ與HARQ由于采用了反饋重傳技術(shù)，因此時延較大，一般不適合于實(shí)時話音業(yè)務(wù)，而比較適合于對時延不敏感，但對可靠性要求很高的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。HARQ是一種既能檢錯重發(fā)又能糾錯的復(fù)合技術(shù)，它是將反饋重傳的ARQ與自動前向糾錯的FEC相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)的一項(xiàng)新技術(shù)，特別是一類自適應(yīng)遞增冗余式HARQ尤為值得注意。632023/2/4信道編碼第三代移動通信的三大主流技術(shù)都采用了卷積碼和Turbo碼兩種信道編碼。在高速率、對譯碼時延要求不高的數(shù)據(jù)鏈路中使用Turbo碼。在語音和低速率、對譯碼時延要求高的通信鏈路中使用卷積碼;在其他邏輯信道如接入、控制、基本數(shù)據(jù)信道中也使用卷積碼。3G系統(tǒng)使用的信道編碼第五章抗衰落技術(shù)5.1分集5.2編碼5.3均衡662023/2/4均衡在衰落信道中引入均衡的目的是減輕或消除由于頻率選擇性衰落造成的符號間的干擾ISI。在移動環(huán)境中，由于信道的時變多徑傳播特性，會引起嚴(yán)重的碼間干擾（ISI），可以通過信號處理的方法來對抗ISI，均衡就是指在接收端采取的各種用來處理碼間干擾（ISI）的技術(shù)。分為：頻域均衡和時域均衡。672023/2/4頻域均衡頻域均衡，它主要從頻域角度來滿足無失真?zhèn)鬏敆l件，它是通過分別校正系統(tǒng)的幅頻特性和群時延特性來實(shí)現(xiàn)的。主要用于早期的固定式有線傳輸網(wǎng)絡(luò)中。682023/2/4時域均衡時域均衡，它主要從時間響應(yīng)考慮以使包含均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)滿足理想的無碼間串繞的條件。目前廣泛利用橫向?yàn)V波器來實(shí)現(xiàn)，它可以根據(jù)信道的特性的變化而不斷的進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)比頻域方便，性能一般也比頻域好，故得到廣泛的應(yīng)用。特別是在時變的移動信道中，幾乎都采用時域的實(shí)現(xiàn)方式，因此下面僅討論時域自適應(yīng)均衡。692023/2/4均衡技術(shù)并非所有移動通信系統(tǒng)均要求使用自適應(yīng)均衡器。如果信道頻率選擇性衰落引入時延功率譜的擴(kuò)散(即多徑擴(kuò)散)區(qū)間為m,而傳輸?shù)南⒎柕某掷m(xù)時間為Ts，當(dāng)Ts>

m時，移動信道就可以不必要使用自適應(yīng)均衡。CDMA系統(tǒng)和正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)不需要自適應(yīng)均衡技術(shù)。702023/2/4均衡技術(shù)GSM數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)，由于是采用了時分多址TDMA方式，對各用戶信息傳送是采用時分復(fù)用方式，其符號速率比較高，Ts<

m，所以必須使用自適應(yīng)均衡技術(shù)。北美的IS-54、IS-136等數(shù)字式蜂窩系統(tǒng)也需要采用自適應(yīng)均衡器。712023/2/4均衡的原理

在無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送端的變換器（如調(diào)制器）、信道和接收端的反變換器（如接收機(jī)前端、中頻和檢測器中的匹配濾波器等）等效為一個沖激響應(yīng)為的基帶信道濾波器。722023/2/4均衡的原理均衡器實(shí)際上就是等效基帶信道濾波器的逆濾波器。設(shè)計(jì)均衡器時應(yīng)當(dāng)在減小碼間干擾（ISI）的同時最大化均衡器輸出的信噪比。732023/2/4

時域均衡器的分類時域均衡從原理上可以劃分為線性與非線性兩大類型。1.線性均衡器：結(jié)構(gòu)相對比較簡單但多數(shù)無線通信系統(tǒng)并沒有采用線性均衡，因?yàn)樗脑肼曉鰪?qiáng)要比非線性均衡大。主要實(shí)現(xiàn)方式為橫向?yàn)V波器，還有格形濾波器。2.非線性均衡器：在最小序列誤差概率準(zhǔn)則下，最大似然序列判決MLSD是最優(yōu)的，但是其實(shí)現(xiàn)的計(jì)算復(fù)雜度是隨著多徑干擾符號長度L呈指數(shù)增長。742023/2/4均衡器均衡器通常以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)，線性或非線性均衡器一般采用橫向?yàn)V波器或格型濾波器。橫向?yàn)V波器有N1個延時單元、N個可調(diào)的復(fù)數(shù)抽頭。格型濾波器采用了更復(fù)雜的遞歸結(jié)構(gòu)，它有更好的數(shù)值穩(wěn)定性和收斂性，并且也便于改變結(jié)構(gòu)長度。本章主要考慮橫向?yàn)V波器型結(jié)構(gòu)。752023/2/4均衡器類型、結(jié)構(gòu)和算法

762023/2/4線性均衡

線性橫向?yàn)V波器型結(jié)構(gòu)

772023/2/4線性均衡橫向?yàn)V波器抽頭越多即N越大，控制范圍也就越大，均