3G通信系統(tǒng)復(fù)習(xí)資料完全體

3G移動通信系統(tǒng)筆記整理3G移動通信16班老師：劉耕興PPT0MIMO技術(shù)內(nèi)容提要：MIMO技術(shù)的背景，MIMO技術(shù)的實質(zhì)，MIMO的系統(tǒng)模型，MIMO的信道模型MIM技術(shù)背景隨著3及后移動通系高速據(jù)的發(fā)展多多輸天術(shù)越越人們的趣其在率寬受的信道越顯它的勢。MIM技術(shù)的質(zhì)－間和空復(fù)用MIM技術(shù)的點高數(shù)據(jù)速率，提高系統(tǒng)容量，提高傳輸質(zhì)量信息論已經(jīng)證明，當(dāng)不同的接收天線和不同的發(fā)射天線之間互不相關(guān)時，MIMO系統(tǒng)能夠很好的提高系統(tǒng)的抗衰落和抗噪聲性能，從而獲得巨大的容量。例如：當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達42b/s/Hz，這是單天線系統(tǒng)所能達到容量的8倍多,與發(fā)送天線數(shù)目成線性關(guān)系。有關(guān)MIMO技術(shù)的標準1.3GPP標準（WCDMA系統(tǒng)）空時發(fā)送分集（Space-TimeTransmitDiversity）閉環(huán)發(fā)送分集（ClosedLoopTransmitDiversity）分層空時結(jié)構(gòu)（BellLaboratoriesLayeredSpace-Time）2.3GPP2標準（cdma2000系統(tǒng)）空時擴頻（Space-TimeSpreading）正交發(fā)送分集（OrthogonalTransmitDiversity）MIMO技術(shù)的實質(zhì)1分立式多天線是指各個天線間相互距離足夠遠，且各個發(fā)射天線到各個接收天線間的信號傳輸可視為互相獨立的；2MIMO技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集和時間分集的技術(shù)，它采用的是分立式多天線，能夠有效的將通信鏈路分解成為許多并行的子信道，從而大大提高容量。空間分集（1）基本原理：在發(fā)射端或接收端安置多個天線，如果天線之間相隔足夠遠，那么可以認為各天線是互不相關(guān)的，從而在發(fā)射端或接收端之間構(gòu)筑了多條相互獨立的通道?？臻g分集1接收分集2發(fā)送分集接收分集：是采用多個接收天線實現(xiàn)的空間分集，是移動通信中的傳統(tǒng)技術(shù)，可以分為選擇合并、最大比合并、等增益合并等，一般適用于上行鏈路。發(fā)送分集：即利用多個發(fā)射天線實現(xiàn)空間分集。適用于下行鏈路中，因為移動臺很難具備多根不相關(guān)的接收天線，無法采用接收分集。作用：利用空間分集，信號既沒有在時間域內(nèi)引入冗余，也沒有在頻率域內(nèi)引入冗余，但是信號賦予了一定的空間結(jié)構(gòu)，在空間上引入了冗余，因此提高了傳輸性能?？諘r分集空時分集是將空間和時間結(jié)合起來，采用空時聯(lián)合編碼，分別在時域和空間域引入冗余，從而達到提高傳輸性能的一種分集方法。典型的算法即空時碼算法。不但能夠帶來分集增益還能夠帶來編碼增益。特點是能夠抗衰落和抗噪聲?？臻g復(fù)用空間復(fù)用技術(shù)是同時在不同發(fā)送天線上發(fā)送不同數(shù)據(jù)流，在接收端利用空間豐富的散射性將發(fā)送信號分離出來的一種技術(shù)。特點：頻譜的利用率很高。受傳輸環(huán)境的影響大。MIMO系統(tǒng)模型MIMO信道模型帶有相關(guān)性的信道模型：天線之間的間距，入射波的到達角，入射波的角度擴展MIMO信道Shannon容量1.基于前面所述的信道模型，根據(jù)信息論的結(jié)論，此MIMO系統(tǒng)能達到的系統(tǒng)Shannon容量為其中表示取方陣的行列式，IN是N×N單位矩陣，P為每根接收天線的信噪比，HH表示信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置。2.由于信道矩陣H是隨機的，上式的容量也是一個隨機變量。MIMO信道Shannon容量（4）在理想情況下，即MIMO信道可以等效為最大數(shù)目的獨立、等增益、并行的子信道時，得到最大的Shannon容量(為保證系統(tǒng)性能比較是在相同條件下，將發(fā)射功率歸一化，每根發(fā)送天線的發(fā)射功率與成比例)當(dāng)信道列矢量互相正交時可以達到的容量可以看出，對于采用多天線發(fā)送和接收技術(shù)的系統(tǒng)，理想情況下的信道容量將隨著發(fā)射天線的數(shù)目成線性增長，這就為MIMO的高速數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)於死碚摶A(chǔ)。MIMO信道Shannon容量（5）當(dāng)接收天線和發(fā)送天線數(shù)目都為8根，且平均信噪比為20dB時，鏈路容量可以高達42b/s/Hz。2.在大信噪比下，僅僅在鏈路的一端采用多天線，比兩端都采用多天線所取得的容量要小。例如，N=M=2在大信噪比下的容量比N=4,M=1的容量要大。MIMO系統(tǒng)的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)：接收分集，發(fā)送分集，分層空時結(jié)構(gòu)，空時編碼，空時擴頻，正交發(fā)送分集，空時發(fā)送分集接收分集采用一個發(fā)送天線，多個接收天線的分集方式，能夠抗衰落和抗噪聲最大比合并算法（MRC）分集增益為容量為發(fā)送分集采用多個發(fā)送天線，一個接收天線的分集方式，能夠抗衰落如果和接收分集保持相同的總的發(fā)送功率，則每個發(fā)送天線的發(fā)送功率為發(fā)送分集的1/M.分集增益為分層空時結(jié)構(gòu)為了充分利用MIMO的信道容量，G..J.Foschini提出了分層空時結(jié)構(gòu)（BLAST）BLAST的優(yōu)點是真正意義上實現(xiàn)了高速數(shù)據(jù)通信，因為它在多條并行信道里發(fā)送的是獨立的、沒有冗余的信息流，所以它的傳輸速率將遠大于利用傳統(tǒng)技術(shù)所得到的傳輸速率。3.將信源數(shù)據(jù)分為多個數(shù)據(jù)子流，分別經(jīng)過多個信道編碼器編碼，或不經(jīng)過信道編碼，直接送入調(diào)制映射器進行信號映射。輸出的多路調(diào)制信號進行空間域和時間域的信號構(gòu)造（對角結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)等）后，再由多個發(fā)射天線發(fā)射出去。經(jīng)無線信道傳播后，由多個接收天線接收。在接收機中經(jīng)空時檢測、解調(diào)、譯碼，得到判決數(shù)據(jù)。特點高散射，高信噪比，開環(huán)系統(tǒng)，因為BLAST的發(fā)射機不需要信道的信息，只需在接收端進行信道預(yù)測。結(jié)構(gòu)劃分：發(fā)送端將單個用戶的數(shù)據(jù)串變并到多個發(fā)送天線上，同時的、并行的發(fā)送這些數(shù)據(jù)，利用多輸入和多輸出方式在同一頻率上傳輸并行信息流。如果信道是多徑散射環(huán)境足夠強，在接收端可以采用BLAST算法，恢復(fù)出原始信號。BLAST根據(jù)構(gòu)造方式的不同，可以分為對角結(jié)構(gòu)（D-BLAST：DiagonalBLAST）和垂直結(jié)構(gòu)（V-BLAST：VerticalBLAST）。1.D-BLAST是一種在接收端和發(fā)送端均使用多天線矩陣，并運用一種較好的斜層編碼的結(jié)構(gòu)，碼塊在空時結(jié)構(gòu)中分散在對角線上。在獨立的瑞利散射環(huán)境中，這種處理技術(shù)理論上可以使容量與發(fā)送天線數(shù)目成線性增長，而且接近于Shannon容量極限的90%。但是這種算法較復(fù)雜，實現(xiàn)較困難。2.V-BLAST是一種簡化的BLAST檢測算法，也就是碼塊垂直分散在每根天線上在室內(nèi)慢衰環(huán)境中其頻譜效率可以達到40bit/s/Hz。發(fā)射機結(jié)構(gòu)：發(fā)射機采用循環(huán)變動的結(jié)構(gòu)，就避免了某一路數(shù)據(jù)因為信道條件的不好，而導(dǎo)致連續(xù)的誤碼，從而影響整個接收機的性能。D-BLAST能夠達到Shannon容量的90%，其運算極其復(fù)雜，所以貝爾實驗室又進一步提出了V-BLAST算法。分層空時結(jié)構(gòu)算法：ZF消除算法：使用ZF迫零矩陣，并結(jié)合干擾抵消法.ZF不消除算法：直接采用ZF迫零矩陣與接收信號相乘，一次性解調(diào)出所有天線的發(fā)射信號.MMSE消除算法：使用MMSE迫零矩陣，并結(jié)合干擾抵消法.MMSE不消除算法：直接采用MMSE迫零矩陣與接收信號相乘，一次性解調(diào)出所有天線的發(fā)射信號.由于BLAST所能達到的高容量，一般適用于無線局域網(wǎng)、無線本地環(huán)路以及固定點對點的無線通信，此時收端和發(fā)端都可以使用多天線。由于下行鏈路中，移動臺無法實現(xiàn)多天線，所以BLAST的一個潛在的應(yīng)用是在臺式計算機、筆記本計算機和手持設(shè)備上應(yīng)用。空時編碼空時編碼的概念是J.H.Winter于1987年提出的，成為近年來研究的熱點。空時編碼就是將空間域上的發(fā)送分集和時間域上的信道編碼相結(jié)合的聯(lián)合編碼技術(shù)。空間域上的編碼可以利用空間冗余度來實現(xiàn)分集，以克服信道衰落，提高性能?？諘r發(fā)送分集滿分集度系統(tǒng)所能獲得的最大分集增益等于發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)之積NM；滿數(shù)據(jù)速率系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與未使用空時分組碼的單天線系統(tǒng)相同。也就是說，如果空時編碼矩陣C具有T×N階（其中N為發(fā)送天線數(shù)，T為發(fā)送時隙數(shù)），且T個時隙發(fā)送Z個符號時，那么滿數(shù)據(jù)速率就意味著Z/T=1?？諘r格碼是將發(fā)送分集與網(wǎng)格編碼調(diào)制相結(jié)合的聯(lián)合編碼方式。所獲得的編碼方案在不犧牲系統(tǒng)帶寬的情況下獲得滿分集增益和高編碼增益，進而提高傳輸質(zhì)量。空時格碼的譯碼采用最大似然譯碼器，通常采用Viterbi譯碼器進行最大似然譯碼空時格碼基本原理：假設(shè)分立式多天線陣列有M個接收天線和N個發(fā)射天線。信息源數(shù)據(jù)經(jīng)空時編碼后，在時隙t形成調(diào)制符號，分別由不同的發(fā)射天線同時發(fā)送出去。調(diào)制符號是信號星座圖中的任一點。信號星座圖是經(jīng)過能量歸一化的，即星座圖的每一點都除以因子。假設(shè)各個天線發(fā)射的能量相同，總發(fā)射能量就為EE=ME采用STTC能同時得到編碼增益和分集增益，雖然它能夠提供比現(xiàn)在系統(tǒng)高3-4倍的頻譜效率，但是其譯碼復(fù)雜度隨著狀態(tài)數(shù)的增加而指數(shù)增長。空時分組碼是利用正交設(shè)計的原理分配各發(fā)射天線上的發(fā)射信號格式，實際上是一種空間域和時間域聯(lián)合的正交分組編碼方式?？諘r分組碼可以使接收機解碼后獲得滿分集增益，且保證譯碼運算僅僅是簡單的線性合并，使譯碼復(fù)雜度大大降低。將空時發(fā)送分集加以推廣至多于兩根發(fā)射天線的情況，這就是空時分組碼空時分組碼根據(jù)調(diào)制符號的實數(shù)、復(fù)數(shù)又可分為兩種情況。具體情況如下：。若調(diào)制符號為實數(shù)，比如BPSK、PAM調(diào)制，滿數(shù)據(jù)速率的N×N階的空時分組編碼矩陣只存在于發(fā)射天線數(shù)N=2,4,8的情況而發(fā)射天線數(shù)N=3的情況可以由中任選3列構(gòu)造，發(fā)射天線數(shù)N＝5,6,7的情況可以由中分別任選5,6,7列構(gòu)造，此時的構(gòu)造也都是滿數(shù)據(jù)速率的，但不是方陣。并且接收端譯碼后都可以實現(xiàn)滿分集度。。若調(diào)制符號為復(fù)數(shù)，比如多進制相位調(diào)制（M-PSK）、多進制正交幅度調(diào)制(M-QAM)，當(dāng)發(fā)射天線數(shù)為2時，對應(yīng)的空時分組碼就是空時發(fā)送分集當(dāng)發(fā)射天線數(shù)大于2時，已經(jīng)有文獻證明了，滿分集度、滿數(shù)據(jù)速率，又保持正交性的空時分組碼是不存在的。于是，提出了對于三根發(fā)射天線，數(shù)據(jù)速率為1/2的C3；四根發(fā)射天線，數(shù)據(jù)速率為1/2的C4空時發(fā)送分集（STTD）是最簡單的空時分組碼，它采用兩根發(fā)射天線，一根接收天線?？諘r碼和分層空時結(jié)構(gòu)的比較空時碼用并行的信道得到分集，它的頻譜效率不如分層空時結(jié)構(gòu)?？諘r編碼中所說的滿數(shù)據(jù)速率是指系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率與未使用空時分組碼的單發(fā)射天線相同，而并不是MIMO所能達到的最大數(shù)據(jù)速率。而分層空時結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)多路完全獨立數(shù)據(jù)的并行傳輸，因此能達到MIMO系統(tǒng)的最大速率；由于空時碼引入了空間冗余度，使得其獲得較大的分集增益，且空時格碼還能得到編碼增益；而分層空時結(jié)構(gòu)只能獲得分集增益，且不如空時碼，使得它主要應(yīng)用于高信噪比的條件下；。分層空時結(jié)構(gòu)要求接收天線數(shù)大于發(fā)射天線數(shù)，且要在強散射的環(huán)境下，而空時碼對接收端的天線沒有嚴格的要求；在強散射環(huán)境下，BLAST是眾多空時分集方案中最優(yōu)的，但是隨著散射環(huán)境的減弱，BLAST的所有算法的譜效率都要有所下降。、正交發(fā)送分集cdma2000前向鏈路中，采用正交發(fā)送分集（OTD）來利用多天線比特流分離成兩組數(shù)據(jù)流，分別送到兩根發(fā)送天線，每根發(fā)送天線采用唯一的Walsh碼或準正交函數(shù)進行擴頻。正交發(fā)送分集在cdma2000中的具體實現(xiàn)見下頁圖。比特流在分離成兩組子流之后，一組數(shù)據(jù)采用重復(fù)，另一組數(shù)據(jù)采用反轉(zhuǎn)，最后采用相同的擴頻碼進行擴頻，分別送到不同的天線上發(fā)送。采用這種方法是為了保證每個用戶有足夠的Walsh碼?？諘r擴頻cdma2000前向鏈路中，同樣也采用空時擴頻（STS）利用多天線，其原理見下頁圖。碼信息比特分離成奇偶兩組子數(shù)據(jù)流b1,b2，經(jīng)過一定的形式變換之后，分別送到兩根發(fā)送天線上進行發(fā)送。發(fā)送的信號滿足以下等式：分集技術(shù)的比較正交發(fā)送分集和空時擴頻使得EC/IO有改善，特別是在單徑慢衰落的瑞利信道中。并且通過仿真得出結(jié)論，空時擴頻的性能比正交發(fā)送分集的性能要好。同樣，通過鏈路仿真得出，空時擴頻和空時發(fā)送分集性能非常接近，但是空時發(fā)送分集需要相對復(fù)雜的接收機處理，并且由于發(fā)射天線數(shù)目大于兩根時，不存在滿數(shù)據(jù)速率的空時塊碼，所以空時發(fā)送分集無法直接擴展到發(fā)射天線數(shù)目大于兩根的情況。綜述MIMO技術(shù)是第三代和未來移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、大系統(tǒng)容量，提高傳輸質(zhì)量的重要途徑。其中，基于分立式多天線的MIMO技術(shù)中的分層空時結(jié)構(gòu)和空時分組碼都成為近年來移動通信領(lǐng)域的研究熱點?？諘r分組碼譯碼的低復(fù)雜度使其成為最廣泛應(yīng)用的一種空時編碼，3GPP就以其作為發(fā)送分集的一種方式。分層空時結(jié)構(gòu)可以獲得極高的數(shù)據(jù)速率，是未來移動通信系統(tǒng)中為了獲得大系統(tǒng)容量而極有可能采用的方案之一，3GPP標準已將其作為MIMO技術(shù)中的一個重要提案。cdma2000系統(tǒng)中采用空時擴頻（STS：Space-TimeSpreading）和正交發(fā)送分集（OTD：OrthogonalTransmitDiversity）兩種發(fā)送分集方案。PPT1MIMO多天線羅塞塔石碑在這塊1799年被世人發(fā)現(xiàn)的石碑上，分別用埃及象形文，埃及草書與古希臘文三種文字刻著埃及國王托勒密五世詔書。這種記錄方式對現(xiàn)代的研究者來說簡直是福音，只要有一種文字能夠被識別，詔書的內(nèi)容就得以保存。多天線技術(shù)隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，頻譜資源的嚴重不足已經(jīng)日益成無線通信事業(yè)發(fā)展的瓶頸，如何充分開發(fā)利用有限的頻譜資源，提高頻譜利用率，是當(dāng)前通信界研究的熱點課題之一。1影響無線通信中信息傳輸可靠性的主要障礙：多徑效應(yīng)引起的時延展寬信道時變性引起的頻譜展寬空間相關(guān)引起的角度展寬2多天線技術(shù)通過對發(fā)射與接收信號的空域和時域上的處理，能提高系統(tǒng)的容量和質(zhì)量。多天線技術(shù)的概念：多天線又叫陳列天線。它由在空間按照一定的幾何形狀排列的多個陣元組成。每個陣元都可以獨立地接收和發(fā)射信號。更確切地說是對發(fā)射與接收信號進行空域的處理，如果與時域相結(jié)合，變成為空時信號處理技術(shù)，通過空時信號的處理來提高系統(tǒng)的容量與質(zhì)量。隨著移動通信中服務(wù)用戶的增多，頻率資源的日趨緊張，用戶速度需求的逐漸增加，傳統(tǒng)的FDMA、TDMA和CDMA這些時頻域的信號處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求。所以引入了多天線技術(shù)。多天線技術(shù)分類：1.智能天線技術(shù)：有效抵抗多徑衰落的影響，提高通信質(zhì)量;并能夠克服多用戶間干擾，通過空分多址增加頻譜效率與信道容量;對功率的控制也可以通過在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期增加基站的覆蓋范圍來實現(xiàn)。2.MIMO技術(shù)：MIMO技術(shù)是在3G向LTE演進中被引入，由于與OFDM(正交頻分復(fù)用技術(shù))的結(jié)合而在LTE中具有了舉足輕重的地位。主要區(qū)別：空間排列方式、后續(xù)信號處理的結(jié)構(gòu)和方法以及工作原理MIMO技術(shù)的發(fā)展MIMO技術(shù)的研究方向MIMO系統(tǒng)所適用的無線信道模型。信道建模從一般的相關(guān)性信道和ULA的MIMO信道建模向更接近實際情況的各種無線通信環(huán)境和可能使用的不同天線配置方式的信道建模方向發(fā)展，信道模型更接近真實的無線環(huán)境。從信道容量的角度對MIMO的信息論研究。容量分析從獨立信道和一般的相關(guān)性MIMO信道的容量分析向具體使用不同發(fā)射方案在各種MIMO信道條件下的容量分析方向發(fā)展，這種容量分析更準確。MIMO空時信號處理算法及應(yīng)用。目前已經(jīng)有了大量關(guān)于MIMO空時信號處理的算法。從空間復(fù)用到空間分集都形成了豐富的系列。MIMO系統(tǒng)的應(yīng)用與信道容量隨著無線信道環(huán)境的不同而發(fā)生著變化。針對不同的信道條件產(chǎn)生最優(yōu)的MIMO設(shè)計成為目前的研究方向。移動終端的MIMO系統(tǒng)的研究真正的MIMO系統(tǒng)要發(fā)揮它的優(yōu)勢必須在發(fā)射端和接收端同時使用MIMO技術(shù)。但移動終端由于本身的幾何尺寸和使用上的限制,使得MIMO技術(shù)在移動終端目前難以實現(xiàn),因此今后必須對在移動終端如何使用MIMO技術(shù)進行深入研究。多天線模型SISO系統(tǒng)模型:上式以TS進行抽樣得出SISO信道容量對于時限信號{x(t):|t|<=T/2},功率受限于ＰＴ，即滿足１／Ｔ∫－Ｔ／２到Ｔ／２x2（t）dt<=Pt,通過一系列的理論推導(dǎo)，我們可以得出一個著名的公式：C=Wlog2（1+（Pt/N0W））假設(shè)W=1HZ，Ts=1s,則Pt即發(fā)送能量，其信道容量:C=log2（1+((Es/N0)*h2)）幻燈片9SISO信道容量

S幻燈片10SIMO模型SHAPEHAPESIMO模型MISO模型信道容量：MIMO模型MIMO模型同樣我們考慮到窄帶平坦衰落信道的假設(shè)，有其矩陣表示：以TS進行抽樣后得到如下式子MIMO信道的典型模型典型模型：1.ISTMETRA計劃模型2.C.Xiao模型3.“onering”模型4.“tworing”模型多天線技術(shù)SISO系統(tǒng)時間分集MIMO系統(tǒng)空間分集然而，我們很快就發(fā)現(xiàn)了一個問題：不管在時間上還是空間上的分集，傳輸?shù)男什⒉桓?。比如在右圖中，盡管我們有4根發(fā)送天線，但由于發(fā)送內(nèi)容相同，一個時刻（t1）實際上只傳輸了一個符號（X）。要知道，如果在不同的天線上發(fā)送不同的數(shù)據(jù)，我們一次就可以傳輸4個符號！“分集”告訴我們，把數(shù)據(jù)重復(fù)發(fā)送多次可以提高傳輸?shù)目煽啃?。“?fù)用”則說，把資源都用來發(fā)送不同的數(shù)據(jù)可以提高傳輸速率。衡量空間分集的標準：分集增益（數(shù)看從發(fā)送天線到接收天線間有多少條“可辨識”的傳播路徑）衡量復(fù)用的標準：自由度（衡量復(fù)用的標準當(dāng)然是看一個系統(tǒng)每時刻最多可以發(fā)送多少個不同的數(shù)據(jù)）MIMO系統(tǒng)中信道的衰落無線通信中最讓人捉摸不透的就是信道的衰落和干擾MIMO系統(tǒng)中信道的衰落雖然天線間間距很小，但大量反射體的存在實際上打亂了信號的傳播路徑，讓信號從“不同”的角度到達接收端，間接的實現(xiàn)了路徑分離的效果。所以總結(jié)以上發(fā)現(xiàn)，我們找到了破解“衰落相關(guān)性”的秘籍，那就是：增大天線間距，或者差異化信號的發(fā)射角度，到達角度。2*2MIMO系統(tǒng)在無線通信系統(tǒng)中，“信道狀態(tài)信息（ChannelConditionInformation，CSI）”就相當(dāng)于“天氣信息”，那么如果我們能夠在發(fā)送端掌握到及時、準確的“信道狀態(tài)信息”，是不是就能“避開”那些信道條件不好的傳播路徑，從而提升通信系統(tǒng)的性能,即2*2MIMO系統(tǒng)2*2MIMO系統(tǒng)最佳的傳輸矩陣H得出以下式子SVD分解：矩陣的奇異值分解PPT2多入多出(MIMO)技術(shù)概述：1.MIMO（MultipleInput-Multipleoutput）即多入多出技術(shù)，是無線通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破，它擴展了一維智能天線技術(shù)，具有極高的頻譜利用率，能在不增加帶寬的情況下成倍提高通信系統(tǒng)的容量，且信道可靠性大為增強，是新一代無線通信系統(tǒng)（即所謂的Beyond3G/4G）采用的核心技術(shù)之一。目前，世界各國學(xué)者都在對MIMO的理論、性能、算法和實現(xiàn)等各方面進行著廣泛的研究，MIMO技術(shù)已成為通信技術(shù)發(fā)展中最為炙手可熱的課題。2.MIMO是指信號系統(tǒng)發(fā)射端和接收端，分別使用了多個發(fā)射天線和接收天線，因而該技術(shù)被稱為多發(fā)送天線和多接收天線（簡稱多入多出）技術(shù)，它可看著是分集技術(shù)的一種衍生。3.在實際的通信環(huán)境中，信號往往是通過周圍物體的多次反射和散射才到達接收天線的，這被稱為徑，信號的多徑傳送會產(chǎn)生多徑干擾，從而引起信號的衰落，因而一直被認為是不利信號準確傳輸?shù)挠泻σ蛩??？朔姆椒ㄊ遣捎梅旨姆椒ā小胺稚ⅰ焙汀凹稀倍睾x，一方面它將載有相同信息的幾路信號通過相對獨立的途徑（利用多發(fā)射天線）分散傳輸，另一方面設(shè)法將分散傳輸?shù)浇邮拯c的幾路信號最有效地收集起來（利用多接收天線），因為安排恰當(dāng)?shù)亩喔碧炀€提供的多個空間信道，不會全部同時受到衰落，因此有降低信號電平的衰落幅度的作用，具有優(yōu)化接收的含義。3.9.1MIMO技術(shù)原理MIMO技術(shù)的實質(zhì)：是為系統(tǒng)提供了空間復(fù)用增益和空間分集增益。信號在傳送中遇到物體發(fā)生反射和散射，產(chǎn)生多條路徑，MIMO技術(shù)將這些路徑變?yōu)閭魉托畔⒆恿鞯摹疤摂M信道”。在接收端可用單一天線，也可用多個天線進行接收，當(dāng)然每個接收天線接收到的是所有發(fā)送信號與干擾信號的疊加，MIMO的空時解碼系統(tǒng)利用數(shù)學(xué)算法拆開和恢復(fù)糾纏在一起的傳輸信號并將它們正確地識別出來。MIMO系統(tǒng)在發(fā)射端和接收端均采用多個天線和多個通道，如圖3-37所示?？諘r分組編碼就是在空間域和時間域兩維方向上對信號進行編碼。（1）空時網(wǎng)格碼（STTC）（2）空時分組碼（STBC）（3）分層空時碼（LSTC）PPT8頁：傳輸信息流S（k）經(jīng)過空時編碼形成M個信息子流這M個子流由M個天線發(fā)送出去，經(jīng)空間信道后由N個接收天線接收，多天線接收機能夠利用先進的空時編碼處理技術(shù)分開并解碼這些數(shù)據(jù)子流，從而實現(xiàn)最佳處理。MIMO是在收發(fā)兩端使用多個天線，每個收發(fā)天線之間對應(yīng)一個MIMO子信道，在收發(fā)天線之間形成M*N信道矩陣H，在某一時刻t，信道矩陣如圖所示：其中H的元素是任意一對收發(fā)天線之間的增益PPT9頁：M個子流同時發(fā)送到信道，各發(fā)射信號占用同一個頻帶，因而并未增加帶寬。若各發(fā)射天線間的通道響應(yīng)獨立，則MIMO系統(tǒng)可以創(chuàng)造多個并行空間信道。通過這些并行的信道獨立傳輸信息，必然可以提高數(shù)據(jù)傳輸速率。對于信道矩陣參數(shù)確定的MIMO信道，假定發(fā)射端總的發(fā)射功率為P，與發(fā)送天線的數(shù)量M無關(guān)；接收端的噪聲用n*1矩陣n表示，其元素是獨立的零均值高斯復(fù)數(shù)變量，各個接收天線的噪聲功率均為㎡；ρ為接地端平均信噪比。此時，發(fā)射信號是M維統(tǒng)計獨立，能量相同，高斯分布的復(fù)向量。發(fā)射功率平均分配到每一個天線上，則容量公式為PPT10頁：固定N，令M增大，使得，這時可以獲得到容量的近似表達式：det代表行列式,IN代表M維單位矩陣,HH表示的共扼轉(zhuǎn)置。從上式可以看出，此時的信道容量隨著天線數(shù)的增加而線性增大。即可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發(fā)射功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高，充分展現(xiàn)了MIMO技術(shù)的巨大優(yōu)越性PPT11頁：貝爾實驗室給出了MIMO系統(tǒng)的信道極限容量公式。在信道轉(zhuǎn)換矩陣H為正交矩陣時，就是天線之間相互獨立，互不相關(guān)的情況下，MIMO系統(tǒng)的信道容量公式為：1.由此可見，MIMO系統(tǒng)熔煉會隨著發(fā)射端或者接收端天線數(shù)中較小的一方的增加而線性增加。而要達到盡可能理想的，前提是什么？天線要獨立，發(fā)射天線到接受天線的所有路徑的無線衰落特性相互獨立。反之，MIMO的系統(tǒng)信道容量會降低。從上面的公式還可以看出，2x2天線配置與2x4天線配置的系統(tǒng)極限容量應(yīng)該是接近的,但是發(fā)射天線數(shù)目反背后，可以起到分集作用，提高接收端信噪比，下行平均容量會提高。3.9.2MIMO技術(shù)的應(yīng)用方案前面分析指出MIMO技術(shù)優(yōu)勢明顯，但對頻率選擇性衰落無能為力，而OFDM技術(shù)卻有很強的抗頻率選擇性衰落的能力。因此將兩種技術(shù)有效整合，便成為最佳的實用方案，如圖3-38所示。圖中，數(shù)據(jù)進行兩次串并轉(zhuǎn)換。首先將數(shù)據(jù)分成N個并行數(shù)據(jù)流，將這N個數(shù)據(jù)流中的第n（n[1，N]）個數(shù)據(jù)流進行第二次串并轉(zhuǎn)換成L個并行數(shù)據(jù)流，分別對應(yīng)L個子載波，接著對這L個并行數(shù)據(jù)流進行IFFT變換，再將信號從頻域轉(zhuǎn)換到時域，然后從第n（n[1，N]）個天線上發(fā)送出去。這樣共有NL個M-QAM（正交振幅調(diào)制）符號被發(fā)送。整個MIMO系統(tǒng)假定具有N個發(fā)送天線，M個接收天線。在接收端第m（m[1,M])個天線接收到的第l（l[1，L]）個子載波的接收信號為：其中Hm,n,l是第l個子載波頻率上的從第n個發(fā)送天線到第m個接收天線之間的信道矩陣，并且假定該信道矩陣在接收端是已知的,Cn,l是第l個子載波頻率上的從第n個發(fā)送天線發(fā)送的符號,Nm,l是第l個子載波頻率上的從第m個接收天線接收到的高斯白噪聲。這樣在接收端接收到的第l個子載波頻率上的N個符號可以通過V-BLAST算法進行解譯碼，重復(fù)進行L次以后，NL個M-QAM符號就可以被恢復(fù)出來。MIMO+OFDM系統(tǒng)，通過在OFDM傳輸系統(tǒng)中采用天線陣列來實現(xiàn)空間分集，以提高信號質(zhì)量，是MIMO與OFDM相結(jié)合而產(chǎn)生的一種新技術(shù)。它采用了時間、頻率結(jié)合空間三種分集方法，使無線系統(tǒng)對噪聲、干擾、多徑的容限大大增加。深刻揭示了MIMO+OFDM系統(tǒng)的技術(shù)原理與理論基礎(chǔ)。多天線技術(shù)增益和系統(tǒng)性能改善的關(guān)系:PPT3LTE組網(wǎng)架構(gòu)2.1層次的改變在3GUMTS中,規(guī)定的組網(wǎng)架構(gòu)是4層:終端(UE)、基站（NodeB）、無線網(wǎng)絡(luò)控制（RNC）、核心網(wǎng)。LTE/SAE將無線接入網(wǎng)演進為eUTRAN.去掉了RNC。在LTE架構(gòu)中，減少了一層。從而減少了基站與核心網(wǎng)之間信息交互的多節(jié)點開銷。好處：節(jié)點數(shù)量減少，用戶平面時延縮短。2）簡化了控制面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)的過程，減少了狀態(tài)遷移時間。3）降低了系統(tǒng)復(fù)雜性，減少了接口類型。2.1.2接口的變化1.在eNodeB之間增加了一個X2接口?？梢砸怨饫w為載體，實現(xiàn)無線側(cè)IP化傳輸，讓基站網(wǎng)元之間可以協(xié)調(diào)工作。這一點，是LTE相比以往無線制式的最為本質(zhì)的不同。2.eNode的互聯(lián)，任何亮點之間的傳輸故障，不會造成基站成為孤點。而在UMTS中，一點RNC與NodeB之間連接斷掉，NodeB立即變?yōu)楣曼c。最小化了SinglePointsofFailure。3.2基站的變化在3G階段，無線接入網(wǎng)UTRAN，由NodeB和RNC組成。LTE中eUTRAN去掉了RNC這個網(wǎng)元之后，底層功能給了eNB，高層給了核心網(wǎng)的AGW（AccesseNodeB在原來的NodeB基礎(chǔ)上，增加了原RNC的系統(tǒng)接入控制，承載控制，移動性管理，宏分集合并，無線資源管理等控制功能原SGSN，GGSN路由選擇功能?？梢赃@樣理解，eNodeB的功能主要是從3G階段的NodeB，RNC，SGSN，GGSN四個網(wǎng)元的部分功能演化而來的。

WLAN中，AP有胖瘦之分，比如IEEE802.11a/b/g/n，位瘦AP，主要功能只有接入點功能。而胖AP除了接入點功能之外，還有AC（AccessControl，接入控制）功能，加密，認證，轉(zhuǎn)發(fā)，管理維護，移動性等等?？梢岳斫鉃椋琇TE的eNodeB變胖了。802.11ac802.11ac是802.11n的繼任者。工作頻率為5.8GHz頻段。能夠提供能夠提供最少1Gbps帶寬進行多站式無線局域網(wǎng)通信，或是最少500Mbps的單一連接傳輸帶寬。技術(shù)指標：160MHz的RF（射頻）帶寬，更多的MIMO空間流（8路），多用戶MIMO，以及更高階的調(diào)制。802.11ad與UWB極高帶寬與傳輸速度。這兩個標準處在競爭狀態(tài)。相對而言，UWB的呼聲更高。UWB（UltraWideband）關(guān)鍵詞：脈沖無線電。802.15.3a不用載波，而是用寬度在ns級的快速上升和下降脈沖。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率?？垢蓴_性能強，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長系統(tǒng)電源工作時間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對人體的影響也會很小，應(yīng)用面就廣。802系列IEEE802.1：高層局域網(wǎng)協(xié)議（Bridging(networking)andNetworkManagement）IEEE802.2：邏輯鏈路控制（Logicallinkcontrol）IEEE802.3：以太網(wǎng)（Ethernet）IEEE802.4：令牌總線（Tokenbus）IEEE802.5：令牌環(huán)（Token-Ring）IEEE802.6：城域網(wǎng)（MAN,MetropolitanAreaNetwork）IEEE802.7：寬帶TAG（BroadbandLANusingCoaxialCable）IEEE802.8：光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）IEEE802.9：綜合業(yè)務(wù)局域網(wǎng)（IntegratedServicesLAN）IEEE802.10：局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全（InteroperableLANSecurity）IEEE802.11：無線局域網(wǎng)（WirelessLAN&Mesh）IEEE802.12：需求優(yōu)先級（Demandpriority）IEEE802.13：（未使用）IEEE802.14：電纜調(diào)制解調(diào)器（Cablemodems）IEEE802.15：無線個人網(wǎng)（WirelessPAN）（藍牙）IEEE802.15.1：無線個人網(wǎng)絡(luò)（WPAN,WirelessPersonalAreaNetwork）IEEE802.15.4：低速無線個人網(wǎng)絡(luò)（LR-WPAN,LowRateWirelessPersonalAreaNetwork）ZigBeeIEEE802.16：寬帶無線接入（BroadbandWirelessAccess）E/MIEEE802.17：彈性數(shù)據(jù)包環(huán)傳輸技術(shù)（Resilientpacketring）IEEE802.18：無線電管制技術(shù)（RadioRegulatoryTAG）IEEE802.19：共存標簽（CoexistenceTAG）IEEE802.20：移動寬帶無線接入（MobileBroadbandWirelessAccess）IEEE802.21：媒介獨立換手（MediaIndependentHandover）IEEE802.22：無線區(qū)域網(wǎng)（WirelessRegionalAreaNetwork）IEEE802.23：緊急服務(wù)工作組2.3EPC（EvolvedPacketCore）EPC演進的分組核心EPC演進CS域沒有了，減少了CS域的網(wǎng)元種類，實現(xiàn)了核心網(wǎng)IP化。---VoIP全面基于分組業(yè)務(wù)。全網(wǎng)IP化。各網(wǎng)元之間接口都使用IP傳輸。eNodeB之間也以IP傳輸。CS域業(yè)務(wù)由PS域承載。（IPvs.ATM）Qos？用戶面與控制面的分離。LTE核心網(wǎng)支持多網(wǎng)融合，包括非3GPP制式。如GSM，CDMA，WLAN，WiMAX。功能劃分

PPT4TDD與FDD4.1TDD與FDD技術(shù)差異1.FDD是在分離的兩個對稱頻率信道上進行接收和發(fā)送，用保護頻段來分離接收和發(fā)送信道。FDD必須采用成對的頻率，依靠頻率來區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時間上是連續(xù)的。FDD在支持對稱業(yè)務(wù)時，能充分利用上下行的頻譜，但在支持非對稱業(yè)務(wù)時，頻譜利用率將大大降低。2.TDD用時間來分離接收和發(fā)送信道。在TDD方式的移動通信系統(tǒng)中,接收和發(fā)送使用同一頻率載波的不同時隙作為信道的承載,其單方向的資源在時間上是不連續(xù)的，時間資源在兩個方向上進行了分配。某個時間段由基站發(fā)送信號給移動臺，另外的時間由移動臺發(fā)送信號給基站，基站和移動臺之間必須協(xié)同一致才能順利工作。3.為了建立起上行和下行的通道，F(xiàn)DD通過頻率來分割，在兩個對稱頻率上，一個管下載，一個管上傳。就好像是雙車道，兩個方向的汽車互不干擾，暢通無阻。4.TDD采用另一種方式。它只用一個頻率，既負責(zé)上傳，又負責(zé)下載。好處是比FDD省了一個頻率占用，資源利用率更高（實際上TDD為了避免干擾，需要預(yù)留較大保護帶，也會消耗一些資源）。因為是“單行道”上跑雙向“車流”，TDD只能通過時間來控制交通（時分雙工），一會讓下載的流量通過，一會又讓上傳的流量通過。速率理論上講，在相同的帶寬條件下，比如FDD分配10M+10M，TDD分配20M，TDD的速率會低于FDD,這主要原因是TDD的幀結(jié)構(gòu)中有個叫做特殊子幀的幀，這些幀會被浪費一部分（比如其中的保護時隙）并不傳送任何數(shù)據(jù)，而FDD的幀不存在這種完全浪費掉的情況。現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中，其實差異并沒有這么大。性能差異——移動性支持由于FDD是連續(xù)控制系統(tǒng)，而TDD是時間分隔控制的系統(tǒng)。所以在高速移動時，由于多普勒效應(yīng)影響。一般情況下，TDD移動臺移動速度只能達到FDD一半甚至更低。原因是，在高速移動是，信道狀態(tài)變化太劇烈。而資源的調(diào)度需要時間。這個調(diào)度時間，F(xiàn)DD是上下行同時調(diào)度而TDD是分時調(diào)度。所以響應(yīng)時間會慢許多。性能差異——覆蓋面高通曾發(fā)表報告說TDD覆蓋僅為FDD的80%。在發(fā)射功率相同的情況下，TDD上行鏈路存在發(fā)射功率的時間（一個10ms幀中）要比FDD時間短。換一個角度，從時域上看，一個10ms中，TDD上行鏈路可占用4ms（4個子幀），而FDD上行鏈路占用10ms，所以FDD較TDD模式可使用的RB資源更多，產(chǎn)生吞吐量越大。頻段分配3GPP規(guī)定了TDD和FDD兩種制式不同的頻段，從LTE頻譜分配來看，F(xiàn)DD頻段普遍較低，TDD頻段主要分布在高頻段，網(wǎng)絡(luò)的頻譜越高覆蓋能力越弱在3G制式中，WCDMA采用FDD方式，而TD-SCDMA采用TDD方式。所以，LTEFDD標準化與產(chǎn)業(yè)化程度是領(lǐng)先于LTETDD的。換句話說，支持LTEFDD的陣營更強大。這兩者最大的差異除了雙工方式不同之外，還有一點存在巨大差異。4.2幀結(jié)構(gòu)不同F(xiàn)DD幀結(jié)構(gòu)TDD幀結(jié)構(gòu)PPT5基本術(shù)語解釋移動通信技術(shù)的演進路線：多種標準共存、匯聚集中多個頻段共存移動網(wǎng)絡(luò)寬帶化、IP化趨勢LTELTE（LongTermEvolution）是3GPP主導(dǎo)制定的無線通信技術(shù)，關(guān)注的核心：無線接口和無線組網(wǎng)架構(gòu)的技術(shù)演進問題?！按_保在未來10年內(nèi)領(lǐng)先”。帶寬靈活配置。下行100Mbps，上行50Mbps。時延控制。高速接入支持。。結(jié)構(gòu)簡化。LTE設(shè)計目標：“最小化可選項，沒有冗余的強制特性”EDGE+、HSPA+和LTE什么是區(qū)別無線制式的重要標準？——多址技術(shù)。LTE的多址技術(shù)：OFDMAWCDMA是寬帶CDMATD-SCDMA是SDMA（智能天線空分多址）、TDMA、CDMA、FDMA、而EDGE+、HSPA+就是LTE技術(shù)做到的向后兼容。EDGE+、HSPA+與LTE技術(shù)特性對比幾個基本術(shù)語正交性、相關(guān)性。簡單來說，所謂正交，就是相互之間沒有交集，互不干擾。相反，相關(guān)性則體現(xiàn)了兩者之間有聯(lián)系，任意一方會對另一方產(chǎn)生一定的影響。正交碼、正交子載波。正交碼是在CDMA中廣泛采用的一種擴頻碼片序列。其作用就是使得相互正交的碼片序列可以在同一時隙，頻點，空間資源上傳送不同的信息，而接收端使用相同的擴頻碼就可以把原始信息正確解擴出來。正交子載波在無線制式中，頻分多址作為一個重要技術(shù)被廣泛采用。但傳統(tǒng)頻分多址用不相重疊的兩個頻帶且頻帶間有一定的保護帶寬來區(qū)分不同信道。我們驚喜地發(fā)現(xiàn)，頻帶有所重疊的載波，也可以區(qū)分不同的信道。這就引入了正交子載波的概念。什么樣的子載波是正交的？正弦波和余弦波有這樣的特點：（1）正弦波和余弦波的乘積在一個周期T內(nèi)的積分等于0正弦波或余弦波的平方在一個周期T內(nèi)積分大于0在發(fā)送端用一定頻率的正弦波調(diào)制的無線信號，把要調(diào)制的數(shù)據(jù)（a=0或1）作為正弦波的系數(shù)。若在接收端用余弦波解調(diào)，得到的數(shù)據(jù)永遠是0用正弦波解調(diào)，就能把數(shù)據(jù)a解調(diào)出來。同樣的，任意兩個不同的正弦波或余弦波（頻率為ω的整數(shù)倍），任意一個正弦波和任意一個余弦波都是正交的。這就是ＬＴＥ關(guān)鍵技術(shù)之一的ＯＦＤＭ正交頻分技術(shù)復(fù)用、分集、多址技術(shù)分集技術(shù).同一信號經(jīng)過相互獨立的不同通路，在接收端加以整合。.種類很多。.ＬＴＥ的ＭＩＭＯ技術(shù)，是實現(xiàn)空間復(fù)用和空間分集的關(guān)鍵。自適應(yīng)自適應(yīng)（Self-Adaptive）是指在通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)自身能根據(jù)環(huán)境，目標、資源供給等條件的變化，調(diào)節(jié)自身的狀態(tài)，無需人為參與，稱為自適應(yīng)。自適應(yīng)的實現(xiàn)：功率控制或者速率控制。功率自適應(yīng)功率控制是無線鏈路自適應(yīng)的一項重要技術(shù),功率控制分為開環(huán)功控和閉環(huán)功控速率自適應(yīng)隨著距離變化，環(huán)境變化等，調(diào)整速率，以確保正確性和可連接性。共享和專用聯(lián)系電路交換域（ＣＳ域）與分組交換域（ＰＳ域）對應(yīng)的專用信道與共享信道的區(qū)別如下，用戶數(shù)據(jù)的排列與占用信道的時間與容量皆不相同。競爭方式、調(diào)度方式無線資源配置的方式可以分為兩種：基于競爭的分配方式和基于調(diào)度的分配方式。.競爭，則無人管理，各發(fā)各的消息。誰搶到誰就是老大。.調(diào)度方式則是有領(lǐng)導(dǎo)安排分配，現(xiàn)在輪沒輪到你是領(lǐng)導(dǎo)決定的。１.輪詢算法（最公平）２.最大載干比算法（可能是最不公平）３.部分公平算法（在公平與不公平之間努力尋找平衡點）業(yè)務(wù)面和控制面業(yè)務(wù)信道（TrafficChannel，TCH）與控制信道（ControlChannel，CCH）集中和分布（分散）層級化、扁平化、網(wǎng)狀網(wǎng)層級化與扁平化對比扁平化網(wǎng)絡(luò)

PPT6OFDMLTE關(guān)鍵技術(shù)——OFDM3.1OFDM技術(shù)原理在20世紀60年代，世界上第一個多載波調(diào)制系統(tǒng)（MCMMultiCarrierModulation）由美國軍方建立。但很快，OFDM技術(shù)發(fā)展遇到了瓶頸。使用FFT可以很好地實現(xiàn)OFDM技術(shù)，但是技術(shù)條件限制，實現(xiàn)FFT的設(shè)備復(fù)雜度過大等原因限制。導(dǎo)致OFDM技術(shù)在很長時間內(nèi)應(yīng)用僅限于軍事領(lǐng)域。DSP（DigitalSignalProcessing）芯片技術(shù)發(fā)展，使得FFT技術(shù)的實現(xiàn)設(shè)備成本降低，小型化。OFDM技術(shù)走向了高速數(shù)字移動通信領(lǐng)域。早期使用了OFDM的無線制式有：WLAN，WiMAX等。3.1.1OFDM與CDMA為什么LTE中選擇OFDM而非CDMA？CDMA不適合寬帶傳輸。因為在大寬帶時，擴頻實現(xiàn)變得困難，復(fù)雜度上升。WCDMA只有5M帶寬，而未來的帶寬需求是100M以上。CDMA技術(shù)絕大多數(shù)屬于高通專利，每年的專利費很高。而OFDM技術(shù)專利期限已過。不存在專利限制。在高帶寬上，OFDM的優(yōu)勢非常明顯。如果LTE采用CDMA演進，可重用物理層技術(shù)，有利于UTRAN的平滑演進，但是無法滿足帶寬靈活，時延低，等目標。OFDM的應(yīng)用，除了可以滿足以上目標外，更重要的是更有利于實現(xiàn)MIMO。3.1.2OFDM本質(zhì)在傳統(tǒng)FDM中，對于濾波器的要求非常高。而且通過保護頻帶，確實可以避免不同載波間的干擾，但對頻率利用率來說，是災(zāi)難性的。且如果載波數(shù)量多了，濾波器的實現(xiàn)就變得非常困難。而OFDM是利用相互正交的子載波去實現(xiàn)多載波通信的。OFDM的調(diào)制解調(diào)過程3.2OFDM系統(tǒng)實現(xiàn)OFDM主要有三大模塊1.串并2.FFT/IFFT3.CP3.2.1并行傳輸無線信號傳輸過程中，影響信號接收質(zhì)量的因素有哪些？多徑效應(yīng)是影響較大的其中之一空間選擇性衰落頻率選擇性衰落時間選擇性衰落如何解決？信道均衡是糾正信道對不同頻率響應(yīng)差異，恢復(fù)信號的常用手段。但是在高帶寬下，信道均衡的操作非常困難。3.2.2FFTOFDM中的各個子載波是正交的，而實際傳輸?shù)臅r候，我們不可能把成百上千的子載波每個都單獨發(fā)送。能做到的就是將大量的子載波進行整合。提出使用快速傅里葉變換可以較好地實現(xiàn)正交變換，但是再OFDM早期，F(xiàn)FT需要的采樣點太多，而DSP運算能力有限，所以限制了OFDM的應(yīng)用。在發(fā)射端，OFDM系統(tǒng)使用IFFT模塊來實現(xiàn)多載波映射疊加過程，使得OFDM的大量窄帶子載波頻域信號，經(jīng)過IFFT變換為時域信號。而在接收端不再如傳統(tǒng)系統(tǒng)中采用帶通濾波器來分隔子載波，而是使用FFT模塊把重疊在一起的波形分隔出來。3.2.3循環(huán)前綴多徑時延對于傳輸系統(tǒng)的影響是什么？——ISI符號間干擾。在OFDM系統(tǒng)中，由于多徑效應(yīng)，不同子載波到達接收端后，不能再保持絕對正交性。失去正交的子載波之間，就會有強干擾——多載波間干擾（InterCarrierInterference，ICI）如何解決？如果在OFDM符號發(fā)送前，在碼元間插入保護間隔。如何實現(xiàn)保護時間間隔？插入循環(huán)前綴。插入循環(huán)前綴CP（CyclicPrefix）的實質(zhì)目的是為了在真正符號出現(xiàn)前，“浪費”掉一定的碼元時間，從而起到保護的作用。將每個OFDM符號的尾部一段復(fù)制到符號之前來實現(xiàn)。為什么不直接加空閑的保護時間段？總的來說CP的作用主要有兩個：1.作為保護間隔，減少了ISI。2.保證了子信道間的正交性，大大減少ICI。3.3OFDM重要參數(shù)FFT參數(shù)使用FFT的目的是為了實現(xiàn)頻域多個子載波與時域信號之間的映射。與FFT相關(guān)的參數(shù)有FFT采樣點數(shù)NFFT，采樣頻率Fs，采樣周期Ts。采樣點NFFT越大，信息失真就越小，但是對芯片運算要求高。Fs與Ts互為倒數(shù)。頻域參數(shù)△f，為OFDM子載波間隔。不能設(shè)計過小，原因是？不能設(shè)計過大，原因是？過小使得頻率間隔小，從而對抗多普勒頻移能力下降。過大