【文章內(nèi)容簡介】 的類型盡可能少和高度兼容性； （ 2）具有與固定 通信網(wǎng)絡(luò) 相比擬的高話音質(zhì)量和高安全性； （ 3）具有在本地采用 2Mb/s 高速率接入和在廣域網(wǎng)采用 384kb/s 接入速率的數(shù)據(jù)率分段使用功能； （ 4）具有在 2GHz 左右的高效頻譜利用率，且能最大程度地利用有限帶寬； （ 5）移動終端可連接地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)，可移動使用 和固定使用，可與衛(wèi)星業(yè)務(wù)共存和互連； （ 6）能夠處理包括國際互聯(lián)網(wǎng)和視頻會議、高數(shù)據(jù)率通信和非對稱數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆纸M和電路交換業(yè)務(wù)； （ 7）支持分層小區(qū)結(jié)構(gòu)，也支持包括用戶向不同地點通信時瀏覽國際互聯(lián)網(wǎng)的多種同步連接； （ 8）語音只占移動通信業(yè)務(wù)的一部分，大部分業(yè)務(wù)是非話數(shù)據(jù)和視頻信息； （ 9）一個共用的基礎(chǔ)設(shè)施，可支持同一地方的多個公共的和專用的運(yùn)營公司； （ 10）手機(jī)體積小、重量輕，具有真正的全球漫游能力； （ 11）具有根據(jù)數(shù)據(jù)量、服務(wù)質(zhì)量和使用時間為收費參數(shù)，而不是以距離為收費參數(shù)的新收費機(jī)制。 關(guān) 鍵 技術(shù) （ 1） TDSCDMA 技術(shù)。 TDSCDMA 是中國唯一提交的關(guān)于第三代移動通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動通信中的所有接入技術(shù)，包括TDMA、 CDMA 和 SDMA，其中最關(guān)鍵的創(chuàng)新部分是 SDMA。 SDMA 可以在時域 /頻域之外用來增加容量和改善性能， SDMA 的關(guān)鍵技術(shù)就是利用多天線對空間參數(shù)進(jìn)行估計，對下行鏈路的信號進(jìn)行空間合成。另外，將 CDMA 與 SDMA 技術(shù)結(jié)合起來也起到了相互補(bǔ)充的作用，尤其是當(dāng)幾個移動用戶靠得很近并使得 SDMA 無法分出時， CDMA 就可以很輕松地起到分離作用了，而 SDMA 本身又可以使相互干擾的 CDMA 用戶降至最小。 SDMA 技術(shù)的另一重要作用是可以大致估算出每個用戶的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動通信用戶的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息?？偟膩碇v， TDSCDMA 有價格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點。 （ 2）智能天線技術(shù)：智能天線技術(shù)是中國標(biāo)準(zhǔn) TDSDMA 中的重要技術(shù)之一，是基于自適應(yīng)天線原理的一種適合于第三代移動通信系統(tǒng)的新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線技術(shù)的優(yōu)點，利用天線陣列的波束匯成和指向，產(chǎn)生多個獨立的波束，可以自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號的變化，同時可對干擾方向 調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線的特點是能夠以較低的代價換得天線覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和抗掉話等性能的提高。智能天線在干擾和噪聲環(huán)境下，通過其自身的反饋控制系統(tǒng) 改變輻射單元的輻射方向圖、頻率響應(yīng)及其他參數(shù)，使接收機(jī)輸出端有最大的信噪比。 （ 3） WAP 技術(shù)。 WAP（ Wireless Application Protocol， 無線應(yīng)用協(xié)議 ）已經(jīng)成為數(shù)字移動電話和其他無線終端上無線信息和電話服務(wù)的實際世界標(biāo)準(zhǔn)。 WAP 可提供相關(guān)服務(wù)和信息，提供其他用戶進(jìn)行連接時的安全、迅速、靈敏和在線的交互方式。 WAP 駐留在因特網(wǎng)上的 TCP/IP 環(huán)境和蜂窩傳輸環(huán)境之間，但是獨立于所使用的傳輸機(jī)制，可用于通過移動電話或其他無線終端來訪問和顯示多種形式的無線信息。 WAP 規(guī)范既利用了現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中適應(yīng)于無線通信環(huán)境的部分，又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行 了新的擴(kuò)展。由于 WAP 技術(shù)位于 GSM 網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)之間，一端連接現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡(luò)，一端連接因特網(wǎng)。因此，只要用戶具有支持 WAP 協(xié)議的媒體電話，就可以進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)一體化的信息傳送。而廠商使用該協(xié)議，則可以開發(fā)出無線接口獨立、設(shè)備獨立和完全可以交互操作的手持設(shè)備Inter 接入方案，從而使得廠商的 WAP 方案能最大限度地利用用戶對 Web服務(wù)器、 Web 開發(fā)工具、 Web 編程和 Web 應(yīng)用的既有投資，保護(hù)用戶現(xiàn)有利益。同時也解決了無線環(huán)境所帶來的有關(guān)新問題。目前，全球各大移動電話制造商，包括諾基亞、愛立信、摩托羅拉 和阿爾卡特在內(nèi)，都已保證提供支持 WAP 的無線設(shè)備。 （ 4）快速 無線 IP 技術(shù) ?？焖贌o線 IP（ Wireless IP，無線互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)將是未來移動通信發(fā)展的重點，寬頻帶多媒體業(yè)務(wù)是最終用戶的基本要求。根據(jù) ITM2021 的基本要求，第三代移動通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度（本地區(qū) 2Mb/s，移動 144Kb/s）?，F(xiàn)代的移動設(shè)備越來越多了（手機(jī)、筆記本電腦、 PDA 等），剩下的好像就是網(wǎng) 絡(luò)是否可以移動，無線 IP 技術(shù)與第三代移動通信技術(shù)結(jié)合將會實現(xiàn)這個愿望。由于無線 IP 主機(jī)在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動，其 IP 地址就有可能經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的有線 IP 技術(shù)將導(dǎo)致通信中斷，但第三代移動通信技術(shù)因為利用了蜂窩移動電話呼叫原理，完全可以使移動節(jié)點采用并保持固定不變的 IP 地址，一次登錄即可實現(xiàn)在任意位置上或在移動中保持與 IP 主機(jī)的單一鏈路層連接，完成移動中的數(shù)據(jù)通信。 （ 5） 軟件無線電 技術(shù) 。在不同工作頻率、不同調(diào)制方式、不同多址方式等多種標(biāo)準(zhǔn)共存的第三代移動通信系統(tǒng)中，軟件無線電技術(shù)是一種最有希望解決這些問題的技術(shù)之一。軟件無線電技術(shù)可將模擬信號的數(shù)字化過程盡可能地接近天線，即將 AD轉(zhuǎn)換器盡量靠近 RF射頻前端，利用 DSP 的強(qiáng)大處理能力和軟件的靈活性實現(xiàn)信道分離、調(diào)制解調(diào)、信道編碼譯碼等工作，從而可為第二代移動通信系統(tǒng)向第三代移動通信系統(tǒng)的平滑過渡提供一個良好的無縫解決方案。 （ 6）多載波技術(shù)。多載波 MCCDMA 是第三代移動通信系統(tǒng)中使用的一種新技術(shù)。多載波 CDMA 技術(shù)早在 1993 年的 PIMRC 會議上就被提出來了。目前，多載波 CDMA 作為一種有著良好應(yīng)用前景的技術(shù)，已吸引了許多公司對此進(jìn)行深入研究。多載波 CDMA 技術(shù)的研究內(nèi)容大致有兩類：一是用給定擴(kuò)頻碼來擴(kuò)展原始數(shù)據(jù)，再用每個碼片來調(diào)制不同的載波。另一種是用擴(kuò)頻碼來擴(kuò)展已經(jīng)進(jìn)行了串并變換后的數(shù)據(jù)流，再用每個數(shù)據(jù)流來調(diào)制不同的載波。 （ 7） 多用戶檢測技術(shù) 。在 CDMA 系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會引起多址干擾（ MAI），而多址干擾將會限制系統(tǒng)容量，為了消除多址干擾影響，人們提出了利用其他用戶的已知信息去消除多址干擾的多用戶檢測技術(shù)。多用戶檢測技術(shù)分為兩大類：線性多用戶檢測和相減去干擾檢測。在線性多用戶檢測中，對傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號進(jìn)行一種線性的映射（變換）以期產(chǎn)生新的一組有希望提供更好性能的輸出。在相減去干擾檢測中，可產(chǎn)生對干擾的預(yù)測并使之減小。目前， CDMA 系統(tǒng)中的多用戶檢測技術(shù)還存 在一定的局限，主要表現(xiàn)在：多用戶檢測只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾，而對小區(qū)間的干擾還是無法消除；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實際系統(tǒng)中實現(xiàn)。多用戶檢測技術(shù)的局限是暫時的，隨著 數(shù)字信號處理 技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，降低復(fù)雜性的多用戶檢測技術(shù)必將在第三代移動通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 7． 移動通信系統(tǒng)的分集技術(shù)的分析與仿真 7． 1 分集技術(shù)的分析 分集技術(shù)分類 發(fā)射分集技術(shù)的實質(zhì)可以認(rèn)為是涉及到空間、時 間、頻率、相位和編碼多種資源相互組合的一種多天線技術(shù)。根據(jù)所涉及資源的不同 ,可分為如下幾個大類： （一） 空間分集 我們知道在移動通信中，空間略有變動就可能出現(xiàn)較大的場強(qiáng)變化。當(dāng)使用兩個接收信道時，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的，且二者在同一時刻經(jīng)受深衰落谷點影響的可能性也很小，因此這一設(shè)想引出了利用兩副接收天線的方案，獨立地接收同一信號，再合并輸出，衰落的程度能被大大地減小，這就是空間分集。 空間分集分為空間分集發(fā)送和空間分集接收兩個系統(tǒng)。其中空間分集接收是在空間不同的垂直高度上設(shè)置幾副天線，同時 接收一個發(fā)射天線的微波信號，然后合成或選擇其中一個強(qiáng)信號，這種方式稱為空間分集接收。接收端天線之間的距離應(yīng)大于波長的一半，以保證接收天線輸出信號的衰落特性是相互獨立的，也就是說，當(dāng)某一副接收天線的輸出信號很低時，其他接收天線的輸出則不一定在這同一時刻也出現(xiàn)幅度低的現(xiàn)象，經(jīng)相應(yīng)的合并電路從中選出信號幅度較大、信噪比最佳的一路，得到一個總的接收天線輸出信號。這樣就降低了信道衰落的影響，改善了傳輸?shù)目煽啃浴? 空間分集接收的優(yōu)點是分集增益高，缺點是還需另外單獨的接收天線。 （二） 頻率分集 頻率分集是采用 兩個或兩個以上具有一定頻率間隔的微波頻率同時發(fā)送和接收同一信息，然后進(jìn)行合成或選擇，利用位于不同頻段的信號經(jīng)衰落信道后在統(tǒng)計上的不相關(guān)特性，即不同頻段衰落統(tǒng)計特性上的差異，來實現(xiàn)抗頻率選擇性衰落的功能。實現(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。 當(dāng)采用兩個微波頻率時，稱為二重頻率分集。同空間分集系統(tǒng)一樣，在頻率分集系統(tǒng)中要求兩個分集接收信號相關(guān)性較小 (即頻率相關(guān)性較小 )，只有這樣，才不會使兩個微波頻率在給定的路由上同時發(fā)生深衰落，并獲得較好的頻率分集改善效果。在一定的范圍內(nèi)兩個微波頻率 f1與 f2 相差，即頻率間隔△ f=f2f1 越大，兩個不同頻率信號之間衰落的相關(guān)性越小。 頻率分集與空間分集相比較，其優(yōu)點是在接收端可以減少接受天線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)量，缺點是要占用更多的頻帶資源，所以，一般又稱它為帶內(nèi)(頻帶內(nèi) )分集，并且在發(fā)送端可能需要采用多個發(fā)射機(jī)。 （三） 時間分集 時間分集是將同一信號在不同時間區(qū)間多次重發(fā)，只要各次發(fā)送時間間隔足夠大，則各次發(fā)送降格出現(xiàn)的衰落將是相互獨立統(tǒng)計的。時間分集正是利用這些衰落在統(tǒng)計上互不相關(guān)的特點，即時間上衰落統(tǒng)計特性上的差異來實現(xiàn)抗時間選擇性衰落 的功能。 時間分集與空間分集相比較，優(yōu)點是減少了接收天線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目，缺點是占用時隙資源增大了開銷，降低了傳輸效率，同時對于靜止?fàn)顟B(tài)的移動臺是無效果的。 （四） 極化分集 在移動環(huán)境下 ,兩副在同一地點 ,極化方向相互正交的天線發(fā)出的信號呈現(xiàn)出不相關(guān)的衰落特性。利用這一特點 ,在收發(fā)端分別裝上垂直極化天線和水平極化天線 ,就可以得到 2 路衰落特性不相關(guān)的信號。所謂定向雙極化天線就是把垂直極化和水平極化兩副接收天線集成到一個物理實體中，通過極化分集接收來達(dá)到空間分集接收的效果，所以極化分集實際上是空間分集的特殊情況 ,其分集支路只有 2 路。 這種方法的優(yōu)點是它只需一根天線，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，缺點是它的分集接收效果低于空間分集接收天線，并且由于發(fā)射功率要分配到兩副天線上，將會造成 3dB 的信號功率損失。分集增益依賴于天線間不相關(guān)特性的好壞，通過在水平或垂直方向上天線位置間的分離來實現(xiàn)空間分集。 分集技術(shù)的基本原理 分集的基本原理是通過多個信道（時間、頻率或者空間）接收到承載相同信息的多個副本，由于多個信道的傳輸特性不同，信號多個副本的衰落就不會相同。接收機(jī)使用多個副本包含的信息能比較正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號。如果不采用分集技術(shù)，在噪聲受限的條件下，發(fā)射機(jī)必須要發(fā)送較高的功率，才能保證信道情況較差時鏈路正常連接。在移動無線環(huán)境中，由于手持終端的電池容量非常有限，所以反向鏈路中 所能獲得的功率也非常有限，而采用分集方法可以降低發(fā)射功率，這在移動通信中非常重要。 分集技術(shù)包括 2 個方面：一是分散傳輸 ,使接收機(jī)能夠獲得多個統(tǒng)計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號；二是集中處理 ,即把接收機(jī)收到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進(jìn)行合并以降低衰落的影響。因此，要獲得分集效果最重要的條件是各個信號之間應(yīng)該是“不相關(guān)”的。 接收合并技術(shù) 意義 分集技術(shù)是研究如何充分利用傳輸中的多徑信號能量，以改善傳輸?shù)目煽啃裕彩且豁椦芯坷眯盘柕幕緟⒘吭跁r域、頻域與空域中，如何分散開又如何收集起來的技術(shù)。“ 分”與“集”是一對矛盾，在接收端取得若干條相互獨立的支路信號以后，可以通過合并技術(shù)來得到分集增益。從合并所處的位置來看，合并可以在檢測器以前，即在中頻和射頻上進(jìn)行合并，且多半是在中頻上合并；合并也可以在檢測器以后，即在基帶上進(jìn)行合并。合并時采用的準(zhǔn)則與方式主要分為四種：最大比值合并、等增益合并、選擇式合并和切換合并。 （ 1）等增益合并 等增益合并（ EGC）也稱為相位均衡，僅僅對信道的相位偏移進(jìn)行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意義上的最佳合并方式，只有假設(shè)每一路信號的信噪比相同的情況下，在信噪比最大化 的意義上，它才是最佳的。它輸出的結(jié)果是各路信號幅值的疊加。對 CDMA 系統(tǒng)，它維持了接收信號中各用戶信號間的正交性狀態(tài)，即認(rèn)可衰落在各個通道間造成的差異，也不影響系統(tǒng)的信噪比。當(dāng)在某些系統(tǒng)中對接收信號的幅度測量不便時選用EGC。 等增益合并的具體算法： 采用 EGC時，第 i個子載波上的增益因子可選為： (71） 該方法僅考慮了相位偏移，沒有考慮信道的幅度衰減對一接收信號的影響實現(xiàn)起來比較簡單。采用該方法后，判決變量可表示為 : (72) 其中噪聲 可以近似為零均值的高斯隨機(jī)變量，其方差為 : （ 73） 令 （ 74） 因為ρ aj，ρ bj， j=0， 1， ? ， N/21 為獨立同分布 (瑞利分布 )的隨機(jī)變量。由中心極限定理可知， I 包括（ M1） N 個獨立同分布的隨機(jī)變量，所以 I是一高斯變量。 （ 75） （ 76） 由式（ 72）可以看出，判決時的錯誤概率取決于信號的幅度 、干擾和噪聲，