【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的類(lèi)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(huà)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(dòng)終端可連接地面網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)，可移動(dòng)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(guó)際互聯(lián)網(wǎng)和視頻會(huì)議、高數(shù)據(jù)率通信和非對(duì)稱(chēng)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(hù)向不同地點(diǎn)通信時(shí)瀏覽國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的多種同步連接； （ 8）語(yǔ)音只占移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的一部分，大部分業(yè)務(wù)是非話(huà)數(shù)據(jù)和視頻信息； （ 9）一個(gè)共用的基礎(chǔ)設(shè)施，可支持同一地方的多個(gè)公共的和專(zhuān)用的運(yùn)營(yíng)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(shí)間為收費(fèi)參數(shù)，而不是以距離為收費(fèi)參數(shù)的新收費(fèi)機(jī)制。 關(guān) 鍵 技術(shù) （ 1） TDSCDMA 技術(shù)。 TDSCDMA 是中國(guó)唯一提交的關(guān)于第三代移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，它使用了第二代和第三代移動(dòng)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(shí)域 /頻域之外用來(lái)增加容量和改善性能， SDMA 的關(guān)鍵技術(shù)就是利用多天線(xiàn)對(duì)空間參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，對(duì)下行鏈路的信號(hào)進(jìn)行空間合成。另外，將 CDMA 與 SDMA 技術(shù)結(jié)合起來(lái)也起到了相互補(bǔ)充的作用，尤其是當(dāng)幾個(gè)移動(dòng)用戶(hù)靠得很近并使得 SDMA 無(wú)法分出時(shí)， 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(hù)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(gè)用戶(hù)的距離和方位，可應(yīng)用于第三代移動(dòng)通信用戶(hù)的定位，并能為越區(qū)切換提供參考信息。總的來(lái)講， TDSCDMA 有價(jià)格便宜、容量較高和性能優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)。 （ 2）智能天線(xiàn)技術(shù)：智能天線(xiàn)技術(shù)是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn) TDSDMA 中的重要技術(shù)之一，是基于自適應(yīng)天線(xiàn)原理的一種適合于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的新技術(shù)。它結(jié)合了自適應(yīng)天線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，利用天線(xiàn)陣列的波束匯成和指向，產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束，可以自適應(yīng)地調(diào)整其方向圖以跟蹤信號(hào)的變化，同時(shí)可對(duì)干擾方向 調(diào)零以減少甚至抵消干擾信號(hào)，增加系統(tǒng)的容量和頻譜效率。智能天線(xiàn)的特點(diǎn)是能夠以較低的代價(jià)換得天線(xiàn)覆蓋范圍、系統(tǒng)容量、業(yè)務(wù)質(zhì)量、抗阻塞和抗掉話(huà)等性能的提高。智能天線(xiàn)在干擾和噪聲環(huán)境下，通過(guò)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(wú)線(xiàn)應(yīng)用協(xié)議 ）已經(jīng)成為數(shù)字移動(dòng)電話(huà)和其他無(wú)線(xiàn)終端上無(wú)線(xiàn)信息和電話(huà)服務(wù)的實(shí)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(hù)進(jìn)行連接時(shí)的安全、迅速、靈敏和在線(xiàn)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(dú)立于所使用的傳輸機(jī)制，可用于通過(guò)移動(dòng)電話(huà)或其他無(wú)線(xiàn)終端來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和顯示多種形式的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(hù)具有支持 WAP 協(xié)議的媒體電話(huà)，就可以進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)一體化的信息傳送。而廠(chǎng)商使用該協(xié)議，則可以開(kāi)發(fā)出無(wú)線(xiàn)接口獨(dú)立、設(shè)備獨(dú)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(chǎng)商的 WAP 方案能最大限度地利用用戶(hù)對(duì) Web服務(wù)器、 Web 開(kāi)發(fā)工具、 Web 編程和 Web 應(yīng)用的既有投資，保護(hù)用戶(hù)現(xiàn)有利益。同時(shí)也解決了無(wú)線(xiàn)環(huán)境所帶來(lái)的有關(guān)新問(wèn)題。目前，全球各大移動(dòng)電話(huà)制造商，包括諾基亞、愛(ài)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(wú)線(xiàn)設(shè)備。 （ 4）快速 無(wú)線(xiàn) IP 技術(shù) ?？焖贌o(wú)線(xiàn) IP（ Wireless IP，無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)將是未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的重點(diǎn)，寬頻帶多媒體業(yè)務(wù)是最終用戶(hù)的基本要求。根據(jù) ITM2021 的基本要求，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)可以提供較高的傳輸速度（本地區(qū) 2Mb/s，移動(dòng) 144Kb/s）?，F(xiàn)代的移動(dòng)設(shè)備越來(lái)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(dòng)，無(wú)線(xiàn) IP 技術(shù)與第三代移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合將會(huì)實(shí)現(xiàn)這個(gè)愿望。由于無(wú)線(xiàn) IP 主機(jī)在通信期間需要在網(wǎng)絡(luò)上移動(dòng)，其 IP 地址就有可能經(jīng)常變化，傳統(tǒng)的有線(xiàn) IP 技術(shù)將導(dǎo)致通信中斷，但第三代移動(dòng)通信技術(shù)因?yàn)槔昧朔涓C移動(dòng)電話(huà)呼叫原理，完全可以使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用并保持固定不變的 IP 地址，一次登錄即可實(shí)現(xiàn)在任意位置上或在移動(dòng)中保持與 IP 主機(jī)的單一鏈路層連接，完成移動(dòng)中的數(shù)據(jù)通信。 （ 5） 軟件無(wú)線(xiàn)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(dòng)通信系統(tǒng)中，軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是一種最有希望解決這些問(wèn)題的技術(shù)之一。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)可將模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程盡可能地接近天線(xiàn)，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(shí)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(dòng)通信系統(tǒng)向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的平滑過(guò)渡提供一個(gè)良好的無(wú)縫解決方案。 （ 6）多載波技術(shù)。多載波 MCCDMA 是第三代移動(dòng)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(huì)議上就被提出來(lái)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(duì)此進(jìn)行深入研究。多載波 CDMA 技術(shù)的研究?jī)?nèi)容大致有兩類(lèi)：一是用給定擴(kuò)頻碼來(lái)擴(kuò)展原始數(shù)據(jù)，再用每個(gè)碼片來(lái)調(diào)制不同的載波。另一種是用擴(kuò)頻碼來(lái)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(gè)數(shù)據(jù)流來(lái)調(diào)制不同的載波。 （ 7） 多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù) 。在 CDMA 系統(tǒng)中，由于碼間不正交，會(huì)引起多址干擾（ MAI），而多址干擾將會(huì)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(hù)的已知信息去消除多址干擾的多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)。多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)分為兩大類(lèi)：線(xiàn)性多用戶(hù)檢測(cè)和相減去干擾檢測(cè)。在線(xiàn)性多用戶(hù)檢測(cè)中，對(duì)傳統(tǒng)的解相器軟輸出的信號(hào)進(jìn)行一種線(xiàn)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(cè)中，可產(chǎn)生對(duì)干擾的預(yù)測(cè)并使之減小。目前， CDMA 系統(tǒng)中的多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)還存 在一定的局限，主要表現(xiàn)在：多用戶(hù)檢測(cè)只是消除了小區(qū)內(nèi)的干擾，而對(duì)小區(qū)間的干擾還是無(wú)法消除；算法相當(dāng)復(fù)雜，不易在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。多用戶(hù)檢測(cè)技術(shù)的局限是暫時(shí)的，隨著 數(shù)字信號(hào)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(hù)檢測(cè)技術(shù)必將在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。 7． 移動(dòng)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(lèi) 發(fā)射分集技術(shù)的實(shí)質(zhì)可以認(rèn)為是涉及到空間、時(shí) 間、頻率、相位和編碼多種資源相互組合的一種多天線(xiàn)技術(shù)。根據(jù)所涉及資源的不同 ,可分為如下幾個(gè)大類(lèi)： （一） 空間分集 我們知道在移動(dòng)通信中，空間略有變動(dòng)就可能出現(xiàn)較大的場(chǎng)強(qiáng)變化。當(dāng)使用兩個(gè)接收信道時(shí)，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的，且二者在同一時(shí)刻經(jīng)受深衰落谷點(diǎn)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(xiàn)的方案，獨(dú)立地接收同一信號(hào)，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(gè)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(xiàn)，同時(shí) 接收一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)的微波信號(hào)，然后合成或選擇其中一個(gè)強(qiáng)信號(hào)，這種方式稱(chēng)為空間分集接收。接收端天線(xiàn)之間的距離應(yīng)大于波長(zhǎng)的一半，以保證接收天線(xiàn)輸出信號(hào)的衰落特性是相互獨(dú)立的，也就是說(shuō)，當(dāng)某一副接收天線(xiàn)的輸出信號(hào)很低時(shí)，其他接收天線(xiàn)的輸出則不一定在這同一時(shí)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(hào)幅度較大、信噪比最佳的一路，得到一個(gè)總的接收天線(xiàn)輸出信號(hào)。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(diǎn)是分集增益高，缺點(diǎn)是還需另外單獨(dú)的接收天線(xiàn)。 （二） 頻率分集 頻率分集是采用 兩個(gè)或兩個(gè)以上具有一定頻率間隔的微波頻率同時(shí)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(hào)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(lái)實(shí)現(xiàn)抗頻率選擇性衰落的功能。實(shí)現(xiàn)時(shí)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(gè)微波頻率時(shí)，稱(chēng)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(gè)分集接收信號(hào)相關(guān)性較小 (即頻率相關(guān)性較小 )，只有這樣，才不會(huì)使兩個(gè)微波頻率在給定的路由上同時(shí)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(gè)微波頻率 f1與 f2 相差，即頻率間隔△ f=f2f1 越大，兩個(gè)不同頻率信號(hào)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(diǎn)是在接收端可以減少接受天線(xiàn)及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)量，缺點(diǎn)是要占用更多的頻帶資源，所以，一般又稱(chēng)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(gè)發(fā)射機(jī)。 （三） 時(shí)間分集 時(shí)間分集是將同一信號(hào)在不同時(shí)間區(qū)間多次重發(fā)，只要各次發(fā)送時(shí)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(dú)立統(tǒng)計(jì)的。時(shí)間分集正是利用這些衰落在統(tǒng)計(jì)上互不相關(guān)的特點(diǎn)，即時(shí)間上衰落統(tǒng)計(jì)特性上的差異來(lái)實(shí)現(xiàn)抗時(shí)間選擇性衰落 的功能。 時(shí)間分集與空間分集相比較，優(yōu)點(diǎn)是減少了接收天線(xiàn)及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目，缺點(diǎn)是占用時(shí)隙資源增大了開(kāi)銷(xiāo)，降低了傳輸效率，同時(shí)對(duì)于靜止?fàn)顟B(tài)的移動(dòng)臺(tái)是無(wú)效果的。 （四） 極化分集 在移動(dòng)環(huán)境下 ,兩副在同一地點(diǎn) ,極化方向相互正交的天線(xiàn)發(fā)出的信號(hào)呈現(xiàn)出不相關(guān)的衰落特性。利用這一特點(diǎn) ,在收發(fā)端分別裝上垂直極化天線(xiàn)和水平極化天線(xiàn) ,就可以得到 2 路衰落特性不相關(guān)的信號(hào)。所謂定向雙極化天線(xiàn)就是把垂直極化和水平極化兩副接收天線(xiàn)集成到一個(gè)物理實(shí)體中，通過(guò)極化分集接收來(lái)達(dá)到空間分集接收的效果，所以極化分集實(shí)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(diǎn)是它只需一根天線(xiàn)，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省空間，缺點(diǎn)是它的分集接收效果低于空間分集接收天線(xiàn)，并且由于發(fā)射功率要分配到兩副天線(xiàn)上，將會(huì)造成 3dB 的信號(hào)功率損失。分集增益依賴(lài)于天線(xiàn)間不相關(guān)特性的好壞，通過(guò)在水平或垂直方向上天線(xiàn)位置間的分離來(lái)實(shí)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(guò)多個(gè)信道（時(shí)間、頻率或者空間）接收到承載相同信息的多個(gè)副本，由于多個(gè)信道的傳輸特性不同，信號(hào)多個(gè)副本的衰落就不會(huì)相同。接收機(jī)使用多個(gè)副本包含的信息能比較正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號(hào)。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(shí)鏈路正常連接。在移動(dòng)無(wú)線(xiàn)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(dòng)通信中非常重要。 分集技術(shù)包括 2 個(gè)方面：一是分散傳輸 ,使接收機(jī)能夠獲得多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的、攜帶同一信息的衰落信號(hào)；二是集中處理 ,即把接收機(jī)收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)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(gè)信號(hào)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(hào)能量，以改善傳輸?shù)目煽啃?，它也是一?xiàng)研究利用信號(hào)的基本參量在時(shí)域、頻域與空域中，如何分散開(kāi)又如何收集起來(lái)的技術(shù)?！?分”與“集”是一對(duì)矛盾，在接收端取得若干條相互獨(dú)立的支路信號(hào)以后，可以通過(guò)合并技術(shù)來(lái)得到分集增益。從合并所處的位置來(lái)看，合并可以在檢測(cè)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(cè)器以后，即在基帶上進(jìn)行合并。合并時(shí)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(chēng)為相位均衡，僅僅對(duì)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(hào)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(hào)幅值的疊加。對(duì) CDMA 系統(tǒng)，它維持了接收信號(hào)中各用戶(hù)信號(hào)間的正交性狀態(tài)，即認(rèn)可衰落在各個(gè)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(duì)接收信號(hào)的幅度測(cè)量不便時(shí)選用EGC。 等增益合并的具體算法： 采用 EGC時(shí)，第 i個(gè)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(méi)有考慮信道的幅度衰減對(duì)一接收信號(hào)的影響實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較簡(jiǎn)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?yàn)棣?aj，ρ bj， j=0， 1， ? ， N/21 為獨(dú)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(gè)獨(dú)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(shí)的錯(cuò)誤概率取決于信號(hào)的幅度 、干擾和噪聲，