畢業(yè)設(shè)計(jì)-淺析第四代4g移動(dòng)通信系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-01-05 13:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。 OFDM 技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是能 對(duì)抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾。在 OFDM 系統(tǒng)中各個(gè)子信道的載波相互正交，于是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率。 由于 OFDM 技術(shù)能夠克服 DS_CDMA 在支持高速率數(shù)據(jù)傳輸時(shí)符號(hào)間干擾增大的問(wèn)題 ,并且有頻譜效率高 ,硬件實(shí)施簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn) ,因此 OFDM 被看作是第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)。 OFDM 技術(shù)的主要的技術(shù)難點(diǎn)是系統(tǒng)中的頻率和時(shí)間同步 ,基于導(dǎo)頻符號(hào)輔助的信道估計(jì) ,峰平比問(wèn)題和多普勒頻偏的影響以及基于OFDM、多載波技術(shù)的新一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的多址方案 的研究。 （二） 軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù) 軟件無(wú)線(xiàn)電是將標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件功能單元經(jīng)過(guò)一個(gè)通用硬件平臺(tái)，利用軟件加載方式來(lái)實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型的無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的一種具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu)的新技術(shù)。通過(guò)下載不同的軟件程序，在硬件平臺(tái)上可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，用以實(shí)現(xiàn)在不同的系統(tǒng)中利用單一的終端進(jìn)行漫游，它是解決移動(dòng)終端在不同系統(tǒng)中工作的關(guān)鍵技術(shù)。軟件無(wú)線(xiàn)電的核心思想是在盡可能靠近天線(xiàn)的地方使用寬帶Ａ /Ｄ和Ｄ /Ａ變換器 ,并盡可能多地用軟件來(lái)定義無(wú)線(xiàn)功能，各種功能和信號(hào)處理都盡可能用軟件實(shí)現(xiàn) ,其軟件系統(tǒng)包括各類(lèi)無(wú)線(xiàn)信令規(guī)則與處理軟件、信 號(hào)流變換軟件、調(diào)制解調(diào)算法軟件、信道糾錯(cuò)編碼軟件、信源編碼軟件等。 軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)主要涉及數(shù)字信號(hào)處理硬件（ DSPH）、現(xiàn)場(chǎng)可編程器件（ FPGA）、數(shù)字信號(hào)處理（ DSP）等。目前，軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)雖然基本上實(shí)現(xiàn)了其基本功能：硬件數(shù)字化、軟件可編程化、設(shè)備可重復(fù)配置性，但是其傳統(tǒng)的流水線(xiàn)式結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響了設(shè)備可配置功能和設(shè)備的可擴(kuò)展性。 1999 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院 等人在 Spectrum Ware 項(xiàng)目支持下提出了網(wǎng)絡(luò)式結(jié)構(gòu)的虛擬無(wú)線(xiàn)電概念。這個(gè)項(xiàng)目致力于建立一個(gè)充分利用工作站提供的資源和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)的理想無(wú) 線(xiàn)電結(jié)構(gòu)，人們稱(chēng)它為虛擬無(wú)線(xiàn)電，這將是軟件無(wú)線(xiàn)電的發(fā)展方向。國(guó)內(nèi)，“863” 中的軟件無(wú)線(xiàn)電項(xiàng)目，也提出了類(lèi)似的一種基于交換的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)，它與 1997 年 提出的基于交換的硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)完全類(lèi)似。 （三） 智能天線(xiàn)（ SA） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè) 共 8 頁(yè) 智能天線(xiàn)原名自適應(yīng)天線(xiàn)陣列（ AAA， Adaptive Antenna Array），最初應(yīng)用于雷達(dá)、聲納等軍事方面，主要用來(lái)完成空間濾波和定位，大家熟悉的相控陣?yán)走_(dá)就是一種較簡(jiǎn)單的自適應(yīng)天線(xiàn)陣。移動(dòng)通信研究者給應(yīng)用于移動(dòng)通信的自適應(yīng)天線(xiàn)陣起了一個(gè)較吸引人的名字 —— 智能天線(xiàn)。 智能天線(xiàn)具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能，被認(rèn)為是未來(lái)移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。智能天線(xiàn)成形波束能在空間域內(nèi)抑制交互干擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號(hào)，這種技術(shù)既能改善信號(hào)質(zhì)量又能增加傳輸容量，其基本原理是在無(wú)線(xiàn)基站端使用天線(xiàn)陣和相干無(wú)線(xiàn)收發(fā)信機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的接收和發(fā)射，同時(shí)，通過(guò)基帶數(shù)字信號(hào)處理器，對(duì)各個(gè)天線(xiàn)鏈路上接收到的信號(hào)按一定算法進(jìn)行合并，實(shí)現(xiàn)上行波束賦形。 目前，智能天線(xiàn)的工作方式主要有兩種：全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。全自適應(yīng)智能天線(xiàn)雖然從理論上講可以達(dá)到最優(yōu)，但相對(duì)而 言各種算法均存在所需數(shù)據(jù)量、計(jì)算量大，信道模型簡(jiǎn)單，收斂速度較慢，在某些情況下甚至可能出現(xiàn)錯(cuò)誤收斂等缺點(diǎn)，實(shí)際信道條件下當(dāng)干擾較多、多徑嚴(yán)重，特別是信道快速時(shí)變時(shí)，很難對(duì)某一用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。正是在這一背景下，基于預(yù)多波束的切換波束工作方式被提出。此時(shí)全空域（各種可能的入射角）被一些預(yù)先計(jì)算好的波束分割覆蓋，各組權(quán)值對(duì)應(yīng)的波束有不同的主瓣指向，相鄰波束的主瓣間通常會(huì)有一些重疊，接收時(shí)的主要任務(wù)是挑選一個(gè)（也有可能是幾個(gè)，但需合并后再輸出）作為工作模式，與自適應(yīng)方式相比它顯然更容易實(shí)現(xiàn)，實(shí)際上我們可將其看作是 介于扇形天線(xiàn)與全自適應(yīng)天線(xiàn)間的一種技術(shù)，也是未來(lái)智能天線(xiàn)技術(shù)發(fā)展的方向。 （四） MIMO 技術(shù) 多輸入多輸出技術(shù)（ MIM0）是指在基站和移動(dòng)終端都有多個(gè)天線(xiàn)。 MIM0 技術(shù)為系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益和空間分集增益。空間復(fù)用是在接收端和發(fā)射端使用多副天線(xiàn)，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個(gè)子信道發(fā)射信號(hào)，使容量隨天線(xiàn)數(shù)量的增加而線(xiàn)性增加。空間分集有發(fā)射分集和接收分集兩類(lèi)?；诜旨夹g(shù)與信道編碼技術(shù)的空時(shí)碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。 MIM0 技術(shù)可提供很高的頻譜利用率，且其空間 分集可顯著改善無(wú)線(xiàn)信道的性能，提高無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的容量及覆蓋范圍。 （五） 全 IP 技術(shù) 核心 IP 網(wǎng)絡(luò)不是專(zhuān)門(mén)用作移動(dòng)通信 ,而是作為一種
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