【正文】 和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 主要內(nèi)容 ? ? ? ? ? ? ? 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?MIMO 系統(tǒng)的提出是為了進(jìn)一步提高無線通信系統(tǒng)容量，它可以在不用增加系統(tǒng)帶寬的情況下改善了系統(tǒng)性能，提高了數(shù)據(jù)速率。 ?利用空間分集對抗衰落 ?利用空間復(fù)用提高頻譜效率 ?為了使得 MIMO系統(tǒng)性能在頻率選擇性衰落信道中依然良好，將 MIMO系統(tǒng)和 OFDM調(diào)制技術(shù)結(jié)合起來，形成 MIMOOFDM系統(tǒng)。 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?MIMO系統(tǒng)框圖 ?可用矩陣方式表示發(fā)送和接收信號 多天線和空時編碼 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?將 MIMO系統(tǒng)與 OFDM技術(shù)相結(jié)合，可以充分利用二者的優(yōu)勢，而又互相彌補(bǔ)不足之處 。 ?MIMOOFDM系統(tǒng)不僅有很高的頻譜利用率，而且在 OFDM基礎(chǔ)上合理的開發(fā)了空間資源，可以提供更高的數(shù)據(jù)速率，提高系統(tǒng)容量，改善系統(tǒng)性能。 ?另一方面，加入了 OFDM調(diào)制技術(shù)的 MIMO系統(tǒng)在抗多徑方面表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢，使得MIMO系統(tǒng)在頻率選擇性衰落信道中也能取作用 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? MIMO系統(tǒng)容量 ? 單輸入單輸出（ SISO）系統(tǒng) : ? 多輸入單輸出（ MISO）系統(tǒng) : ? 單輸入多輸出（ SIMO）系統(tǒng) ： ? 多輸入多輸出（ MIMO）系統(tǒng) ： 221l o g ( 1 | | ) / /MiiC h b s H z???? ?221l o g ( 1 | | ) / /NiiC h b s H zN???? ?*221l o g [d et ( )] l o g ( 1 ) / /mE P M iiC I H H b s H zNN?? ??? ? ? ??系統(tǒng)容量隨著天線數(shù)目的增加成線性增加。 22l o g ( 1 | | ) / /C h b s H z???抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?不同天線配置下的信道容量 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?多天線技術(shù)分類 ? 空間分集 ?STBC：空時分組碼 ?STTC：空時格碼 ? 空間復(fù)用 ?VBLAST：空時分層碼 ? 波束賦形 ?Smart antenna：智能天線 多天線和空時編碼 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?STBC：空時分組碼 ? 空時分組碼則是根據(jù)碼字的正交設(shè)計原理來構(gòu)造空時碼 ? 最早由 Alamouti提出的 ? 接收時采用最大似然檢測算法進(jìn)行解碼，由于碼子之間的正交性，在接收端只需做簡單的線性處理即可。 多天線和空時編碼 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?STBC系統(tǒng)框圖 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?STBC接收機(jī) 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? VBLAST分層空時碼 ?分層空時碼最早是由貝爾實驗室提出的一種 MIMO系統(tǒng)的空時編碼技術(shù)，即 BLAST系統(tǒng) ?分層空時碼有兩種形式 ?對角分層空時碼 DBLAST和垂直分層空時碼 VBLAST。 ?VBLAST系統(tǒng)處理起來較 DBLAST系統(tǒng)要簡單 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? VBLAST系統(tǒng)框圖 串并變換 TX TX TX TX RX RX RX RX RX RX V B L A S T信 號 處 理1a b1 b2 b3 bn 輸 入數(shù) 據(jù) 發(fā) 射 天 線數(shù) ：m 接 受 天 線數(shù)：n 向 量 符 號 ：tmaaaa ]. . .[21? 2a3a ma 輸 出數(shù) 據(jù)抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) ?接收信號模型 ?最優(yōu)接收： 多天線和空時編碼 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?線性接收 ?破零檢測： Zero forcing ?線性 MMSE檢測 ?干擾刪除 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?各種 VBLAST檢測算法性能比較 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ?空時網(wǎng)格碼（ STTC） ? 空時網(wǎng)格碼最早是由 ，該空時編碼系統(tǒng)中，在接收端解碼采用維特比譯碼算法。 ? 空時網(wǎng)格碼設(shè)計的碼子在不損失帶寬效率的前提下，可提供最大的編碼增益和分集增益。 ? 譯碼復(fù)雜度高 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? 智能天線技術(shù) ? 智能天線包括天線陣列和基帶信號處理 ? 可為每一個移動臺提供跟蹤波束 ? 可為高速移動的移動臺提供快速波束跟蹤 ? 特點 ? 較低的發(fā)射功率 ? 較高的靈敏度 ? 較強(qiáng)的干擾抑制 ? 較大的系統(tǒng)容量 ? 關(guān)鍵技術(shù)： ? 到達(dá)角度估計 ? 波束賦形 ? 定位技術(shù) 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? 形成方向圖，在不同的到達(dá)方向上給予不同的天線增益 ? 可以提高接收信號的信噪比，從而提高系統(tǒng)的容 ? 可以將頻率相近但空間可分離的信號分離開。 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 均勻直線陣 均勻圓陣 01M 1XYm?R入射波X?01 m M 1入射波d?常用的兩種典型結(jié)構(gòu)（俯視圖）： 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? MIMO系統(tǒng)與 OFDM系統(tǒng)的結(jié)合 ? STBCOFDM系統(tǒng) ?傳輸速率沒有提高 ?誤碼率改善 串并變換空時編碼信號編碼和映射輸 入數(shù) 據(jù)去 循 環(huán)前 綴 后F F T空 時解 碼或 信號 檢測信 道 估 計并 串變 換信 號解 碼及 解映 射I F F T 并增 加 循 環(huán)前 綴去 循 環(huán)前 綴 后F F T輸 出數(shù) 據(jù)I F F T 并增 加 循 環(huán)前 綴抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 多天線和空時編碼 ? VBLASTOFDM系統(tǒng) ?傳輸速率提高 ?犧牲誤碼率 輸入數(shù)據(jù)向量編碼器a 1a 2a mO F D M 調(diào) 制O F D M 調(diào) 制O F D M 調(diào) 制T XT XT XV B L A S T信 號 處理 和 解碼 器O F D M 解 調(diào)接收數(shù)據(jù)R XR XR X信 道 估 計O F D M 解 調(diào)O F D M 解 調(diào)抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 主要內(nèi)容 ? ? ? ? ? ? ? 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?鏈路自適應(yīng)技術(shù)：系統(tǒng)依據(jù)無線鏈路狀況，動態(tài)地調(diào)整發(fā)送參數(shù) ?自適應(yīng)調(diào)制編碼： AMC （物理層） ?HARQ（鏈路層） ?功率控制（物理層） ?速率控制（物理層） ?錯誤控制（物理層） ?跨層協(xié)作（網(wǎng)絡(luò)層） 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?自適應(yīng)編碼調(diào)制： AMC ?根據(jù)瞬時信噪比調(diào)整星座大小，即調(diào)制方式 自適應(yīng)調(diào)制編碼框圖 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?AMC存在問題： ?信道預(yù)測的準(zhǔn)確性（ TDD） ?反饋的時延和誤差（ FDD） ?切換門限的確定 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?差錯控制方式 ?自動重傳反饋方式 ARQ（ Automatic Repeat reQuest ） ?前向糾錯方式 FEC（ Forward Error Correction ） ?混合自動重傳請求 HARQ（ Hybrid Automatic Repeat Request ） 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?HARQ重傳機(jī)制 ?停止等待（ SAW： Stop and Wait） ?回退 N步型（ GBN： GobackN ） ?選擇重傳型（ SR： Selective Repeat） 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 鏈路自適應(yīng)技術(shù) ?HARQ分類 ?TypeⅠ 型 HARQ：重發(fā)時發(fā)送相同的數(shù)據(jù) ?TypeⅡ 型 HARQ：重發(fā)時編碼時產(chǎn)生的檢驗位，即冗余部分（全冗余） ?TypeⅢ 型 HARQ：重發(fā)時發(fā)送部分信息位和部分校驗位（半冗余） 抗衰落和鏈路性能增強(qiáng)技術(shù) 作業(yè) ?？ ?？ ? ? ? 謝謝 欲讀研同學(xué)推薦自學(xué) 《 無線通信與應(yīng)用 》