【導讀】三代無線通訊技術,以其能與固定網(wǎng)絡相兼容，能提供多種類型的多媒體服務，準則等方面進行闡述，了解了智能天線的工作過程。

　　

【正文】 ，實質上就是空間和 時間二維的處理相結合的方法。 空時網(wǎng)格碼是一種將差錯控制編碼，調(diào)制，發(fā)射和接收分集聯(lián)合在一起的設計。 空時格狀編碼（ STTC）是用在多個無線通信中的一類時空編碼（ STC）。這個方案傳輸多 個， 格狀（或卷積）碼的冗余拷貝分布式的通過時間和許多天線（空間），這 信息源 調(diào)制器 空間分組編碼器 x? 接 收 機 22 些多個，數(shù)據(jù)的“反向”拷貝被接收器使用來嘗試重建實際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。因為 STC 的使用，那里必須有多個傳輸天線，但是僅一單個接收天線是必需的，然而多個接收天線經(jīng)常被使用，因為這樣做系統(tǒng)的功能被改進了。 ),( 2,011,01 gg ), 2,111,11 gg（ ), 2,11,1 vv gg（ ), 2,21,2 ww gg（ ), 2,121,12 gg（ ), 2,021,02 gg（ 圖 空時網(wǎng)格碼的系統(tǒng)圖形 將二進制輸入流 ),(),( 22221202111101 tt ccccccccc ???? ?? （ ） 饋入上下方編碼器中。上下方編碼器的記 憶長度為 v 和 w。上下方生成序列的系 數(shù)分別為 ? ?),(,),(),( 1 2,1 1,1 2,11 1,11 2,01 1,01 vv ggggggg ?? ? （ ） 23 ? ?),(,),(),( 2 2,2 1,2 2,12 1,12 2,02 1,02 vv ggggggg ?? ? （ ） 則輸出為： k jtkvjkijit cgx ?? ?? ?? 21 0, mod 4 (i=1,2) （ ） 多用戶檢測 多用戶檢測的簡介 多用戶檢測技術 (MUD) 是通過取消小區(qū)間干擾來改進性能，增加系統(tǒng)容量。實際容量的增加取決于算法的有效性、無線環(huán)境和系統(tǒng)負載。除了系統(tǒng)的改進，還可以有效的緩解遠近效應。由于信道的非正交性和不同用戶擴頻碼字的非正交性，導致用戶間存在相互干擾，多用戶檢測的作用就是去除多用戶之間的相互干擾。也就是根據(jù)多用戶檢測算法，在經(jīng)過非正交信道和非正交的擴頻碼字，重新定義用戶判決的分界線，在這種新的分界線上，可以達到 更好的判決效果，去除用戶之間的相互干擾。 1979 年 提出多用戶檢測（ MultipleUser Detection,MUD)的概念以來，經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，是 1986 年 Verdu 提出最佳多用戶檢測算法以后，多用戶檢測技術成為無線通信領域最重要的學術研究熱點之一。 CDMA 系統(tǒng)中多用戶檢測的定義；聯(lián)合考慮同時占用某個信道的所有用戶或某些用戶，消除或減弱其它用戶對任一用戶的影響，并同時檢測出所有這些用戶或某些用戶的信息的一種信號檢測方法。最佳多用戶檢測器就是最大似然序列估計 (MLSE)檢測器，該檢測器將產(chǎn)生最大似然序列 b，依據(jù)從接收信號 r(t)中找出發(fā)送的序列 b，使得b 的概率最大化。在 DS/CDMA 系統(tǒng)中 MLSE 檢測器可以用 Vitezbi 算法。雖然最佳檢測器有極好的性能，但算法的復雜度太高，實現(xiàn)困難。 多用戶檢測技術的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 提高 CDMA 的系統(tǒng)容量，增加用戶數(shù)。用戶數(shù)的增加，意味著更高的無線 24 頻譜效率。 降低 CDMA 用戶設備（ UE）的發(fā)射功率，提高 UE的待機及通話時間。另一方面，表現(xiàn)為降低了 UE 射頻部分的成本及故障率。 減小射頻輻射對用戶的生理及心理影響，移動通信設備對環(huán)境的影響更綠色化。 增加通信距離，增大基站的覆蓋面積，降低了基站綜合成本。 多用戶檢測的主要優(yōu)點是可以有效地減弱和消除多徑干擾、多址干擾和遠近效應；簡化功率控制；減少正交擴頻碼互相關性不理想所帶來的消極影響；改善系統(tǒng)性能、提高系統(tǒng)容量、增加小區(qū)覆蓋范圍。多用戶檢測的主要缺點是大大增加設備的復雜度；增加系統(tǒng)時延；通過不停的信道估計來獲取用戶擴頻碼的主要特征參量，信道估計的精度直接影響多用戶檢測的性能。 多用戶檢測分類、 應用及未來研究方向 經(jīng)過 20 余年的發(fā)展，對抑制多址干擾的多用戶檢測方法已研究的十分廣泛 和具體。根據(jù)上面多用戶檢測的定義，在不同的準則下，多用戶檢測具有不同的分類方法。按性能的不同，多用戶檢測可分為最優(yōu)多用戶檢測法及準最優(yōu)多用戶檢測法。從結構上看，多用戶檢測又分為線性多用戶檢測及非線性多用戶檢測方法。 線性多用戶檢測將多用戶通信環(huán)境的多址干擾等效為一個信道的傳輸響應矩陣，即碼字之間的相關矩陣 R， 該矩陣僅與各用戶的擴頻序列以及序列間的相對時延有關。得到信道傳輸?shù)哪婢仃?T，就可以將多用戶信號經(jīng)過 K 個匹配濾 波器的輸出，再通過此逆矩陣進行求逆運算，以等效地消除各用戶擴頻序列間的相關性，從而達到消除多址干擾的目的。 在未來的移動通信系統(tǒng)中，由于用戶數(shù)急劇膨脹，系統(tǒng)中的多址干擾會日益嚴重，而移動數(shù)據(jù)業(yè)務對誤碼率提出了更高的要求，因此對多用戶檢測技的需求會更加迫切，多用戶檢測技術很有可能會寫入下一代移動通信的標準中?，F(xiàn)有的多用戶檢測技術主要集中在小區(qū)內(nèi)干擾的消除。隨著載波頻率的提高，小區(qū)的范圍會變得越來越模糊，甚至可能出現(xiàn)個人小區(qū)的概念。在這種情況下小區(qū)間的多用戶檢測技術急待研究。另外，在使用了多天線系統(tǒng)后， 多用戶檢測技術和多天 25 線系統(tǒng)的聯(lián)合檢測也是研究的一個方向。 聯(lián)合檢測 聯(lián)合檢測的簡介 聯(lián)合檢測是多用戶檢測（ Multi— user Detection）的一種。 CDMA 系統(tǒng)中多個用戶的信號在時域和頻域上是混疊的，接收時需要在數(shù)字域上用一定的信號分離方法把各個用戶的信號分離開來。 信號分離的方法大致可以分為單用戶檢測技術和多用戶檢測技術兩種。 在實際的 CDMA 移動通信系統(tǒng)中，由于各個用戶信號之間存在一定的相關性，這就是多址干擾（ MAI）存在的根源。由個別用戶產(chǎn)生的 MAI 固然很小，可是隨著用戶數(shù)的增加或信號功率的增大， MAI 就成為寬帶 CDMA 通信系統(tǒng)的一個主要干擾。傳統(tǒng)的 CDMA 系統(tǒng)信號分離方法是把 MAI 看作熱噪聲一樣的干擾，導致信噪比嚴重惡化，系統(tǒng)容量也隨之下降。這種將單個用戶的信號分離看作是各自獨立的過程的信號分離技術稱為單用戶檢測（ Single— user Detection）。IS— 95 等第二代 CDMA 系統(tǒng)實際容量遠小于設計碼道數(shù)，就是因為使用了單用戶檢測技術。實際上，由于ＭＡＩ中包含許多先驗的信息，如確知的用戶信道碼，各用戶的信道估計等等，因此 MAI 不應該被當 作噪聲處理，它可以被利用起來以提高信號分離方法的準確性。這樣充分利用 MAI 中的先驗信息而將所有用戶信號的分離看作一個統(tǒng)一的過程的信號分離方法稱為多用戶檢測技術（ MD）。根據(jù)對 MAI 處理方法的不同，多用戶檢測技術可以分為干擾抵消（ interference Cancellation）和聯(lián)合檢測（ Jonit Detection）兩種。其中，干擾抵消技術的基本思想是判決反饋，首先從總的接收信號中判決出其中部分的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)和用戶擴頻碼重構出數(shù)據(jù)對應的信號，再從總接收信號中減去重構信號，如此循環(huán)迭代 。 聯(lián)合檢測技術則 指的是充分利用 MAI，一步之內(nèi)將所有用戶的信號都分離開來的一種信號分離技術。 聯(lián)合檢測在第三代移動通信 TDSCDMA 中的應用 聯(lián)合檢測技術在改善系統(tǒng)性能的同時還將對降低無線網(wǎng)絡成本起到很大的 26 作用： 第一，由于聯(lián)合檢測技術可以降低干擾，因而提高了系統(tǒng)的容量。特別是對于容量受限的系統(tǒng)來講，將減少基站設備的個數(shù)，因而大大降低整個網(wǎng)絡的成本。 第二，聯(lián)合檢測技術可以削弱″遠近效應″的影響，從而降低對功控的復雜度。這種復雜度的降低從某種程度上也可以減少對該模塊的投入，從而降低整個網(wǎng)絡的成本 。 總之，聯(lián)合檢測技術的優(yōu)越性在于它充分利用了所有和 MAI 相關的先驗信息，通過與其它先進技術如智能天線技術相結合，達到相輔相成的效果。它不僅提高了頻率的利用率，改善了系統(tǒng)性能，同時還降低了網(wǎng)絡成本。作 為 TDSCDMA系統(tǒng)的一個重要組成部分，聯(lián)合檢測技術必將能給運營商帶來極佳的經(jīng)濟效益 。 27 第 4 章 總結全文 隨著全球移動通信業(yè)務的飛速發(fā)展， WCDMA 的關鍵技術引起了人們?nèi)找鎻V泛的重視和越來越深入的研究。本課題結合 WCDMA 的四個關鍵技術作了比較詳細的介紹，有較強的實用性 。本論文結合 WCDMA 在移動通信系統(tǒng)中的四個關鍵技術智能天線，空時碼，多用戶檢測和聯(lián)合檢測四個方面，通過理論分析，探討了他們再該技術中的關鍵作用并對其在各個方面的未來研究方向作了一定的預測。在介紹智能天線這一關鍵技術時，通過智能天線的體系結構，信號模型，賦形和常用準則幾個方面分別闡述了智能天線在移動通信系統(tǒng)中的應用，并通過其模型的圖像結構使讀者更直觀的了解其結構。在介紹空時碼時，通過分層空時碼和基于發(fā)射機的分時碼兩方面，從其結構模型，分類以及兩種的不同比較來闡述空時碼的作用及應用環(huán)境。智能天線和空時 碼是本論文闡述的兩個主要方面，我們對其做了比較詳細的分析。接下來，我們討論了多用戶檢測和聯(lián)合檢測兩個關鍵技術。對于這兩個方面，我們住要對其發(fā)展的背景及未來的發(fā)展方向做了介紹。 WCDMA 系統(tǒng)中的四個關鍵技術是一個很有實用價值的課題，涉及的理論和算法也很多。迄今為止，四個關鍵技術還有待于進一步的理論與實際的研究補充，尤其需要在現(xiàn)場的實驗證明其可行性，為進一步提高 WCDMA 的通信質量，四個關鍵技術的工作需要更深入的研究。 28