【正文】 被傳輸?shù)男盘?hào)之中，所以又稱為隱分集。 1． Rake接收機(jī)工作原理 ? Rake接收機(jī)由多個(gè)包含相關(guān)器的 Rake支路組成，每個(gè)相關(guān)器接收一個(gè)多路信號(hào)。 ? 不同信道具有不同的時(shí)延 τ和衰落因子，對(duì)應(yīng)不同的傳播環(huán)境。 ? 通過同步捕獲 /跟蹤模塊完成多徑搜索，估計(jì)多徑分量的延遲 τ，識(shí)別具有較大能量的多徑位置，完成路徑選擇。 ? Rake接收機(jī)利用相關(guān)器檢測(cè)出多徑信號(hào)中最強(qiáng)的 M個(gè)支路信號(hào)，然后對(duì)每個(gè) Rake支路的輸出進(jìn)行加權(quán)、合并，以提供優(yōu)于單路信號(hào)的接收信噪比，然后再在此基礎(chǔ)上進(jìn)行判決。 Rake接收機(jī)的工作原理示意如圖 249所示。 圖 249 Rake接收機(jī)的工作原理示意圖 2．第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的Rake接收 ? 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中上、下行鏈路均采用導(dǎo)頻信號(hào)，上、下行鏈路都可以采用相干解調(diào)，通過對(duì)各個(gè)路徑信號(hào)的相位做出估計(jì)后，將接收的所有路徑能量相加，提高信道解碼的輸入信噪比，克服移動(dòng)通信環(huán)境中多徑效應(yīng)產(chǎn)生的嚴(yán)重信號(hào)衰落。 ? 考慮到殘留相位的影響， Rake接收機(jī)合并加權(quán)因子由非相關(guān) Rake接收中實(shí)數(shù)的 ，改為復(fù)數(shù) 。 , 1 , 2 , . . .l lM?? lje , 1 , 2 , ...l lM??? 智能天線技術(shù) ? 智能天線原名自適應(yīng)天線陣列（ Adaptive Antenna Array， AAA），最初應(yīng)用于雷達(dá)、聲納等軍事方面，主要用來完成空間濾波和定位，大家熟悉的相控陣?yán)走_(dá)就是一種較簡單的自適應(yīng)天線陣。 ? 在移動(dòng)通信中自適應(yīng)天線陣有一個(gè)較吸引人的名字 — 智能天線。 ? 智能天線具有抑制信號(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)為是未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)。 1．智能天線的原理 ? 智能天線是將無線電的信號(hào)導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)到達(dá)方向（ Direction of Arrival，DOA），旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)的目的，如圖 250所示。 圖 250 基站使用智能天線的波束賦形示意圖 2．智能天線分類 ? 智能天線可分為多波束天線與自適應(yīng)天線陣列。 ? 智能天線采用空分多址（ SDMA）技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)區(qū)分開來，最大限度地利用有限的信道資源。 3．智能天線的實(shí)現(xiàn) ? 智能天線的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)在于數(shù)字信號(hào)處理部分，它根據(jù)一定的準(zhǔn)則，使天線陣產(chǎn)生定向波束指向用戶，并自動(dòng)地調(diào)整系數(shù)以實(shí)現(xiàn)所需的空間濾波。 ? 智能天線須要解決的兩個(gè)關(guān)鍵問題是辨識(shí)信號(hào)的方向和數(shù)字賦形的實(shí)現(xiàn)。 ? 智能天線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下： ?（ 1）智能天線可以對(duì)高速率用戶進(jìn)行波束跟蹤，起到空間隔離消除干擾的作用； ?（ 2）大大增加系統(tǒng)容量； ?（ 3）增加覆蓋范圍，改善建筑物中和高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的信號(hào)接收質(zhì)量； ?（ 4）提高信號(hào)接收質(zhì)量，降低掉話率，提高語音質(zhì)量； ?（ 5）減少發(fā)射功率，延長移動(dòng)臺(tái)電池壽命； ?（ 6）提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活性。 蜂窩組網(wǎng)技術(shù) ? 在通信頻率資源緊張的情況下，為了擴(kuò)大系統(tǒng)容量，采用分區(qū)制和頻率重用的組網(wǎng)技術(shù)。 ? FDMA系統(tǒng)和 CDMA系統(tǒng)均使用了頻率重用技術(shù)，主要區(qū)別在于 FDMA系統(tǒng)相鄰小區(qū)使用不同的載頻，而 CDMA系統(tǒng)相鄰小區(qū)既可以使用相同載頻，也可以使用不同載頻。 ? 在移動(dòng)通信中通常采用正六邊形、無空隙、無重疊地覆蓋一定區(qū)域，構(gòu)成小區(qū)。 ? 由于正六邊形構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)形同蜂窩，因此將小區(qū)形狀為正六邊形的小區(qū)制移動(dòng)通信網(wǎng)稱為蜂窩網(wǎng)。 區(qū)群中的小區(qū)數(shù)目 ? 由蜂窩結(jié)構(gòu)構(gòu)成的區(qū)群中，小區(qū)數(shù)目應(yīng)滿足下列公式： ? 式中， a， b為非負(fù)整數(shù)，不能同時(shí)為零。 ? 表 215給出了不同 a和 b值時(shí)區(qū)群數(shù) N。 22N a a b b? ? ? b\N\a 0 1 2 3 4 1 1 2 7 13 21 2 4 7 12 19 28 3 9 13 19 27 37 4 16 21 28 37 48 表 215 區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù) N的取值 圖 251 N = 4和 N = 7的蜂窩網(wǎng)小區(qū)覆蓋 同頻（信道）小區(qū)的距離 ? 設(shè)小區(qū)的輻射半徑為 R（即六邊形外接圓的半徑），可以計(jì)算出同頻信道小區(qū)中心間的距離 D為 2 2 2 23 ( / 2 ) ( 3 / 2 ) 3 ( ) 3D R b a a a a b b R N R? ? ? ? ? ? ?（ 254） ? 由公式可見， N越大， D/R的比值越大，同頻小區(qū)的距離越遠(yuǎn)，抗同頻干擾性能越好。 ? TDMA和 FDMA的 GSM系統(tǒng)通常取 N = 7，CDMA系統(tǒng) N可以取 1～ 7。 小區(qū)分裂技術(shù) ? 小區(qū)一般分為巨區(qū)、宏區(qū)、微區(qū)和微微區(qū)幾類，具體指標(biāo)及大體關(guān)系如表 216所示。 蜂 窩 類 型 巨 區(qū) 宏區(qū) Macro Cell 微區(qū) Micro Cell 微微區(qū) Pico Cell 蜂窩半徑（ km） 100～ 500 ≤35 ≤1 ≤ 終端移動(dòng)速度 （ km/h） 1500 ≤500 ≤100 ≤10 運(yùn)行環(huán)境 所有 鄉(xiāng)村郊區(qū) 市區(qū) 室內(nèi) 業(yè)務(wù)量密度 低 低到中 中到高 高 適用系統(tǒng) 衛(wèi)星 蜂窩 蜂窩 /無繩 蜂窩 /無繩 表 216 小區(qū)分類 ? 當(dāng)一個(gè)特定小區(qū)的用戶容量和話務(wù)量增加時(shí)，小區(qū)可以被分裂成更小的小區(qū)，通過增加小區(qū)數(shù)（基站數(shù)）來增加信道的重用數(shù)，這個(gè)過程稱為小區(qū)分裂。 圖 252 小區(qū)分裂圖 扇區(qū)劃分技術(shù) ? 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中的同頻干擾可以通過使用定向天線代替基站中單獨(dú)的一根全向天線來減小，其中每個(gè)定向天線輻射某一個(gè)特定的扇區(qū)。 ? 這種使用定向天線來減少同頻干擾，從而提高系統(tǒng)容量的技術(shù)叫做扇區(qū)劃分技術(shù)。 ? 通常一個(gè) FDMA系統(tǒng)劃分為 3個(gè) 120176。 的扇區(qū)或 6個(gè) 60176。 扇區(qū)。 ? FDMA系統(tǒng)由于采用扇區(qū)劃分技術(shù)會(huì)造成中繼效率下降，話務(wù)量損失，因此一些運(yùn)營商不用此方法，特別是在密集的市區(qū)，定向天線模式在控制無線信號(hào)傳播時(shí)失效。 ? CDMA系統(tǒng)利用定向天線將小區(qū)分成幾個(gè)扇區(qū)（ 120176。 3扇區(qū)），每個(gè)扇區(qū)的基站僅接收來自確定方向的用戶信號(hào)，理論上可提高 3倍的系統(tǒng)容量，由于相鄰天線覆蓋區(qū)有重疊，實(shí)際是 。 圖 253 CDMA小區(qū) 6扇區(qū)組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 小 結(jié) ?1．移動(dòng)通信中的各類新技術(shù)都是針對(duì)移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)，用以解決移動(dòng)通信的有效性、可靠性和安全性，因此分析移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)是研究移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的前提。 ? 在移動(dòng)通信中，無線電波主要以直射、反射和繞射傳播。 ? 信號(hào)傳播的開放性，接收點(diǎn)地理環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性、以及通信用戶的隨機(jī)移動(dòng)性是移動(dòng)通信信道的特點(diǎn)。 ? 在它們的共同作用下，接收信號(hào)具有 4種效應(yīng)和 3類損耗。 ? 在移動(dòng)通信中主要的噪聲和干擾有加性白高斯噪聲、符號(hào)間干擾、多址干擾和相鄰小區(qū)（扇區(qū)）干擾。 ?2．由于 CDMA系統(tǒng)具有大容量、抗干擾抗多徑抗衰落能力強(qiáng)、軟切換、低功率、保密性好、可同頻組網(wǎng)等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，使其成為 3G系統(tǒng)的最佳接入方式。 ? CDMA技術(shù)的核心是擴(kuò)頻碼和地址碼的設(shè)計(jì)，常用的理想擴(kuò)頻碼和地址碼有 PN碼（ m序列和 Gold序列）、 Walsh碼和 OVSF碼，它們被廣泛應(yīng)用于 WCDMA、 cdma2022和TDSCDMA系統(tǒng)中。 ?3．?dāng)?shù)字調(diào)制技術(shù)是對(duì)抗白噪聲的基本技術(shù)手段，也是現(xiàn)代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心處理單元。數(shù)字調(diào)制主要有 3種形式：幅移鍵控（ ASK）、頻移鍵控（ FSK）和相移鍵控（ PSK）。 ? PSK調(diào)制被廣泛應(yīng)用于 3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中。 ?4．信源編碼的目的是壓縮數(shù)據(jù)率，去除信號(hào)中的冗余度，提高傳輸?shù)挠行?。它包括模擬信號(hào)的數(shù)字化以及壓縮編碼，模擬信號(hào)的數(shù)字化一般采用 A/D變換的方法。 ? 3G系統(tǒng)的壓縮編碼包括語音編碼、圖像編碼和多媒體數(shù)據(jù)編碼。信源編碼分成 3類：波形編碼、參量編碼和混合編碼。 ? 高質(zhì)量的混合編碼是移動(dòng)通信系統(tǒng)的首選方案。 ?5．信道編碼是移動(dòng)通信系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性（減少差錯(cuò)）的有效方法。其追求的目標(biāo)是如何加入最少的冗余位而獲得最好的糾錯(cuò)能力。 ? 信道編碼從結(jié)構(gòu)上分為線性碼和非線性碼，從功能上分為檢錯(cuò)碼、糾錯(cuò)碼和混合檢錯(cuò)糾錯(cuò)碼。 ? 3G系統(tǒng)中的信道編碼通常采用卷積碼、Turbo碼和交織編碼等。 ?6． CDMA系統(tǒng)是自干擾系統(tǒng)，因此功率控制技術(shù)是 CDMA系統(tǒng)的生命線。在保證服務(wù)質(zhì)量（ QoS）的前提下，通過控制發(fā)送端的發(fā)射功率來減少系統(tǒng)干擾，可以有效地解決遠(yuǎn)近效應(yīng)和邊緣問題，進(jìn)而增加系統(tǒng)容量。 ? 功率控制分上行功率控制和下行功率控制，從功率控制環(huán)路類型劃分又可分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。 ? 在 3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)中，都采用了功率控制技術(shù)。 ?7．多用戶檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)信息論中的最佳聯(lián)合檢測(cè)理論提出的有效抗多址干擾的技術(shù)，它可分為線性檢測(cè)和干擾消除兩類。 ? 其中線性多用戶檢測(cè)技術(shù)主要有 4種：解相關(guān)檢測(cè)、最小均方誤差檢測(cè)、子空間斜投影檢測(cè)和多項(xiàng)式擴(kuò)展檢測(cè)。 ? 干擾消除多用戶檢測(cè)技術(shù)包括串行干擾消除多用戶檢測(cè)、并行干擾消除多用戶檢測(cè)和判決反饋多用戶檢測(cè)。 ?8．移動(dòng)通信信道存在 4種主要效應(yīng)和 3類損耗，對(duì)傳輸可靠性影響較大的是小尺度衰落，其中選擇性衰落包括時(shí)間選擇性衰落、頻率選擇性衰落和空間選擇性衰落。 ? 對(duì)抗衰落、提高移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸可靠性的唯一手段是“分集”，分集重?cái)?shù)越高，系統(tǒng)的傳輸可靠性亦越高。 ? 按照信號(hào)的結(jié)構(gòu)和統(tǒng)計(jì)特性，分集技術(shù)可分為空間分集，頻率分集和時(shí)間分集 3類；按照合并方式，可分為選擇性合并，等增益合并、最大比合并和切換合并。 ? 按照信號(hào)收發(fā)，分集技術(shù)可分為發(fā)送分集、接收分集和收發(fā)聯(lián)合分集，即多輸入多輸出（ MIMO）。 ?9．智能天線技術(shù)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)等功能。在 CDMA系統(tǒng)中，智能天線的應(yīng)用提高了天線增益，減少了系統(tǒng)干擾，從而顯著擴(kuò)大了系統(tǒng)容量，提高了頻譜利用率。 ? 智能天線分為多波束天線和自適應(yīng)天線陣列。 ?10．蜂窩組網(wǎng)技術(shù)是 3G系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。在通信頻率資源緊張的情況下，為了擴(kuò)大系統(tǒng)容量，采用分區(qū)制和頻率重用的組網(wǎng)技術(shù)。 ? 蜂窩組網(wǎng)技術(shù)主要包括小區(qū)分裂技術(shù)和扇區(qū)劃分技術(shù)。