【正文】 消除技術(shù)的模型研究、性能分析也成為了 CCFD 的研究熱點(diǎn)。 全雙工通信現(xiàn)狀及前景 全雙工通信技術(shù)目前還處在研究階段 ，由于收發(fā)同時(shí)同頻， CCFD 發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)會(huì)對(duì)本地接收機(jī)產(chǎn)生干擾，使用 CCFD 的首要工作是抑制強(qiáng)自干擾。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 17 同時(shí)同頻全雙工 全雙工簡(jiǎn)介 這里所講的全雙工是指同時(shí)同頻全雙工 CCFD（ Cofrequency Cotime Full Duplex）， CCFD 無(wú)線通信設(shè)備使用相同的時(shí)間、相同的頻率，同時(shí)發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)，使得無(wú)線通信鏈路的頻譜效率提高了一倍。因此對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，選擇統(tǒng)一的 A 接口是比較困難的。如 A 接口，目前各廠家有的提供 IS 一 634 版本 0，有的支持 Is－ 634 版本。 (2) 其次，在標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題上， CDMA 的標(biāo)準(zhǔn)并不十分完善。 CDMA 的不足 (1) 在小區(qū)的規(guī)劃問(wèn)題上，雖然 CDMA 無(wú)需頻率規(guī)劃，但它的小區(qū)規(guī)劃卻并非十分容易。 OCELP 是利用碼表矢量量化差值的信號(hào)，并根據(jù)語(yǔ)音激活的程度產(chǎn)生一個(gè)輸出速率可變的信號(hào)。 (8) CDMA 高效率的 OCELP 話音編碼。即兼容性好。 (6) 兼容性好?？梢栽谠拕?wù)量高峰期通過(guò)提高誤幀率來(lái)增加可以用的信道數(shù)。 (4) 采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。因?yàn)?CDMA 系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個(gè) 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 系統(tǒng)的容量增大。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時(shí)在基站和移動(dòng)臺(tái)采用了 RAKE 接收機(jī)技術(shù)，相當(dāng)于時(shí)間分集的作用。 CDMA 的優(yōu)勢(shì) 在擴(kuò)頻 CDMA 通信系統(tǒng) 中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù) 而具有一些其他擴(kuò)頻通信所不具有的特點(diǎn)： (1) 采用了多種分集方式。但是， CDMA 通信系統(tǒng)既不分頻道又不分時(shí)隙，無(wú)論傳送何種信息的信道都靠采用不同的碼型來(lái)區(qū)分。無(wú)論正向傳輸或反向傳輸，除去傳輸業(yè)務(wù)信息外，還必須傳送相應(yīng)的控制信息。 在 CDMA 蜂窩通信 系統(tǒng)中，用戶之間的信息傳輸是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。其它使用不同碼型的信號(hào)因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。如果從 頻域 或時(shí)域來(lái)觀察，多個(gè) CDMA 信號(hào)是互相重疊的。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把 寬帶 信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。 CDMA 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 基本概念 CDMA 即碼分多址 (Code Division Multiple Access)，它是在數(shù)字技術(shù)的分支—— 擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種嶄新而成熟的 無(wú)線通信技術(shù) 。目前第四代 TDLTE 移動(dòng)通信系統(tǒng)也已經(jīng)在國(guó)內(nèi)正式商用，在第一代和第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)中， FDD 模式一統(tǒng)天下， TDD 模式?jīng)]有引起重視，但由于新業(yè)務(wù)的需要和新技術(shù)的發(fā)展， TDD 模式將日益受到重視?；仡櫟谝欢苿?dòng)通信系統(tǒng)的建設(shè)，中國(guó)幾乎 100%依靠進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品，而現(xiàn)在的情況已經(jīng)大不相同了。目前方正連宇公司推出的LASTDMA 新技術(shù)就在這方面有了新的突破。綜比兩者，可見 FDD系統(tǒng)的抗干擾性能要好于 TDD系統(tǒng)。但仍存在鄰區(qū) 基站 對(duì)本區(qū)移動(dòng)機(jī)的干擾及鄰區(qū)移動(dòng)機(jī)對(duì)本區(qū)基站的干擾。據(jù)測(cè)算， TDD 系統(tǒng)的 基站 設(shè)備成本比 FDD 系統(tǒng)的 基站 成本低約 20%~50%。而收、發(fā)采用一定頻段間 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 隔的 FDD 系統(tǒng)則難以采用上述技術(shù)。因?yàn)椋壳?TDD 系統(tǒng)在芯片處理速度和算法上還達(dá)不到更高的標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 根據(jù) ITU對(duì) 3G 的要求，采用 FDD 模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度可達(dá)500KM/h，而采用 TDD 模式的系統(tǒng)的最高移動(dòng)速度只有 120KM/h。在支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)能充分利用上下行的頻譜，但在進(jìn)行非對(duì)稱的數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)時(shí)，頻譜的利用率則大為降低，約為對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)的 60%。不過(guò)目前已有研究顯示 TDD 模式的移動(dòng)通信系統(tǒng)在結(jié)合智能天線和 聯(lián)合檢測(cè)技術(shù) 后可以用于高速移動(dòng)的環(huán)境，在中國(guó)目前開發(fā)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) TDSCDMA 中采用 了這個(gè)方案，模擬結(jié)果顯示了較好的性能。 (3) 移動(dòng)速度受限 對(duì)于 TDD 模式的 CDMA 移動(dòng)通信系統(tǒng)，上下行鏈路利用同一頻率，根據(jù)接收信號(hào) TDD 發(fā)射機(jī)能知道多徑信道的快衰落，這給 TDD 模式的系統(tǒng)帶來(lái)許 多優(yōu)勢(shì)，但這是基于 TDD 幀長(zhǎng)比相干時(shí)間短的前提。 另外，因?yàn)樾^(qū)之間和不同操作者之間的干擾問(wèn)題，鄰近小區(qū)的基站之間要求是同步的，并且一般是符號(hào)級(jí)的精確同步。 來(lái)自功率脈沖的干擾是由于短的 TDD 幀的短傳輸時(shí)間，以及為了袖珍的語(yǔ)音終端設(shè)計(jì)在終端內(nèi)部的設(shè)備之間的脈沖傳輸。對(duì)于后者，非對(duì)稱的 TDD 時(shí)隙將影響鄰近小區(qū)的無(wú)線資源并導(dǎo)致小區(qū)間的上下行鏈路干擾，另外高功率的基站會(huì)阻塞鄰近小區(qū)的基站接收本小區(qū)的終端，處在小區(qū)邊界的高功率終端也會(huì)阻塞鄰近小區(qū)的具有不同 時(shí)隙 分配的終端。 上下行鏈 路之間的干擾分為小區(qū)內(nèi)上下行鏈路之間的干擾和小區(qū)間上下行鏈路之間的干擾。某個(gè)時(shí)間段由基站發(fā)送信號(hào)給移動(dòng)臺(tái)，另外的時(shí)間由移動(dòng)臺(tái)發(fā)送信號(hào)給基站，基站和移動(dòng)臺(tái)之間必須協(xié)同一致才能順利工作。 TDD 用時(shí)間來(lái)分離接收和發(fā)送信道。 FDD 必須采用成對(duì)的頻率，依靠頻率來(lái)區(qū)分上下行鏈路，其單方向的資源在時(shí)間上是連續(xù)的。因?yàn)?，?互聯(lián)網(wǎng) 的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，往往要求 下行速率 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 上行速率 。采用 TDD 模式工作的系統(tǒng)是時(shí)間分隔控制的系統(tǒng)，適應(yīng)于城市及近郊等高密度地區(qū)的局部覆蓋和對(duì)稱及不對(duì)稱 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。當(dāng)然同時(shí)也需 要更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化技術(shù)。 （ 6）發(fā)射功率受限。例如在使用了 TDD 的 TDSCDMA 系統(tǒng)中，在目前芯片處理速度和算法的基礎(chǔ)上，當(dāng)數(shù)據(jù)率為 144kb/s 時(shí)， TDD 的最大移動(dòng)速度可達(dá) 250km/h，與 FDD 系統(tǒng)相比，還有一定差距。 （ 5）移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度受限制。 （ 3）與 FDD 相比， TDD 可以使用零碎的頻段，因?yàn)樯舷滦杏蓵r(shí)間區(qū)別，不必要 求帶寬對(duì)稱的頻段。 （ 2） TDD 技術(shù)可以靈活的設(shè)置上行和下行轉(zhuǎn)換時(shí)刻，用于實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱的上行和下行業(yè)務(wù)帶寬，有利于實(shí)現(xiàn)明顯上下行不對(duì)稱的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。但也是因?yàn)檫@一點(diǎn)， TDD 系統(tǒng)的覆蓋范圍半徑要小，由于上下行時(shí)間間隔的緣故，基站覆蓋半徑明顯小于 FDD 基站。 TDD 和 FDD 之間具體區(qū)別和聯(lián)系如下： （ 1）使用 TDD 技術(shù)時(shí)，只要基站和移動(dòng)臺(tái)之間的上下行時(shí)間間隔不大， 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 小于信道相干時(shí)間，就可以比較簡(jiǎn)單的根據(jù)對(duì)方的信號(hào)估計(jì)信道特征。 FDD 模式的特點(diǎn)是在分離（上下行頻率間隔 190MHz）的兩個(gè)對(duì)稱頻率 信道 上，系統(tǒng)進(jìn)行接收和傳送，用保護(hù)頻段來(lái)分離接收和傳送信道。它不需要分配對(duì)稱頻段的頻率，并可在每 信道 內(nèi)靈活控制、改變發(fā)送和接收時(shí)段的長(zhǎng)短比例，在進(jìn)行不對(duì)稱的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可充分利用有限的 無(wú)線電 頻譜資源。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 TDD 與 FDD 具體的特征 是： FDD 采用兩個(gè)對(duì)稱的頻率 信道 來(lái)分別發(fā)射和接收信號(hào)，發(fā)射和接收信道之間存在著一定的頻段保護(hù)間隔。 FDD模式的特點(diǎn)是在分離（上下行頻率間隔 190MHz）的兩個(gè)對(duì)稱頻率 信道 上，系統(tǒng)進(jìn)行接收和傳送，用保護(hù)頻段來(lái)分離接收和傳送信道。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的信息化，人們要通信息化開創(chuàng)新的工作方式、管理方式、商貿(mào)方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、醫(yī)療保健方式以及消費(fèi)與生活方式。 80 年代中期以來(lái)，隨著頻率選擇性色散衰落對(duì)數(shù)字微波傳輸中斷影響的發(fā)現(xiàn)及一系列自適應(yīng)衰落對(duì)抗技術(shù)與高狀態(tài)調(diào)制 與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)字微波傳輸產(chǎn)生了一個(gè)革命性變化。 20 世紀(jì) 40 年代到 50 年代產(chǎn)生了傳輸頻帶較寬、性能較穩(wěn)定的微波通信，成為長(zhǎng)距離大容量地面干線無(wú)線傳輸?shù)闹匾侄?。在無(wú)線通信初期，受技術(shù)條件的限制 ，人們大量使用長(zhǎng)波及中波進(jìn)行通信。 無(wú)線通信是指采用電磁波進(jìn)行信息傳遞的通信方式。在信息和知識(shí)已成為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略資源和基本要素的時(shí)代中，人們更加需要隨時(shí)隨地獲取信息，原來(lái)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的固定電話通信方式已遠(yuǎn)不能滿足需求了。 20世紀(jì) 90 年代信息革命的浪潮，建設(shè)信息高速公路的號(hào)角聲，信息和知識(shí)爆炸式的增長(zhǎng)，特別是因特網(wǎng)商用化后的迅猛發(fā)展，使傳統(tǒng)的電信業(yè) 受到巨大的震動(dòng)和沖擊。然而隨著人類社會(huì)的發(fā)展，電信業(yè)務(wù)也從早期的電報(bào)、電話發(fā)展到今天多種業(yè)務(wù)并存的局面，通信的規(guī)模也發(fā)生了翻天覆地的變化。以后貝爾又發(fā)明了電話，并由此造就一個(gè)電信產(chǎn)業(yè)，這是一種模擬信號(hào)的方式來(lái)進(jìn)行的無(wú)線通信。 第二章 無(wú)線傳輸技術(shù)綜述 無(wú)線傳輸?shù)臍v史及發(fā)展 人類的無(wú)線通信歷史不長(zhǎng)，但是卻一直在突發(fā)猛進(jìn)的發(fā)展。如果輸入信號(hào)超出了由它們模數(shù)轉(zhuǎn)換器決定的某個(gè)特定閥值，無(wú)線設(shè)備的接收機(jī)就會(huì)達(dá)到飽和。 SIC 體系結(jié)構(gòu)的目標(biāo)就是對(duì)干擾進(jìn)行建模來(lái)預(yù)測(cè)扭曲失真，這樣就可以在接收機(jī)上對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償。因?yàn)樵跓o(wú)線設(shè)備天線中的許多電子電路會(huì)使信號(hào)發(fā)生失真，既包括線性失真也含有非線性失真，并且這些失真的模擬信號(hào)還會(huì)被加入噪聲（例如功率放大 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 器會(huì)產(chǎn)生噪聲干擾到發(fā)送信號(hào)中），所以天線發(fā)射出去的模擬信號(hào)是不準(zhǔn)確的，并且不同頻率信號(hào)還會(huì)有不同程度的時(shí)延和失真等等。 自干擾的消除方法 為什么自干擾消除會(huì)成為阻礙全雙工通信技術(shù)發(fā)展的瓶頸？很多人認(rèn)為，既然發(fā)送方知道被發(fā)送信號(hào)的相關(guān)參數(shù)，所以即使自身的接收機(jī)誤接收了這 些發(fā)送信號(hào)，過(guò)濾它們應(yīng)該也是相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)的。 鑒于自干擾的存在，或許只能進(jìn)行半雙工通信。打個(gè)比方，要想同時(shí)同頻發(fā)送和接收就相當(dāng)于當(dāng)你盡最大能力大聲呼喊的同時(shí)試圖聽別人說(shuō)悄悄話，這顯然是不太可能的。如果正好發(fā)送與接收信號(hào)同頻率，就會(huì)產(chǎn)生干擾。 我的任務(wù) 全雙工通信中的自干擾現(xiàn)象 全雙工有著如此巨大的好處，為什么直到目 前為止還處在試驗(yàn)階段？因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)全雙工通信，要克服諸多困難，其中最主要的瓶頸就是收發(fā)機(jī)的自干擾問(wèn)題。 d、新穎的中繼解決方案：應(yīng)用自干擾消除技術(shù)，頻譜資源可以同時(shí)在發(fā)送 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 和接收端進(jìn)行復(fù)用，使異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎瞬時(shí)重發(fā)和高吞吐量的網(wǎng)絡(luò)操作。本質(zhì)上，它就像是一個(gè)軟件控制的雙工器，不僅可以減少維持多種零碎頻譜的成本，并且使無(wú)線收發(fā)機(jī)更有效地利用零散頻譜。如果可以實(shí)現(xiàn)的話，全雙工將對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè) 計(jì)帶來(lái)巨大的影響，可以在無(wú)線通信系統(tǒng)中發(fā)揮多種作用，諸如： a、提高鏈路容量：理論上講，真正的全雙工可以使傳統(tǒng)的半雙工信道容量翻倍，因?yàn)榭捎妙l譜資源能在時(shí)間和頻率上得到充分的使用。 全雙工通信的優(yōu)勢(shì)及前景 作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)的核心，全雙工通信動(dòng)搖了人們腦海中已經(jīng)根深蒂固的觀點(diǎn)：收發(fā)機(jī)在同一信道下只能在半雙工模式下工作（既能發(fā)送也能接收，但不能同時(shí)進(jìn)行）。無(wú)線領(lǐng)域的全雙工強(qiáng)調(diào)相同的時(shí)間、相同的頻率，同時(shí)發(fā)射和接收無(wú)線信號(hào)，這樣就使得無(wú)線通信鏈路的頻譜效率提高了一倍。雖然第五代 移動(dòng)通信技術(shù) 目前還沒(méi)有一個(gè)具體標(biāo)準(zhǔn)，不過(guò)通信 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 相關(guān)的科研人員已經(jīng)開始著手籌備 5G 相關(guān)工作了。對(duì)于目前正在籌劃階段的5G 網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，全雙工是一個(gè)核心技術(shù)。兩者從編解碼、幀格式 、 空口 、 信令 ，到網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，都不一樣。但是 TDLTE 與中國(guó)移動(dòng)公司采用的第三代標(biāo)準(zhǔn) TDSCDMA 實(shí)際上沒(méi)有關(guān)系， TDLTE 是 TDD 版本的 LTE的技術(shù)， FDDLTE的技術(shù)是 FDD版本的 LTE技術(shù)。 LTE 標(biāo)準(zhǔn)中的 FDD 和 TDD 兩個(gè)模式實(shí)質(zhì)上是相同的，兩個(gè)模式間只存在較小的差異，相似度達(dá) 90%。 第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用 TDLTE 標(biāo)準(zhǔn)。第四代移動(dòng)通信可以在不同的固定、無(wú)線平臺(tái)和跨越不同的頻帶的網(wǎng)絡(luò)中提供無(wú)線服務(wù)，可以在任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)（包括衛(wèi)星 通信和平流層通信），能夠提供定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。它包括寬帶無(wú)線固定接入、寬帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)。 隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)科技的需求也越來(lái)越大，于是第四代移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)本科畢業(yè)論文 5 中國(guó)國(guó)內(nèi)支持國(guó)際電聯(lián)確定三個(gè)無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國(guó)電信的CDMA2020，中國(guó)聯(lián)通的 WCDMA，中國(guó)移動(dòng)的 TDSCDMA， GSM 設(shè)備采用的是時(shí)分多址，而 CDMA 使用碼分?jǐn)U頻技術(shù)，先進(jìn)功率和話音激活至少可提供大于 3 倍 GSM 網(wǎng)絡(luò)容量，業(yè)界將 CDMA 技術(shù)作為 3G 的主流技術(shù)， 3G 主要特征是可提供移動(dòng)寬帶多媒體業(yè)務(wù)。此外利用在不同網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫漫游技術(shù)，可將無(wú)線通信系統(tǒng)和 Inter 連接起來(lái)，從而可對(duì)移動(dòng)終端用戶提供更多更高級(jí)的服務(wù)。 3G 系統(tǒng)致力于為用戶提供更好的語(yǔ)音、文本和數(shù)據(jù)服務(wù)。它比電話磁卡的成本低，并且質(zhì)地結(jié)實(shí)耐用，易于推廣。