【正文】 一般 情況下，空時(shí)分組碼提供分集增益，而使用外信道編碼提供編碼增益。 空時(shí)分組碼（ STBC） 空 時(shí)分組碼是通過采用兩個(gè)發(fā)射天線和一個(gè)接收天線的系統(tǒng)得到采用一個(gè)發(fā)射天線兩個(gè)接收天線系統(tǒng)同樣的分集增益。 空時(shí)編碼 空時(shí)編碼是無線通信的一種新的編碼和信號(hào)處理技術(shù)，它使用多個(gè)發(fā)射和接收天線進(jìn)行信息的發(fā)射與接收，可以大大改善無線通信系統(tǒng)的可靠性。 ? 發(fā)射分集技術(shù)指的是在不同的天線上發(fā)射包含同樣信息的信號(hào)，達(dá)到空間分集的效果，從而跟分集接收一樣能夠起到抗衰落的作用。 研究表明，隨著天線間相關(guān)性的增強(qiáng)， MIMO的信道容量是逐漸降低的。 多天線技術(shù) MIMO技術(shù)是在發(fā)送端和接收端均采用多根天線易增強(qiáng)系統(tǒng)的抗噪聲性能。 GSM采用每幀改變頻率的方法，這屬于慢跳頻。 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) GSM系統(tǒng)在業(yè)務(wù)量大干擾大的情況下常常采用跳頻。 跳 頻信號(hào)的數(shù)字調(diào)制方式，一般采用 FSK方式。RAKE接收機(jī)就是給接收到的多徑信號(hào)的每一個(gè)分量經(jīng)適當(dāng)時(shí)延后再輸出端對(duì)齊，然后按照某種方法合并以增加信號(hào)的能量改善信噪比。 抗多徑干擾和 RAKE接收機(jī) 多徑傳輸給信號(hào)的接收造成干擾，利用擴(kuò)頻碼的良好自相關(guān)特性，可以很好地抑制干擾，特別是多徑時(shí)延大于擴(kuò)頻碼的碼片的時(shí)候。因?yàn)?，只有與本地相關(guān)器擴(kuò)頻碼同步的這一多徑信號(hào) 分量 可以被 解調(diào) ， 而抑制了其他不同步的多徑分量的干擾。擴(kuò)頻后的干擾和載波相乘、積分大大消弱了其對(duì)信號(hào)的干擾。擴(kuò)頻信號(hào)對(duì)窄帶干擾的抑制作用在于接收機(jī)對(duì)信號(hào)解擴(kuò)的同時(shí)，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻。擴(kuò)頻碼序列僅是起擴(kuò)展信號(hào)頻譜帶寬的作用。 擴(kuò)頻通信原理 擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬比原理的擴(kuò)展了 N倍，功率譜密度下降到 1/N。 擴(kuò)頻通信原理 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，擴(kuò)展數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬的一個(gè)方法使用一個(gè) PN序列和它相乘。 PN序列有多重，其中最基本最常用的一種是最長(zhǎng)線性反饋一維寄存器蓄力，也稱作 m序列。 擴(kuò)頻通信 擴(kuò)頻通信最突出的優(yōu)點(diǎn)是它的抗干擾能力和通信的隱蔽性，它最初用于軍事通信，后來由于它的高的頻譜效率帶來的高經(jīng)濟(jì)效益而被應(yīng)用到民用通信上來。訓(xùn)練模式結(jié)束后，發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)，均衡器轉(zhuǎn)入跟蹤模式 均衡技術(shù) 時(shí)分多址的無線系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)常是以固定實(shí)習(xí)長(zhǎng)度定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)的，特別適合使用自適應(yīng)均衡技術(shù)。自適應(yīng)均衡器工作在兩種模式：訓(xùn)練模式和跟蹤模式。自適應(yīng)均衡器就具有這樣的能力 。 均衡技術(shù) 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，尤其是 在 移動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行通信，所使用的信道其傳輸特性每時(shí)每刻都在發(fā)生變化，而且傳輸特性十分不理想。線性均衡器一般用在信道失真不大的場(chǎng)合。均衡器是信道的逆濾波，最基本的線性均衡器結(jié)構(gòu)就是橫向?yàn)V波器。由于從時(shí)間響應(yīng)考慮，這種技術(shù)就稱為時(shí)域均衡。 均衡技術(shù) 在 數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，由于實(shí)際信道的傳輸特性并非理想，沖擊響應(yīng)的波形失真造成碼間干擾從而造成信息比特的誤判 。 Turbo碼 Turbo碼又稱并行級(jí)聯(lián)卷積碼，它將卷積碼和隨機(jī)交織器結(jié)合在一起，采用軟輸出迭代譯碼來逼近最大似然譯碼。全速率業(yè)務(wù)信道和控制信道采用了 (2， 1， 4)卷積編碼。通常卷積碼表示為 (n，k， m)，編碼率 r=k/n。 卷積碼 卷積碼編碼器對(duì)輸入的數(shù)據(jù)里每次 1比特或 k比特進(jìn)行編碼，輸出 n個(gè)編碼符號(hào)。 分組碼 ?分組碼在移動(dòng)通信中的應(yīng)用例子 ? 在 CDMA蜂窩移動(dòng)通信的系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)信道、前向鏈路的同步信道、尋呼信道等都使用了 CRC編碼。 ? 2）如果 (n,k)線性分組碼的每個(gè)碼字經(jīng)過任意循環(huán)移位后仍然是一個(gè)分組碼的碼字，則稱該碼為循環(huán)碼。 分組碼 ?分組碼的例子 ? 1）漢明碼是最早的糾正一個(gè)錯(cuò)誤的線性碼。 ? 考慮到隨著 M的增加，電路復(fù)雜程度也增加，實(shí)際的分集重?cái)?shù)一般最高為 3~4。 合并 性能分析 ?接收信號(hào)信噪比的改善隨著分集重?cái)?shù)的增加而 增加 。 等增益 合并 的性能雖然比最大比值性能差，但實(shí)現(xiàn)起來要容易得多。每一個(gè)支路的加權(quán)系數(shù)和該支路信號(hào)幅度成正比，和噪聲功率成反比。 最大比值合并 最大比值合并把個(gè)支路信號(hào)加權(quán)后合并 。 在 所接收的多路信號(hào)中，合并器選擇信噪比最高的一路輸出 。 分集的效果常用分級(jí)改善因子或分集增益來描述，也可以用中斷概率來描述。 分級(jí)的合并方式及性能 分集在獲得多個(gè)衰落獨(dú)立的信號(hào)后，需要對(duì)它們進(jìn)行合并處理。若在此距離上設(shè)臵兩副接收天線，則它們所接收到的來自同一發(fā)射機(jī)發(fā)射的信號(hào)認(rèn)為是不相關(guān)的。 空間分集 由于多徑傳播的結(jié)果，在移動(dòng)信道中不同的地點(diǎn)信號(hào)的衰落情況是不同的。采用跳頻方式的頻率分集很適合于采用 TDMA接入方式的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。 為了 獲得多個(gè)頻率分集信號(hào)，直接在多個(gè)載波上傳輸統(tǒng)一信息，這樣所需要的帶寬就很寬。 值的注意的是，當(dāng)移動(dòng)速度為零時(shí)，想干事件為無窮大，時(shí)間分集不起作用。 時(shí)間分集 時(shí)間分集在不同的時(shí)間段發(fā)送同一信息，接收端則在不同的時(shí)間段接收這些衰落獨(dú)立的信號(hào)。 微觀分集 ?利用這些特點(diǎn)采用相應(yīng)的方法可以得到來自同一發(fā)射機(jī)的衰落獨(dú)立的多個(gè)信號(hào)，這就有多種不同的微觀分集技術(shù) ： ? 時(shí)間分集 ? 頻率分集 ? 空間分集 時(shí)間分集 在移動(dòng)環(huán)境中，信道的特性隨時(shí)間變化。 宏觀分集也稱作多基站分集。 用這樣的方法我們獲得兩個(gè)衰落獨(dú)立、攜帶同一信息的信號(hào)。這兩個(gè)基站可以同時(shí)接收移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)。 分集技術(shù) ?分集技術(shù)對(duì)信號(hào)的處理包含兩個(gè)過程 ： ? 獲得 M個(gè)相互獨(dú)立的多徑信號(hào)分量 ； ? 對(duì) 獲得的多徑分量 進(jìn)行處理以獲得信噪比的改善，這就是合并技術(shù)。 分集技術(shù) ?移動(dòng)無線信號(hào)的衰落包括了兩個(gè)方面： ? 一個(gè)來自因地形地物造成的陰影衰落，它使接收的信號(hào)平均功率再一個(gè)比較長(zhǎng)的空間（或時(shí)間）區(qū)間內(nèi)發(fā)生波動(dòng)，這是一種宏觀的信號(hào)衰落； ? 多徑傳播使得再一個(gè)短距離上（或一段時(shí)間內(nèi)）信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生急劇的變化（但信號(hào)的平均功率不變），這是一種微觀衰落。綜合利用各信號(hào)分量就有可能明顯地改善接收信號(hào)的質(zhì)量，這就是分集接收的基本思想。 但是如果子載波的間隔等于并行碼元長(zhǎng)度的倒數(shù)和使用相干檢測(cè)，采用子載波的頻譜重疊可以使并行系統(tǒng)獲得更高的帶寬效率，這就是正交頻分復(fù)用。 正交頻分復(fù)用 正交頻分復(fù)用 采用并行系統(tǒng)中，把 N個(gè)串行碼元變換為 N個(gè)并行的碼元，分別調(diào)制這 N個(gè)自信道載波進(jìn)行同步傳輸，這就是頻分復(fù)用。 在一般的串行數(shù)據(jù)系統(tǒng)，每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)都完全占用信道可用帶寬。 TDSCDMA采用了比較低階的 QPSK的調(diào)制方案； WCDMA采用了低階的上行BPSK方式和下行 QPSK方式。 高階調(diào)制 高階調(diào)制在高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)相當(dāng)多的。在傳輸高速數(shù)據(jù)時(shí)一般使用的是 8PSK、 16QAM、 32QAM、 64QAM等形式。 ASK信號(hào)對(duì)載波的幅度進(jìn)行調(diào)制，所以不適合衰落信道。 MASK、MQAM、 MPSK這 3種調(diào)制方式在信息速率和 M值相同的情況下，頻譜利用率是相同的。如果結(jié)合到信號(hào)的矢量空間表示，可以理解為不同的調(diào)制方式是因?yàn)椴捎昧瞬煌恼缓瘮?shù)集。 ?一般來說，調(diào)制 階 數(shù)越高，歐氏距離就越小。 ?在矢量空間中可以很容易地描述衡量誤碼性能的兩個(gè)指標(biāo)：信號(hào)之間的互相關(guān)系數(shù)和歐氏距離。 ?π/4 DQPSK信號(hào)的信息完全包含在相位差 之中，易于用硬件實(shí)現(xiàn)非相干差分檢波。 π/4 QPSK(π/4 DQPSK) ?π/4 DQPSK為了抑制副瓣的帶外輻射，在進(jìn)行載波之前用升余弦特性低通濾波器進(jìn)行限帶，結(jié)果信號(hào)失去恒包絡(luò)特性而呈現(xiàn)波動(dòng)。因此可以由較高的功率效率的同時(shí)不會(huì)引起副瓣功率顯著的增加。 OQPSK信號(hào)別的功率譜和 QPSK相同，因此具有相同的帶寬效率。當(dāng)基帶信號(hào)是經(jīng)過升余弦濾波器形成的時(shí)，QPSK信號(hào)的包絡(luò)也不再恒定。 實(shí)際中可以通過具有升余弦特性的低通濾波器減小已調(diào)信號(hào)的副瓣。 四相調(diào)制 QPSK QPSK信號(hào)比 BPSK信號(hào)的頻帶效率高出一倍，但當(dāng)基帶信號(hào)的波形是方波序列時(shí)，它含有較豐富的高頻分量。 GMSK信號(hào)具有恒定包絡(luò)特性，功率效率高，可用非線性功率放大器和非相干檢測(cè)，但頻譜效率還不夠高。 高斯最小頻移鍵控 MSK引入高斯濾波器后使已調(diào)信號(hào)的頻譜變窄。 最小頻移鍵控 MSK MSK信號(hào)比一般的 2FSK信號(hào)有更高的帶寬效率，但旁瓣的輻射功率仍然很大 。從頻帶效率考慮，調(diào)制指數(shù) h不宜太大，但過小又因兩個(gè)信號(hào)頻率過于接近而不利于信號(hào)的檢測(cè)。這就意味著 CPFSK的頻帶效率要高于 2FSK，所以，在移動(dòng)通信系統(tǒng)中的2FSK調(diào)制常常采用相位連續(xù)的調(diào)制方式。 ?另外，日益增加的用戶數(shù)目，無線信道頻譜的擁擠，要求系統(tǒng)有比較高的頻譜效率，即在有限的頻率資源情況下，應(yīng)盡可能地多容納用戶 。 調(diào)制解調(diào)技術(shù) 調(diào)制就是對(duì)消息源信息進(jìn)行編碼的過程，其目的就是使攜帶信息的信號(hào)與信道特性相匹配以及有效地利用信道。 3G系統(tǒng)中的視頻信源編碼 ?3G中的視頻通信業(yè)務(wù)可分為三 類 ? 分組交換 會(huì)話業(yè)務(wù)（ PCS） ? 分組交換 流媒體業(yè)務(wù)（ PSS） ? 多媒體 信息業(yè)務(wù)（ MMS） 。 CDMA2022演進(jìn)系統(tǒng)中的可選擇模式語聲編碼（ SMV） SMV用于 CDMA2022演進(jìn)系統(tǒng)中，其基本原理與前述兩種原理基本相同，它也是可變速率的。 AMR的基本原理是根據(jù)環(huán)境或應(yīng)用需求的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整編碼速率。 通常，這種變速率技術(shù)要求手段能夠?qū)Ξ?dāng)前的速率進(jìn)行盲檢測(cè)，而發(fā)端不再額外發(fā)送指示速率等級(jí)的信息。 ? IS95中的變速率碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（ CELP） ? GPRS/WCDMA中的自適應(yīng)多速率編碼（ AMR） ? CDMA2022演進(jìn)系統(tǒng)中的可選擇模式 語聲編碼 （ SMV） IS95中的變速率碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼（ CELP） IS95中的 CELP技術(shù)通過 4個(gè)等級(jí)的變速率編碼實(shí)現(xiàn)話音激活。 移動(dòng)通信中的信源編碼，除了考慮保障有效性外，還會(huì)涉及與系統(tǒng)覆蓋和質(zhì)量的相互平衡。 傳播模型校正 ?3）模型校正 ? 根據(jù)后處理得到的路徑損耗數(shù)據(jù)，校正原有的傳播模型中各個(gè)函數(shù)的系數(shù)，使模型的預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值的誤差最小。 傳播模型校正 ?一般傳播模型校正分以下 3步進(jìn)行： ? 1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ? 2）路測(cè)數(shù)據(jù)后處理 ? 3）模型校正 傳播模型校正 ?1）數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 ? 設(shè)計(jì)測(cè)試方案，進(jìn)行車載路測(cè)，并記錄收集本地的測(cè)試信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)數(shù)據(jù)。 影響室內(nèi)傳播的因素主要是建筑物的布局、建筑材料和建筑類型等。 COST231 WI模型考慮視距傳播和非視距傳播兩種情況路徑損耗的近似計(jì)算。 LEE模型不僅給出了宏蜂窩模型，還給出了微蜂窩模型；還 考慮 視距 傳播 和非視距傳播兩種情況。 LEE模型 LEE模型應(yīng)用廣泛，主要原因是模型中的主要參數(shù)易于根據(jù)測(cè)量 值 調(diào)整 ， 適合本地?zé)o線傳播環(huán)境，模型準(zhǔn)確性大大提高。 COST231 Hata模型和 OkumuraHata模型主要的區(qū)別是頻率衰減的系數(shù)不同。 ?分類 ? 室外傳播模型 、 室內(nèi)傳播模型 室外傳播模型 ?常用的幾種電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型有 ： ? OkumuraHata模型 ? COST231模型 ? CCIR模型 ? LEE模型 ? COST231 WI模型 OkumuraHata模型 OkumuraHata模型時(shí)根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出的經(jīng)驗(yàn)公式，應(yīng)用頻率在 150~1500MHz之間， 適用于小區(qū)半徑大于 1km的宏蜂窩系統(tǒng)，基站有效天線高度在 30m到 200m之間，移動(dòng)臺(tái)有效天線高度在 1m到 10m之間。 由于衰落是隨機(jī)發(fā)生的，所以只能給出平均衰落持續(xù)時(shí)間。 電平通過率是隨機(jī)變量，通常用平均電平通過率來描述。電平通過率定量描述這一特征。衰落率是與衰落深度有關(guān)的。 衰落深度是信號(hào)的有效值與該次衰落的信號(hào)最小值的差值。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)行進(jìn)方向朝著或背著電波傳播方向時(shí)，衰落最快。簡(jiǎn)單地說，衰落率就是信號(hào)包絡(luò)衰落的速率。 衰落特征的特征量 ?通常用衰落率、電平交叉率、平均衰落周期及衰落持續(xù)時(shí)間等特征量表示信道的衰落特性。根據(jù)信道是否考慮了空間選擇性，把信道分為標(biāo)量信道和矢量信道。 多徑衰落信道的分類 移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度及基帶信號(hào)的發(fā)送速率決定了信號(hào)是經(jīng)歷快衰落還是慢衰落。 多徑衰落信道的分類 當(dāng)信道的相關(guān)時(shí)間比發(fā)送信號(hào)的周期短，且基帶信號(hào)的帶寬小于多普勒擴(kuò)展時(shí)，信道沖激響應(yīng)在符號(hào)周期內(nèi)變化很快，產(chǎn)生快衰落。 在平坦衰落情況下，信道的多徑結(jié)構(gòu)使發(fā)送信號(hào)的頻譜特性在接收機(jī)內(nèi)仍能保持不變。 多徑衰落信道的分類 ?移動(dòng)無線信道中的時(shí)間色散和頻率色散可能產(chǎn)生 4中衰落效應(yīng) : ? 由 時(shí)間色散導(dǎo)致發(fā)送信號(hào)產(chǎn)生的平坦衰落和頻率選擇性衰落； ? 根據(jù)發(fā)送信號(hào)與信道變化快慢程度的比較，也就是頻率色散引起的信號(hào)失真，可將信道分為快衰落和慢衰落。