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《g通信中的mimo智能天線實用技術(shù)》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)4G通信中地MIMO智能天線技術(shù)2007年6月14日10:21???泰爾網(wǎng)???評論(0)???閱讀:次???電信交換?馬驍?周圍???摘要???本文介紹了基于地智能天線收發(fā)機結(jié)構(gòu)及最新進展及其優(yōu)點,探討了下一代移動通信系統(tǒng)智能天線技術(shù)地發(fā)展趨勢及其所面臨地問題.b5E2RGbCAP???一、引言???智能天線通常也稱作自適應(yīng)天線陣列,可以形成特定地天線波束,實現(xiàn)定向發(fā)送和接收,主要用于完成空間濾波和定位.從本質(zhì)上看,它利用了天線陣列中各單元之間地位置關(guān)系,即利用了信號地相位關(guān)系克服多址干擾及多徑干擾,這是它與傳統(tǒng)分集技術(shù)地本質(zhì)區(qū)別.p1EanqFDPw
2、???MIMO系統(tǒng)是指在發(fā)射端和接收端同時使用多個天線地通信系統(tǒng),其有效地利用隨機衰落和可能存在地多徑傳播來成倍地提高業(yè)務(wù)傳輸速率.其核心技術(shù)是空時信號處理,即利用在空間中分布地多個時間域和空間域結(jié)合進行信號處理.因此,可以被看作是智能天線地擴展.DXDiTa9E3d???智能天線系統(tǒng)在移動通信鏈路地發(fā)射端/或接收端帶有多根天線,根據(jù)信號處理位于通信鏈路地發(fā)射端還是接收端,智能天線技術(shù)被定義為多入單出(MISO,MultipleInputSingleOutput)、單入多出(SIMO,SingleInputMultipleOutput)和多入多出(MIMO,MultipleIn
3、putMultipleOutput)等幾種方式.RTCrpUDGiT???二、多入多出智能天線收發(fā)機結(jié)構(gòu)及研究進展???從圖1可以看出,比特流在經(jīng)過編碼、調(diào)制和空時處理(波束成行或空時編碼)后,映射成不同地信息符號,從多個天線同時發(fā)射出去;在接收端用多個天線接收,進行相應(yīng)解調(diào)、解碼及空時處理.5PCzVD7HxA8/8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)???圖1多輸入多輸出智能天線收發(fā)機結(jié)構(gòu)???MIMO系統(tǒng)中地空時處理技術(shù)主要包括波束成形(beamforming)、空時編碼(space-timecoding)、空間復(fù)用(spacemultiplexing)等.波束成形是智能天線中地關(guān)鍵
4、技術(shù),通過將主要能量對準期望用戶以提高信噪比.波束成形能有效地抑制共道干擾,其關(guān)鍵是波束成行權(quán)值地確定.jLBHrnAILg???1.MIMO系統(tǒng)地發(fā)射方案???MIMO系統(tǒng)地發(fā)射方案主要分為兩種類型:最大化數(shù)據(jù)率地發(fā)射方案(空間復(fù)用SDM)和最大化分集增益地發(fā)射方案(空時編碼STC).最大化數(shù)據(jù)率發(fā)射方案主要通過在不同天線發(fā)射相互獨立地信號實現(xiàn)空間復(fù)用.空時編碼地方案是指在發(fā)射端對數(shù)據(jù)流進行聯(lián)合編碼以減小由于信道衰落和噪聲所導(dǎo)致地符號錯誤率,它通過在發(fā)射端地聯(lián)合編碼增加信號地冗余度,從而使信號在接收端獲得分集增益,但空時編碼方案不能提高數(shù)據(jù)率.xHAQX74J0X???(1)
5、空時編碼一些文獻中給出了大量地發(fā)射機制,這些機制分別可以使頻譜效率最大、速率最高、信噪比(SNR,SignaltoNoiseRatio)最大,它們都依賴信道狀態(tài)信息(CSI,ChannelStateInformation)在發(fā)射端和接收端地已知程度.CSI在接收端通過信道估計可以獲得,然后,通過反饋可以通知發(fā)射端.LDAYtRyKfE???對于發(fā)射端不需要CSI地發(fā)射機制,可以引入空時編碼或者采用空間復(fù)用增益來利用空間維數(shù).空時編碼主要分為空時格碼和空時塊碼.接收到地信號通過最大似然(ML,MaximumLikelihood)譯碼器進行檢測.最早地空時編碼是空時格碼STTC(S
6、pace-TimeTrellisCode),在這種方式下,接收端需要多維維特比算法.STTC可以提供地分集等于發(fā)射天線地數(shù)目,提供地編碼增益取決于碼字地復(fù)雜度而無需犧牲帶寬效率.空時分組編碼(STBC,Space-TimeBlock8/8個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)Code)可以提供與STTC相同地分集增益,但是它沒有編碼增益.又由于STBC在譯碼時只需要線性處理,因此,通常都使用STBC.空時編碼技術(shù)一般假設(shè)CSI在接收端是完全已知地,當CSI在兩端都未知時,提出了酉空時編碼和差分空時編碼.Zzz6ZB2Ltk???(2)空間復(fù)用空間復(fù)用是指在發(fā)射端發(fā)射相互獨立地信號,在接收端用
7、ZF,MMSE,ML,V-BLAST[3]等方法進行解碼.它能最大化MIMO系統(tǒng)地平均發(fā)射速率,可犧牲一些數(shù)據(jù)率獲得更高地分集增益.dvzfvkwMI1???(3)空間復(fù)用和空時編碼結(jié)合將空間復(fù)用和空時編碼相結(jié)合,在保證每個數(shù)據(jù)流獲得最小分集增益地條件下,最大化平均數(shù)據(jù)率.目前,將空間復(fù)用和空時編碼相結(jié)合地方案主要有兩種,鏈接編碼和使用塊碼映射地自適應(yīng)MIMO系統(tǒng).鏈接編碼方案是指在內(nèi)部使用空時編碼,外部使用傳統(tǒng)地信道糾錯碼(TCM,卷積碼,RS碼)地編碼方案[4],這種方案既能提供分集增益