移动通信系统(4G).ppt

图7-3 水平编码方案 　　2) 垂直编码　　垂直编码方案如图7-4所示。　　在垂直编码方案中，输入的数据流先经过信道编码、交织和调制，然后经串/并变换分解为M个数据流，再经各自的天线发射出去。由于每个信息比特扩展到了多个天线上，因此这一编码方案可以获得大于N的分集阶。但接收机端需要对各个子流进行联合译码，从而导致接收机复杂度会比较高。 图7-4 垂直编码方案 　　3) 对角线编码　　对角线编码方案如图7-5所示。　　在对角线编码方案中，数据流先经过水平编码，然后再经过对角线编码，这样可以保证串/并变换后每个流上的码字都经过M个天线被发射出去。这一方案是最优的空间复用编码方案，可以获得最多MN阶分集。但同样地，在接收端需要联合译码，接收机的复杂度也最高。 图7-5 对角线编码方案 　　2. 空间分集技术　　空间分集也称天线分集，是指在接收端或者发送端使用多个天线接收或发送相同信号。使用空间分集时，接收天线元之间的间隔需要大于相干距离。　　空间分集技术可以分为接收分集和发送分集，如图7-6和图7-7所示。　　发送分集可以将分集的负担从手机终端转移到基站。采用发送分集的主要问题是发送端不知道衰落信道的信道状态信息，因此必须利用信道编码以保证各信道的良好性能，这就是空时编码。空时码是信道编码设计与发送分集的结合。空时码在将一个数据流在多个天线上同时发射时，建立了空间分离信号(空域)与时间分离信号(时域)之间的关系。 图7-6 接收分集示意图 图7-7 发送分集示意图 　　基于发送分集的空时码可以分为空时格码和空时块码。空时格码是在空时延时码的基础上发展起来的，有较好的性能，它使用维特比译码方法，其译码复杂度与传输速率呈指数关系，实现难度较大。空时块码是利用正交设计理论的空时编码技术，其译码复杂度很低，还可以得到最大的发射分集增益。经过空时编码的信号通过多路相关性较小的无线信道到达接收端，接收端通常需要知道各无线信道的参数，即信道估计，可以使用基于导频训练序列进行信道估计，也可以盲估计。 7.4.3 智能天线技术　　智能天线(SA)技术具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，它被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线使用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号的到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号的到达方向，以达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号之目的。　　智能天线可以提高信噪比，提升系统通信质量，缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾，降低系统整体造价，因而势必会成为4G系统的关键技术之一。智能天线的核心是智能算法，算法能够决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率，因而需要选择较好的算法实现波束的智能控制。 7.4.4 软件无线电技术　　软件无线电(SDR)技术是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。软件无线电的核心思想是：在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地使用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现。其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、信源编码软件、信道纠错编码软件和调制解调算法软件等。软件无线电技术有助于不同标准和系统的融合。软件无线电在4G中的可能应用为：采用软件无线电实现的基站可同时为多个网络服务；当终端移动时，可重新配置，如当移动终端移动到一个采用不同标准的移动系统中时，终端可按照该系统的标准重新进行自动配置，从而获得系统提供的各种服务。 7.4.5 IPv6技术　　4G通信系统选择了采用IP的全分组方式传送数据流，因此IPv6技术是下一代网络的核心协议。选择IP主要基于以下几点考虑：　　(1) 巨大的地址空间。IPv6地址为128位，代替了IPv4的32位，地址空间大于3.4?1038。如果整个地球表面（包括陆地和水面）都覆盖着计算机，那么IPv6允许每平方米拥有7?1023个IP地址。可见，IPv6地址空间是巨大的。在一段可预见的时期内，它能够为所有可以想象出的网络设备提供一个全球唯一的地址。 　　(2) 自动控制。IPv6还有另一个基本特性就是它支持无状态或有状态两种地址自动配置方式。无状态地址自动配置方式是获得地址的关键。在这种方式下，需要配置地址的节点使用一种邻居发现机制获得一个局部连接地址。一旦得到这个地址之后，它使用另一种即插即用的机制，在没有任何人工干预的情况下，获得一个全球唯一的路由地址。对于有状态地址配置机制，如DHCP(动态主机配置协议)，需要一个额外的服务器，因此也需要很多额外的操作和维护。 　　(3) 服务质量(QoS)。它包含几个方面的内容。从协议的角度看，