通信工程师考试无线链路增强技术

1.无线链路增强技术

可以提高容量和覆盖的无线链路增强技术有：分集技术和多天线技术。

(1)分集技术

如通过空间分集、时间分集（信道编码)、频率分集和极化分集等方法来获得最好的分集性能。

(2)多天线技术

如采用2或4天线来实现发射分集，或者采用多输入多输出（MIMO)技术来实现发射和接收分集。

要提高系统的吞吐量，一个很好的方法是提高信道的容量。MIMO可以成倍地提高衰落信道的信道容量。根据信息论最新研究成果，假定发送天线数为m、接收天线数是在每付天线发送信号能够被分离的情况下，有如下信道容量公式

式中SNR是每个接收天线的信噪比。

根据式（12-1），对于采用多天线阵发送和接收技术的系统，在理想情况下信道容敎将随着m线性增加，从而提供了目前其他技术无法达到的界M潜力。其次，由于多天线阵发送和接收技术本质上是空间分集与时间分集技术的结合，因而有很好的抗干扰能力。进一步将多天线发送和接收技术与信道编码技术结合，可以极大地提高通信系统的性能。这样导致了空时编码技术的产生、MIMO技术的应用。

MIMO是一种能够有效提高衮落信道容量的新技术。MIMO在发射端和接收端分别使用多付发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率)，如图12-4所示。M1MO可以看成是双天线分集的扩展，但不同之处在于MIMO中有效使用了编码重用（CodeReuse)技术，用相同的信道编码和扰码调制多个不同的数据流。若基站使用M付天线、W个扩频码，则一个数据流可以被分成Mx"个子数据流，每个扩频码对M个子数据流进行扩频，然后这些数据将被加上相互正交的导频并被同一扰码加扰,最后分别被送入M付天线。这样，发送端发送的各路子数据流所使用的扩频码、发射天线不会完全相同，减少了干扰。接收端也使用了多付天线且天线数M'满足M'>M.在接收端使用不同扩频码的子数据流可以利用扩频码的正交性分离出来，对于采用相同扩频码的子数据流，需要利用不同天线的非相关性来区分。为了保证相同扩频码的各个子数据流能够有效分离，各个天线之间必须保持较大的距离，以防止信号的相关干扰。

为了充分利用MIMO的信道空间，人们提出了不同的空时处理方案，其中最引人注目的就是BLAST(BellLaboratoriesLayeredSpace-Time)=采用BLAST技术可以利用在传统传输中不可避免的有害的多径提供的空间并行性来极大地提高比特率。在采用BLAST的系统中，多径越多越好，这是与传统思想显着不同的一点。

MIMO系统可以大大提高数据传输速率（达到14.4Mbit/s-21.6Mbit/s),同时也能提高系统容量。然而，MIMO天线会造成移动台和基站的复杂度增加。研究表明，配有4付天线的移动台的复杂度是单天线的2倍。

MIMO技术己成功应用于宽带无线接入中。目前，朗讯、松下、金桥和NTTDoCoMo等公司都在积极倡导MIMO技术在蜂窝移动通信中的应用。在3GPP的高速下行链路分组接入方案（HSDPA〉中提出了使用MIMO天线系统，这种系统在发送方和接收方都有多付天线，可以认为是双天线分集的进一步扩展。另外，在3GPP的WCDMA协议中，涉及到了6种分集发射方法，即空时分集发射（SpaceTimeTransmitDiversity,STTD)、时间切换分集发射（TimeSwitchedTransmitDiversity,TSTD)、两种闭环分集发射模式、软切换中的宏分集，以及站点选择分集发射（SiteSelectionDiversityTransmit,SSDT)。

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