个人通信课件第七章new

2020/8/10
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码分多址(CDMA)系统为每个用户分配了各自特定的 地址码，利用同一个载频，同一频带传输信息。CDMA 系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频 率、时间和空间上都可能重叠。系统的接收端必须有本 地地址码，用来对接收的信号进行相关检测。其他使用 不同码型的用户信号因为和接收机本地产生的码型不同 而不能被解调。
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自相关特性
R
T2
lim T T 2
f
t
f
t
0 常数
0 0
ct ct 1
例 MS1 MS2 BS
当P足够长
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ct ct 1P
发 d1t ct
发 d2 t ct
收 d1t ct d2 t ct ct
d1 t
d2
t
1 P
d2 t
7.1 第三代移动通信
7.1.1第三代移动通信系统简介 1、第三代移动通信的基本特征
❖ 全球无缝漫游的系统。 ❖ 具有支持多媒体业务的能力。 ❖ 抗干扰能力强、保密性好。 ❖ 高频谱效率 ❖ 高服务质量
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2、第三代移动通信的基本原理
CDMA收发系统如图所示。图中d1～dN分别为用户 的信息数据，各用户对应的地址码分别为W1～ WN。
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多用户检测器的主要优点
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语音编码
卷积编码：
卷积编码率为1/2，约束长度为9。简单的说就是输入 一个数据比特，输出二个码符号，且在输入数据比特流 中相连的9 个比特是相关的。
多用户检测
多用户检测是一种从接收机端设计入手的干扰抑制方 法，它要解决的基本问题是：如何从相互干扰的数字信息 串中可靠地解调出某个特定用户的信号。通常用估计算法 得到各个信号之间的互相关系数、用户功率等信息，充分 利用这些信息估计出其它用户带来的多址干扰，从而消除 这种干扰，实现多用户检测。
软切换类型 ❖软切换 不同基站的小区、不同基站的扇区间 ❖更软切换 同一基站不同扇区之间，切换中不需要
MSC参与。
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什么是硬切换？ 移动台在不同频道间的切换，是先断后连上，若时长
超过200ms将引起掉话。
切换类型 同一MSC的不同CDMA频道间的切换 不同MSC的不同CDMA频道间的切换 CDMA到模拟系统的切换
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3、第三代移动通信的关键技术
完善的功率控制 地址码的选择 软切换 分集技术 语音编码 多用户检测
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软切换
什么是软切换？ 所谓软切换就是当移动台需要跟一个新的基站通信时，
并不先中断与原基站的联系。软切换不需改变频率，只是 在短码的相位上作调整。
软切换使切换引起掉话的概率大大降低，从而保证了 通信的可靠性。
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分集技术
分集技术是指系统能同时接收两个或多个输入信号， 这些输入信号的衰落互不相关。
CDMA系统综合地利用频率分集、空间分集和时间分 集来抵抗衰落对信号的影响，获得高质量的通信性能。
❖ 频率分集： 信号使用不同的频率经历不同的路径和独立的衰落，
利用两个间隔较大的频率同时发射，在接收端分别接收并 进行合并，这样产生了频率分集。
空时格栅码（STTC），由Tarokh等人提出。
空时分组码（STBC），由Alamouti等人提出。
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空时分组码原理
信息源
空时块码编码器
b1 b2
bb12
b2* b1*
映射器 映射器
STBC定义为：把输入符号的分组映射到空域和时域，产生 正交序列，通过不同的发送天线发送。接收机由信道估计、 合并（空域和时域）和最大似然判决。
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空时编码技术
空时编码是无线通信的一种新的编码和信号处理技术， 使用多个发射和接收天线进行信息的发射与接收，可以 大大改善系统的信息容量和信息率，在不牺牲带宽的情 况下获得更高的编码增益。空时码集多天线分集和编码 于一体。目前，空时码主要分为以下几种：
BLAST（Bell Labs Layered Space-Time Architecture）－ Bell大实验室分层空时结构， 由Foschini等人提出。
Rake接收机的功能: ▪ 把多径信号分离 ▪ 将分离后的多径信号合并获得更强的合并信号 ▪ 化信号干扰为信号增益
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发射分集与时空编码
使用多个发射天线、多个 接收天线可以在不降低频 率利用率的条件下实现天 线分集。
考虑到设备的成本、体积、 和功率等因素，发射分集 一般适用于下行链路。
1 P
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可取出d1t
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扩频技术抗干扰原理
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扩频通信：用来传输信息的信号带宽BW远远 大于信息本身带宽BS的一种通信。
扩频增益：GP= BW/BS 理论依据：C=Blog2(1+S/N) 扩频方式：DS（直接序列扩频）
FH（跳频扩频） 解扩： 利用接收信号和一个与发端同步的
扩频码进行相关处理完成。 多址干扰：多用户干扰
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❖ 空间分集：空间位置分集和空间角度分集。
在空间角度分集中，智能天线技术是一种提高移动通信 容量、抗多址干扰的一种新技术，又被称为空分 多址 SDMA，利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到达方向，旁瓣或零陷对准 干扰信号到达方向，达到充分高效利用移动用户信号并 删除或抑制干扰信号的目的。
空时编码是多天线系统的 实现方式，可以在不牺牲 带宽的情况下获得明显的 编码增益。
1st Tx
h11
h1N
h12
1st Rx
2st Tx
h21 h1N h22
2st Rx
M st Tx
hM1 hM2 hMN
Nst Rx
多天线收发信道(MIMO)是在无线 链路两端使用多元天线阵列的模
型。图为M根发射天线和N根接收 天线的MIMO信道模型。
空间位置分集包括多天线发射分集和多天线接收分集， 采用多个天线接收是一种经典有效的抗慢衰落的技术， 而多天线发射分集是近年来提出的一种提高数据传输速 率和频谱效率以及抗衰落的一种新技术。
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❖ 时间分集：
信道编码和交织通常可以提供时间上的分集。除此之 外，CDMA系统的时间分集主要是采用了 Rake接收机技 术。