4G移动通信系统中的空间分集技术
4G移动通信系统中MIMO—OFDM技术的应用
4G移动通信系统中MIMO—OFDM技术的应用摘要本文主要阐述了第四代移动通信（4G）系统中的OFDM和MIMO技术，讲到了MIMO-OFDM模型中的一些关键技术及其主要技术，其中含有同步技术、自适应调制以及编码技术、信道估计技术。
在叙述中把MIMO技术和OFDM 技术进行巧妙地联系，这样就作为一项关键的技术在第四代移动通信系统中出现，并且其有对抗频率选择性衰落、使数据传输数率提高、增大系统容量这些主要的特点。
关键词MIMO；OFDM；4G；分集技术；信道估计0引言在现在的生活中，移动通信业务是在飞速的发展中，用户的数量在不断地增加，以及信息网络中的多媒体业务更是层出不穷，所以就会出现大容量而且还有多媒体接入能力的新型移动通信系统，这就使3G产生。
可是到现在为止，人们已经发现它的很多不足，而4G移动通信还具有能够描绘高速的数据传输，能够达到进行语音以及多媒体业务。
这使身边的生活更丰富，但它也在面临着进一步的挑战，比如说多径衰落和带宽的利用率，所以OFDM技术就能够运用把信道分解成多个正交子信道这样的方式，从而解决了这频率选择性多径衰落信道向平坦衰落信道的转化，减小多径衰落的影响。
MIMO技术的特点是，可以使空间中产生多个独立而且是同行的信道系统，这样就能够共同传输数据，同时对频谱利用率进行有效地提高。
所以，就现在来看把OFDM和MIMO进行结合已成为新一代移动通信的主要趋势。
1 MIMO-OFDM模型以及技术1.1 MIMO-OFDM模型的运行过程MIMO-OFDM模型发送比特流经过串并电路然后形成很多的线路，同时还要形成比特流，各路比特流要经过各个的编码、交织后再进行对应的映射，然后再进行保护抗信道间干扰的间隔，然后进行OFDM调制，要包含有抗时延扩展这样的前缀，结果再用对应的天线发射出去。
MIMO-OFDM系统模型的接收端就是当各个接收天线收到对应的OFDM符号后，对其设置时频的同步处理，去掉对应的CP，再对其OFDM进行解调，然后再对其进行解码，这时就要依据信道估计的结果，恢复并且接收比特流。
移动通信期末考试-附自整理无误复习资料-各知识点全
移动通信技术期末考试题（附自整理无误答案，知识点全）一、填空、判断与选择部分（此部分知识点通用）1.HLR的全称是__归属位置寄存器____；2.GMSC全称是 ____移动关口局______；3.用户手机和GSM系统网络部分的互通接口是__Um____接口；4.利用一定距离的两幅天线接收同一信号，称为___空间____分集；5.与CDMA蜂窝系统不同，4G移动通信网的物理层以OFDM 技术为核心，以MIMO 向技术为辅助。
；6.CDMA系统的一个载频信道宽是___1.2288____MHz；7.CDMA系统前向信道有___64__个正交码分信道；CDMA前向控制信道由导频信道、同步信道和寻呼信道等码分信道组成，CDMA系统中的前向业务信道全速率是__9.6____kbps；8.GSM系统的载频间隔是___200___kHz；9.IS-95CDMA是属于第__2__代移动通信系统；10.3G主流技术标准包括___CDMA200__、__TD-SCDMA__和__W-CDMA_。
11.移动通信采用的常见多址方式有__FDMA_、___TDMA___和__CDMA___；12.GSM网络系统有四部分，分别是:___NSS__、__BSS_、__MSS_和__OMS_；13.基站BS是由__BST__和_____BSC____组成的；14.常用的伪随机码有__m序列码___和___gold码___；15.SDCCH指的是_____慢速随路控制____信道；16.TD-SCDMA采用的是__智能____天线，工作方式是___FDD___模式；移动通信中的干扰主要是_同频干扰__、__邻频干扰__和__互调干扰__；17.一般GSM网络中基站采用的跳频方式是___基带____跳频；18.GSM采用的调制方式为__GMSK_____；19.天线分集、跳频能克服___多径____衰落，GSM采用的跳频为___慢跳频___。
OFDM—第四代移动通信核心技术分析
OFDM—第四代移动通信核心技术分析随着社会的飞速发展，不仅科学技术水平得以提高，通信技术的发展也是空前的。
目前使用的第三代移动通信（3G），3G是在上一代移动通信的基础上加上了不同种类的宽带业务，较之第二代移动通信，在宽带上业务上有明显的先进性，但是智能化程度还不够。
所以在3G时代还未结束之时，全球通信行业就已经开始了第四代移动通信技术--4G的研究。
标签：4G移动通信核心技术OFDM技术一、引言迄今为止，移动通信已经经历了三代的发展，第四代移动通信的基本标准也基本上确立了。
第一代移动通信（1G）主要采用FDMA（模拟技术和频分多址技术）技术，这种技术只能提供区域性语音业务，而且通话效果差、保密性能也不好，用户的接听范围也是很有限。
第二代移动通信（2G）采用GSM（数字语音传输技术）技术，相较于第一代模拟移动通信具有较高的通信质量。
第三代移动通信（3G）采用了TD-SCDMA技术、智能天线技术、WAP技术、快速无限IP技术、软件无线电技术、多载波技术和多用户检测技术。
3G服务能够同时传送声音（通话）及数据信息（电子邮件、即时通信等），代表特征是提供高速数据业务。
虽然第三代移动通信技术较前两代有了很大进步，但是其自身还是存在诸多缺陷。
如采用电路交换，而不是纯IP方式；所能提供的最高速率不能满足对移动通信系统的速率要求；不能充分满足移动流媒体通信（视频）的完全需求；没有达成全球统一的标准等。
基于3G以上缺陷，4G的研发工作已经开始进行了。
二、第四代移动通信技术概述4G（第四代移动通信技术）的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mb/s的数据传输能力。
它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。
第四代移动通信标准比第三代标准具有更多的功能。
第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。
无线通信系统中的分集技术简介
无线通信系统中的分集技术简介分集技术是一种用于提高无线通信系统性能的重要方法，它通过同时接收和处理来自多个天线的信号，以降低信道衰落对无线通信质量的影响。
本文将对无线通信系统中的分集技术进行简要介绍。
一、分集技术概述分集技术是通过增加接收端的接收天线数目，以减少信号衰落对通信质量的影响。
常见的分集技术包括空间分集、时间分集和频率分集。
1. 空间分集空间分集是利用多个接收天线来接收同一信号，然后通过信号处理算法将不同天线接收到的信号进行合并。
这样能够减少信号的衰落效应，提高无线通信系统的信噪比和容量。
2. 时间分集时间分集是通过将接收到的信号在时间上分解成多个间隔，然后重新组合成一个更好的信号。
时间分集可以通过收集经过不同的多径传播路径的信号，利用时延差异来提高信道的多样性。
3. 频率分集频率分集是基于在不同的频段或者子载波上接收信号并进行处理，以降低信道中频率选择性衰落的影响。
频率分集可以通过利用多径传播路径带来的频域选择性来提升系统容量和可靠性。
二、分集技术的优势与应用分集技术在无线通信系统中具有重要的优势和应用价值。
1. 提高系统容量和覆盖范围分集技术可以有效降低信道衰落对信号传输的影响，从而提高系统的容量和增加通信的覆盖范围。
通过利用不同的接收路径和接收天线，分集技术能够最大限度地提高系统的性能。
2. 改进通信质量和可靠性由于分集技术能够降低信道衰落的影响，使得通信质量得到改善，从而提高系统的可靠性。
在信道质量较差或者存在干扰的环境下，分集技术能够提供更好的通信效果。
3. 抗干扰和抑制噪声分集技术可以利用多个接收路径和接收天线来减小信号的干扰和抑制噪声，从而提升系统的抗干扰能力。
特别是在高速移动或者多用户的场景下，分集技术对于减少干扰和提高系统性能至关重要。
三、分集技术的发展趋势随着无线通信技术的迅猛发展，分集技术也在不断演进和改进。
1. 多天线技术的普及目前，多天线技术已经得到了广泛应用，如2x2 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）和4x4 MIMO等。
移动4G室分建设技术资料
移动4G室分建设技术资料TD-LTE规模试商⽤⽹室内分布系统改造指导原则中国移动通信集团公司2011年2⽉⽬录⼀、前⾔ (1)⼆、TD-LTE室内分布系统建设总体原则 (1)三、信源建设 (2)(⼀)频率配臵 (2)(⼆)信源选取 (2)(三)信源配臵 (2)(四)功率配臵 (3)(五)RRU配臵 (3)(六)时隙配臵 (3)(七)传输带宽配臵要求 (4)(⼋)同步信号配臵要求 (4)(九)BBU供电 (4)(⼗)RRU供电 (8)四、分布系统建设 (9)(⼀)分布系统建设⽅式 (9)(⼆)天线⼝功率要求 (10)(三)⽆源器件建设及改造 (10)(四)切换区域规划 (12)(五)系统间隔离要求 (12)五、室内分布系统设计、施⼯安装要求 (14)(⼀)总体要求 (14)(⼆)有源设备安装要求 (15)(三)GPS系统安装要求 (15)(四)天线安装要求 (16)(五)线缆布放安装要求 (16)(六)⽆源器件安装要求 (16)(七)标签 (17)⼀、前⾔为指导各省公司开展TD-LTE规模试商⽤⽹⼯程室内分布系统的建设⼯作,特制定本原则。
请各省公司在TD-LTE规模试商⽤⽹⼯程的室内分布系统建设中遵照本指导原则的技术指标、建设及配臵原则执⾏。
本指导原则由中国移动通信集团公司计划建设部负责解释。
⼆、TD-LTE室内分布系统建设总体原则(⼀)TD-LTE室内分布系统的建设应综合考虑业务需求、⽹络性能、改造难度、投资成本等因素，体现TD-LTE的性能特点并保证⽹络质量，且不影响现⽹系统的安全性和稳定性。
(⼆)室内分布系统使⽤双路建设⽅式能充分体现MIMO上下⾏容量增益，在TD-LTE规模试商⽤⽹⼯程中应根据物业点具体情况综合考虑业务需求、改造难度等因素，分别选择适当⽐例的新建、改造场景部署双路室分系统。
(三)TD-LTE室内分布系统建设应综合考虑GSM、TD-SCDMA、WLAN 和TD-LTE共⽤的需求，并按照相关要求促进室内分布系统的共建共享。
空间分集技术含义及其分类
空间分集技术含义及其分类
空间分集技术是一种将无线电波的传输信道分成多个空间子通道并分别传输信息的技术。
它可以提高无线信道的传输容量和可靠性，有效解决无线信号传输中的干扰和衰落问题，是一种重要的无线通信技术。
空间分集技术可以根据划分子通道的方式分为以下几类：
1.时分空间分集技术（Time Division Space Diversity）：将信道按时间分成若干个时间段，每个时间段内采用不同的天线组合接收信号，以降低传输误差率。
2.频分空间分集技术（Frequency Division Space Diversity）：将信道按频率分成若干个子频段，每个子频段内采用不同的天线组合接收信号，以提高通信容量和可靠性。
3.编码空间分集技术（Coding Space Diversity）：通过在发送端和接收端分别进行相应的空间编码和解码，将同一个数据流分别传输到多个天线上，以提高传输速率和可靠性。
4.极化空间分集技术（Polarization Space Diversity）：将天线按不同方向横向、纵向极化，以提高传输信道的可靠性。
以上四类不同的空间分集技术可以根据应用场景的不同灵活应用，以提高无线通信系统的性能和可靠性。
4G移动通信技术的发展及其特点
4G移动通信技术的应用研究一、4G的概念4G是第四代移动通信及其技术的简称，是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。
比较3G来分析，4G通信技术更完善设备的装置，以及给人们带来了更多的方便与价值。
第四代移动通信与第三代移动通信相比，将在技术和应用上有质的飞跃。
4G将适合所有的移动通信用户，最终实现商业无线网络、局域网、蓝牙、广播、电视卫星通信的无缝衔接并相互兼容。
4G移动通信的应用广泛，例如应用到小区、交通、互联网等上面。
二、4G移动通信技术的应用特点1、高速的传输速度4G移动通信技术最突出的特点就是，传输速度明显高于3G移动通信技术，以20Mbbit/s 的速度上传，以100Mbbit/s的速度下载，能够及时、迅速的传输海量信息，相比于3G移动通信技术每秒2Mbbit的速度有了明显的提升。
2、高度的智能化网络设备的智能化优化设计，能够使信息适应不同的传输需求，即便是在复杂的多信道传输条件下仍能够准确、及时的发送信息和接收信号。
这是许多传统的通信技术甚至是现今应用仍然非常广泛的3G移动通信技术都是无法匹敌的。
3、超强的兼容性能4G移动通信技术兼容性能超强。
在全球范围内都能够实现紧密连接，无缝化服务，如：漫游无缝化，接口全开放等功能。
4、全面的覆盖性能4G移动通信技术的覆盖性能之强是其他通信技术不能匹敌的。
它能够在DSL都无法覆盖的区域实现信号的全面覆盖。
即便是信号不强的野外区域它也能够实现信息的高速传输。
5、优质的多媒体通信4G移动通信技术以OFDM为核心，可以在杂波干扰的情况下仍旧正常传输信息，这样就方便了语音、影像的传播，数据、图画等也能有效的传递。
IP网络上的语音通话功能、手机高分辨率的观影感受等都可以通过4G移动通信技术得以实现。
三、4G移动通信技术的应用1、正交频分复用（OFDM）调制技术OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，它满足了高信元速率、高传输质量、高数据传输速率等需求。
分集技术的技术分类
分集技术的技术分类总结起来,发射分集技术的实质可以认为是涉及到空间、时间、频率、相位和编码多种资源相互组合的一种多天线技术。
根据所涉及资源的不同,可分为如下几个大类：1、空间分集我们知道在移动通信中，空间略有变动就可能出现较大的场强变化。
当使用两个接收信道时，它们受到的衰落影响是不相关的，且二者在同一时刻经受深衰落谷点影响的可能性也很小，因此这一设想引出了利用两副接收天线的方案，独立地接收同一信号，再合并输出，衰落的程度能被大大地减小，这就是空间分集。
空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的，空间距离越大，多径传播的差异就越大，所接收场强的相关性就越小。
这里所提相关性是个统计术语，表明信号间相似的程度，因此必须确定必要的空间距离。
经过测试和统计，CCIR建议为了获得满意的分集效果，移动单元两天线间距大于0.6个波长，即d>0.61，并且最好选在l/4的奇数倍附近。
若减小天线间距，即使小到1/4，也能起到相当好的分集效果。
空间分集空间分集分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。
其中空间分集接收是在空间不同的垂直高度上设置几副天线，同时接收一个发射天线的微波信号，然后合成或选择其中一个强信号，这种方式称为空间分集接收。
接收端天线之间的距离应大于波长的一半，以保证接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的，也就是说，当某一副接收天线的输出信号很低时，其他接收天线的输出则不一定在这同一时刻也出现幅度低的现象，经相应的合并电路从中选出信号幅度较大、信噪比最佳的一路，得到一个总的接收天线输出信号。
这样就降低了信道衰落的影响，改善了传输的可靠性。
空间分集接收的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。
2、频率分集频率分集频率分集是采用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，利用位于不同频段的信号经衰落信道后在统计上的不相关特性，即不同频段衰落统计特性上的差异，来实现抗频率选择性衰落的功能。
第四代移动通信技术
4G的接入系统
未来的接入系统将主要在下面三个方面进行技术革新和突 破： 1）为了最大限度开发利用有限的频率资源，在接入系统的 物理层、优化调制、信道编码和信号传输技术，研究先进 的信号处理算法、信号检测和数据压缩技术，并在频谱共 享和新型天线方面做进一步研究。 2）为了提高网络性能，在接入系统的高层协议方面，研究 网络自我优化和自动重构技术、动态频谱分配和资源分配 技术、网络管理和不同接入系统间协作。 3）提高和扩展IP技术在移动网络中的应用，加强软件无线 电技术，优化无线电传输技术，如支持实时和非实时业务， 无线连接和网络安全。
MIMO技术
MIMO 技术是指在发射端和接收端分别设置多副发射天线 和接收天线，其出发点是将多发送天线与多接收天线相结 合以改善每个用户的通信质量 ( 如差错率 ) 或提高通信效率 (如数据速率)。 MIMO 技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集 增益，空间复用技术可以大大提高信道容量，而空间分集 则可以提高信道的可靠性，降低信道误码率。 MIMO 技术的关键是能够将传统通信系统中存在的多径衰 落影响因素变成对用户通信性能有利的增强因素， MIMO 技术有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地 提高业务传输速率，因此它能够在不增加所占用的信号带 宽的前提下使无线通信的性能改善几个数量级。
MIMO技术
信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以 利用 MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽 和天线发射功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。 利用 MIMO 技术可以成倍提高信道的容量，同时也可以提 高信道的可靠性，降低误码率。前者是利用 MIMO 信道提 供的空间复用增益，后者是利用 MIMO 信道提供的空间分 集增益。 目前 MIMO 技术领域另一个研究热点就是空时编码。常见 的空时码有空时块码、空时格码。空时码的主要思想是利 用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集， 从而降低信道误码率。
第四代移动通信关键技术
第四代移动通信关键技术在当今信息时代，移动通信技术的发展日新月异，给人们的生活带来了翻天覆地的变化。
其中，第四代移动通信技术（4G）以其高速、高效、高质量的特点，成为了通信领域的重要里程碑。
4G 技术的实现依赖于一系列关键技术的支持，这些技术的协同作用使得我们能够享受到更加流畅的视频通话、快速的文件下载以及丰富多样的移动互联网应用。
一、正交频分复用（OFDM）技术OFDM 技术是 4G 通信中的核心技术之一。
它通过将高速的数据流分解成多个并行的低速子数据流，并将这些子数据流分别调制到不同的正交子载波上进行传输。
这种方式有效地对抗了无线信道中的多径衰落，提高了频谱利用率。
多径衰落是指信号在传输过程中，由于经过多条不同的路径到达接收端，导致信号的幅度和相位发生变化，从而影响通信质量。
而OFDM 技术将宽带信道划分为多个窄带子信道，每个子信道上的信号传输速率较低，使得信号的持续时间相对较长，从而减小了多径时延扩展对系统的影响。
此外，OFDM 技术还具有较强的抗频率选择性衰落能力。
由于不同的子载波在频域上相互正交，它们之间的干扰很小。
即使某些子载波受到频率选择性衰落的影响，也不会对其他子载波上的信号造成太大干扰，从而提高了系统的可靠性。
二、多输入多输出（MIMO）技术MIMO 技术是 4G 通信中的另一个关键技术。
它通过在发送端和接收端使用多个天线，实现了空间分集和空间复用，从而提高了系统的容量和性能。
空间分集是指利用多个天线发送或接收相同的信息，通过不同的路径传输，使得接收端能够获得多个独立衰落的信号副本。
这些副本经过适当的合并处理，可以有效地提高信号的可靠性，降低误码率。
空间复用则是指在不同的天线上同时发送不同的数据流，从而在相同的带宽和时间内传输更多的数据，提高了系统的频谱效率和数据传输速率。
在实际应用中，MIMO 技术可以根据信道条件和系统需求，灵活地选择空间分集或空间复用模式，以达到最佳的通信效果。
4G5G 移动通信技术-MIMO多天线技术
C log2(1 | h |2) b / s / Hz
M
C log2 (1 | hi |2 ) b / s / Hz
i 1
C
log2 (1
N
N
| hi |2 )
i 1
b / s / Hz
CEP
log2[det( I M
N
HH * )]
m
log2 பைடு நூலகம்1
i 1
N
i )
MIMO系统中，系统容量随着天线数目的增加成线性增加。
常用 MIMO 方案名称 接收分集 多用户虚拟 MIMO 开环发射分集 闭环发射分集 开环空间复用 闭环空间复用
第3章 MIMO多天线技术
3.3 MIMO工作模式
MIMO系统数据流并行传输
MIMO系统就是多个信号流在空中的并行传输。在发射端输入的数据流变成几路并行的 符号流，分别从Pt个天线同时发射出去；接收端从Pr个接收天线将信号接收下来，恢复 原始信号。
传统的多址技术可以分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA） 和空分多址（SDMA），4种方式都以频分多路复用（Frequency-division multiplexing，FDM） 技术为基础，蜂窝移动通信系统中一般采用这4种方式之一或混合方式。
✓ LTE上行方向采用基于循环前缀的SC-FDMA（Single Carrier - Frequency Division Multiplexing Access）单载波频分多址技术。
1. 分集技术
1)接收分集 所谓接收分集，就是接收机利用多条不相干传播路径，同时接收这些路径上的信号，并加 以合成的技术。 2)发射分集 所谓发射分集，就是发射机创造多条不相干传播路径，同时在这些路径上发射信号，为接 收机多路接收提供可能。
mimo 效果分类 空间分集 空间复用 波束赋形
mimo 效果分类空间分集空间复用波束赋形标题：深度探讨MIMO技术在无线通信中的应用与发展一、MIMO技术概述MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是指利用多个发射天线和多个接收天线来进行无线通信的技术。
它可以大幅提高无线通信系统的容量和覆盖范围，为用户提供更加稳定和高速的通信体验。
在当今的无线通信领域，MIMO技术已经成为了一种主流的技术，并且在5G时代有望发挥更为重要的作用。
1. MIMO效果分类根据MIMO系统中天线配置和通信方式的不同，MIMO效果可以分为空间分集（Spatial Diversity）、空间复用（Spatial Multiplexing）、波束赋形（Beamforming）等多种分类。
其中，空间分集主要用于提高系统的可靠性和覆盖范围，空间复用可用于提高系统的容量和频谱利用效率，而波束赋形则可以用于精确定位和定向通信。
2. 空间分集技术空间分集技术是一种通过多天线接收来抵抗信号衰减的技术。
它利用接收端的多个天线接收到的信号间的差异，通过信号处理算法来抵消多径效应和时延扩展的影响，从而提高系统的可靠性和抗干扰能力。
空间分集技术在移动通信系统和室内无线通信系统中得到了广泛的应用，有效地提高了系统的覆盖范围和通信质量。
3. 空间复用技术空间复用技术是一种通过多天线传输来提高系统的通信容量和频谱利用效率的技术。
它利用发射端的多个天线同时发送不同的信号流，通过接收端的信号处理算法来将这些信号流分离开来，从而实现了多用户之间的独立传输，大幅提高了系统的频谱利用效率。
在5G时代，空间复用技术将成为提高系统容量的重要手段，为大规模物联网和高清视频传输提供了重要支持。
4. 波束赋形技术波束赋形技术是一种通过调整天线的辐射方向来实现定向通信的技术。
它利用信号处理算法对天线的相位和幅度进行精确控制，从而将信号能量聚集在特定的方向上，实现了对特定用户或特定区域的精确覆盖和通信。
4G通信中的OFDM技术
4G通信中的OFDM技术新一代移动通信(beyond 3G/4G)将可以提供的数据传输速率高达100Mbit/s，甚至更高，支持的业务从语音到多媒体业务，包括实时的流媒体业务。
数据传输速率可以根据这些业务所需的速率不同动态调整。
新一代移动通信(beyond 3G/4G)将可以提供的数据传输速率高达100Mbit/s，甚至更高，支持的业务从语音到多媒体业务，包括实时的流媒体业务。
数据传输速率可以根据这些业务所需的速率不同动态调整。
新一代移动通信的另一个特点是低成本。
这样在有限的频谱资源上实现高速率和大容量，需要频谱效率极高的技术。
MIMO技术充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收，在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下，可以成倍地提高信道容量。
OFDM技术是多载波传输的一种，其多载波之间相互正交，可以高效地利用频谱资源，另外，OFDM将总带宽分割为若干个窄带子载波可以有效地抵抗频率选择性衰落。
因此充分开发这两种技术的潜力，将二者结合起来可以成为新一代移动通信核心技术的解决方案，下面详细介绍这两种技术及其二者的结合方案。
MIMO技术MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统，该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。
根据收发两端天线数量，相对于普通的S ISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。
可以看出，此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。
也就是说可以利用MIMO 信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。
4G移动通信基站建设及工程应用
4G移动通信基站建设及工程应用在当今信息高速发展的时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
4G 移动通信技术的出现，极大地改变了人们的通信方式和生活习惯，为人们带来了更加便捷、高效的通信体验。
而 4G 移动通信基站作为实现 4G 网络覆盖的重要基础设施，其建设和工程应用具有至关重要的意义。
一、4G 移动通信基站的组成与工作原理4G 移动通信基站主要由基带处理单元（BBU）、射频拉远单元（RRU）和天线等部分组成。
基带处理单元负责对信号进行编码、调制和解调等处理，射频拉远单元则将基带处理单元输出的信号进行放大和变频，并通过天线发射出去。
同时，天线还负责接收来自移动终端的信号，并将其传输给射频拉远单元和基带处理单元进行处理。
在工作原理方面，当移动终端发送信号时，信号首先通过天线被接收，然后经过射频拉远单元进行放大和变频处理，传输给基带处理单元进行解调和解码，最终将信号传输到核心网。
反之，当核心网向移动终端发送信号时，信号经过基带处理单元进行编码和调制，传输给射频拉远单元进行放大和变频处理，最后通过天线发射出去，被移动终端接收。
二、4G 移动通信基站建设的关键技术1、多输入多输出（MIMO）技术MIMO 技术是 4G 移动通信基站中的一项关键技术，它通过在发射端和接收端分别使用多个天线，实现空间复用和空间分集，从而提高系统的频谱效率和可靠性。
在 4G 移动通信基站建设中，采用 MIMO 技术可以有效地增加系统容量和覆盖范围，提高数据传输速率和通信质量。
2、正交频分复用（OFDM）技术OFDM 技术是 4G 移动通信基站中的另一种关键技术，它将高速数据流分成多个并行的低速子数据流，并将每个子数据流调制到不同的正交子载波上进行传输。
OFDM 技术具有抗多径衰落能力强、频谱利用率高、实现简单等优点，在 4G 移动通信基站建设中得到了广泛的应用。
3、软件定义无线电（SDR）技术SDR 技术是一种基于软件的无线电技术，它通过在通用硬件平台上运行不同的软件算法，实现对不同无线通信标准和频段的支持。
4G中的MIMO_OFDM原理及关键技术
CHINA NEW TELECOMMUNICATIONS December 2009CHINA NEW TELECOMMUNICATIONS1引言4G 移动通信在描绘高速的数据传输，提供从语音到多媒体业务丰富业务美好前景的同时，也面临着两大挑战：多径衰落和带宽利用率。
OFDM 技术通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转化为平坦信道，减小了多径衰落的影响。
而M IMO 技术能够在空间上产生独立的并行信道并同时传输多路数据流，在不增加系统带宽的情况下增加频谱利用率，有效的提高了系统的传输速率。
因此，将OFDM 技术和MIMO 技术结合成为4G 中的核心技术。
2OFDM 技术正交频分复用的基本原理是把高速的数据流通过串并变换，分配到传输速率相对较低的若干子信道中进行传输，在频域内将信道划分为若干互相正交的子信道，每个子信道均拥有自己的载波分别进行调制，信号通过各个子信道独立传输。
如果每个子信道的带宽被划分得足够窄，每个子信道的频率特性就可近似看作是平坦的，即每个子信道都可看作无符号间干扰（ISI）的理想信道，这样在接收端不需要使用复杂的信道均衡技术即可对接收信号可靠地解调。
在OFDM 系统中，在OFDM 符号之间插入保护间隔来保证频域子信道之间的正交性，消除OFDM 符号之间的干扰[1]。
OFDM 技术有很多独特的优点：①频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍；②抗多径干扰与频率选择性衰落能力强；③通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力；④基于离散傅立叶变换的OFDM 有快速算法，可采用IFFT 和FFT 来实现调制和解调，易用DSP 实现。
尽管有如此优点，OFDM 还是具有本身难以克服的缺点，如对频偏和相位噪声敏感，功率峰值与均值比（PAPR ）大，所采用的自适应技术以及负载算法会增加发射机和接收机的复杂度。
3MIMO 技术MIM O （多输入多输出）技术利用多天线来抑制信道衰落[2]。
浅析移动4G通信的特点及关键技术
浅析移动4G通信的特点及关键技术信息化时代的要求，也不仅仅只是局限于3G 网络技术的，再加上国际市场的进步推动了我国对网络通信技术的要求，所以，面对这样的一种局势，对3G 网络进行升级，使其成为4G 网络，便成为了我国当前的首要任务。
而本文也将着力于4G 通信工程技术，对其作出较为深入的探讨。
1.4G 通信技术的概述实际上由于4G通信技术的发展时间较短，还没有许多的运行实践经验，所以对于4G通信技术的界定研究也没有得到深入的发展，如今对于4G通信技术的界定大多数还停留在对4G 通信技术的功能定位上，所以总体上来说能够支撑4G 系统合理运行的通信技术，4G 通信技术的应用是集3G 技术与WLAN于一体的能够快速清晰地传递高质量的视频图像或者几乎满足用户所有的在线服务功能的通信技术，4G网络传递的图像在清晰度上和运行速度上都比3G技术要有很大的优势，4G系统能以100mb/s的速率进行下载，比目前的上网拨号要快上2000倍，并且上传的速度也达到20mb/s，能满足用户上网速度的要求。
同时在4G应用的价格方面与普通的固定宽带业务的价格差不多，且计费的方式更加灵活多变，用户可根据自身的实际需要来选择不同的功能服务，所以4G通信技术具有很大的发展优势，能在未来的发展中得到进一步提升。
2.4G 移动通信系统的特点4G 通信技术的应用，不仅其安全性更强，而且传输速度得以大幅度的提升，传输效率更具稳定性，可以为用户提供更优质的智能服务，业务质量及灵活性都有了较大程度的提升，频谱利用率更加充分，具有3G 技术所无法比拟的优势。
2.1 灵活性4G 移动通信系统其是以强大的智能技术作为主要的技术支撑，能够更好的确保信息资源分配的完成，在发送和接送信号过程中可以根据智能信号处理技术完成，而且不论信道条件有何不同，或是环境多么复杂信息都能够正常的进行发送和接受，对于通信过程中需要变换的业务能够有效的进行处理，确保其与通信标准相符合，其适应性、智能性和灵活性是其他技术所无法比拟的。
4G移动通信关键技术与面临的问题研究
关键词 ： ４ Ｇ； 移动通信 ； 无缝 漫游； “ 全球通 ”
ｌ 前 言
随着我 国通信 技术的不断发展 ，人们之 间的交流也变 得更加 的方 便。通信技 术的发展不仅 使人们 的生活水平发生 了重大 的变化 ， 而且也 有效的促进 了我 国经济发展 水平 的提高。３ Ｇ通信技术虽 已经走进 人们 的生活 中， 但是还 没有完 全实现普及， ４ Ｇ通信技术 的研发 已经悄悄的拉 开了帷幕 。 原因是 ３ Ｇ技术不但不 能满足较高通信速度 的要求 ， 也不能很 好的实现多项业务环境 的无缝对接 。然而 ４ Ｇ通信技 术可以弥补上面的 不足 ， 完 成了通信领域 的一大突破 ， 用 户可 以更好 的享受网络带来 的快 感， 而且其 接入终端也 是任 何类型 的都可以， 用户还 可以享受先进 的移 动电子商务。 而且 ４ Ｇ可以更好 的实现全球 网络之 间的无缝漫游， 真正实
改变 ， 已达到消除干扰信 号的 目的 ， 更好 的为用户提供高 效优质 的通信 服务 。智能天线技术不仅 能够提高信息传输的质 量还 能有效的改变信号 因此 ， 该技术被称 为未来通信 的关键技术 。如今 ， 智能天 线 现了“ 全 球通” ， 满 足一部手机在世界上任何区域都可 以通信 。如果说 ３ Ｇ 的接受质量 ， 技术有多种工作方式 ， 主要 的工作方 式是基 于多波束的切换方式和全 自 能够为人类 提供高速 无线通话环境 的话 ，那么 ４ Ｇ移 动通 信技术将会属 适应方式。这些先进条件 都有效 的促进 了第四代移动通信技术 的发展 。 于超高速的无线网络 ， 这种新技术可 以更好 的满足 电话用户与三维空间
的 发 展 具 有 重 要 的推 动作 用 。
３ ． ４ 软件无线电（ Ｓ Ｄ Ｒ】 技 术
通信系统中的分集技术
通信系统中的分集技术通信系统是现代社会最基础的基础设施之一，人们日常使用的手机、电视、互联网等都依赖于强大的通信系统支撑。
在通信系统中，我们常常会听到一种名词——分集技术。
那么，分集技术是什么，有哪些形式，它的作用是什么，本文将从多个角度深入探讨分集技术在通信系统中的应用。
一、分集技术是什么所谓分集技术，就是利用多个接收器同时接收同一个信号，通过优化信号处理算法，提高接收信号的质量。
在通信系统中，分集技术通常用于解决信号传输中的多路径效应、信号衰落等问题，提高信道传输的可靠性和性能。
目前，常见的分集技术主要包括空分集技术、时分集技术、频分集技术及波束赋形技术等，下面我们分别介绍这些分集技术的原理和应用。
二、空分集技术空分集技术，也被称为天线分集技术，利用多个天线接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
空分集技术通常应用于移动通信系统、卫星通信系统等领域，它的主要原理是通过利用空间分布，减少信号接收时的干扰和信噪比的影响，提高信道传输的质量。
三、时分集技术时分集技术，是指利用多个时隙接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
时分集技术通常应用于无线电通信系统等领域，它的主要原理是通过将接收到的信号分成多个时隙，分别进行处理，再将时隙合并，从而提高信道传输的可靠性和性能。
四、频分集技术频分集技术，是指利用多个频段接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
频分集技术通常应用于雷达系统、电视广播等领域，它的主要原理是通过将接收到的信号分成多个频段，分别进行处理，再将频段合并，从而提高信道传输的可靠性和性能。
五、波束赋形技术波束赋形技术，是指利用多个天线、多个信道接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
波束赋形技术通常应用于卫星通信、无线电通信等领域，它的主要原理是通过对传输信号的相位进行调整，使得信号在传输过程中受到的干扰和噪声最小，从而提高信道传输的可靠性和性能。
主集天线和分集天线——4G天线技术
主集天线和分集天线——4G天线技术主集天线和分集天线分集接收技术是⼀项主要的抗衰落技术，可以⼤⼤提⾼多径衰落信道传输下的可靠性，在实际的移动通信系统中，移动台常常⼯作在城市建筑群或其他复杂的地理环境中，⽽且移动的速度和⽅向是任意的。
分集接收技术被认为是明显有效⽽且经济的抗衰落技术。
分集的基本思想是将接收到的多径信号分离成不相关的（独⽴的）多路信号，然后把这些多路信号分离信号的能量按⼀定的规则合并起来，使接收到的有⽤信号能量最⼤，进⽽提⾼接收信号的信噪⽐。
因此，分集接收包括两个⽅⾯的内容：⼀是如何把接收的多径信号分离出来使其互不相关，⼆是将分离出来的多径信号恰当合并，以获得最⼤信噪⽐。
分集的⽅式：分集分为宏观分集和微观分集两⼤类。
宏观分集也称为多基站分集，其主要作⽤是抗慢衰落。
例如，在移动通信系统中，把多个基站设置在不同的物理位置上（如蜂窝⼩区的对⾓线上），同时发射相同的信号，⼩区内的移动台选择其中最好的基站与之通信，以减⼩地形、地物及⼤⽓等对信号造成的慢衰落。
主分集的定义及作⽤Radio 0是主集，负责射频信号的发送和接收；Radio1是分集，只接收不发送，基站会把从两个接⼝收到的信号进⾏合并处理，从⽽获得分集增益，因此这⾥的分集增益是接收增益。
分集接收主要是为了抵消快衰落对接收信号的影响，由于信号在传输过程中因反射等⼲扰产⽣多径分量信号，接收端利⽤多天线同时接收不同路径的信号，然后将这些信号选择、合并成总的信号，以减轻信号衰落的影响，这叫分集接收。
分集就是把分散得到的信号集中合并，只要⼏个信号之间是相互独⽴的，经恰当的合并后就能得到最⼤的信号增益。
1、⼩区主集：接收和发射是双⼯的；分集每个⼩区上⾯都有对应的天线，每个天线连着两根馈线，这两根馈线互为主分集，通常采⽤1发双收模式。
两分集接反应该是A⼩区的⼀根馈线接到了B⼩区上，B⼩区⼀根馈线接到了A⼩区上。
形成了A⼩区下⾯A1B2，B⼩区下⾯A2B1这种情况。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
题目： 4G移动通信系统中的空间分集技术2013年6月摘要移动通信技术已经成为当今通信领域发展最快、市场潜力最大的热点技术。
第四代移动通信系统——4G可以提供在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方宽带接入互联网，能够提供信息通信之外的定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。
4G的通信网络特点是宽带化、自组织化、移动化和全IP化等，为满足4G移动通信系统的高传输速率和宽带覆盖范围的要求，MIMO（多入多出通信系统）技术已经成为其关键技术之一。
MIMO通信系统具有良好的发展前景，其发展是惊人的，大量的研究和丰硕成果迅速出现。
空间分集技术是MIMO的基本入门技术。
本文通过对空间分集技术的研究背景和无线信道的衰落特征做了简要介绍，对空间分集技术中分集技术和合并技术作了比较详细分类与研究，重点对最大比值合并、等增益合并、选择式合并技术做了详细的推论与对比，并进行了性能仿真研究，对比三种合并方式的性能；对Alamouti 发射分集方案进行性能分析并仿真，对最大合并比方案与Alamouti 发射分集方案进行性能比较分析，通过仿真对比其性能。
最后对空间分集的发展提出展望，最终达到了本文的实证价值和研究意义。
关键词：4G；MIMO；空间分集；Alamouti方案ABSTRACTMobile communication technology has become the fastest growing and the largest market potential in the field of communication. The Fourth generation -- 4G mobile communication system can provide the different fixed and wireless platforms and across different frequency bands for wireless service in the network, can be in any place of broadband Internet access, can provide positioning time outside of information communication, data acquisition, remote control, and comprehensive functions. 4G communications network is characterized by broadband networks, self organized, mobile and all IP, etc., to meet the high transmission rate of 4G mobile communication system and broadband coverage requirement, MIMO (Multiple-Input Multiple-Out-put) has become one of the key technologies.MIMO communication system has good prospects for development, its development is astonishing, a lot of research and fruitful results quickly. Space diversity technology is introduction to the basic of MIMO technology. In this paper, through the study of space diversity technology background and do a brief introduction of the fading characteristics of wireless channel, diversity of space diversity technology is compared with technology and combine technology, detailed classification and research focus of maximal ratio combining, gain, choose the combining technology such as inference and contrast in detail, and the performance simulation, compared the performance of the three kinds of combination way;On Alamouti transmit diversity scheme for performance analysis and simulation, the largest merger than with Alamouti scheme transmit diversity scheme for performance comparison analysis, compared its performance through simulation. Finally put forward outlook on the development of space diversity, and eventually reached the empirical value and research significance of this paper.Keywords: 4 G；MIMO；Spatial Diversity；Alamouti Scheme目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2 空间分集技术的发展 (2)1.3本文研究内容与章节安排 (2)第二章多天线技术 (4)2.1多天线技术研究背景 (4)2.1.1传统天线向多天线技术的发展 (4)2.1.2智能天线向多天线的发展 (5)2.2多天线技术基本原理 (6)第三章空间分集技术 (8)3.1分集技术的概念 (8)3.2分集技术的分类 (8)3.2.1空间分集 (9)3.2.2频率分集 (9)3.2.3角度分集 (9)3.2.4极化分集 (9)3.2.5时间分集 (10)3.3空间分集技术原理 (10)3.4分集接收技术 (11)3.4.1 选择式合并(SC) (12)3.4.2最大比值合并（MRC） (12)3.4.3等增益合并（EGC） (13)3.5分集合并性能的分析与比较 (13)3.5.1选择式合并的性能 (13)3.5.2最大比值合并的性能 (15)3.5.3等增益合并的性能 (16)3.5.4多重分集系统平均误码率考虑 (17)3.6 Alamouti发射分集方案 (18)3.6.1 Alamouti方案的编码原理 (19)3.6.2合并和最大似然译码 (20)3.6.3多根接收天线的Alamouti方案 (22)3.6.4 Alamouti方案的性能 (22)3.7空间分集性能比较 (24)3.7.1经典最大比接收合成 (MRC)方案 (24)3.7.2 多个接收机双分支发射分集 (26)第四章仿真实现与结果分析 (30)4.1 MATLAB简介 (30)4.1.1 MATLAB语言及特点 (30)4.1.2 M文件介绍 (30)4.1.3 MATLAB基本绘图方法 (30)4.2 分集合并仿真 (31)4.3 Alamouti发射分集方案仿真 (34)4.4 空间分集性能比较仿真 (35)第五章结论与展望 (37)5.1结论 (37)5.2展望 (37)5.2.1多发射天线和多接收天线系统（MIMO） (38)5.2.2 基于分集的空时码结合OFDM (38)5.2.3 空时码的编译码看法改进以及与其他技术的结合 (38)主要参考文献 (39)致谢 (40)附录 (41)1仿真程序设计框图及程序 (41)1.1分集合并程序设计框图 (41)1.2 分集合并仿真程序 (41)1.3 Alamouti发射分集方案程序设计框图 (47)1.4 Alamouti发射分集方案仿真程序 (47)1.5 空间分集误码率比较程序设计框图 (52)1.6空间分集误码率比较仿真程序 (52)2外文资料原文 (59)3外文资料译文 (74)第一章绪论1.1课题背景中国移动通信集团总公司总工程师李默芳说:“世界移动通信业务在过去20年间(或者30年间)增长了80多倍，而各种移动通信技术,例如2G，3G，WLAN等又以惊人的速度发展着，日新月异的通信技术不断提高人们的生活质量：从传统大功率的单独的基站系统到蜂窝移动系统，本地覆盖到区域覆盖的转换，到现在的全国覆盖，进一步并实现了国内甚至国际漫游，从提供话音业务到提供包括低速数据综合业务,典型例子就是视频通信,手机WAP网站，从模拟移动通信系统(AM,模拟电视)到数字移动通信系统(2G，3G，TD.LTE)……正在商业化的3G技术和正在研究的下一代移动通信技术(TD.LTE)正在实现,或者已经实现了,即任何人在任何地方任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。
”第四代无线通信系统——4 G 与现有的无线通信系统相比，不但应提供更高的音声质量和更快比特速率的数据服务，而且必须能在不同类型环境下进行可靠工的作，如宏蜂窝、微蜂窝和微微蜂窝的环境，城市、城郊和农村，室内和室外等。
在多径衰落信道中提高质量或降低有效误差率的极其困难的，目前最有效的技术是发射功率控制，但是，这种方法存在两个基本问题：第一，发射机的动态范围。
发射机要克服某种程度的衰落，必须增加同等量级的发射功率，由于发射功率限制、放大器尺寸和成本等因素，此种方法在4G通信系统中应用是不实际的。
第二，发射机没有接收机经历信道的任何知识，因此，信道信息不得不从接收机反馈到发射机，这导致吞吐量降低，并给发射机和接收机增加相当大的复杂性。
在大多数环境中，天线分集是实际有效，并广泛应用于降低多径衰落效应的技术。
在发射端和接收端同时增加天线，每一个发射天线发送一个独立信号，就形成天线分集通信系统——多入多出（MIMO）通信系统。
MIMO通信系统的核心思想是空时处理。
在这个处理中时间和固定的空间中有多个分布天线的空间维数相匹配。
关键特征是把传统无线传输的障碍，即多径效应，转变为有利于信道容量的能力，利用随机衰落和多径时延分布来增大传输速率。