移动通信中的空时码技术设计方案

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1、III重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）移动通信中的空时码技术设计方案第一章绪论第一节无线移动通信的发展及其关键技术移动通信是指通信的一方或双方是在移动中实现通信的。其中包括:移动台与移动台之间通信、移动台与固定台之间通信，移动台通过基站与移动台或固定台通信。移动台与基站之间是无线电通信链路。无线移动通信传输信道复杂(时变的多径传播环境，以及传播损耗、慢衰落、快衰落、时间选择性衰落、频率选择性衰落、空间选择性衰落等)。同时无线移动通信系统受到严重的干扰(远近效应、小区内干扰、小区间干扰、同道干扰、码间串扰等)，对设备要求更为苛刻(稳定性、成本、功能、功耗)，并且频谱

2、资源有限。目前，无线移动通信方面针对这些特点已经发展了一系列的技术，包括分集技术，MIMO系统和空时处理技术等等。一、无线移动通信的发展现代无线通信起源十19世纪Hertz的电磁波辐射试验，真正的移动通信技术的发展应从20世纪20年代开始，到目前为止移动通信经历了从第一代模拟移动通信系统，第二代数字移动通信系统GSM(GlobalSystemforMobile)，正向第三代(the3rdGeneration)移动通信系统以及后3G,4G发展。第一代移动通信系统存在的主要问题是:各系统间没有公共接口；频谱利用-45-重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）率低；无法与固定网

3、向数字化推进相适应。第二代数字移动通信系统较第一代模拟移动通信系统有很大的改进，但是也存在许多问题:没有统一的国际标准；频谱利用率较低；不能满足移动通信容量的巨大要求；不能提供高速数据业务；不能有效地支持Internet业务。第二代移动通信系统3G的标准一一IMT-2000，是指使用2000MHz左右频段、提供业务速率高达2000kbps、计划在2000年左右试运行的全球移动通信系统，它有下面特点:①系统的国际性，提供全球无缝覆盖和漫游，世界范围设计的高度一致性。②业务的多样性，提供话音、数据和多媒体业务，车载通信速率为144kbps，步行通信速率为384kbps，室内通

4、信速率为2Mbps。③高质量的业务，满足通信质量能达到与固定网相比拟的高质量业务要求。④高度的灵活性，按需分配带宽，支持大范围、可变速率的信息传送。⑤频谱利用率高、通信容量大。⑥袖珍、多频、多模、通用移动终端。⑦满足通信个人化的要求。⑧系统初始配置能充分利用第二代系统设备和设施，随后实现平滑升级。⑨低的费用，包括设备和服务两方面。目前已被国际电信联盟(ITU)同意批准的3G主流标准有四种:①3GPP的DS-CDMA-FDD(也称WCDMA）②3GPP2的MC-CDMA(也称CDMA2000）③美国的SC-TDMA(也称UWC-136)④我国提出的TD-SCDMA系统作为第

5、二代移动通信系统DS-CDMA-TDD的低码片速率选项，这是我国移动通信历史上的重大突破。-45-重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）二、第二代移动通信中的关键技术（一）分集技术衰落是影响通信传输质量的一个主要因素。快衰落的深度可达30-40dB，单是利用加大发射的功率来克服这种深度衰落是不现实的，而且会对其它发射机造成严重的干扰。分集技术则是设计用来抗衰落的一种有效措施，它已广泛应用十移动通信、短波通信等随参信道中。分集主要分为两类:“宏分集”和“微分集”。宏分集主要用于蜂窝移动通信系统中，也称为“多基站分集”，这是一种减少慢衰落影响的分集技术，其做法是将多个基站设

6、置在不同的地理位置上和不同的方向上。微分集是一种减小快衰落的分集技术，为了达到信号之间的“不相关”，可以从空间、频率、极化、角度及时间等方面实现这种不相关性。由于快衰落是移动通信的最大挑战，因此微分集就是通常所指的分集技术，主要包括空间分集(含角度分集、极化分集)、频率分集、时间分集(含多径分集)。（二）MIMO系统对于一个发射端有n个天线、接收端有m个天线的多天线系统，我们将它简记为系统。有时也将一个系统称为多输入、多输出（Multi-InputMulti-Output)系统，简记为MIMO系统。文献[17,18,19]从信息论的角度研究了多天线系统在衰落信道中的信道容

7、量:对于n个发射天线和m个接收天线系统，其信道容量为:（bit/sHZ）式（1-1-1）其中det(X)表示对矩阵X求行列式，表示X的共轭转置，是单位阵，式（1-1-2）为阶信道衰落系数矩阵，是从第i个发射天线到第j-45-重庆邮电大学移通学院本科毕业设计（论文）个接收天线间的复的瑞利衰落系数，表示n个发射天线发射的总功率和。可以得到，多天线系统在信道容量上比单天线系统有显著的提高，这正是空时编码系统增加无线通信系统容量的理论依据。（三）空时处理技术现在的移动通信系统主要用时间域信号处理技术，智能天线与阵列信号处理是空间域信号