移动通信现有核心技术分析及新技术讨论.doc

目录摘要 1关键词 1第一章、移动通信发展现状概述 1 1用户发展现状 1 2网络发展现状 1 3移动通信的演进过程13.1 1G .23.2 2G .23.3 2.5G .23.4 2.75G .33.5 3G .33.6小结.4第二章、移动通信系统现有核心技术论述与分析 41 无线信道模型及信道特性分析 41.1移动无线衰落信道分析 .41.2移动通信信道模型 .42移动通信系统中分集技术简介.9 2.1分集技术-技术分类.9 2.2 分集技术-接收合并技术103移动通信系统中均衡技术的算法与实现 113.1均衡技术113.2均衡技术原理 113.3均衡技术-自适应算法 124 CDMA系统中RAKE接收技术的算法与实现 125新一代移动通信核心技术MIMO+OFDM简介 13第三章、移动通信发展趋势展望 15参考文献 17移动通信现有核心技术分析及新技术讨论摘 要： 介绍移动通信发展现状以及各个发展阶段的工作原理、关键技术、性能；移动通信系统现有核心技术论述与分析（包括移动通信无线信道模型及信道特性分析（窄带与宽带）、移动通信系统中分集技术的算法与实现、移动通信系统中均衡技术的算法与实现、CDMA系统中RAKE接收技术的算法与实现等。）、新一代移动通信核心技术MIMO+OFDM；移动通信发展趋势展望。关 键 词：移动通信；工作原理；分集技术；均衡技术；RAKE接收技术；MIMO+OFDM 第一章、移动通信发展现状概述1用户发展现状自1987年中国电信开始开办移动电话业务以来，移动电话用户数量以惊人的速度增长，1987-1993年用户数量平均增长速度超过200%，到1993年，我国移动通信用户数达到63.8万，到1994年移动用户规模超过百万大关，2000年移动电话用户数量达到7250万户，目前中国移动用户数量占全球移动用户数量的六分之一，增长速度列全世界第一。2 网络发展现状移动通信市场的发展不仅依赖于移动电话产品市场的发展，而且依赖于移动通信网络的不断完善和发展，随着用户数量的增长，移动通信网络的规模也在不断扩大，目前，我国GSM数字移动电话网已覆盖全国所有地市和96%的县市，全国主要交通干线已实现无缝覆盖，GSM数字移动电话网已与46个国家和地区的78家公司开通了自动漫游业务。3移动通信的演进过程3.11G 第一代通信系统是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，简称1G，制定于上世纪80年代，属于模拟通信系统，如AMPS和TACS系统，主要采用模拟技术和频分多址技术FDMA（Frequency Division Multiple Access）,这种技术是最古老也是最简单的。在FDMA中，不同地址用户占用不同的频率，即采用不同的载波频率，通过滤波器选取信号并抑制无用干扰，各信道在时间上可同时使用。但是，由于模拟系统的系统容量小，还有FDMA技术在信道之间必须有警界波段来使站点之间相互分开，这样在警界波段就会成很大的带宽浪费。而且，模拟系统的安全性能很差，任何有全波段无线电接收机的人都可以收听到一个单元里的所有通话。另外，此技术对天线和基站的破坏也很严重。因此模拟系统主要以语音业务为主，基本上很难开展数据业务。尽管模拟移动通信系统投入运行以来,其用户虽迅速增长,取得了巨大的成功，但是在实际的使用过程中也暴露出了许多问题，主要表现在以下几点:(1) 频谱效率较低，有限的频谱资源和快速发展的用户容量的矛盾十分突出；(2) 业务种类单一，只有语音业务；(3) 存在同频干扰和互调干扰；(4) 保密性差(5) 模拟移动通信系统设备价钱高,手机体积大,电池充电后有效工作时间短，给用户带来不便。解决上述问题的最有效办法就是采用一种新技术,即移动通信的数字化,称为数字移动通信系统。 3.22G2G（2nd Generation，第二代移动通信技术）与第一代模拟蜂窝移动通信相比，第二代移动通信系统采用了数字化，代表为GSM，CDMA等，以数字语音传输技术为核心。具有保密性强、频谱利用率高、能提供丰富的业务、标准化程度高等特点，使得移动通信得到了空前的发展，从过去的补充地位跃居通信的主导地位。我国目前应用的第二代蜂窝系统为欧洲的GSM系统以及北美的窄带CDMA系统。 3.3. 2.5G2.5G（2.5 Generation，2.5代移动通信技术） 指介于2G和3G之间的（过渡性）移动通信技术。目前已经进行商业应用的2.5G移动通信技术是从2G迈向3G的衔接性技术，由于3G所牵扯的层面多且复杂，要从目前的2G迈向3G不可能一蹴而就，因此出现了2.5G。HSCSD、WAP、EDGE、GPRS、EPOC等技术都是2.5G技术。其代表为GPRS,GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。 它经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。3.4. 2.75G 2.75G(2.75Generation,2.75代移动通信技术)2.75G 是在 GSM 网络基础上添加了EDGE的网络, EDGE是英文Enhanced Data Rate for GSM Evolution 的缩写，即增强型数据速率GSM演进技术。俗称准3G，与2G的GPRS网络并存，被认为是2G到3G的平滑过渡网络，理论上准3G可提供384-473kpbs的移动数据速率，是现有GPRS速率的3-4倍。准3G手机，即是以EDGE制式研发生产的手机，能够实现许多3G手机的功能，如快速上网，手机电视等功能，但不是真正意义上的3G手机。 3.5. 3G3G（3rd Generation，第三代移动通信技术）3G是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信相结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps（兆字节每秒）、384kbps（千字节每秒）以及144kbps的传输速度。 国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大3G标准，并写入3G技术指导性文件2000年国际移动电信计划（简称IMT-2000）。其主要特点如下：1 全球普及和全球无缝漫游的系统，它将使用共同的频段，全球统一标准。2具有支持多媒体业务的能力，应能根据需要，提供适当的带宽和数据传输速率。3 经过二代网络向三代网络的过渡、演进，并应与固网兼容。4高频谱效率。5高服务质量。7低成本8高保密性3.6小结从移动通信的发展历程可以看出，各个阶段的出现都是在原来的基础上产生的，都是上以阶段的演进与完善，主要体现在业务功能、带宽和数据传输速率上。如第一代移动通信只能进行语音通话，第二代在第一代的基础上增加了数据接收的功能，如接收电子邮件或网页，第三代与前两代的重要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。第二章、移动通信系统现有核心技术论述与分析1. 移动通信无线信道模型及信道特性分析1.1、移动无线衰落信道分类当移动台在一个较小的范围（小于20个工作波长）运动时，引起接收信号的幅度、相位和到达角等的快速变化，这种变化称为小尺度衰落。典型的小尺度衰落有Rayleigh、Rician衰落，因为当信号在传播过程中经过许多反射路径后，接收到的信号幅度可以用Rayleigh或Rician概率密度函数来描述。在接受信号有直达信号LOS(Line of sight)的情况下，幅度的衰落呈现Rician分布，而当在接收端没有直达信号的情况下，幅度的衰落呈现Rayleigh分布。采用小尺度衰落模型的信道，衰落幅度是服从Rician或Rayleigh分布的随机变量，这些变量将会影响到接收信号的幅度和功率。1.2、移动通信信道模型在通信理论中，描述移动通信信道衰落的模型主要有Clarke信道模型和Suzuki信道模型，前者用于描述小尺度衰落，后者综合考虑大尺度衰落和小尺度衰落的影响。在Clarke信道模型下，可以根据Rayleight或Rician分布来构造幅度衰落的模型。假设在第i 个单位时间上的衰落幅度 可以表示为： (1)其中是直达信号分量的幅度，、是满足方差为，均值、的不相关高斯随机过程序列。直达信号分量与高斯随机分量的能量比值被称为Rician 因子:在Rician 衰落中，当K = 和K = 0时，对应的信道分别是Gaussian 信道和Rayleigh 信道。所以Rayleigh 衰落信道可以被看作是K = 0这种特殊情况下的Rician 衰落信道。Rician 的如式(2)， 是第一类零阶修正贝塞耳函数。在没有直达信号传播路径的情况下，K = 0且 =1时，就得到了Rician 概率密度函数 (2) (3)Rician 概率分布函数如式(4)： (4)这里。由于发射机和接收机间的相对运动导致的多普勒效应，使接收信号产生了多普勒频移，多普勒频移定义为（5）式，v是移动速度，c 是光速3108米/秒。 (5)多普勒功率谱以载频 为中心、分布在之间，为最大多普勒频移，移动信道的多普勒的功率谱密度函数是(6)式，相干时间Tcoh 是多径信道中的一个重要参数，相干 (6)时间为两个瞬时时间的信道冲激响应保持强相关时的最大时间间隔。在现代移动通信中，常用来计算相关时间Tcoh 的方法3是（7）式 (7)通常移动通信信道的仿真模型都是基于多个不相关的有色高斯随机过程。产生有色高斯噪声的方法有两类，第一类是正弦波叠加法，第二类是成形滤波器法。正弦波叠加法是基于无数个加权谐波的叠加： (8)式中，分别是多普勒系数，多普勒频移和相移，定义如下为，其中，是在内服从均匀分布的随机变量，表示频率的分割，当时， ，这样就使频率成为连续分布。仿真中，一般是用有限个谐波代替无穷个谐波。基于正弦波叠加法的平坦衰落信道仿真主要就是通过确定参数的值，来建立仿真模型。基于成型滤波器法的Rayleigh衰落序列产生原理方框图如图1所示。首先是利用不相关的高斯随机变量样本序列来形成正频率分量的基带线性频谱，负频率分量的频谱可以通过取正频率分量的共轭来得到。可以使用Box Muller 6法来产生高斯随机变量序列： (9.1) (9.2)是两个服从（0、1）之间不相关的均匀分布。将得到的线性频谱乘上多普勒频谱后通过求其逆快速傅立叶变换（IFFT）得到的序列分别将作为Rayleigh衰落系数的实部和虚部，组成N个Rayleigh衰落系数的幅度将服从Rayleigh分布，相位服从均匀分布。4、衰落信道的MATLAB仿真以下为非相关Rician 分布的衰减序列的产生代码，Rician 分布的均方值为，是（1）式中高斯随机分量的方差。并且在Rician 分布中常常要求有单位的均方值，如，所以信号的能量与信噪比是一致的。为了满足，(1)式可以写成(10)式，是满足方差为=1，均值为零的高斯随机过程样本序列，根据上式，使用MATLAB 的随机数产生函数randn 产生随机分布序列来得到Rician 衰落序列。 (10)function r=rician_fading(Kdb,N,Ni)K=10(Kdb/10); const=1/(2*(K+1); x=randn(1,N); y=randn(1,N);r=sqrt(const*(x+sqrt(2*K).2+y.2); rt=zeros(1,Ni*length(r); ki=1;for i=1:length(r) rt(ki:i*Ni)=r(i);ki=ki+Ni; end通过选择合适的插入因子Ni 可以得到非相关的Rician 衰落系数幅度包落。当选择kdb 为负无穷时，可以得到Rayleigh 衰落系数幅度包落。图a是典型Rician 衰减序列幅度包络图。 图（a） 以下源代码是在移动无线通信中，Clarke 模型下的相关Rayleigh 的衰落系数产生的代码。在现代移动通信系统中，假设再3G 系统的码数率为3.84106码/每秒，移动速度是60km/ h，载波频率是2100MHz，下面代码中要求的衰落系数的个数是140000,得到的Rayleigh 分布的幅度如图b。function A = fade(v,fc,N,)%v : 移动速度v,单位为km/h %fc : 载波频率MHz/1000%N: 要求衰落系数的数量Rb = 3.84e6;c = 3e8;v = v*(1000/3600); N05；fd = v/(c/(fc*1e6); 多普勒频移t = T*(0:N-1); deltaf = 1/N/T; n=N/2f = deltaf*(0:n); S_f = sqrt(1.5./(pi*sqrt(fd2-f.2);S_f = S_f/sqrt(mean(S_f.2);多普勒频谱rand(state,sum(100*clock); U1 = rand(1,n+1);U2 = rand(1,n+1);z0 = (-2*log(U1).0.5) .* cos(2*pi.*U2);z1 = (-2*log(U1).0.5) .* sin(2*pi.*U2); 产生高斯随机序列g_i = zeros(1,N);g_i(1:n+1) = S_f*sqrt(N0/2).*(z0)/sqrt(2); g_i(N-n+1:N) = conj(g_i(n+1:-1:2);g_q = zeros(1,N);.g_q(1:n+1) = S_f*sqrt(N0/2).*(z1)/sqrt(2); g_q(N-n+1:N) = conj(g_q(n+1:-1:2);A_i = real(ifft(g_i)/sqrt(2*(n+1)*N; A_q = real(ifft(g_q)/sqrt(2*(n+1)*N;R=sqrt(A_i.2+A_q.2); r=20*log10(R);图（b）2. 移动通信系统中分集技术简介移动通信无线信道中的衰落分为大尺度衰落和小尺度衰落。大尺度衰落通常是由周围环境地形和地物的差别而导致的阴影造成的。服从正态分布，通常的客服方法是采用基于蜂窝系统的宏分集技术；小尺度衰落（多径衰落）通常是由移动台周围物体的发杂反射引起的，服从瑞利分布，其克服方法是微分级技术。分集的基本原理是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，由于多个信道的传输特性不同，信号多个副本的衰落就不会相同。接收机使用多个副本包含的信息能比较正确的恢复出原发送信号。如果不采用分集技术，在噪声受限的条件下，发射机必须要发送较高的功率，才能保证信道情况较差时链路正常连接。在移动无线环境中，由于手持终端的电池容量非常有限，所以反向链路中所能获得的功率也非常有限，而采用分集方法可以降低发射功率，这在移动通信中非常重要。分集技术是补偿衰落信道损耗的，他通常通过两个或者多个接收天线来实现。分集技术包括2个方面：一是分散传输,使接收机能够获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号;二是集中处理,即把接收机收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。因此，要获得分集效果最重要的条件是各个信号之间应该是“不相关”的。2.1分集技术-技术分类1.空间分集在移动通信中，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。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。频率分集与空间分集相比较，其优点是在接收端可以减少接受天线及相应设备的数量，缺点是要占用更多的频带资源。3.时间分集时间分集是将同一信号在不同时间区间多次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各次发送降格出现的衰落将是相互独立统计的。时间分集正是利用这些衰落在统计上互不相关的特点，即时间上衰落统计特性上的差异来实现抗时间选择性衰落的功能。为了保证重复发送的数字信号具有独立的衰落特性。时间分集与空间分集相比较，优点是减少了接收天线及相应设备的数目，缺点是占用时隙资源增大了开销，降低了传输效率。4.极化分集在移动环境下,两副在同一地点,极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出不相关的衰落特性。利用这一特点,在收发端分别装上垂直极化天线和水平极化天线,就可以得到2 路衰落特性不相关的信号。这种方法的优点是它只需一根天线，结构紧凑，节省空间，缺点是它的分集接收效果低于空间分集接收天线，并且由于发射功率要分配到两副天线上，将会造成3dB的信号功率损失。5.角度分集利用不同方向到达的信号的不相关性产生多路分集信号的技术。2.2分集技术-接收合并技术1.最大比合并（MRC）在接收端由多个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测。在接受端各个不相关的分集支路经过相位校正，并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进行相干检测。最大比合并方案在收端只需对接收信号做线性处理，然后利用最大似然检测即可还原出发端的原始信息。其译码过程简单、易实现。合并增益与分集支路数N 成正比。2.等增益合并（EGC） 等增益合并也称为相位均衡，仅仅对信道的相位偏移进行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上，它才是最佳的。它输出的结果是各路信号幅值的叠加。对CDMA系统，它维持了接收信号中各用户信号间的正交性状态，即认可衰落在各个通道间造成的差异，也不影响系统的信噪比。3.选择式合并（SC） 采用选择式合并技术时， N 个接收机的输出信号先送入选择逻辑，选择逻辑再从N 个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。每增加一条分集支路，对选择式分集输出信噪比的贡献仅为总分集支路数的倒数倍。4.切换合并 接收机扫描所有的分集支路，并选择SNR 在特定的预设门限之上的特定分支。在该信号的SNR 降低到所设的门限值之下之前，选择该信号作为输出信号。当SNR 低于设定的门限时，接收机开始重新扫描并切换到另一个分支，该方案也称为扫描合并。由于切换合并并非连续选择最好的瞬间信号，因此他比选择合并可能要差一些。但是，由于切换合并并不需要同时连续不停的监视所有的分集支路，因此这种方法要简单得多。对选择合并和切换合并而言，两者的输出信号都是只等于所有分集支路中的一个信号。另外，它们也不需要知道信道状态信息。因此，这两种方案既可用于相干调制也可用于非相干调制。3. 移动通信系统中均衡技术的算法与实现1均衡器概念在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器2均衡器基本原理均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而有更好的失真补偿性能。 3均衡技术-自适应算法自适应均衡器的原理就是按照某种准则和算法对其系数进行调整最终使自适应均衡器的代价(目标)函数最小化，达到最佳均衡的目的。而各种调整系数的算法就称为自适应算法，自适应算法是根据某个最优准则来设计的。最常用的自适应算法有迫零算法，最陡下降算法，LMS算法，RLS算法以及各种盲均衡算法等。 自适应算法所采用的最优准则有最小均方误差(LMS)准则，最小二乘(LS)准则、最大信嗓比准则和统计检测准则等，其中最小均方误差(LMS)准则和最小二乘(LS)准则是目前最为流行的自适应算法准则。由此可见LMS算法和RLS算法由于采用的最优准则不同，因此这两种算法在性能，复杂度等方面均有许多差别。 一种算法性能的好坏可以通过几个常用的指标来衡量，例如收敛速度一一通常用算法达到稳定状态(即与最优值的接近程度达到一定值)的迭代次数表示；误调比实际均方误差相对于算法的最小均方误差的平均偏差；运算复杂度 完成一次完整迭代所需的运算次数；跟踪性能一一一对信道时变统计特性的自适应能力。4. CDMA系统中RAKE接收技术的算法与实现Rake接收是由Price和Green首先提出的多径分集接收技术。基于传统Rake接收的时域处理是抗多径衰落的有效途径。扩频分集特性是扩频技术的一个主要优势，因为在扩频通信条件下，信道带宽远大于相干带宽，从而可分辨出相互独立的各多径分量，有利于Rake接收，扩频系统中通常采用Rake接收机抗多径衰落。4.1 传统的Rake接收机模型和算法由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以，CDMA接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。Rake接收机就是通过多个相关接收器接收多径信号中各路信号，并把他们合并在一起Rake接收机结构图S（t）为输入信号，通过扩频调制后为y（t），经过传输路径到达接收机，接收信号r（t）可表示为y（t）与c（t）的卷积，c（t）为此传输路径的冲激响应函数。信号经过多个路径到达接收机时，由于不同路径的时延不同，对信号幅度、相位的影响不同，所以接收机可以表示为其中，表示第l条路径传输过来的信号，是复函数，表示第l条路径对信号信号幅度和相位的影响，s（t）是发送端发射的信号，是第l条路径的传输时延，n（t）表示各路的加性噪声之和。4.2 WCDMA系统的Rake接收机在第三代CDMA系统的初级阶段，接收机是以常规Rake接收机为基础，但同时，由于信道的多径传播特性而导致了同一用户的不同路径之间存在多径干扰，特别是在扩频比较小的时候，由于扩频码的自相关特性变差，不足以抑制这种干扰时，传统的Rake接收机性能将会劣化。从实现的角度而言，Rake接收机的处理包括码片级和符号级，码片级处理有相关器、本地码产生器和匹配滤波器，符号级处理包括信道估计、相位旋转和合并相加，码片级的处理一般用ASIC器件完成，符号级的处理由DSP实现。5新一代移动通信核心技术MIMO+OFDM简介新一代移动通信与第三代移动通信系统（3G）相比将会提供更高的数据传输速率，更低的成本。达到高速率低成本的一个技术前提就是高频谱效率的技术，从而可以在有限的频谱上提供更高的传输速率和系统容量，MIMO和OFDM就是这样的技术。51 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SISO（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。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。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。实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML算法。ML算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。ZF算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。性能和复杂度最优的就是BLAST算法。该算法实际上是使用ZF算法加上干扰删除技术得出的。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。52 OFDM技术OFDM（正交频分复用）技术实际上是多载波调制的一种。其主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰（ICI）。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。结合简要介绍OFDM的工作原理，输入数据信元的速率为R，经过串并转换后，分成M个并行的子数据流，每个子数据流的速率为R/M，在每个子数据流中的若干个比特分成一组，每组的数目取决于对应子载波上的调制方式，如PSK、QAM等。M个并行的子数据信元编码交织后进行IFFT变换，将频域信号转换到时域，IFFT块的输出是N个时域的样点，再将长为LP的CP（循环前缀）加到N个样点前，形成循环扩展的OFDM信元，因此，实际发送的OFDM信元的长度为LP+N，经过并/串转换后发射。接收端接收到的信号是时域信号，此信号经过串并转换后移去CP，如果CP长度大于信道的记忆长度时，ISI仅仅影响CP，而不影响有用数据，去掉CP也就去掉了ISI的影响。5.3 MIMO与OFDM的结合MIMO系统在一定程度上可以利用传播中多径分量，也就是说MIMO可以抗多径衰落，但是对于频率选择性深衰落，MIMO系统依然是无能为力。目前解决 MIMO系统中的频率选择性衰落的方案一般是利用均衡技术，还有一种是利用OFDM。大多数研究人员认为OFDM技术是4G的核心技术，4G需要极高频谱利用率的技术，而OFDM提高频谱利用率的作用毕竟是有限的，在OFDM的基础上合理开发空间资源，也就是MIMO+OFDM，可以提供更高的数据传输速率。另外ODFM由于码率低和加入了时间保护间隔而具有极强的抗多径干扰能力。由于多径时延小于保护间隔，所以系统不受码间干扰的困扰，这就允许单频网络（SFN）可以用于宽带OFDM系统，依靠多天线来实现，即采用由大量低功率发射机组成的发射机阵列消除阴影效应，来实现完全覆盖。下面给出 MIMO+OFDM的结合方案。这样在接收端接收到的第个子载波频率上的个符号可以通过V-BLAST算法进行解译码，重复进行次以后，NL个M-QAM符号可以被恢复出来。三、移动通信发展趋势展望回顾移动通信发展历程知，3G网络中所