《通信概论》课件 任务2 技术变革-4G的关键技术

任务2技术变革-4G关键技术OFDMA技术一MIMO技术二学习内容通信概论OFDMA技术一通信概论

在移动通信中有种现象叫做多径效应。所谓多径效应，是指信号发射之后，由不同的路径到达终端，终端处于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成，会对接收信号造成一定的影响。多径效应

多径效应造成的时间差会造成终端接收信号互相干扰，前一个到达的码元的后端部分会干扰后一个码元的前端部分，即码间干扰（ISI,InterSymbolInterference）多径效应

为了降低多径效应带来的码间串扰问题，OFDM采用了将串行的高速率业务通过串并转换（S/P，Serial/Parallel），变成N列低速的并行数据。因此码元速率下降了，码元周期就大大扩展了，从而可以有效对抗码间串扰。最后，把这N列并行数据调制到N个低带宽的子载波上去，就完成了OFDM中“FDM”的过程。通过串并转换降低码元速率

OFDM的技术实现路线是将高速数据信号通过串并转换成并行的低速子数据流，通过快速傅立叶反变换（IFFT）调制成若干正交的子载波进行传输，因为这些子载波相互正交，在频域上可以叠加，此外结合分集，空时编码，干扰和信道间干扰抑制以及智能天线技术，最大限度的提高系统性能。OFDM

OFDMA将传输带宽划分成相互正交的子载波集，通过将不同的子载波集分配给不同的用户，可用资源被灵活的在不同移动终端之间共享，从而实现不同用户之间的多址接入。这可以看成是一种OFDM+FDMA+TDMA技术相结合的多址接入方式。LTE多址技术MIMO技术二通信概论1908年马可尼就提出用MIMO来抗衰落;

70年代有人提出将MIMO用于通信系统;

1995年Teladar给出了在衰落情况下的MIMO容量；

1996年Foshinia给出了一种多入多出处理算法——对角-贝尔实验室分层空时(D-BLAST)算法；

1998年Tarokh等讨论了用于MIMO的空时码；

1998年Wolniansky等采用垂直-贝尔实验室分层空时(V-BLAST)算法建立了一个MIMO实验系统。这些工作使得MIMO技术的研究工作得到了迅速发展。MIMO的发展史在移动通信领域中，多径效应会引起衰落，因而被视为无线传输的有害因素。而多天线MIMO(MultipleInputMultipleOutput：多输入多输出)技术充分利用空间中的多径因素，在发送端和接收端采用多个天线，通过空时处理技术实现分集增益或复用增益，充分利用空间资源，提高频谱利用率。MIMO传输模型MIMO多进多出是一种复杂的天线分集技术。多径效应会影响信号质量，因此传统的天线系统都在如何消除多径效应上动脑筋。而MIMO系统正好相反，它利用多径效应来改善通信质量。在MIMO系统中，收发双方使用多副可以同时工作的天线进行通信。MIMO系统通常采用复杂的信号处理技术来显著增强可靠性、传输范围和吞吐量。发射机采用这些技术同时发送多路射频信号，接收机再从这些信号中将数据恢复出来。SU-MIMO和MU-MIMOLTE系统一般在下行采用SU-MIMO，上行采用MU-MIMO下行多天线技术。单用户MIMO（SU-MIMO）是将一个或多个数据流（称为层）从一个发送阵列发送到单个用户的能力。SU-MIMO从而可以增加该用户的吞吐量并增加网络的容量。可以支持的层数（称为等级）取决于无线电信道。为了区分DL层，UE需要至少具有与层数一样多的接收器天线。SU-MIMO可以通过在相同方向上以不同极化发送不同的层来实现。SU-MIMO也可以在多径环境中实现，在多径环境中，通过在不同的传播路径上发送不同的层，可以在AAS（有源天线系统）和UE之间存在许多强度相似的无线电传播路径。SU-MIMO和MU-MIMO多用户MIMO（MU-MIMO）中，AAS使用相同的时间和频率资源，同时以不同的波束将不同的层发送给不同的用户，从而增加了网络容量。MU-MIMO可实现的容量增益取决于以良好的信噪比（SINR）接收。与SU-MIMO一样，总DL功率在不同层之间共享，因此，随着同时MU-MIMO用户数量的增加，每个用户的功率（以及SINR）都会降低。另外