《现代移动通信技术与系统（第3版）》课件 项目二 移动通信的基础技术

移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.1信源编码技术

【重点】信源编码的原理【难点】如何实现语音编码

【目标】掌握信源编码的原理问题分析：a.是有效性？b.什么是可靠性？结论：通信系统的任务就是将由信源产生的信息通过无线信道有效、可靠地传送到目的地。信源编码是为了提高信息传输的有效性，对信源信号进行压缩，实现模\数变换，实现模拟信号到数字信号的转化。一.什么是信源编码？问题提出：通信系统的任务是什么？模拟信号VS

数字信号模拟信号

数字信号信源编码二.语音编码技术在移动通信系统中，信源有语音信号、图像（如可视移动电话）或离散数据（如短信息服务）之分。这里主要介绍语音编码及应用。1.语音编码的定义

语音编码就是实现语音信号的模数（A∕D）变换，即将模拟的语音信号转换成数字的语音信号。2.语音编码的目的

减少信源冗余，解除语音信源的相关性，压缩语音编码的码速率，提高信源的有效性。3.语音编码的方式各种语音编码方式在信号压缩方法上是有区别的，根据信号压缩方式的不同，通常将语音编码分为以下三种：（1）波形编码；（2）参量编码；（3）混合编码。波形编码（1）波形编码原理：将语音模拟信号经过取样、量化、编码而形成数字话音信号的过程。特点：高质量、高速率（16~64kbit∕s）参量编码原理：又称为声源编码，它利用人类的发声机制，对语音信号的特征参数进行提取，再进行编码。特点：低速率（在1.2~4.8kbit∕s内）、低质量。吸取波形编码和参量编码的优点，以参量编码为基础并附加一定的波形编码特征，以实现在可懂度基础上适当改善自然度目的的编码方法。特点：较低速率（在4~16kbit∕s之间）、较好质量。混合编码3规则脉冲激励线性预测编码（RPE－LPC）码本激励线性预测编码（CE－LP）多脉冲激励线性预测编码（MP－LPC）混合编码的应用12讨论：在通信过程中，对语音编码的要求有哪些？移动通信对语音编码的要求（1）编码速率要适合在移动信道内传输，纯编码速率应低于16kb/s。（2）在一定编码速率下语音质量应尽可能高，即解码后的复原语音的保真度要高，平均评定评分（MOS）应不低于3.5分（按长途语音质量要求）。（3）编解码时延要短，总时延不得超过65ms。（4）要能适应衰落信道的传输，即抗误码性能要好，以保持较好的语音质量。（5）算法的复杂程度要适中，应易于大规模电路的集成。（6）适应性强。数字话音编码的处理时延应尽量小，控制在几十毫秒内，并且能够在强噪声干扰环境下正常工作。（7）硬件和软件要求：数字话音编码器的硬件结构应便于大规模集成，软件算法应具有抗干扰能力。5432语音编码质量的评定第5级Excellent表示质量完美第4级Good表示高质量第3级Fair表示质量尚可（及格）第2级Poor表示质量差（不及格）第1级Bad表示质量完全不能接受1在5级主观评测标准中，MOS达到4级以上就可以进入公共骨干网，达到3.5级以上可以基本进入移动通信网。CDMA2000系统:EVRCWCDMA、TD-SCDMA:AMR3G三.语音编码方式的应用GSM系统：RPE－LTP（规则脉冲激励长期预测编码）其纯码速率为13kbit∕s，语音质量MOS得分可达4.0。VoLTE分别采用AMR和H.264编码作为语音和视频编码技术.Vo5G分别采用EVS和H.265作为语音和视频编码技术4G5G2GIS-95系统：QCELP（码激励线性预测声码器），利用语音激活检测(VAD)技术，采用可变速率编码。根据不同的信噪比分别选择4种速率：9.6Kbps,4.8Kbps,2.4Kbps和1.2Kbps。1501.要点一信源编码目的是为了提高信息传输的有效性02.要点二信源编码方式多种多样，移动通信系统中大多采用可变速率混合编码方案2.1信源编码技术——任务小结现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统项目二移动通信的基础技术任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.2信道编码技术

【重点】信道编码的原理【难点】信道编码的应用

【目标】掌握信道编码的原理问题分析：如何保障信息传输的可靠性？结论：信道编码可以用来纠正信道中随机独立差错，对传输信息实现再次保护一.什么是信道编码？问题提出：在实际移动通信信道上传输数字信号时，由于信道传输特性的不理想及噪声的影响，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。二.信道编码技术1.信道编码的定义：为了保证通信系统的传输可靠性，克服信道中的噪声和干扰，而专门设计的一类抗干扰技术和方法。2.信道编码的作用和目的：（1）信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号。

（2）信道编码的目的：试图以最少的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性的提高。二.信道编码技术1.信道编码的定义：为了保证通信系统的传输可靠性，克服信道中的噪声和干扰，而专门设计的一类抗干扰技术和方法。2.信道编码的作用和目的：（1）信道编码的作用：增加符号间的相关性，以便在受到干扰的情况下恢复信号。

（2）信道编码的目的：试图以最少的监督码元为代价，以换取最大程度的可靠性的提高。3.信道编码的工作思路：（1）发送端根据一定的（监督）规律在待发送的信息码元中（人为的）加入一些必要的（监督）码元；（2）在接收端利用这些监督码元与信息码元之间的（监督）规律，发现和纠正差错，以提高信息码元传输的可靠性。信息码元：待发送的码元监督（或校验）码元：人为加入的多余码元。

二.信道编码技术按功能按结构和规律检错码只能检测出差错，在多数情况下，当检测到错误时，该信息被丢弃；同时通知发端重发该信息纠错码具有自动纠正差错功能，当差错被检测到时能被完全纠正而无需重发检纠错码既能检错又能纠错非线性码监督关系方程不满足线性规律的信道编码4.信道编码的方式(分类)线性码监督关系方程是线性方程的信道编码前循环冗余校验CRC码自动请求重传ARQ目前没有实用户评价循环码中BCHRS码卷积码级联码Turbo码混合ARQ，又称为HARQ线性分组码、线性卷积码分组汇报：移动通信系统中典型的信道编码技术（1）线性分组码5.典型的信道编码编码输入输出K位一组n位一组加入多余的码元（监督码元）线性分组码的定义：线性分组码一般是按照代数规律构造的，故又称为代数编码。线性:是指编码规律即监督位（校验位）与信息位之间的关系遵从线性规律。分组:指编码方法是按信息分组来进行的线性分组码一般可记为(n，k)码,即k位信息码元为一个分组,编成n位码元长度的码组，而(n－k)位为监督码元长度。（1）线性分组码例：最简单的(7，3)线性分组码：这种码的信息码元以每3位一组进行编码，即输入编码器的信息位长度k=3，完成编码后输出编码器的码组长度为n=7，监督位长度n–k=7–3=4，编码效率η=k/n=3/7。假设：输入信息为U=（U0，U1，U2），输出码元记为C=（C0，C1，C2，C3，C4，C5，C6）则，(7，3)线性分组码的编码方程为：前三位码元就是信息位的简单重复后四位码元是监督位，由前3个信息位的线性组合构成（2）循环码是一种非常实用的线性分组码。目前一些主要有应用价值的线性分组码均属于循环码。主要特征：循环推移不变性；对任意一个次码多项式唯一确定。常用的循环码：汉明（Hamming）码：在每个信息码元分组k中，仅能纠正一个独立差错；BCH码：可以纠正多个独立差错；Fire码：仅可以纠正单个突发差错；RS码：可纠正多个独立或突发差错（3）卷积码卷积码：是将k个信息比特编成n个比特的码组，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。与分组码不同：卷积码不是把信息序列分组后再进行单独编码，而是由连续输入的信息序列得到连续输出的已编码序列。卷积码是一种有记忆编码，编码规则遵从卷积运算卷积码的表示：一般可记为(n，k，m)码。其中，k表示每次输人编码器的位数；n则为每次输出编码器的位数；m则表示编码器中寄存器的节(个)数，其约束长度为m+1位。因为某时刻编码器输出的n位码元，不仅与该时刻输入的k位码元有关，还与编码器中m级寄存器记忆的以前若干时刻输入的信息码元有关，所以称它为非分组的有记忆编码。（4）Turbo码Turbo码，又称并行级联卷积码，Turbo是英文中的前缀，是指带有涡轮驱动，即反复迭代的含义。它巧妙地将卷积码和随机交织器结合在一起，实现了随机编码的思想，同时，采用软输出迭代译码来逼近最大似然译码的性能。其抗误码性能十分优越。但时延较大。Turbo通过编码器的巧妙构造，即多个子码通过交织器进行并行或串行级联，然后进行迭代译码，从而获得卓越的纠错性能；用短码去构造等效意义上的长码，以达到长码的纠错性能而减少译码复杂度。应用：用于高速率、高质量的通信业务。Turbo码被确定为第三代移动通信系统（IMT-2000）的信道编码方案之一。其中最具代表性的3GPP的WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA三个标准中的信道编码方案都使用了Turbo码。（5）HARQARQ(自动请求重传)，HARQ（混合自动请求重传）ARQ的基本工作过程：在接收端收到数据包后首先检验该数据包是否正确，并判断：如果正确，向发送端反馈一个成功应答ACK信号，发送端收到ACK后可继续发送下一个数据包信号；如果不正确，则向发送端反馈一个失败应答NACK，发送端收到NACK后重传原传送的数据包，并一直进行下去，直至发送端收到ACK信号为止。讨论：LDPC码和Polar码的优点和缺点是什么？三.交织处理技术1.交织处理的意义交织处理是一种改造信道的信息处理手段，它本身并不具备检错和纠错功能。是将数据流在时间上进行重新处理的过程。在实际移动通信环境下的衰落，通过交织处理将数字信号传输的突发性差错转换为随机错误，再用纠正随机差错的编码（FEC）技术消除随机差错，改善移动通信的传输特性。2.引入交织编码的原因实际的移动信道既不是纯随机独立差错信道，也不是纯突发差错信道，而是混合性信道；而信道编码均是用于纠正随机独立差错的。3.交织处理的实现交织处理方式：块交织、帧交织、随机交织、混合交织等。实现块交织编码的方法在发端的处理：①首先把输入信息分成m行，m称为交织度，每行都有n个码元的分组码，称它为行码，并且每个行码都是具有K位信息和t位纠错能力的分组码﹛n，k，t﹜，简记为﹛n，k﹜，该分组码的冗余位为n－k。②然后将它们排列成如下所示的阵列：③输出时，规定按列的顺序自左至右读出，在接收端：④将上述过程逆向重复，即把收到的序列按列写入存储器，再按行读出，就恢复成原来的m行（n，k）分组码。

四.信道编码的应用信道编码、交织处理技术在GSM、IS-95CDMA、第三代移动通信系统中都获得了广泛的应用。3G移动通信的三大主流技术同时采用了卷积码和Turbo码两种纠错编码。4G移动通信系统采用更高级的信道编码方案(如Turbo码、级连码和LDPC等)、自动重发请求(ARQ)技术。5G移动通信系统中主要才用Turbo码、LDPC码，Polar码作为信道编码技术3901.要点一信道编码目的是为了提高信息传输的可靠性02.要点二信道编码的工作思路是发送端根据一定的规律在待发送的信息码元中加入一些必要的码元，在接收端利用这些监督码元与信息码元之间的规律，发现和纠正差错2.2信道编码技术——任务小结现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.3调制技术

【重点】调制的原理【难点】如何实现QAM

【目标】掌握调制的原理问题分析：如何保证天线的尺寸不要过大？结论：调制技术首先是为了和信道匹配，电磁波频率与天线尺寸要匹配（1/4波长为佳），高频段易于采用与频分复用。一、为什么需要调制（频谱搬移）？问题提出：300-3400Hz的语音信号（基带信号）可以直接在大气层传播吗？移动通信面临的无线信道问题：频率资源有限、干扰和噪声影响大，存在着多径衰落。通信的最终目的：是远距离传递信息。由于传输失真、传输损耗以及保证带内特性的原因，基带信号是无法在无线信道上进行长距离传输的。为了进行长途传输，必须对要传输的信号进行载波调制：将信号频谱搬移到高频处才能在无线信道中传输。二.调制技术的基本概念1.调制:就是用基带信号控制高频载波u(t)=Umcos(ωt+Φ)的参数(振幅、频率和相位)，使这些参数随基带信号变化。2.基带信号:是要传输的原始的电信号，一般是指基本的信号波形，在数字通信中则指相应的电脉冲。低频低功率3.载波：未调制的高频电振荡信号。可以是正弦波,也可以是非正弦波,如方波、脉冲序列等。高频4.调制信号：用来控制高频载波参数的基带信号。5.已调波或已调信号：被调制信号调制过的高频电振荡信号.6.调制技术：就是把要传输的模拟信号或数字信号(基带信号)变换成适合信道传输的信号(已调信号)的技术。7.解调:是调制的逆过程。是指在接收端将已调信号还原成要传输的原始信号的过程。调制的目的：就是对信源信息进行处理，使信号适合在空中长距离的传输。数字信号的调制与解调是移动通信中的一项关键技术,对信道的传输性能起着重要的作用。调制器高频信号发生器基带信号或调制信号已调信号载波人的语音频带范围为300～3400Hz；取样速率fs=8kHz800MHz；900MHz；1800MHz；2100MHz；3500MHz；5000MHz要传输的原始的电信号讨论：在移动通信中，对调制技术的要求有哪些？三.移动通信对调制解调技术的功能要求（1）提供高的传输效率：所有技术必须在规定频带内提供高的传输效率，确保信号能够有效地传输数据。（2）降低信号衰落引起的误差：通过技术手段减少信号深衰落引起的误差数，提高通信的可靠性。（3）使用高效率的放大器：应使用高效率的放大器，以减少能量消耗并提高信号传输的质量。（4）获得所需的误码率：在衰落条件下获得所需要的误码率，确保通信质量在各种条件下都能满足要求。四.调制技术的分类按调制信号的性质数字调制频移键控FSK幅度键控ASK相移键控PSK调幅AM调频FM调相PM模拟调制讨论：QAM调制是调幅还是调相？在3GPP协议(TS38.201)中，定义了5G支持的调制方式如下:四相相移键控多进制正交幅度调制π/2二进制相移键控五.调制技术在移动通信中的应用星座调制说明：星座图中的点，可以指示调制信号的幅度和相位的可能状态。BPSK定义了2种相位，分别表示0和1，因此BPSK可以在每个载波上调制1比特的信息。BPSKπ/2-BPSK是BPSK在序列的奇数位时调制信号相位偏移π/2，序列的偶数位时和BPSK调制信号的相位一样，也就是π/2-BPSK定义了4种相位来表示0和1π/2-BPSKQPSK全称是正交相移键控，它定义了4个不同的相位，分别表示00、01、10、11，因此QPSK可以在每个载波上调制2比特的信息。QPSK16QAM0000000100110010010001010111011011001101111111101000100110111010QI16QAM的情况下，一个符号点位可以表示4个比特的信息。SQAM(t)=Aicos（）cos2πft+Aisin（）cos2πft

θ

θ64QAM和256QAM64QAM的情况下，一个符号点位可以表示6个比特的信息。256QAM的情况下，一个符号点位可以表示8个比特的信息。QI结论：从星座图中可以看出PSK调制信号的幅度不变，相位有变化。QAM调制信号的幅度和相位在变化。正是因为每个符号能代表的bit数不断提升，使得携带的信息量提升，最终让这个“交通工具”能显著提升速率。5901.要点一调制是将信号频谱搬移到高频处,信号才能在无线信道中传输02.要点二

调制技术：就是把要传输的模拟信号或数字信号(基带信号)变换成适合信道传输的信号(已调信号)的技术2.3调制技术——任务小结03.要点三移动通信对调制技术的要求包括：频谱搬移、高的带宽效率、高的功率效率、低的带外辐射、抗衰落能力强、成本低，易于实现。现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信的认知项目二移动通信的基础技术项目三移动通信的工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.4多址技术

【重点】多址技术的原理【难点】OFDMA的原理【目标】掌握FDMA\TDMA\CDMA\SDMA\OFDMA\SC-FDMA\NOMA的原理，了解多址技术的应用

。问题分析：a.基站如何才能准确区分用户？b.用户如何确定基站发射的信号是给自己的？结论：基站既要保证自的容量，也要考虑用户的准确区分及信号的识别，需要用多址技术来实现。一.基站如何识别小区内的用户？问题提出：基站的困惑：如何才能容纳更多的用户并同时为他们提供业务？

二.多址技术的概念多址技术是指实现小区内多用户之间，小区内外多用户之间通信地址识别的技术，多用于无线通信，多址技术又称为多址接入技术

三、多址技术的分类移动通信中的多址技术可以分：为频分多址FDMA时分多址TDMA码分多址CDMA空分多址SDMA正交频分多址OFDMA单载波频分多址SC-FDMA。非正交多址NOMA频分多址是让不同的信道占用不同的频率进行通信。因为各个用户使用着不同频率的信道，所以相互没有干扰。早期的第一代移动通信系统就是采用这种多址方式。在3G中，这种划分非常粗略。例如，对于WCDMA（HSPA），5MHz以上的载波，可以捆绑多个载波进行多载波部署。但开销大、无法充分利用每个载波内信道的频率分集、需要均衡器或高级接收机来实现高频谱效率，从而局限性大。1.频分多址FDMA时分多址技术是让不同的信道共同使用相同的频率，但是占用的时间不同，所以相互之间不会干扰。显然，在相同信道数的情况下，采用时分多址要比频分多址能容纳更多的用户。第二代移动通信系统就是采用这种多址方式。2.时分多址TDMA一般来说，纯TDMA不能充分利用信道的空间分集和频率分集,对于eMBBDL，TDM无法实现DL广播信道容量限制,对于eMBBUL，单个用户很容易受到发射功率限制，因此无法填充RoT（RiseofThermal）,链路预算影响，在小区边缘，TDM通过限制UE可以发送的时间，基本上限制了UE可以用来传递期望分组的功率。随着TDM线性地减少UE可以发送的时间，链路预算将线性地减少,TDMA需要与其他多址技术相结合。码分多址技术让不同的信道共同使用相同频率和时间，但是每个信道都被分配有一个独特的“码序列”，所以各个用户相互之间也没有干扰，是一种NOMA（非正交多址技术）。采用码分多址技术可以比时分多址方式容纳更多的用户。第三代移动通信系统就是采用这种多址方式。3.码分多址CDMA是利用空间分割来构成不同信道的技术，即通过在MIMO系统中为用户分配不同的空间签名来分离用户，是一种NOMA（非正交多址技术）。不同区域的用户即使在同一时间使用相同的频率进行通信，也不会彼此形成干扰。空分多址还可以与其它多址方式相互兼容。4.空分多址SDMA5.正交频分多址OFDMAOFDMA是应用与4G中一种先进FDMA技术。通过在基带信号中添加循环前缀并应用IFFT，OFDMA将频率选择性信道转换为多个正交平坦衰落信道（音调）。OFDMA使用大量的正交窄带子载波来承载用户信息，用户可以在很宽的频带范围内选择信道条件好的子载波传送数据，正交频分多址更能更好对抗多径效应。

优点：1.允许充分利用频率分集2.最小化每个子载波（音调）之间所需的保护频带3.将频率选择性信道转换为平坦衰落信道，这对SDMA（MIMO）更友好单载波频分多址为用户分配资源时，在同一个时间为用户分配连续的多个子载波（等同于单载波）。与OFDMA相比之下具有的较低的功率峰均比，可以使移动终端（mobileterminal）在发送功效方面得到更大的好处，并进而延长电池使用时间。因此成为第四代移动通信技术的上行链路的多址技术解决方案。6.单载波频分多址SC-FDMANOMA希望实现的是，重拾3G时代的非正交多用户复用原理，并将之融合于现在的4GOFDM技术之中。从2G，3G到4G,多用户复用技术无非就是在时域、频域、码域上做文章，而NOMA在OFDM的基础上增加了一个维度——功率域。新增这个功率域的目的是，利用每个用户不同的路径损耗来实现多用户复用。7.非正交多址接入NOMA5G移动系统中，采用了哪些5G新型多址技术？SCMA的优点有哪些？课堂讨论：抢答目前的多址接入技术主要包括：PNMA（功率域非正交多址接入）、华为的SCMA（稀疏码本多址接入技术）、高通的RSMA（资源扩展多址接入）、中兴的MUSA（多用户共享接入技术）、大唐的PDMA（基于非正交特征图样的图样分隔多址接入技术）日本NTT的DOCOMO（基于功率叠加的非正交多址（NOMA）技术）。7、5G新型多址技术SCMA是基于多位调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址技术，主要优点是，其签名序列的稀疏性简化了高级接收机设计，SCMA代码的稀疏性允许更简单的消息传递算法（MPA）实现接近MAP的性能。7701.要点一FDMA每1个用户占用2个频率，TDMA每1个用户占用1个频率中的1个时隙，多个用户共用一个频率，CDMA多个用户（不同码序列）占用1个频率中的一个时隙，SDMA多个用户同时占用1个频率。02.要点二OFDMA多个用户占用多个正交载波，SC-FDMA同一时间为用户分配连续的多个子载波2.4多址技术——任务小结02.要点三多址技术是指实现小区内多用户之间，小区内外多用户之间通信地址识别的技术现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队项目一移动通信认知项目二移动通信基础技术项目三移动通信工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.5多天线技术

【重点】MIMO基本概念；MIMO的几种关键技术【难点】MIMO基本概念；MIMO的几种关键技术

【目标】掌握MIMO技术的基本概念；了解MIMO技术的几种模型；掌握MIMO技术的几种关键技术。

什么是MIMO？？MIMO(MultipleInputMultipleoutput：多输入多输出)系统，其基本思想是在收发两端采用多根天线，分别同时发射与接收无线信号。几种传输模型单输入单输出系统SISO多输入单输出系统MISO单输入多输出系统SIMO多输入多输出系统MIMOLTE的基本配置是DL2*2和UL1*2,最大支持4*4LTE中的MIMO模型SU-MIMO（单用户MIMO）：当一个MIMO信道都分配给一个UE时。MU-MIMO（多用户MIMO）：当MIMO数据流空分复用给不同的UE时。LTE中的MIMO模型SU-MIMO（单用户MIMO）：当一个MIMO信道都分配给一个UE时。MU-MIMO（多用户MIMO）：当MIMO数据流空分复用给不同的UE时。波束成形原理图在发射端将待发射数据矢量加权，形成某种方向图后到达接收端，接收端再对收到的信号进行上行波束形成，抑制噪声和干扰。MassiveMIMO

通过更多数量的天线，可以实现更灵活精确的三维立体窄波束赋形，使得更多用户复用无线时频资源，从而达到提升覆盖能力和系统容量并降低系统干扰的目的。MassiveMIMO(multiple-inputmultiple-output):大规模的天线形成阵列通过更多数量的天线，可以实现更灵活精确的三维立体窄波束赋形，使得更多用户复用无线时频资源，从而达到提升覆盖能力和系统容量并降低系统干扰的目的。至少要求16根收发天线目前华为可以实现64根收发天线，实现64T64RMassiveMIMO通过对每个天线进行加权，控制大规模的天线阵列，进一步提升无线覆盖工作原理通过对每个天线进行加权，控制大规模的天线阵列，进一步提升无线覆盖传统MIMO正45度极化负45度极化12345678广播信道（黄底色）业务信道水平方向：广播信道无波束赋型，全小区覆盖。业务信道通过波束赋型增强覆盖垂直方向：垂直方向无波束赋型，即只有一个主瓣，其它的为旁瓣8T8R天线结构示意图MassiveMIMO天馈结构5G64T64R（192阵子）

原理示意图&128阵子实物图双极化：黑色和蓝色分别表示正负45度极化64T64R：垂直方向4TRX*水平方向8TRX*2（双极化）=64T64RTD-LTE8T8R示意图双极化：黑色和蓝色分别表示正负45度极化8T8R：垂直方向1TRX*水平方向4TRX*2（双极化）=8T8R正45度极化负45度极化123456781TRX123456784TRX64T64R，128阵子实物图MassiveMIMO显著提升小区容量宽波束到窄带波束成型更多波束成型层更高的小区吞吐率3DMIMO可以覆盖高楼层多流2x~2bits/HzMassiveMIMO8T8R2T2R~5x～4bits/Hz~20bits/HzMassiveMIMO传统8T8R天线覆盖效果64T64R天线覆盖效果MassiveMIMO增益（提升覆盖范围）MassiveMIMOMassiveMIMO增益（提高容量）MassiveMIMO4G/5G终端天线收发模式MassiveMIMO增益（提高容量）MassiveMIMO增益（降低干扰）9901.要点一MIMO系统，其基本思想是在收发两端采用多根天线，分别同时发射与接收无线信号02.要点二空间复用和空间分集技术能够提高速率。MIMO关键技术：空间复用，空间分集，波束成形2.5多天线技术——任务小结现代通信技术专业群共享专业基础课程《移动通信技术与系统》移动通信技术与系统《移动通信技术与系统》课程团队主讲教师：张敏项目一移动通信的认知项目二移动通信的基础技术项目三移动通信的工程技术项目四移动性管理课程目录项目五4G移动通信系统项目六5G移动通信系统任务2.1信源编码技术任务2.2信道编码技术任务2.3调制技术任务2.4多址技术项目二移动通信的基础技术任务2.5多天线技术任务2.6功控技术任务2.6功控技术

【重点】功率控制的原理【难点】功率控制的实现方式

【目标】了解功率控制的目的；掌握功率控制的原理问题分析：a.基站和手机之间的”嗓门”衡量标准是什么？b.同一基站下的用户们如何控制自己的“嗓门”？结论：手机和基站之都会有自己的信噪比标准，如果低于这个值，就会要求对方提高功率；如果高于这个值，就会要求对方降低功率。一.为什么要功率控制？问题提出：基站该用多大的“嗓门”和手机“说话”？距离基站200米距离基站2000米50dB的声音挺清楚的50dB的声音,有没有搞错，根本听不到二.功率控制的原理定义：无线信号在空中接口传播时根据传播距离的不同会有不同的链路损耗。距离越大，则损耗越大。对于接收机而言，为了满足信号的接收及解调，其要求的接收电平是一定的。因此，当手机和基站的距离不同时，其上下行的发射功率也是不一样的，距离越远，发射功率越大；反之，距离越近，发射功率越小。在无线通信系统中，需要通过相应的流程改变发射机的发射功率，使得接收机的功率满足业务要求，此过程就称为功率控制。目的：补偿不同距离下的链路损耗，使得接收机的接收电平维持在一个稳定的水平。保障业务质量

通过合理的功率控制，可以在避免功率浪费的前提下，使业务质量满足BLER要求。