移动通信课件-第章移动通信展望-个人通信05223

20XX年复习资料大学复习资料专业：班级：科目老师：日期：11.1个人通信概述2021/3/18211.1个人通信概述个人通信是当前国内外研究热点，是人类所追求的最终目标，它是用各种可能的网络技术，实现任何人（whoever）在任何时间（whenever）、任何地点（whereever）与任何人（whoever）进行任何种类（whatever）的信息交换。2021/3/18311.1个人通信概述个人通信的概念在移动通信概念的基础上实现了飞跃。它使用户彻底摆脱了终端的束缚，以人作为通信的对象，而不是以某个电话机或终端为对象，从而可以解决诸如打电话过程中，电话接通了，却找不到被叫用户的现象。在个人通信系统中，用户走到何处，网络将会将该用户的电信业务提供到距其最近的终端上。它打破了传统网络中，用户、终端、网络接口一一对应的关系，从而实现无论何时何地使用任一固定或移动终端，均能和任何人建立全时空的信息交换。2021/3/18411.1个人通信概述个人通信在ITU-T中称为通用个人通信（UPT，UniversalPersonalTelecommunication），在美国称为PCS（PersonalCommunicationServices），在英国称为PCN（PersonalCommunicationNetwork）。个人通信（或UPT）仅仅是智能网络中的一种业务，可称之为个人通信业务（PersonalCommunicationServices），提供PCS的网络或系统称为个人通信网（PersonalCommunicationNetwork）或个人通信系统（PersonalCommunicationSystem）。2021/3/18511.1个人通信概述不同的组织提出的具体系统目标不尽相同ITU-R提出的“未来公用陆地移动通信系统”——FPLMTS（IMT-2000，InternationalMobileTelecommunications-2000）。2021/3/18611.1个人通信概述IMT-2000系统特征如下：采用1.8~2.2GHz频带的数字系统；在多种无线环境下工作（蜂窝系统、无绳系统、卫星系统和固定的无线系统环境）；使用多模式终端，提供漫游能力；提供广泛的电信业务；具有与固定网络业务可比的高质量和完整性；2021/3/18711.1个人通信概述具有国际漫游和系统内部越区切换的能力；使用智能网（IN）技术进行移动性管理和业务控制；具有高水平的安全和保密能力；具有灵活开放的网络结构。2021/3/18811.1个人通信概述欧洲RACEProjectR2020（CodeDivisionTestbed，CODIT）支持的研究认为，个人通信系统应在下列方面取得突破：支持广泛的业务和多种业务速率（或多媒体业务）（速率可高达2Mb/s）；高质量的业务要求（例：达到长途电话质量的语音，数据业务的误比特率小于10-6）；工作在混合蜂窝小区的场合（宏蜂窝、微蜂窝、微微蜂窝等）；2021/3/18911.1个人通信概述工作在不同的环境（室内/室外，商用/家用，蜂窝/无绳系统等）；在频率和无线电资源管理、系统建立和业务提供等方面具有高度的灵活性；能工作在不同经营者的网络中。2021/3/181011.1个人通信概述根据个人通信的定义和要求，个人通信应具有如下基本特点和相应的技术特征：具有完全个人化的通信方式。个人化是指个人拥有的电话号码是全球惟一的，可在全世界通用。用户可手持终端在任何地方，任何时候发出呼叫或接收寻呼。2021/3/181111.1个人通信概述拥有最广泛的连续覆盖，满足全球漫游。个人通信要求在任何地方均能进行通信联络，这就是要求它具有移动性,它的应用场合大都在无线环境。为保证通信地域的连续性,通信网应实现连续覆盖,即无缝覆盖，使得个人用户可在整个个人通信覆盖范围内，自动越区切换，实现全球范围内的越区切换、漫游和位置登记，保证随时随地建立和维持有效的通信。2021/3/181211.1个人通信概述提供高质量的宽带综合业务。个人通信具有各种通信业务能力，可实现语音、数据、图像等各种媒体信息的通信。这就要求个人通信网具有宽带、高速传输的能力，同时也能满足各类用户的不同的信息传输速率。2021/3/181311.1个人通信概述具有体积小、重量轻、价格低及多模式、多频段终端和手机。个人通信的终端因个人移动的要求，必须体积小、重量轻、耗电省、待机时间及通话时间长。同时因个人通信网是由许多不同种类、不同频段的通信网组合而成，要求终端具有在各种网内通信的适应能力。如适应各种个人通信网的协议标准和相应的空中接口，支持多种无线传播环境，适应各类无线小区和卫星个人通信网。2021/3/181411.1.2个人通信的系统的发展自20世纪80年代出现了第一代移动通信系统，即模拟蜂窝通信系统。1990年欧洲ETSI制定了泛欧数字移动通信系统GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）技术规范。（第二代移动通信系统）1989年美国电信工业协会（TIA）也提出了北美双模式数字蜂窝移动通信系统，简称ADC（即DAMPS）。1992年美国又推出了当今移动通信的潮流技术，即码分多址移动通信系统CDMA（CodeDivisionMultipleAccess），其容量大大扩展，是模拟系统的8～10倍，且具有良好的抗干扰性能和通话质量。除美国、欧洲以外其他国家也推出了不同的移动通信系统，如日本推出了称为PDC（PersonalDigitalCellular）的数字蜂窝通信系统。2021/3/181511.1.2个人通信的系统的发展在个人通信领域，无绳电话是其发展的一个重要分支。1987年欧洲制定了数字无绳电话标准，并在1989年推出了CT2无绳电话加拿大北电和法国电信推出CT2的改进型，即CT2+系统，工作频段为800MHz和900MHz2021/3/181611.1.2个人通信的系统的发展在1992年欧洲ETSI又推出了工作频段在1.8GHz的泛欧数字无绳电话系统DECT（DigitalEuropeanCordlessTelephone）美国和日本又相继推出个人接入通信系统PACS（PersonalAccessCommunicationSystem）和个人便携电话系统PHS（PersonalHandphoneSystem）2021/3/181711.1.2个人通信的系统的发展国际电联ITU及各地区组织十分重视对第三代移动通信系统的研究和发展。欧洲的UMTS由欧洲电信标准化协会ETSI负责其标准化工作。使用移动卫星通信技术是实现广域、国际及洲际间个人通信的重要手段。利用移动卫星通信的个人通信网，才能真正做到在世界上任何地方、任何时间与任何人进行通信的个人通信目标。2021/3/181811.1.2个人通信的系统的发展在个人通信的无线接入技术中，除了传统的TDMA、CDMA及新提出的TD-CDMA以外，又出现了一些新的接入方式，如高速无线接入和无线ATM接入。高速无线接入主要是指利用无线局域网接入个人通信网络，以及送高速数据，其工作协议可为IEEE802.11和HIPELAN，工作频段分别为2GHz和5GHz，也可采用红外传输接入，它们均采用载波帧听和防碰撞法，实现高速数据通信。无线ATM就是用无线的方式将ATM无缝地扩展移动终端，提供无线宽带Internet业务。无线ATM的工作频段可到60GHz，支持160Mb/s的无线高速传输。2021/3/181911.1.3个人通信网的构架个人通信是实现在任何时候，任何地方与任何人进行任何形式的通信，而个人通信网则是实现个人通信的电信网络。一个个人通信网要真正完成个人通信，必须充分兼顾和利用现存的各种通信设施，如移动网、公共电话通信网、综合业务数字网及无绳电话等。2021/3/182011.1.3个人通信网的构架个人通信网基本系统结构2021/3/182111.1.3个人通信网的构架为完成个人通信功能，个人通信网的网络结构可分成通用信息接入网络、宽带信息传输网络和交换网络三个层次，并在统一网络管理和控制信令的作用下实现个人通信。2021/3/182211.1.3个人通信网的构架个人通信网网络层次结构2021/3/182311.1.3个人通信网的构架通信信息接入网络层是个人通信网络结构中，直接与处在各种业务环境的个人通信终端相连接的，是用户直接进入网络的通道，它可处理各种业务环境下的不同传输媒介，如有线、无线等媒介传送的信息。固定用户的个人通信必须具备有线接入终端和相应接口，面向无线用户的个人通信应保证移动用户的无缝连接。有线和无线的结合，采用统一的公共接口、才能使处于各种业务环境的个人通信用户随时随地可接入网络。2021/3/182411.1.3个人通信网的构架通信信息接入网络层为无线个人用户提供与网络无线接入部分相关的功能。它包括空中接口中的信息编解码和差错控制、调制解调、同步、信道处理、无线资源管理、移动性管理、信令和宽带管理以及安全、保密和认证等功能。2021/3/182511.1.3个人通信网的构架个人通信用户通过接入网进入网络，与公共网络交换中心的交换网络层相连接，必须有传输网络层的支持。传输层主要由PSTN或ISDN提供，通过各网络结点间的连接完成信令和信息在通信网中的实际交换和传输。2021/3/182611.1.3个人通信网的构架宽带信息传输网络层应能全面支持语音、数据、图像、视频业务及其他宽带业务。为了实现宽带信息的传输，要求传输网络具有更大的传输容量、更短的传输时延和更高的可靠性。2021/3/182711.1.3个人通信网的构架个人通信的交换网络层，除提供必要的交换功能外，还要求提供移动服务功能、信息服务功能、位置服务功能等，使它成为交换机型的智能网络层。2021/3/182811.1.3个人通信网的构架支持个人通信网层的统一网络管理是很必要的，它按统一规定要求向各网络层提供计账服务、运行服务、行政管理服务及网络综合服务。它还可通过分布式终端对终端开放网络管理系统直接对个人通信终端提供服务。2021/3/182911.1.3个人通信网的构架支持个人通信网的控制信令是一个信令系统（或信令网）。世界各国一致采用和推荐的是七号信令，它支持综合业务数字网、智能网、数字无线网。信令系统由信令点、信令转接点、信令块、信令链路组成，能增强语音接通能力和充分利用交换机的资源。2021/3/183011.1.4个人通信网的网络基本功能个人通信网是面向个人的通信网，必须能提供现有通信网络（含ISDN）中的绝大部分业务，即可完成来自各种信源（语音、传真、低速和高速数据），具有不同质量（误比特率）要求的多媒体业务。同时还能接入大型商用数据库，接入包括娱乐和教育节目的数字影像数据库，提供具有语音识别和手写体识别等功能的人机接口，支持分布式移动个人计算机环境。2021/3/183111.1.4个人通信网的网络基本功能个人通信网网络结构的基本功能如下：个人电信号码的识别与转换个人通信中指配给用户的个人电信号码（PTN）是一个逻辑号码，它不是表示通信终端所处实际网络地址的物理号码，逻辑的含义表示与网络物理位置无关，但网络必须具有识别和转换号码的功能，把逻辑号码转换成物理号码，再按物理号码确定路由、建立起止用户终端的通信线路。2021/3/183211.1.4个人通信网的网络基本功能位置登记网络必须保持与相对应的用户的位置信息，个人通信的位置登记不同于当前蜂窝电话的位置登记。个人通信是登记个人的实际位置，蜂窝电话是登记终端的实际位置。个人通信要求无论用户走到哪里，网络都要知道用户的确切位置，才能从逻辑个人电信号码转换为物理终端号码。因此，当用户从一地移动到异地时，其位置信息应随时更新。2021/3/183311.1.4个人通信网的网络基本功能跟踪交换个人通信的跟踪交换不同于当前电话网的呼叫转换，跟踪交换是从始发局进行处理，而呼叫转移则是在收端进行处理的。用户在网内是不固定的，因此所使用的终端也是非特定的，网络必须通过公共信令向数据库查询用户的位置信息，根据用户在网内登记与不断更新的位置信息，不断跟踪交换此类信息，才能及时自动设定路由，连通由发端到收端的线路。2021/3/183411.1.4个人通信网的网络基本功能高速检索大容量数据库数据库随储存用户的状态，提供诸如被呼终端位置、被呼终端能力、用户是否为该业务的有权用户等业务轮廓，以便网络及时识别用户并提供个人通信服务。由于个人通信将达到45亿的用户数，必须有很多个超大容量的数据库，而庞大的数据库信息只有依靠高速数据检索，网络才能及时取得所需数据，才能保证通信的实时性。2021/3/183511.1.4个人通信网的网络基本功能个人计费当前的电信网资费的确定是依据主呼方拨出电话号码向终端计费，而个人通信则是依据个人电话号码向个人计费，所以必须计费灵活，网络可自动地根据通信距离、时间和业务类型进行计费，还可按同一终端上的不同用户分别计费。2021/3/183611.1.4个人通信网的网络基本功能综合业务当前的电信网主要业务为语音通信。在未来的个人通信，信息传输已不再限于语音业务，而同时具有数据、传真和图像等非语音业务，因此个人通信的袖珍终端应能适应多种信息传输，具有综合业务功能。2021/3/183711.1.4个人通信网的网络基本功能安全与保密在个人通信网中，为了计费的安全必须可靠地识别主呼用户的身份。为了准确地呼通个人，必须可靠地识别验证用户的身份。在个人通信网中需要保密的与个人用户相关的信息有：信令、数据、位置、身份识号、呼叫模式和账务信息。为了防止个人用户终端被盗和他人非法盗拷用户终端，应能从空间接口、网络和互连等方面提供鉴别和防范，防止损害个人终端的安全性。此外为了保证用户通信的安全，还需具备语音和数据保密功能，以防止信息内容泄密和被人跟踪。2021/3/183811.2第四代移动通信系统2021/3/183911.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）1999年成立的ITU-R的WP8F工作组的主要任务是负责4G的研究。在2001年10月日本举行的第六次会议上讨论提出了“IMT-2000未来发展及超IMT-2000的远景框架及总目标（IMT-VIS）”。该文件定义的目标数据传输速率为：IMT-2000的未来发展在2005年左右实现最高约30Mb/s的速率，而4G在2010年左右在高速移动环境支持最高约100Mb/s的速率，在低速移动环境达到1Gb/s速率。2021/3/184011.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）WP8F提出的4G系统的要求主要包括：高速数据传输，根据移动速度支持各种传输速度（3公里／小时为100Mb/s，60公里／小时为20Mb/s，250公里／小时为2Mb/s，500公里／小时为xMb/s）；以IP为基础的无线接续，支持QoS；各系统（IMT-2000、WLAN、BWA、卫星、广播）之间无缝的业务支持，并支持全球漫游。支持多重模式、支持对称／非对称业务。2021/3/184111.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）目前正在构思中的4G通信具有下面的特征：通信速度更快由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预计，第四代移动通信系统的速度可以达到10～20Mb/s，最高可以达到100Mb/s。2021/3/184211.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）网络频谱更宽要想使4G通信达到100Mb/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于WCDMA3G网络的20倍。2021/3/184311.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）通信更加灵活从严格意义上说，4G手机的功能已不能简单划归电话机的范畴，因为语音数据的传输只是4G移动电话的功能之一而已。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想像的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。2021/3/184411.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）智能性能更高第四代移动通信的智能性能更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多难以想像的功能，例如，4G手机将能根据环境、时间及其他因素来适时提醒手机的主人。2021/3/184511.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）兼容性能更平滑要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互连、终端多样化及能从2G平稳过渡等特点。2021/3/184611.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）实现更高质量的多媒体通信4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据及影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此，4G也称为“多媒体移动通信”。2021/3/184711.2.1第四代移动通信系统的概念（4G）通信费用更加便宜由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。2021/3/184811.2.2第四代移动通信系统中的关键技术OFDM技术第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，而第四代移动通信系统技术则以OFDM最受瞩目，OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。2021/3/184911.2.2第四代移动通信系统中的关键技术无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样，尽管总的信道是非平坦的，即具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，并且在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。2021/3/185011.2.2第四代移动通信系统中的关键技术OFDM技术的最大优点是能对抗频率选择性衰落或窄带干扰。在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，于是它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。2021/3/185111.2.2第四代移动通信系统中的关键技术OFDM技术的主要的技术难点是：系统中的频率和时间同步基于导频符号辅助的信道估计峰平比问题和多普勒频偏的影响及基于OFDM多载波技术的新一代蜂窝移动通信系统的多址方案2021/3/185211.2.2第四代移动通信系统中的关键技术软件无线电技术软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。通过下载不同的软件程序，在硬件平台上可以实现不同的功能，用以实现在不同的系统中利用单一的终端进行漫游，它是解决移动终端在不同系统中工作的关键技术。2021/3/185311.2.2第四代移动通信系统中的关键技术软件无线电的核心思想是在尽可能靠近天线的地方使用宽带A/D和D/A变换器，并尽可能多地用软件来定义无线功能，各种功能和信号处理都尽可能用软件实现，其软件系统包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件和信源编码软件等。2021/3/185411.2.2第四代移动通信系统中的关键技术软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬件（DSPH）、现场可编程器件（FPGA）和数字信号处理（DSP）等。目前，软件无线电技术虽然基本上实现了其基本功能：硬件数字化、软件可编程化和设备可重复配置性，但是其传统的流水线式结构严重影响了设备可配置功能和设备的可扩展性。2021/3/185511.2.2第四代移动通信系统中的关键技术全IP技术核心IP网络不是专门用于移动通信，而是作为一种统一的网络，支持有线及无线的接入，它就像具有移动管理功能的固定网络，其接入点可以是有线或无线。无线接入点可以是蜂窝系统的基站，WLAN（无线局域网）或者Adhoc自组网等。对于公用电话网和2G及未实现全IP的3G网络等则通过特定的网关连接。另外，热点通信速率和容量的需要或网络铺设重叠将使得整个网络呈现广域网和局域网等互连、综合和重叠的现象。2021/3/185611.2.2第四代移动通信系统中的关键技术智能天线（SA）智能天线原名自适应天线阵列（AAA，AdaptiveAntennaArray），最初应用于雷达、声纳等军事方面，主要用来完成空间滤波和定位，大家熟悉的相控阵雷达就是一种较简单的自适应天线阵。移动通信研究者给应用于移动通信的自适应天线阵起了一个较吸引人的名字——智能天线。2021/3/185711.2.2第四代移动通信系统中的关键技术智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪及数字波束调节等智能功能，被认为是未来移动通信的关键技术。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量，其基本原理是在无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射，同时，通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。2021/3/185811.2.2第四代移动通信系统中的关键技术智能天线概念及其分类通常，智能天线技术可使用于无线通信系统中的无线基站，和传统的、没有智能天线的基站比较，它在硬件上由一个天线阵和一组收发信机组成了其射频部分；而在基带信号处理部分的硬件则基本相同。每个射频收发信机都有ADC和DAC，它们将接收到的基带模拟信号转换为数字信号，然后将待发射的数字信号转换为模拟基带信号，最后完成模拟信号和数字信号的相互转换。而所有收发数字信号都通过一组高速数字总线和基带数字信号处理器连接。2021/3/185911.2.2第四代移动通信系统中的关键技术智能天线是一个天线阵列。它由天线单元组成，不同天线单元对信号施以不同的权值，然后相加，产生一个输出信号。每个天线单元有一套加权器，可以形成多个不同方向的波束，用户数可以大于天线单元数。2021/3/186011.2.2第四代移动通信系统中的关键技术根据采用的天线方向图形状，可以将智能天线分为两类：自适应方向图智能天线多波束智能天线2021/3/186111.2.2第四代移动通信系统中的关键技术自适应方向图智能天线自适应天线阵列是智能天线的主要类型，可以完成用户信号接收和发送，它采用自适应算法，其方向图没有固定的形状，随着信号及干扰而变化。它的优点是算法较为简单，可以得到最大的信号干扰比。自适应天线阵着眼于信号环境的分析与权集实时优化上,动态响应速度相对较慢。2021/3/186211.2.2第四代移动通信系统中的关键技术自适应天线阵列一般采用4～16天线阵元结构，阵元间距为半个波长。天线阵元分布方式有直线型、圆环型和平面型。2021/3/186311.2.2第四代移动通信系统中的关键技术多波束智能天线多波束天线在工作时，天线方向图形状基本不变，其利用多个并行波束覆盖整个用户区，每个波束的指向是固定的，波束宽度也随天线单元数目而确定。当用户在小区中移动时，它通过侧向确定用户信号的到达方向（DOA），然后根据信号的DOA选取合适的阵元加权，将方向图的主瓣指向用户方向，从而提高用户的信噪比。基站在不同的相应波束中进行选择，使接收信号最强。波束智能天线对于处于非主瓣区域的干扰，是通过控制低的旁瓣电平来确保抑制的。2021/3/186411.2.2第四代移动通信系统中的关键技术与自适应智能天线相比，固定形状波束智能天线无须迭代、响应速度快，而且鲁棒性好，但它对天线单元与信道的要求较高，而且用户信号并不一定在波束中心，当用户位于波束边缘及干扰信号位于波束中央时，接收效果最差，所以多波束天线不能实现信号最佳接收，一般只用于接收天线。2021/3/186511.2.2第四代移动通信系统中的关键技术智能天线在移动通信系统中的应用目前，移动通信系统中使用智能天线技术多是无线基站端使用天线阵和相干无线收发信机来实现射频信号的接收和发射。同时，通过基带数字信号处理器，对各个天线链路上接收到的信号按一定算法进行合并，实现上行波束赋形。2021/3/186611.2.2第四代移动通信系统中的关键技术移动通信系统中采用智能天线技术将带来以下的技术优势:提高了基站接收机的灵敏度提高了基站发射机的等效发射功率降低了系统的干扰，增加了CDMA系统的容量2021/3/186711.2.2第四代移动通信系统中的关键技术改进了小区的覆盖，并提高了频谱利用率降低了无线基站的成本实现移动台定位2021/3/186811.2.2第四代移动通信系统中的关键技术MIMO技术随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的严重不足已经日益成为遏制无线通信事业的瓶颈。如何充分开发利用有限的频谱资源，提高频谱利用率，是当前通信界研究的热点课题之一。2021/3/186911.2.2第四代移动通信系统中的关键技术MIMO技术非常适用于城市内复杂无线信号传播环境下的无线宽带通信系统使用，在室内传播环境下的频谱效率可以达到20～40bit/s/Hz；而使用传统无线通信技术在移动蜂窝中的频谱效率仅为1～5bit/s/Hz，在点到点的固定微波系统中也只有10～12b/s/Hz。2021/3/187011.2.2第四代移动通信系统中的关键技术MIMO技术作为提高数据传输速率的重要手段得到人们越来越多的关注，被认为是新一代无线通信技术的革命。2021/3/187111.2.2第四代移动通信系统中的关键技术通常，多径要引起衰落，因而被视为有害因素。然而研究结果表明，对于MIMO系统来说，多径可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道，MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。2021/3/187211.2.2第四代移动通信系统中的关键技术多入多出系统原理2021/3/187311.2.2第四代移动通信系统中的关键技术传输信息流s（k）经过空时编码形成N个信息子流ci（k），i=1，…，N。这N个信息子流由N个天线发射出去，经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开并解码这些数据子流，从而实现最佳的处理。2021/3/187411.2.2第四代移动通信系统中的关键技术特别是，这N个子流同时发送到信道，各发射信号占用同一频带，因而并未增加带宽。若各发射接收天线间的通道响应独立，则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息，数据率必然可以提高。2021/3/187511.2.2第四代移动通信系统中的关键技术概括地说，MIMO（Multiple-InputMultiple-OutPut）系统就是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-InputSingle-Output）系统，MIMO还可以包括SIMO（Single-InputMultiple-Output）系统和MISO（Multiple-InputSingle-Output）系统。2021/3/187611.2.2第四代移动通信系统中的关键技术多入多出（MIMO技术）是4G移动通信与个人通信系统实现数据速率，提高传输质量的重要途径。2021/3/187711.2.2第四代移动通信系统中的关键技术MIMO和OFDM技术实现高速数据传输MIMO技术的核心是空时信号处理，利用在空间中分布的多个天线将时间域和空间域结合起来进行信号处理，可以看成是智能天线的扩展。此项技术被认为是现代通信技术中重大突破之一。由于该技术提供了解决未来无线网络中的业务容量需求瓶颈问题，而名列当今技术进步列表中的显要位置。2021/3/187811.2.2第四代移动通信系统中的关键技术

MIMO技术的关键是有效地利用了随机衰落和可能存在的多径传播，将传统通信系统中存在的不利因素变成对用户通信性能有利的