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1、第3章移动通信信号处理技术，2020年7月27日，2，内容，1均衡技术，2分集技术，3瑞克接收技术，4天线阵和空时联合处理技术，5隐藏分集技术，6多用户检测和联合检测技术，7功率控制和动态信道分配技术，8软件无线电技术，2020年7月27日，3，1.1均衡技术，概念：均衡移动信道的特性， 校正信道传递函数以满足不失真传输条件的目标：消除由信道的时变多径传播特性引起的符号间串扰，并消除信道的频率选择性和时间选择性。 分类：频域均衡：校正幅频特性和群时延；模拟通信时域均衡：使脉冲响应不受符号间干扰：数字通信应用：信号不能与多径分离，延迟扩展大到足以抵抗时间变化；自适应参数调整，自适应均衡，2020

2、年7月27日，4月1.2，时域均衡原理，奈奎斯特第一准则，理想传输，信道失真均衡：利用信道均衡器使总脉冲响应函数接近理想状态，消除非理想信道引起的码间干扰。实现方法：横向滤波，调整权重系数，使分析时其他时间的信号为零。2020年7月27日，5，1.3均衡准则和分类，均衡准则-“估计”问题，系数收敛最小峰值失真准则，干扰峰值最小均方误差准则，估计误差均方值最小分类，2020年7月27日，6，1.4自适应均衡器，自适应均衡算法DFE自适应均衡器，最小均方误差算法，递归最小二乘算法，快速递归最小二乘算法，平方根递归最小二乘算法，梯度递归最小二乘算法输出，2020年7月27日，7，1.5均衡应用于蜂窝

3、系统，GSM标准没有推荐的结构，均衡所需的延迟是16微秒，1:判决反馈自适应均衡器常用，均衡算法是2:最大似然序列估计(MLSE)自适应均衡器常用的快速卡尔曼算法(FKA)，均衡算法是修改维特比算法(输入噪声统计不要求是独立的)IS-54判决反馈均衡器，均衡算法是递归最小二乘(RLS)，它最小化了指数加权的平方误差。分集技术，分集概念：接收多个不相关的信号并将其合并。目的：抗多径信道引起的衰落和延迟串扰技术如何从两个方面获得独立的多径信号如何组合独立的多径信号本质：在不同的时间/空间/频率对同一信号进行过采样。2020年7月27日，9，2.2分集技术分类，2020年7月27日，10，分集技术本

4、质过采样传输信号空间分集技术使用两个以上天线接收相同信号频率分集技术使用两个以上载波频率发射时间分集技术在不同时间接收相同信号极化分集接收垂直和水平极化信号，2.2.1常用分集技术，2020年7月27日，11，2.2.1时间分集技术， 利用每条路径不同的时延，进行多径分离和合并-瑞克接收机的重传时间比信道相关时间长- ARQ技术利用信道相关时间设计交织编码的深度。，信号强度，时间，快衰落，慢衰落，2020年7月27日，12，2.2.2空间位置分集，多天线单元分集，多天线发射分集，多天线接收分集条件：DDDC是空间相关距离，2020年7月27日，13，2.2.3角度扩展14，2.2.4频率分集技

5、术，两个频率分量具有相互独立的衰落特性：f2-f1 Bc，信号频谱密度，频率，2020年7月27日，15，2。 瑞克接收-时间分集智能天线-空间角度分集多天线阵列-空间位置分集ARQ重传-时间分集跳频扩频-频率分集时间(隐式分集)直接序列扩频-频率分集(隐式分集)，2020年7月27日，16，2.3.1分集合并技术，合并信号表示信号合并准则最大信噪比准则眼图最大开度准则最小误码率准则分类：选择性合并等增益合并最大比合并)，2020年7月27日，2020年17月2.3.2比较18，2.3.3分集重复和数字传输性能，2020年7月27日，19，3.1多径信号分离和合并，多径分离和合并原因：无线传输

6、信道是一个多径信道目标衰落缓解方法：分离：扩频/解扩组合签名：设计签名和信号带宽，这是瑞克接收技术的关键技术。 要求DSSS序列信号的自相关性能和互相关性能更好。BsBc合并方法和准则包括：首径法、最强径法、等增益合并法、最大比合并法、自适应合并法等。2020年7月27日，20岁的普莱斯和格林在1958年通过瑞克接收机提出了时间分集，3.2瑞克接收机原理，2020年7月27日，21，3.2.1瑞克接收机结构匹配滤波器，基本概念：指、路径搜索、信道估计、合并、匹配滤波(S1(t)、包络检测、x1(t)、合并、2020年7月27日、22日、3。3.2.3高通的RAKE接收机，并行相关器结构移动站：

7、3个并行相关器多径搜索器相关接收最大比合并基站：4个并行相关器多径搜索器不相关接收最大比合并，2020年7月27日，24，3 . 2 . 4 Rake接收和均衡的区别，Price早期提出的Rake接收机的区别：均衡用于不可分离的多径情况；瑞克是多径分集均衡，希望减少多径数量和延迟；瑞克希望通过消除符号间干扰来改善SINR；分集是通过相关接收、分离多径以及组合抗衰落和多径效应均衡来实现的，这对于衰落是无效的。不使用多径能量和信息，2020年7月27日，25，4.1天线阵列和空时联合处理技术，特点：多天线技术本质：空间过采样，分集技术基本分类：根据天线之间的位置，天线信号是不相关的-分集技术，天线

8、信号是相关的-智能天线技术(角度分集技术)目的：对抗多径衰落和抗干扰，2020年7月27日，26，4.2空时信号处理技术分类，天线阵列技术，波束形成技术，分集技术，发射分集，接收分集27.4.3.1智能天线的基本概念：基于天线阵列原理，利用天线阵列的波束禀赋产生多个独立波束，并自适应调整波束方向以跟踪每个用户，从而改善SINR，增加系统容量。理解：利用信号传输的空间特性来抑制干扰，利用信号和干扰的不同到达方向来区分信号和智能天线形成的干扰波束，可以实现随用户移动而快速变化的空间滤波波束。2020年7月27日、28日、4.3.2，智能天线的波束形成技术形成一个方向图，在不同的到达方向给出不同的天

9、线增益，可以提高接收信号的信噪比，从而提高系统容量。具有相似频率但在空间上可分离的信号可以被分离。2020年7月27日，29，4.3.3天线阵列和天线方向图，天线阵列：线性阵列和圆形阵列形成具有不同加权系数的不同定向波束，5元天线波束和自适应波束，2020年7月27日，30，4.3.4智能天线组成，包括：多个接收机、模数转换器和天线阵列处理器，基于ML标准的20BF；基于MMSE标准的高炉：传统的波达方向估计方法：离散傅里叶变换、最大似然比估计器、最大包络法超分辨率：MUSIC、基于训练序列权系数更新的ESPRIT、基于信号结构权系数更新的ESPRIT:利用接收信号的时间和空间特性，SSBF需

10、要存储恒包络调制信号的恒模特性、数字调制信号的有限字母表特性等。2020年7月27日，32，4.3.6，智能天线的作用改善了SINR，提高了通信质量，增加了系统容量，增加了用户数量，扩大了通信覆盖范围，降低了基站发射功率，自动跟踪了用户信号，通过定位降低了用户发射功率，并提高了电池寿命。抗干扰，抗衰落和抗多径，2020年7月27日，33，4.3.7智能天线的应用和发展趋势，主要用于基站上行接收技术和下行发射技术DBF FDD，空间特征信息和频率相关的发展趋势：空时二维接收软件天线与多用户检测空间相结合也成为资源和功率控制的结合，2020年7月27日，34，4.4.1空时发射分集技术， 正交发射

11、分集(OTD)时间切换发射分集(TSTD)选择性发射分集(STD)空时发射分集(STTD)分层空时处理blast(贝尔分层空时架构)空时网格编码，2020年7月27日，35，4.4.2空时组合2D瑞克接收机，2020年7月27日，36，4.4.2空时组合2D瑞克接收机，2020年7月27日，37，5.1隐藏分集技术，概念：信号传输模式中隐含的分集技术抗衰落，抗衰落，抗衰落和抗衰落技术抗多径，抗衰落，抗干扰直接序列扩频技术，抗多径，抗衰落和干扰，2020年7月27日，38，5.2.1交织编码技术，目的：将长突发错误分散成随机错误，然后利用编码技术纠正随机错误，消除随机错误：深度衰落，长时间人为干

12、扰，自然突发噪声交织器结构：交织深度越深抗突发错误能力越强，写，写，7月27日，2020 交织器第一交织器第二交织器Turbo码，2020年7月27日，40，5.3跳频技术，概念跳频隐藏分集跳频抗多径跳频抗同信道干扰跳频抗频率选择性衰落跳频应用GSM慢速跳频蓝牙快速跳频，每秒1600次，2020年7月27日，41，5.3.2 GSM慢速跳频，2020年7月27日，42，5.4直接序列扩频(DSSS)，扩频/解扩过程2020年7月27日，多用户检测的原因CDMA，码分多址干扰：加性白噪声，多径干扰，多用户间干扰。MAI的影响：远近效应，容量减少，减少多址干扰的方法：新的码型设计(沃尔什函数，小波

13、变换)，实用的系统设计(定时同步)，功率控制技术，智能天线多用户检测技术，码分多址是一个多输入多输出系统，传统的SISO方法不能充分利用多用户侧信息。2020年7月27日，44，6.1.2，多用户检测的原理。1986年，Verdu提出了多用户检测(MUD)的概念，它看起来像白噪声，实际上是具有一定特征结构的有用信息。可以充分利用这种结构信息和统计信息来克服多用户干扰。Verdu提出了最大似然检测算法原理(MLSD):2020年7月27日，45，6.1.3多用户检测数学模型，在大多数实际应用中，信道是异步的，不同比特的持续时间是重叠接收信号模型：这里是传统检测器矩阵向量表达式中第k个用户的随机延

14、迟，Y=RAd z，其中r是长度为NK的码字的部分相关矩阵， n是每个用户的比特数，k是用户数，部分相关意味着每个比特的重叠长度比一个比特短。 2020年7月27日，46，6.1.4，单用户/多用户接收机，使用匹配滤波器或瑞克相关器的单用户接收机，联合检测算法，具有匹配滤波器的多用户检测接收机，2020年7月27日，47，6.1.5多用户检测的主要优点和缺点，主要优点：使用较小的扩频因子来增加容量，从而减少码片速率为下行链路节省的带宽，从而增加下行链路的容量，降低对功率控制的要求，减少远近效应的影响，提高利用效率主要缺点：大大增加了系统的复杂性，增加了系统延迟。有必要知道所有用户的主要特征参数

15、存在于MAI的其他小区中。设计泥浆时，需要考虑这种影响。在下行链路中很难使用MUD(复杂)。它与移动台的成本、规模和重量有关，因此只能在上行链路方向上提高整体性能。2020年7月27日，48，6.1.6多用户检测的分类，2020年7月27日，49，6.1.7多用户检测技术的发展，与其他技术的结合，不同机制下的研究，新的研究方法，盲和半盲技术，多用户检测的实现方法，数字信号处理器，现场可编程门阵列，专用集成电路，软无线电等。MUD编码、MUD RAKE接收、MUD 2D RAKE接收、MUD正交频分复用解调、WCDMA/FDD/TDD cdma2000、TD-scdma hiperlan码分多址-正交频分复用、人工神经网络子空间分解自适应算法、人工智能方法、盲MUD技术用于解决无信道信息时的问题。半盲MUD处理来自其他小区的干扰。2020年7月27日，50，6.2联合检测(JD)，对于码分多址系统：MAI多径干扰(ISI)从码的角度来看，多径干扰是一种特殊的MAI瑞克接收机，它将其他路径的信号视为白噪声进