以下是小编整理的通信技术：浅谈UMTS演进之路网络知识（共含6篇），仅供参考，希望能够帮助到大家。同时，但愿您也能像本文投稿人“shunjia555”一样，积极向本站投稿分享好文章。
下一页 1 2 摘要 UMTS是目前最具影响力的3G标准，文章介绍了UMTS的两个演进版本――长期演进（LTE）和HSPA演进（HSPA+）的标准化现状，展望了UMTS标准向更远期的IMT-Advanced技术演进的可能路线，分析了多种演进路线，以及不同类型运营商可能的选择， 1、UMT
下一页 1 2
摘要UMTS是目前最具影响力的3G标准，文章介绍了UMTS的两个演进版本――长期演进（LTE）和HSPA演进（HSPA+）的标准化现状，展望了UMTS标准向更远期的IMT-Advanced技术演进的可能路线，分析了多种演进路线，以及不同类型运营商可能的选择。
1、UMTS演进之路
“第三代移动通信”（3G）技术是当前主流的无线通信技术。在诸多3G技术标准中，又以3GPP制定的UMTS技术标准最具影响力。3G正在全世界范围逐步部署，增强型UMTS技术――高速下行分组接入（HSDPA）和高速上行分组接入（HSUPA）技术的标准化工作也接近完成。同时，为了使3GPP标准相对其他无线标准保持长期优势，UMTS技术的演进版本的标准化工作也正在紧锣密鼓地进行。
为UMTS标准设计演进之路时，不同公司的考虑也不尽相同。在WiMAX技术对UMTS技术（尤其是HSDPA技术）时，3GPP急于开发和WiMAX抗衡的以OFDM/FDMA为核心技术、支持20 MHz系统带宽的、具有相似甚至更高性能的技术，此即长期演进（LTE）。
为了实现LTE所需的大系统带宽，3GPP不得不选择放弃长期采用的CDMA技术，选用新的核心传输技术，即OFDM/FDMA技术。在无线接入网（RAN）结构层面，为了降低用户面延迟，LTE取消了重要的网元――无线网络控制器（RNC）。在核心网（CN）层面，和LTE相对应的SAE（系统框架演进）项目正在大大改变系统框架。由LTE/SAE为标志的这次变革，与其说是Evolution（演进），不如说是Revolution（革命）。这场“革命”是系统不可避免的丧失了大部分后向兼容性，也就是说，从网络侧和终端侧都要做大规模的更新换代。因此很多公司实际上将LTE干脆看作B3G技术范畴。
由于LTE系统缺乏和3G系统的后向兼容性，因此LTE系统更适合于在较早阶段（如左右）部署了3G系统，在左右希望大规模更新网络的那些运营商。对于那些近几年刚部署了3G系统，在左右之前不希望进行“革命性”换代的运营商，LTE可能不是在近几年内保持市场竞争性的最佳选择。因此3GPP又启动了HSPA（包括HSDPA和HSUPA）的演进项目，又称为“HSPA+”。HSPA+技术的宗旨是要保持和UMTS第6版本（Rel 6）的后向兼容性，同时在5MHz带宽下要达到和LTE相仿的性能。这样，希望在近期内以较小的代价改进系统，提高系统性能的UMTS运营商就可以采用HSPA+技术进行演进。
从更长期的演进的角度，B3G技术的标准化工作，已经“近在眼前”。最近，国际电信联盟（ITU）将超3G（B3G）技术命名为IMT-Advanced技术，并初步决定在2月开始IMT-Advanced的技术提案征集工作。从延续3GPP现有的市场地位的角度考虑，欧洲公司可能会在LTE标准基础上，补充欧洲B3G研究项目（如WINNER项目）的研究成果，形成欧洲的IMT-Advanced提案，因此LTE技术和HSPA+技术的进一步演进版本很可能就是IMT-Advanced技术之一。
而对于尚未部署3G系统的2G运营商，由于IMT-Advanced系统大约在后就可以成熟并用于市场部署。在这10年的间隙内或者部署3G系统（包括HSPA和HSPA+），或者部署LTE系统，两者可择其一。但在短短10年时间内进行两次大规模升级，先后部署3G和LTE系统，似乎代价过大，无法及时收回前一次升级的投资。
综上所述，UMTS的演进之路将不是单一的演进方向，而是根据不同运营商的不同需求和系统部署时间表可以灵活选择的多条演进路线。依笔者看来，运营商的演进路线可能分为如下4种情形：
◆最早部署了3G系统的UMTS运营商：3G→LTE→IMT-Advanced。
◆刚刚部署了3G系统的UMTS运营商：3G→HSPA+→IMT-Advanced，
◆近期即将部署3G系统的2G运营商：3G（包括HSPA+）→IMT-Advanced。
◆近期不会部署3G系统的2G运营商：2G→LTE→IMT-Advanced。
2、3GPP长期演进（LTE）标准化现状
2.1 LTE系统需求
LTE项目首先从定义需求开始。主要需求指标包括：
◆支持1.25 MHz～20 MHz带宽。
◆峰值数据率：上行50 Mb/s，下行100 Mb/s。频谱效率达到3GPP R6的2～4倍。
◆提高小区边缘的比特率。
◆用户面延迟（单向）小于5 ms，控制面延迟小于100 ms。
◆支持与现有3GPP和非3GPP系统的互操作。
◆支持增强型的广播多播业务。
◆降低建网成本，实现从R6的低成本演进。
◆实现合理的终端复杂度、成本和耗电。
◆支持增强的IMS（IP多媒体子系统）和核心网。
◆追求后向兼容，但应该仔细考虑性能改进和向后兼容之间的平衡。
◆取消CS（电路交换）域，CS域业务在PS（包交换）域实现，如采用VoIP。
◆对低速移动优化系统，同时支持高速移动。
◆以尽可能相似的技术同时支持成对（Paired）和非成对（Unpaired）频段。
◆尽可能支持简单的临频共存。
3GPP毫不讳言LTE项目的启动是为了应对“其他无线通信标准”的竞争。针对WiMAX“低移动性宽带IP接入”的定位，LTE提出了相对应的需求，如相似的带宽、数据率和频谱效率指标、对低移动性进行优化、只支持PS域，强调广播多播业务等。同时，出于对VoIP和在线游戏的重视，LTE对用户面延迟的要求近乎苛刻。关于向后兼容的要求似乎模棱两可，从目前的情况看，由于选择了大量的新技术，至少在物理层已难以保持从UMTS的平滑过渡。
另外，运营商还提出加强广播业务的要求，增加了在单独的下行载波部署移动电视（Mobile TV）系统的需求。
2.2 LTE物理层技术选择
（1）基本传输技术和多址技术
3GPP成员在讨论多址技术方案时，主要分两个阵营：多数公司认为OFDM/FDMA技术与CDMA技术相比，可取得更高的频谱效率；而少数公司认为OFDM系统和CDMA系统性能相当，出于后向兼容的考虑，应该沿用CDMA技术。
持前一种看法的公司全部支持在下行采用OFDM技术，但在上行多址技术的选择上又分为两种观点。大部分厂商因为对OFDM的上行峰平比PAPR（将影响手持终端的功放成本和电池寿命）有顾虑，主张采用具有较低PAPR的单载波技术。另一些公司（主要是积极参与WiMAX标准化的公司）建议在上行也采用OFDM技术，并用一些增强技术解决PAPR的问题。经过激烈的讨论和艰苦的融合，3GPP最终选择了大多数公司支持的方案，即下行OFDM；上行SC（单载波）-FDMA。
SC-FDMA具体采用DFT-S-OFDM技术实现，这种技术是在OFDM的IFFT调制之前对信号进行DFT扩展，这样系统发射的是时域信号，从而可以避免OFDM系统发送频域信号带来的PAPR问题。
（2）“宏分集”之争
是否采用宏分集技术，是LTE讨论中的又一个焦点。这个问题看似是物理层技术的取舍，实则影响到网络架构的选择，对LTE/SAE系统的发展方向有深选的影响。
3GPP内部在下行宏分集问题上的看法比较一致。由于存在难以解决的“同步问题”，各公司很早就明确，对单播（unicast）业务不采用下行宏分集。只是在提供多小区广播（broadcast）业务时，由于放松了对频谱效率的要求，可以通过采用较大的循环前缀（CP），解决小区之间的同步问题，从而使下行宏分集成为可能。
与下行相比，3GPP对上行宏分集的取舍却迟迟不决。宏分集的基础是软切换，这种CDMA系统的典型技术，在FDMA系统中却可能“弊大于利”。更重要的是，软切换需要一个“中心节点”（如RNC）来进行控制，这和大多数公司推崇的网络“扁平化”、“分散化”网络结构背道而驰。经过激烈的争论，3GPP最终决定LTE不考虑宏分集技术。
原文转自：www.ltesting.net
QUICC Engine技术推动通信网络演进
作为全球最大的通信处理器制造商,飞思卡尔的.PowerQUICC通信处理器一直被最广泛应用.过去里,通信处理器模块(CPM)一直是基于PowerQUICC架构的通信行业内的主流,满足了开发商对系统设计的协议处理需求.PowerQUICC架构采用一个Power ArchitectureTM核心,主要用于控制平面处理.基于RISC的独立CPM负责处理外围设备任务和多个通信协议(ATM、以太网、HDLC),与Power ArchitectureTM CPU协调一致地工作.
作 者：彭湃 作者单位：飞思卡尔半导体中国有限公司,上海分公司,上海,01 刊 名：电子技术应用 ISTIC PKU英文刊名：APPLICATION OF ELECTRONIC TECHNIQUE 年，卷(期)： 32(10) 分类号： 关键词：摘要：文章介绍了目前两种第3代移动通信系统中的宽带无线传输技术方案――以欧洲为代表的W－CDMA和以美国为代表的CDMA2000， 关键词：移动通信宽带码分多址直接扩频无线传输技术 信息时代对通信系统的依赖越来越强，随着人们对移动通信 需求
摘要：文章介绍了目前两种第3代移动通信系统中的宽带无线传输技术方案――以欧洲为代表的W－CDMA和以美国为代表的CDMA2000。
关键词：移动通信宽带码分多址直接扩频无线传输技术
信息时代对通信系统的依赖越来越强，随着人们对移动通信需求和业务类型的增加，现有的移动通信系统已面临许多问题。由于用户的不断增加，现有系统的容量越来越显得不够，且现有系统很难提供新业务，全球覆盖、漫游业务更难以实现。为此，国际电联（ITU）提出了全球用一个统一的标准来实现第3代移动通信系统，即后来的IMT－2000。
日本于1997年初就着手第3代系统的标准化过程，并提出了一种基于宽带CDMA的方案，日本的行动促进了欧洲和美国的标准化进程。由于日本自然条件的限制，为了使自己能在未来的第3代移动通信市场中占有较大的份额，日本倾向于欧洲提出的宽带CDMA方案W－CDMA，日本方案将可能与欧洲方案统一，形成以欧日为代表的W－CDMA方案。在美国和韩国等国，由于基于IS－95标准的CD-MA第2代系统的研制成功，提出了以IS－95为基础向宽带发展的第3代移动通信系统，具有代表性的是宽带CDMAOne，后来改为CDMA2000。因此目前有关第3代移动通信系统无线传输技术（RTT）方案基本上分为以上两大派别。这两种方案中除了扩频码速率和下行链路结构上的不同之外，网络同步问题是两者的又一区别，W－CDMA系统中各小区是异步操作的，而CDMA2000中各小区是同步操作的，后者采取同步操作的一个原因是考虑到与IS－95的兼容问题。当然在IMT－2000无线传输技术方案提交的过程中也有其它一些方案，但本文主要介绍W－CDMA和CDMA 2000这两种方案。
1 CDMA2000
CDMA2000方案中主要考虑到空中接口与IS－95的兼容问题，最大限度地沿用了IS－95的主要技术和技术思路。CDMA2000的扩频带宽为N×1．25MHz（N＝1，3，6，9，12），即1．25MHz，3．75MHz，7．5MHz，11．25MHz和15MHz。在该方案中，当N＝1时，就是IS－95所支持的扩频带宽。在其它带宽上，为了和现存的IS－95系统载波正交地并存，除了采用直接扩频的方式外，还使用了多载波方式。从整个方案看，CDMA 2000可以看作为IS－95的升级版，所有IS－95的信令系统可以看作是CDMA 2000的一个子集，因此CDMA 2000与IS－95的信令系统、空中接口尽可能地保持一致或相似或共存，系统可以覆盖IS－95的工作频段。
CDMA2000中定义了如下一些物理信道：前向、反向基本信道，前向、反向增补信道，前向、反向专用控制信道，前向、反向公共控制信道，前向、反向导频信道，前向寻呼信道，反向接入信道，前向专用辅助导频信道，前向公共辅助导频信道，前向同步信道。按照信道所传输的信息可以将这些物理信道分为专用信道和公共信道两类。前向专用物理信道以点对点的方式从基站向一个移动台传输信息。反向专用物理信道用来传输从某个移动台到基站的信息。公共物理信道也分为前向和反向公共物理信道，前向公共物理信道主要是以点对多点的形式由基站向一组移动台传输两种信息：广播式的管理信息（如系统参数）和发送给指定用户的定向信息（如寻呼信息）。反向公共物理信道包括反向接入信道和反向公共控制信道，主要以竞争方式向基站传输来自多个移动台的信息。
在前向链路中，考虑到和IS－95的兼容，CDMA2000的前向同步和寻呼信道具有两种方式：共享同步和寻呼信道、宽带同步和寻呼信道。共享方式所提供的信道可以供CDMA2000和IS－95使用，显然这种信道只能用在系统配置为覆盖方式情形下。而宽带信道方式是作为前向公共物理信道的一部分，并在整个信道带宽上进行调制，这种信道可以应用在覆盖配置和非覆盖配置的系统中。CDMA2000中，系统为所有用户提供了一个前向公共导频信道。该导频信道是以0号Walsh码扩频过的全0序列。公共导频信道在基站以广播形式通过天线扇区传输，需要导频信号和用户数据能通过同样的路径传输，因此一个天线波束需要一个单独的辅助导频信道。在CDMA 2000中，当在基站使用天线阵列时，前向辅助导频信道就是为了这个目的而引入的，该信道和其它前向信道使用正交Walsh码码分复用在物理信道上。由于辅助导频信道上传输的是全0，而且该信道的引入占用了一个Walsh码道，减少了用于业务信道的可用正交Walsh码，所以辅助导频信道可以使用较长的Walsh序列。在保持码正交性的前提下，可用增加Walsh码长度的方法增加用于辅助导频信道的码数目。
CDMA2000前向链路支持N×1．2288Mcps（N＝1，3，6，9，12）。N＝1时，与IS－95相似，但是使用了四相相移键控（QPSK）调制和快速闭环功率控制。当N≠1时，可以采用N个1．25MHz载波进行多载波传输，每个载波上的扩频切谱速率为1．2288Mcps（Mcps为每秒兆切谱数）；也可以用切谱速率为N×1．2288Mcps在一个载波上对数据进行直接扩频。CDMA2000中提供了两种前向数据信道：基本信道和增补信道。这两种信道使用正交码将它们分开，而且一般传输功率也不相同。CDMA2000就是利用这两种信道处理用户同时发起的多业务问题的。前向基本信道上传输的是和IS－95中一样的变速率业务，在接收端需要进行速率检测，每种速率的业务用正交码道传输，帧周期为20ms和5ms两种。其中20ms帧可以支持IS－95中业务速率集合RS1和RS2。前向增补信道支持两种工作模式：第1种模式用于数据速率不超过14．4kbit／s的业务，在接收端用盲速率检测数据速率。该模式下所支持的数据速率是由IS－95中业务速率集合RS1和RS2所派生出来的业务速率。帧结构和20ms的前向基本信道相同；第2种模式是提供数据速率信息的。前向基本信道和增补信道的第1种模式所传输的数据用循环编码，而在增补信道的第2种模式中，高速数据可以采用循环码或Turbo Code的编码方式。值得一提的是前向增补信道可以根据实际情况有多个增补信道。
CDMA2000系统中，数据采用了调整编码速率，符合重复以及序列重复等多种速率匹配的方法。系统中，每个基站可以有多个前向寻呼信道，各个寻呼信道用经过掩膜算法的长码加以区分。前向专用控制信道的帧周期也是5ms和20ms两种，并采用循环编码。CDMA2000中为了减少小区内干扰，每个前向物理信道都经过正交的Walsh码调制。不同的信道使用的Walsh码字是不同的，所有经过Walsh正交复用的各个信道经过速率匹配、信道编码（循环码和Tur-boCode）以及交织等处理后，通过用户长码进行扰码，再映射到I、Q路（对于多载波方式，首先将数据分为N路），分别进行信道增益、功控信息插入及Walsh扩频等处理。经过脉冲整形滤波器和射频调制后发射出去。如前所述，当N＝1时，系统可以在现有的IS－95频段上进行射频调制，也可以在其它频段上调制，而其它新的CDMA 2000信道则要求和现有的IS－95信道正交地存在。
在反向链路上，反向专用信道除了反向导频信道常用外，反向基本信道、增补信道及专用信道根据实际业务需要可用可不用。各信道用正交Walsh码分开。导频信道和专用控制信道映射到I路，基本信道和增补信道映射到Q路。I、Q路的数据用伪随机数（PN）序列扩频。经脉冲整形滤波后，调制到射频发射。增补信道一般用2比特的Walsh码扩频，当需要用两个增补信道时，则采用4bit的Walsh码。如再需要增补信道，则可通过增加Walsh码的长度（最长为8bit），同时将其分别映射到I、Q路。反向导频信道上发送的是经过时分复用的功率控制信息和一个固定的参考值。基本信道传输IS－95支持的RS1和RS2速率。反向增补信道与前向增补信道一样，也是两种模式。基本信道和增补信道的信道编码方式与前向的编码方式相同。反向公共信道中，反向控制信道扩展了反向接入信道的能力，公共信道以时隙ALOHA方式工作。每个反向接入信道或反向公共控制信道都由一个接入前导部分和接入消息封装组成。前导部分为无数据承载的反向导频信道，长度为N×1．25ms（N≠0），N由基站指定。前导部分的长度由基站搜索PN码的速率、小区半径以及小区的多径特性所决定；接入消息封装包含接入或公共控制数据以及相关的导频信号。当移动台以某一种方式和基站通信时，与接入信道相关的反向导频信道和与反向公共控制信道相关的反向导频信道在结构上是相同的。它们的主要区别在于与接入信道相关的反向导频信道没有功率控制子信道，它传输的是全0。反向接入信道是以固定的9600kbit／s或4800kbit／s发送的，通常是9600kbit／s。基站可以通过广播信号指定移动台接入信道的发送速率。而当移动台发送功率受限时，移动台也可以自动地将接入信道的速率降低到4 800kbit／s。但是在一个接入周期内，该速率保持不变。反向公共控制信道的数据速率为9．6kbit／s、19．2kbit／s和38．4kbit／s，在后2种速率下的发射功率分别比9．6kbit／s的发射功率高3dB和6dB。同样基站可以指定其发送速率，移动台可根据本身发射功率自动调制发送速率。
2 W－CDMA
1998年元月，欧洲电信标准委员会（ETSI）从各家公司提出的5种候选方案中选出两种方案：基于频分双工（FDD）的WCDMA和基于时分双工（TDD）的TD－CDMA方案，
显然这两种方案不可能同时独立地提交给ITU（ITU起先的意图是实现全球标准统一化）。但是这两种方案各有优缺点，因此ET-SI正努力试图将这两种方案融为一体，形成一个FDD、TDD双模式共存的方案，期望这种方案能够灵活地适应不同环境、数据速率的变化以及各个运营商的要求。WCD-MA可能工作在覆盖面积较大的区域，提供中、低速业务，而TD－CDMA则主要侧重于业务繁重的小范围内，提供速率高达2Mbit／s的业务。该方案的基本参数为：1920～1980MHz频段分配给FDD上行链路，2110～2 170MHz频段分配给FDD下行链路，而没有镜像频率的1 900～1 920MHz频段分配给TDD双工模式使用。基本带宽为5MHz，但其实际值可以200kHz为步长，根据需要在4．4MHz到5．2MHz之间调整。基本带宽可以扩展到10MHz、20MHz。基本扩频码速率为4．096Mcps，扩频码速率同样也可以扩展到8．192Mcps、16．384Mcps。下行链路通过时隙边界来划分。
2．1W－CDMA的FDD模式――WCDMA
WCDMA定义了5种物理信道：专用物理数据信道，用于传输第2层以上的专用数据；专用物理控制信道，用于传输第1层产生的控制信息，如用于信道估计和相干检测的导频信息、功率控制信息、速率指示信息等；普通控制物理主信道和次信道，产生固定速率的下行信息，不产生功控信息和速率信息；物理随机接入信道，用于移动台向基站传输随机接入信息；主同步信道和次同步信道，主要用于小区搜索，该下行同步信号在每个时隙发送一次。
移动台通过物理随机接入信道向基站发送随机接入信息，它是以时隙ALOHA的方式工作。移动台仅在相对于小区广播控制信息帧的边界处，在一个固定时延后发送一个随机接入突发信息发起接入尝试。该信息由1ms前导部分和10ms消息部分组成，两者之间有0．25ms的间隙。因此用户发起随机接入时，相对于小区广播控制信息帧边界的时差为N×1．25ms，N＝1，2，…，8，代表了随机接入时隙号，也就是说一帧内有8个随机接入时隙，在一个小区中，哪些特征序列可以使用的消息通过基站下行信道予以广播。前导部分由16个复数符号组成，消息部分的结构与上行专用物理信道相同，也分为数据和控制两部分，数据部分的扩频增益SF为256、128、64、32，而控制部分为256。数据部分包含16比特的移动台标识符（由移动台在发起随机接入时随机地选择）、服务要求和CRC校验等，也可以携带短用户信息。
在第3代移动通信系统中，存在对多业务的支持问题。多业务的设计是要求在保证频谱利用率的前提下，灵活地将不同服务质量（QOS）要求的各连接复接起来。WCDMA方案中采用了对不同QOS要求的业务进行不同的信道编码策略，以编码增益来换取对不同QOS要求的业务进行同样的处理方法，标准业务仅采用卷积编码，高质量业务在卷积编码的基础上增加了RS编码或选用TurboCode的编码方法，而对于特定业务则在第1层不采用纠错编码而完全由高层采取差错控制。这样处理的结果使得各种业务变化为同一种数据，使后级的扩频和调制过程得到简化。
在宽带CDMA中，用来对付多径衰落的有效方法是采用RAKE接收机。WCDMA中，上下行信道都有导频信号，因而可以在接收端通过准确同步，利用本地导频信号和接收到的导频信号进行相关运算，估计信道，实现相干解调。
2．2W－CDMA的TDD模式――TD－CDMA
大部分第3代移动通信系统的空中接口方案都是基于FDD模式的，也有一些是TDD模式的，如基于TDD的TD－CDMA。TD－CDMA中使用CDMA的目的是为了将不同的信道复用到一个TDMA时隙里。在第2代移动通信系统研究中，有关TDMA和CDMA的争论持续了很久，因为两种多址接入方式各有优缺点。但CDMA以其容量大、频带利用率高等特点使其在第3代移动通信系统中站稳了脚跟。在TD－CDMA系统中，除了CDMA的一些优点外，有一部分优点来自TDMA的使用：
（1）由于使用了TDMA，使得上下行信道可以用TDD的复用模式，而这种模式的最大优点在于它可以工作在没有镜像频率的频段上，不像FDD模式对频段要求那么严格。
（2）TD－CDMA由TDMA带来的另一个好处在于用户被分配到不同的时隙中，这样就使得同时处于激活状态的用户数大大小于纯CDMA的方式。而且，由于用户数较少，就可以用联合检测和智能天线的方法减少用户间的干扰。
（3）TDMA的工作方式，可以将用户按照实际情况，重新分配其占用的时隙，使得用户可占用干扰较小的时隙，从而提供传输的可靠性。
（4）由于在TDMA中，用户处于非连续发射状态，因此用户除了监听它所属的基站信号外，还可以监听来自其它基站的信号，以便切换到信号更强的基站区域内工作。
同样TDD复用模式也给TD－CDMA带来了不少好处：
（1）TDD模式可以灵活分配上下行信道之间的带宽，只需要调整上下行信道占有的时隙数即可。
（2）TDD模式中可以实现快速、精确的开环功率控制。在TDD中，上下行信道占用同样的频率，可以认为在一段时间内其信道特性相同，因此不仅阴影效应在上下行信道上引起的信号衰落是相关的，而且上下行信道在多径衰落上也是高度相关的，这样在TDD中仅需要开环功率控制即可。
（3）分集合并技术用于抗多径衰落非常有效，但是分集接收方法由于实现复杂，不适用于移动台。在TDD模式中，基站通过测量不同接收天线上的接收信号，选出最强的信号来解调信号。由于上下行信道衰落高度相关，基站选择上下行链路中接收信号最强的天线作为下一帧下行链路的发射天线，这样就使移动台用一个天线实现了选择性天线分集。
（4）在TDD模式下，发射和接收是分时进行的，因此可以不使用双通道滤波器，减少了模拟电路，因此TDD比FDD更适用于实现低功耗系统。
在TD－CDMA系统中，一个TDMA帧周期为10ms，分为16个时隙，每个时隙对应256个码片。为了通信能正常进行，不管上下行信道之间的带宽怎么分配，都至少有一个时隙分配给下行链路，即时隙0分配给下行链路作导引信号。系统有两种扩频方式：
（1）多码传输
在这种方式下，扩频增益是固定的。在上行链路上，每个时隙可以有8个不同的数据突发，使用不同的扩频码将它们分开，而这8个突发可以分配给8个不同的用户，也可以分给同一个用户。如果一个用户占有了一个时隙内的多个突发，那么这个时隙内可以有多于8个的突发。在下行链路上，可以有8个以上的突发。
（2）变扩频增益方式
一个移动台使用一个扩频码，并以不同的扩频增益传输不同速率的数据。基站通过扩频码区分移动台，用一个突发广播一个移动台的扩频增益。如果一个移动台传输高速率的数据，它可能会占有多个时隙。
在TD－CDMA中，基本物理信道由时隙和时隙内的CDMA扩频码决定。对于同一个连接的多个服务可以各自进行信道编码、交织后，再映射到不同的基本物理信道上，这种情况下，各个QOS可以分别独立地控制，也可以以时分复用的方式在不同的信道编码方法处复用后，再映射到基本物理信道上。在TD－CDMA方案中，前向纠错编码与WCDMA的相似。该方案中在一个时隙内可以有K个正交的CDMA码，可以分配给一个或多个用户，一般每个数据符号对应Q＝2p个码片，其中1≤p≤4，p可以按照实际干扰和服务要求选择。数据被分为两块填入相应的突发数据分组中，经QPSK调制和脉冲整形滤波器（滚降系数为0．22）进行滤波处理后再用正交扩频码扩频，经射频电路调制发射出去。TDD可以工作在至少能传输一路速率为4．096Mcps数据的任一频段的载频上，在接收端可以使用联合检测接收。
当然它有利也有弊。TDD非对称资源分配也会带来一些不利因素。假如移动台MS1、MS2分别在基站BS1、BS2所属小区内，当MS2处于BS2小区边缘时，MS2将以较大的发射功率传输信号给BS2，这时由于各小区上下行信道所占用的时隙不一定相同，MS1如果距离MS2较近，MS2则会干扰MS1的接收；另一方面，基站BS1的发射功率一般都会比MS2大，这样BS1发射的信号就会影响BS2对MS2信号的接收，因此在TDD资源分配算法中应避免这种情况的出现。
3 结束语
无线传输技术是IMT－2000系统中的重要组成部分。从目前的情况看，虽然全球统一标准化已不可能实现，但是未来的方向极有可能是多种不同的地区性第3代标准共存，现在的目标是尽量减少地区性标准的数目。从目前各国提交给I-TU的方案看，CDMA2000由于是建立在IS－95空中接口的基础上，并利用已成熟的信息系统、越区算法的技术，因此，相对来说技术复杂程度低、风险小，有利于第3代双模手机的开发。
作者简介：
李景峰，东南大学移动通信国家重点实验室博士研究生。
程时昕，东南大学教授、博士生导师、移动通信国家重点实验室主任，中国电子学会和中国通信学会会士，国家“863”通信高技术第1届专家领导小组成员。主要研究方向为：数字移动通信和个人通信技术。
原文转自：www.ltesting.net
作者：何琳琳 杨大成 1、引言 随着人们对移动通信系统的各种 需求 与日俱增，目前投入商用的2G、2.5G系统和部分投入商用的3G系统已经不能满足现代移动通信系统日益增长的高速多媒体数据业务，许多国家已经投入到对4G移动通信系统的研究和 开发 中， 本文将概
作者：何琳琳 杨大成
1、引言
随着人们对移动通信系统的各种需求与日俱增，目前投入商用的2G、2.5G系统和部分投入商用的3G系统已经不能满足现代移动通信系统日益增长的高速多媒体数据业务，许多国家已经投入到对4G移动通信系统的研究和开发中。
本文将概要介绍4G移动通信系统的主要技术特点，并讨论4G系统中可能采用的有关关键技术。
2、4G移动通信系统的主要特点
与3G相比，4G移动通信系统的技术有许多超越之处，其特点主要有：
(1)高速率。对于大范围高速移动用户(250km/h)，数据速率为2Mb/s；对于中速移动用户(60km/h)，数据速率为20Mb/s；对于低速移动用户(室内或步行者)，数据速率为100Mb/s。
(2)以数字宽带技术为主。在4G移动通信系统中，信号以毫米波为主要传输波段，蜂窝小区也会相应小很多，很大程度上提高用户容量，但同时也会引起系列技术上的难题。
(3)良好的兼容性。4G移动通信系统实现全球统一的标准，让所有移动通信运营商的用户享受共同的4G服务，真正实现一部手机在全球的任何地点都能进行通信。
(4)较强的灵活性。4G移动通信系统采用智能技术使其能自适应地进行资源分配，能对通信过程中不断变化的业务流大小进行相应处理而满足通信要求，采用智能信号处理技术对信道条件不同的各种复杂环境进行信号的正常发送与接收，有很强的智能性、适应性和灵活性。
(5)多类型用户共存。4G移动通信系统能根据动态的网络和变化的信道条件进行自适应处理，使低速与高速的用户以及各种各样的用户设备能够共存与互通，从而满足系统多类型用户的需求。
(6)多种业务的融合。4G移动通信系统支持更丰富的移动业务，包括高清晰度图像业务、会议电视、虚拟现实业务等，使用户在任何地方都可以获得任何所需的信息服务。将个人通信、信息系统、广播和娱乐等行业结合成一个整体，更加安全、方便地向用户提供更广泛的服务与应用。
(7)先进的技术应用。4G移动通信系统以几项突破性技术为基础，如：OFDM多址接入方式、智能天线和空时编码技术、无线链路增强技术、软件无线电技术、高效的调制解调技术、高性能的收发信机和多用户检测技术等。
(8)高度自组织、自适应的网络。4G移动通信系统是一个完全自治、自适应的网络，拥有对结构的自我管理能力，以满足用户在业务和容量方面不断变化的需求。
3、4G移动通信系统的关键技术
为了适应移动通信用户日益增长的高速多媒体数据业务需求，具体实现4G系统较3G的优越之处，4G移动通信系统将主要采用以下关键技术：
(1)接入方式和多址方案
OFDM(正交频分复用)是一种无线环境下的高速传输技术，其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，各子载波并行传输。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，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。OFDM技术的优点是可以消除或减小信号波形间的干扰，对多径衰落和多普勒频移不敏感，提高了频谱利用率，可实现低成本的单波段接收机。OFDM的主要缺点是功率效率不高。
(2)调制与编码技术
4G移动通信系统采用新的调制技术，如多载波正交频分复用调制技术以及单载波自适应均衡技术等调制方式，以保证频谱利用率和延长用户终端电池的寿命。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)技术和分集接收技术等，从而在低Eb/N0条件下保证系统足够的性能，
(3)高性能的接收机
4G移动通信系统对接收机提出了很高的要求。Shannon定理给出了在带宽为BW的信道中实现容量为C的可靠传输所需要的最小SNR。按照Shannon定理，可以计算出，对于3G系统如果信道带宽为5MHz，数据速率为2Mb/s，所需的SNR为l.2dB；而对于4G系统，要在5MHz的带宽上传输20Mb/s的数据，则所需要的SNR为12dB。可见对于4G系统，由于速率很高，对接收机的性能要求也要高得多。
(4)智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以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。智能天线应用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准用户信号到达方向，旁瓣或零陷对准干扰信号到达方向，达到充分利用移动用户信号并消除或抑制干扰信号的目的。这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
(5)MIMO技术
MIMO(多输入多输出)技术是指利用多发射、多接收天线进行空间分集的技术，它采用的是分立式多天线，能够有效的将通信链路分解成为许多并行的子信道，从而大大提高容量。信息论已经证明，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而获得巨大的容量。例如：当接收天线和发送天线数目都为8根，且平均信噪比为20dB时，链路容量可以高达42bps/Hz，这是单天线系统所能达到容量的40多倍。因此，在功率带宽受限的无线信道中，MIMO技术是实现高数据速率、提高系统容量、提高传输质量的空间分集技术。在无线频谱资源相对匮乏的今天，MIMO系统已经体现出其优越性，也会在4G移动通信系统中继续应用。
(6)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。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、信源编码软件、信道纠错编码软件、调制解调算法软件等。软件无线电使得系统具有灵活性和适应性，能够适应不同的网络和空中接口。软件无线电技术能支持采用不同空中接口的多模式手机和基站，能实现各种应用的可变QoS。
(7)基于IP的核心网
4G移动通信系统的核心网是一个基于全IP的网络，同已有的移动网络相比具有根本性的优点，即：可以实现不同网络间的无缝互联。核心网独立于各种具体的无线接入方案，能提供端到端的IP业务，能同已有的核心网和PSTN兼容。核心网具有开放的结构，能允许各种空中接口接入核心网；同时核心网能把业务、控制和传输等分开。采用IP后，所采用的无线接入方式和协议与核心网络(CN)协议、链路层是分离独立的。IP与多种无线接入协议相兼容，因此在设计核心网络时具有很大的灵活性，不需要考虑无线接入究竟采用何种方式和协议。
(8)多用户检测技术
多用户检测是宽带CDMA通信系统中抗干扰的关键技术。在实际的CDMA通信系统中，各个用户信号之间存在一定的相关性，这就是多址干扰存在的根源。由个别用户产生的多址干扰固然很小，可是随着用户数的增加或信号功率的增大，多址干扰就成为宽带CDMA通信系统的一个主要干扰。传统的检测技术完全按照经典直接序列扩频理论对每个用户的信号分别进行扩频码匹配处理，因而抗多址干扰能力较差；多用户检测技术在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户信号信息对单个用户的信号进行检测，从而具有优良的抗干扰性能，解决了远近效应问题，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用链路频谱资源，显著提高系统容量。随着多用户检测技术的不断发展，各种高性能又不是特别复杂的多用户检测器算法不断提出，在4G实际系统中采用多用户检测技术将是切实可行的。
4、总结
4G移动通信系统目前还只是一个基本概念，处于实验室研究开发阶段。不少业内人士认为，尽管4G移动通信技术有着比3G更强的优越性，可要是把4G投入到实际应用，还需要对现有的移动通信基础设施进行更新改造，这将会引发一系列的资金、观念等问题，从而在一定程度上减缓4G正式进入市场的速度。但可以肯定的是，随着互联网高速发展，4G也会继续高速发展，4G将会是多功能集成的宽带移动通信系统，是满足未来市场需求的新一代的移动通信系统。
原文转自：www.ltesting.net
作者：韩旭东 曹建海 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。研究证明， MI MO技术非常适用于城市内复杂无线信号传播环
作者：韩旭东 曹建海
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。研究证明，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10-12bit/s/Hz。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。
什么是MIMO技术
任何一个无线通信系统，只要其发射端和接收端均采用了多个天线或者天线阵列，就构成了一个无线MIMO系统。无线MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理。在多径环境下，无线MIMO系统可以极大地提高频谱利用率，增加系统的数据传输率。
MIMO技术实质上是为系统提供空间复用增益和空间分集增益，目前针对MIMO信道所进行的研究也主要围绕这两个方面。空间复用技术可以大大提高信道容量，而空间分集则可以提高信道的可靠性，降低信道误码率。
MIMO技术的关键是能够将传统通信系统中存在的多径影响因素变成对用户通信性能有利的增强因素。MIMO技术有效地利用了随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率。MIMO技术成功之处主要是它能够在不额外增加所占用的信号带宽的前提下带来无线通信的性能上几个数量级的改善。
MIMOOFDM技术实现高速数据传输
在未来的宽带无线通信系统中，存在两个最严峻的挑战：多径衰落信道和带宽效率。OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道，从而减小了多径衰落的影响。而MIMO技术能够在空间中产生独立的并行信道同时传输多路数据流，这样就有效的增加了系统的传输速率，即由MIMO提供的空间复用技术能够在不增加系统带宽的情况下增加频谱效率。这样，如果我们将OFDM和MIMO两种技术相结合，就能达到两种效果：一种是系统很高的传输速率，另一种是通过分集达到的很强的可靠性。同时，在MIMO-OFDM系统中加入合适的数字信号处理的算法能更好的增强系统的稳定性。
MIMOOFDM系统能够同时增大空间复用技术和OFDM技术的能力，有利于增加系统的容量和高速率的传输。通过多路数据流在发送天线的同时发射，实现了在相同带宽的情况下的多路空间并行信道。这样的系统不仅发挥了OFDM和空间复用技术的优势，同时也有效的利用了空间的并行性和频率选择性。在接收判决一方，将接收信号转化为若干子信号分别通过OFDM的子载波立方式。
空时编码技术实现可靠的无线数据传输
最近几年来空时编码技术在无线通信领域引起了广泛关注。朗讯实验室的Forchini和Gans，AT&T的Tarokh及其同事们在这方面作了关键性工作，率先提出了空时编码的概念。空时编码的有效工作需要在发射和接收端使用多个天线，因为空时编码同时利用时间和空间两维信号处理来构造码字，这样才能有效抵消衰落，提高功率效率。并且能够在传输信道中实现并行的多路传送，提高频谱效率。需要说明的是，空时编码技术因为属于空间分集的范畴，所以要求在多散射体的多径情况下应用，天线间距应适当拉开以保证发射、接收信号的相互独立性，以充分利用多散射体所造成的多径(也称之为充分多径)。
空时编码方案结合了信道编码和多发送天线，通过空时编码后的数据被串并转换成n个数据流，每一路数据流经脉冲形成、调制，然后通过n个天线同时发送到无线空间，
在接收端，可以用单一天线，也可以用多个天线进行接收，每一个接收天线接收到的是n个发送信号与干扰噪声线性的叠加(衰落系数为权重)，然后通过最大似然检测的方法，正确地识别出发送信号。空时译码算法和信道估计技术结合以获得分集增益和编码增益。
目前，空时编码基本上有空时分组码(STBC)、空时格状码(STTC)和空时分层码(BLAST)等多种。
智能天线技术实现有效的无线数据服务
MIMO技术的核心是空时信号处理，也就是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。因此，MIMO技术可以看作是智能天线的扩展。
在多天线技术中，最受关注的是智能天线技术，国际电联已明确将智能天线技术作为三代以后移动通信技术发展的主要方向。智能天线通常也被称作自适应天线，主要用于完成空间滤波和定位。从本质上看，智能天线利用了天线阵列中各单元之间的位置关系，即利用了信号的相位关系，这是它与传统分集技术的本质区别。从一定意义上看，智能天线可看作是一种空分多址SDMA，在SDMA中，多个用户可共享一个信道，这将极大地增加系统容量。
智能天线技术可以定义为：具有波束成形能力的天线阵列，可以形成特定的天线波束，实现定向发送和接收。智能天线可以利用信号的空间特征分开用户信号、多址干扰以及多径干扰信号。智能天线分为两大类：多波束智能天线与自适应阵智能天线，简称多波束天线和自适应阵天线。
更高数据速率和越来越复杂的工作特性必然要求下一代无线通信的天线系统提供精确而且灵活的干扰控制。而智能天线提供了一种方案来解决困扰无线网络的根本问题。因此，智能天线一定会在移动通信系统中得到广泛的应用。
软件无线电实现MIMO无线通信的最佳选择
软件无线电是指研制出一个完全可编程的硬件平台，所有的应用都通过在该平台上的软件编程实现。该技术将能保证各种移动台、各种移动通信设备之间的无缝集成，并大大降低了建设成本。
软件无线电与MIMO技术相结合，将根本改变其实现方式，实现无线宽带通信的技术融合并能容纳各种标准、协议，提供更为开放的接口，最终大大增加网络的灵活性。在未来移动通信中，软件无线电将改变传统的观念，给移动通信的软件化、智能化、通用化、个人化和兼容性带来深远的影响，并将在本世纪形成和计算机及程控交换机相当的巨大产业。
软件无线电技术是最近几年提出的一种实现无线通信的新体系结构。软件无线电技术可与MIMO技术相结合在通用芯片上用软件实现专用芯片的功能，其优势已经得到了充分的体现。软件无线电技术的使用将会给MIMO无线通信系统带来以下好处：
*可克服微电子技术的不足
*系统增加功能通过软件升级来实现
*减少用户设备费用支出
*可支持多种通信体制并存
*便于技术进步和标准升级
软件无线电可以充分利用数字化射频信号中的大量信息，评估传输质量，分析信道特点，实施采用最佳接入模式，灵活分配无线资源，实现MIMO移动通信系统的动态管理和优化。从近期发展上看，软件无线电技术可以解决不同标准的兼容性，为实现全球漫游提供方便；从长远发展上看，软件无线电发展的目标是实现可以根据无线电环境的变化而自适应的配置收发信机的数据速率，调制解调方式，信道编译码方式，调整信道频率、带宽以及无线接入方式的智能化，从而更加充分的利用频谱资源，在满足用户QoS要求的基础上使系统容量达到最大。
后记
多入多出(MIMO技术)是第三代和未来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。目前，对下一代MIMO无线通信系统进行确切的定义还为时尚早。随着新技术和人们的新要求不断出现，MIMO无线通信技术将作相应调整和进一步发展。纵观无线通信发展规律，我们相信，下一代M1MO无线通信系统的高速率、高质量、大容量的多媒体服务，将使我们的世界更美好。
原文转自：www.ltesting.net
赵婧华 酆广增 1 绪论 无线通信与个人通信在短短的几十年间经历了从模拟通信到数字通信、从FDMA到CDMA的巨大发展，目前又有新技术出现，比以CDMA为核心的第三代移动通信技术更加完善，我们称之为“第四代移动通信技术”， 纵观移动通信的发展史，第一代模拟
赵婧华 酆广增
1 绪论
无线通信与个人通信在短短的几十年间经历了从模拟通信到数字通信、从FDMA到CDMA的巨大发展，目前又有新技术出现，比以CDMA为核心的第三代移动通信技术更加完善，我们称之为“第四代移动通信技术”。
纵观移动通信的发展史，第一代模拟系统仅提供语音服务，不能传输数据；第二代数字移动通信系统的数据传输速率也只有9.6bit/s，最高可达32kbit/s；第三代移动通信系统数据传输速率可达到2Mbit/s；而我们目前所致力研究的第四代移动通信系统可以达到10Mbit/s至20Mbit/s。虽然第三代移动通信可以比现有传输速率快上千倍，但是仍无法满足未来多媒体通信的要求，第四代移动通信系统的提出便是希望能满足提供更大的频宽需求。
第四代移动通信系统计划以OFDM(正交频分复用)为核心技术提供增值服务，它在宽带领域的应用具有很大的潜力。较之第三代移动通信系统，采用多种新技术的OFDM具有更高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，它不仅仅可以增加系统容量，更重要的是它能更好地满足多媒体通信要求，将包括语音、数据、影像等大量信息的多媒体业务通过宽频信道高品质地传送出去
2 OFDM的发展史
OFDM并不是新生事物，它由多载波调制（MCM）发展而来。美国军方早在上世纪的50、60年代就创建了世界上第一个MCM系统，在1970年衍生出采用大规模子载波和频率重叠技术的OFDM系统。但在以后相当长的一段时间，OFDM理论迈向实践的脚步放缓了。由于OFDM的各个子载波之间相互正交，采用FFT实现这种调制，但在实际应用中，实时傅立叶变换设备的复杂度、发射机和接收机振荡器的稳定性以及射频功率放大器的线性要求等因素都成为OFDM技术实现的制约条件。后来经过大量研究，终于在20世纪80年代，MCM获得了突破性进展，大规模集成电路让FFT技术的实现不再是难以逾越的障碍，一些其它难以实现的困难也都得到了解决，自此，OFDM走上了通信的舞台，逐步迈入高速Modem和数字移动通信的领域。20世纪90年代,OFDM开始被欧洲和澳大利亚广泛用于广播信道的宽带数据通信，数字音频广播（DAB）、高清晰度数字电视(HDTV)和无线局域网（WLAN）。随着DSP芯片技术的发展，格栅编码技术、软判决技术、信道自适应技术等成熟技术的应用，OFMD技术的实现和完善指日可待。
3 OFDM的基本原理
OFDM是一种特殊的多载波传送方案，单个用户的信息流被串/并变换为多个低速率码流（100 Hz ~ 50 kHz），每个码流都用一条载波发送。OFDM弃用传统的用带通滤波器来分隔子载波频谱的方式，改用跳频方式选用那些即便频谱混叠也能够保持正交的波形，因此我们说，OFDM既可以当作调制技术，也可以当作复用技术。OFDM增强了抗频率选择性衰落和抗窄带干扰的能力。在单载波系统中，单个衰落或者干扰可能导致整条链路不可用，但在多载波系统中，只会有一小部分载波受影响。纠错码的应用可以帮助其恢复一些易错载波上的信息。像这样用并行数据传送和频分复用的思路早在20世纪60年代的中期就被提出来了。
在传统的并行通信系统中，整个系统频带被划分为N个互不混叠的子信道，每个子信道被一个独立的信源符号调制，即N个子信道被频分复用。这种做法，虽然可以避免不同信道互相干扰但却以牺牲频带利用率为代价，这在频带资源如此紧张的今天尤其不能忍受。上个世纪中期，人们又提出了频带混叠的子信道方案，信息速率为a，并且每个信道之间距离也为a Hz，这样可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错，同时可以充分利用信道带宽,节省了50%。为了减少各个子信道间的干扰，我们希望各个载波间正交。这种“正交”表示的是载波的频率间精确的数学关系。如前所述，传统的频分复用的载波频率之间有一定的保护间隔，通过滤波器接收所需信息。在这样的接收机下，保护频带分隔不同载波频率，这样就使频谱的利用率低。
OFDM不存在这个缺点，它允许各载波间频率互相混叠，采用了基于载波频率正交的FFT调制，由于各个载波的中心频点处没有其他载波的频谱分量，所以能够实现各个载波的正交。尽管还是频分复用，但已与过去的FDMA有了很大的不同：不再是通过很多带通滤波器来实现，而是直接在基带处理，这也是OFDM有别于其他系统的优点之一。OFDM的接收机实际上是一组解调器，它将不同载波搬移至零频，然后在一个码元周期内积分，其他载波由于与所积分的信号正交，因此不会对这个积分结果产生影响，
OFDM的高数据速率与子载波的数量有关，增加子载波数目就能提高数据的传送速率。OFDM每个频带的调制方法可以不同，这增加了系统的灵活性，大多数通信系统都能提供两种以上的业务来支持多个用户，OFDM适用于多用户的高灵活度、高利用率的通信系统。
4 OFDM的主要技术
4．1 调制方式
OFDM系统的各个载波可以根据信道的条件来使用不同的调制，比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等，以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。选择满足一定误码率的最佳调制方式可以获得最大频谱效率。多径信道的频率选择性衰落会导致接收信号功率大幅下降，达到30dB之多，信噪比也大幅下降。使用与信噪比相匹配的调制方式可以提高频谱利用率。众所周知，可靠性是通信系统运行是否良好的重要考核指标，因此系统通常选择BPSK或QPSK调制，这样可以确保在信道最坏条件下的信噪比要求，但是这两种调制的频谱效率太低。如果使用自适应调制，那么在信道好的时候终端就可以使用较高的调制，同样在终端靠近基站时，调制可以由BPSK（1bit/s/Hz）转化成16QAM ~ 64QAM（4~6 bit/s/Hz），整个系统的频谱利用率得到大幅度的改善，自适应调制能够使系统容量翻番。但任何事物都有其两面性，自适应调制也不例外。它要求信号必需包含一定的开销比特，以告知接收端发射信号所采用的调制方式，并且，终端需要定期更新调制信息，这又势必会增加更多的开销比特。OFDM技术将这个矛盾迎刃而解，通过采用功率控制和自适应调制协调工作的技术。信道好的时候，发射功率不变，可以增强调制方式（如64QAM），或者在低调制（如QPSK）时降低发射功率。功率控制与自适应调制要取得平衡，也就是说对于一个远端发射台，它有良好的信道，若发送功率保持不变，可使用较高的调制方案如64QAM；若功率可以减小，调制方案也相应降低，可使用QPSK。
失真、频偏也是在选择调制时必须考虑的因素。传输的非线性会造成互调失真（IMD），此时信号具有较高的噪声电平，信噪比一般不会太高；失步和多普勒平移所造成的频率偏移使信道间失去正交特性，仅仅1％的频偏就会造成信噪比下降30dB。信噪比限制了最大频谱利用率只能接近5~7bit/s/Hz。自适应调制要求对信道的性能有充分的了解，如果在差的信道上使用较强的调制方式，那么就会产生很高的误码率，影响系统的可靠性。多用户OFDM系统的导频信道或参考码字可以用来测试信道的好坏。发送一个已知数据的码字，在满足通信极限的情况下测量出每条信道的信噪比，根据这个信噪比来确定最适合的调制方式。
4．2 信道分配
为用户分配信道有多种方式，最主要的两种是分组信道分配、自适应信道分配。
4.2.1 分组信道
最简单的方法是将信道分组分配给每个用户，这样可以使由于失真、各信道能量的不均衡和频偏所造成的用户间的干扰最小。但载波分组会使信号容易衰落。载波跳频可以解决这个问题。分组随机跳频空闲时间较短，约11个字符时间。利用时间交织和前向纠错可以恢复丢失的数据，但是会降低系统容量增加信号时延。
4.2.2 自适应跳频
这是一种新的基于信道性能的跳频技术。信道用来传递对它来说具有最佳信噪比的信号。因为每个用户的位置不同，所以信号的衰落模式也不相同，因此每个用户收到的最强信号都不同于其他用户，从而相互之间不会发生冲突。初步研究表明，在频率选择性信道采用自适应跳频可以大幅提高信号接收功率，能够达到5~20dB，令人惊异。事实上，自适应跳频消除了频率选择性衰落。
多径信道中，速率为1Gbit/s的信号的频响特性每15cm就会发生很大的变化，因此信号的频率刷新速率要比15cm的移动速率快很多，一般情况下终端每移动5cm刷新一次就足够了。比如终端以每小时60km的速度移动，刷新速率就是大约330次/秒。跳频的开销比特数量与用户速率、用户数量以及系统是全双工还是半双工有关。全双工系统的接收机和发射机的工作频率的间隔至少应大于40MHz，信道数量是用户数的两倍，发射的参考码字的数量比用户数多1个，也就是说除了每个用户需要发送一个参考码字外，基站的前向信道也必需发送一个。采用并行通信可以减少参考码字，20个用户可以共用一个参考码字。对于一个10Mbit/s带宽全双工系统，有100个速率为50kbit/s的用户，调制方式是QPSK，其开销比特将占整个数据的30%～50%。而时分半双工系统可以减少开销比特，只有10%~15%。
当信道变化太快，跳频速度跟不上时，用随机跳频代替自适应跳频。由于这种转换非常快，所以衰落时间很短暂，采用时间交错和前向纠错能够补偿这种衰落。时间交错要求尽可能短，否则会增加时延。
4．3 多天线
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
原文转自：www.ltesting.net
★ 通信技术求职信
★ 通信技术个人简历
★ 通信技术探究论文
★ 移动通信技术总结
