抗信道衰落技术
描述mimo技术的三种应用模式
描述mimo技术的三种应用模式MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种广泛应用于无线通信系统中的技术，旨在提高系统的容量和可靠性。
MIMO技术通过同时使用多个天线进行传输和接收，以实现多个数据流的并行传输，从而有效地提高了信道的利用率。
MIMO技术有三种主要的应用模式，包括空时编码、空频编码和波束成形。
第一种应用模式是空时编码（Space-Time Coding），也被称为空时分组（STBC）。
在空时编码中，发送端根据特定的编码算法将数据分配到不同的天线上，并在接收端利用相应的解码算法来重建原始数据。
这种技术利用了空间多样性和时域多样性的特点，可以提高通信的可靠性和抗干扰能力。
空时编码被广泛应用于无线通信系统中，尤其是多天线系统，如4G LTE和Wi-Fi系统。
第二种应用模式是空频编码（Space-Frequency Coding），也被称为空频分组（SFC）。
在空频编码中，电信号被同时传输到不同的频率和空间分支上，以获得更好的频谱效率和容量。
通过将信号分配到不同的子载波和天线上，空频编码可以有效地抵抗多径衰落和信道干扰。
这种技术被广泛应用于多输入输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统，如4G LTE和Wi-Fi系统。
第三种应用模式是波束成形（Beamforming），也被称为波束赋形。
在波束成形中，发送器和接收器通过调整天线的辐射特性来将信号的增益集中在特定方向上，从而提高信号质量和系统的容量。
通过调整相位和幅度，波束成形可以将信号传输到目标用户，同时减小干扰和噪声的影响。
这种技术被广泛应用于蜂窝网络和雷达系统等领域，以提高通信质量和性能。
总的来说，MIMO技术的三种应用模式都具有提高系统容量、抗干扰能力和通信质量的优势。
它们在不同的无线通信系统中扮演着重要的角色，如4GLTE、5G和Wi-Fi系统等。
通过采用空时编码、空频编码和波束成形等技术，MIMO可以在有限的频谱资源下实现更高的数据传输速率和更稳定的信号传输。
移动通信抗衰落技术
OFDM在移动通信抗衰落中的应用摘要：针对移动通信信道的衰落，人们提出了许多解决方法。
OFDM是其中比较好的一种，文章简要论述了一下OFDM的基本原理，求出子载频正交的条件，并考察了OFDM在频域中的特点。
最后论述了OFDM在应用中的优缺点。
关键词：抗衰落OFDM原理优缺点移动通信信道是一个非常恶劣的通信环境，其中既有噪声、干扰也存在衰落，这三个方面的因素对移动通信系统的性能都会产生一定的负面影响，而其中衰落时我们最为关注的因素，因为衰落时移动信道的基本特性，信号在传输过程中会有信号的反射、折射、绕射、散射和吸收等现象，导致信号产生衰落，从而降低了信号的传输质量。
移动通信要得以实现也必须有相应的技术来克服这些因素的影响。
一般而言，提高移动通信系统性能的技术有：分集、均衡和信道编码。
分集是抗衰落的主要技术，均衡可以补偿时分信道中由于多径效应而产生的码间干扰，如果调制带宽超过了无线信道的相干带宽，将会产生码间干扰，并且调制信号将会展宽。
而接收机内的均衡器可以对信道中幅度和延迟进行补偿。
若信道不理想，在已调信号频带上很那保持理想传输特性时，会造成信号的严重失真和码间串扰。
为了解决这个问题，除了采用均衡器外，途径之一就是采用多个载波，将信道分成许多子信道。
将基带马援均匀分散地对每个子信道的载波调制。
假设有10个子信道，若每个载波的调制码元速率将降低至1/10，每个子信道的带宽也随之减小为1/10。
若子信道的带宽足够小，则可以认为信道特性接近理想信道特性，码间串扰可以得到有效的克服。
随着要求传输的码元速率不断提高，传输带宽也越来越宽，今日多媒体通信的信息传输速率已经到达若干Mb/s，并且移动通信的传输信道可能是在大城市中多径衰落严重的无线信道。
为了解决这个问题，并行调制的体制再次受到重视，正交频分复用（OFDM）就是在这种形势下得到发展的。
OFDM也是一类多载波并行调制的体制。
为了提高频率利用率和增大传输速率，各路子载波的已调信号频谱有部分重叠。
第4章 抗衰落技术 4.1 抗衰落技术概述4.2 分集接收技术4.3 均衡基本概念
用改善因子表示平均信噪比的改善，即分 集接收机合并器输出的平均信噪比较无分集接 收机的平均信噪比改善的分贝数(dB)
选择式合并及开关式合并的平均信噪比改 善因子随分集重数(M)增大而增大， 但增大速 率较小
D S(M )S01l0g kM 1k 1 (dB)
微分集是一种减小快衰落影响的分集技术， 在各种无线通信系统中都经常使用。理论和实 践都表明，在空间、频率、极化、场分量、角 度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相 独立的衰落特性。据此，微分集可分为六种：
1，空间分集 2，极化分集 重点1 3，角度分集 4，频率分集
5，时间分集 6，场分量分集
1，空间分集：空间分集的依据在于快衰落的空 间独立性，即在任意两个不同的位置上接收同一个信 号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收 信号的衰落是不相关的。为此，空间分集的接收机至 少需要两副相隔距离为d的天线，间隔距离d与工作波 长、地物及天线高度有关，d越大，两信号的衰落相 关性越小，在移动信道中，通常取：
6，场分量分集：电磁波的E场和H场载有 相同的消息，但反射机理不同，在移动通信中， Ez Hx Hy三个分量互不相关，可以通过接收 这三个场分量获得分集效果，场分量分集不要 求天线间的空间间隔，因此主要用于较低的工 作频段，如低于100MHz。当工作频率较高， 如800-900MHz时，空间分集很容易实现， 没有必要使用三副天线进行场分量分集
极化分集由于仅仅利用两电磁波的不同极 化方向，因而可大大缩短两天线间的距离，但 由于射频功率要分给两不同的极化天线，这会 导致3dB的射频功率损失
3，角度分集：由于地形地貌和建筑物等 环境的不同，到达接收端的不同路径的信号可 能来自于不同的方向。
移动通信第四章抗衰落技术
▪ Turbo码：具有较强的纠错能力，但译码 复杂，时延大，适合数据业务。
▪ 奇偶校验码
K个码元
k个码元＋ L个校验码元＝N个码元
举例：设信息序列长K=3， 校验序列长L=4；输入信息比特 为{S1, S2, S3}， 校验比特为{C1, C2,C3, C4}；
校验的规则为：
Remainder
D16 D15 D2 1
= D9+D8+D7+D5+D4+D = 0·D15+0·D14+0·D13+0·D12+0·D11+0·D10+1·D9+1·D8+1·D7+0·D6+1·D5
+1·D4+0·D3+0·D2+1·D1+0
输出： 101101110000001110110010
得 到 ：C(D)
S(D) DL
Remainder
g(D)
S(D) DL
C(D) Re D21 D20 D18 D17 D16
Remainder
D16 D15 D2 1
(D7 D6 D4 D3 D)(D16 D15 D2 1) D9 D8 D7 D5 D4 D
一. 原理
4.4 均衡技术
均衡技术是指各种用来处理码间干扰的算法和实现方法。
m(t)
r(t) cp(t)
t1
t2
t3
码间串扰
如果要消除码间干扰，需要系统传输特性满足无码间串扰条 件，即奈奎斯特第一准则。
第四章 抗衰落技术
二. 无码间串扰条件
1. 频域：系统传输特性满足：
第3章第4讲 扩频通信、抗衰落技术
——空间分集的两种变化形式：极化分集和角度分集
59
频率分集(Frequency Diversity)
频率分集是将待发送的信息分别调制到频率不相关的载 波上发送，只要载频间隔大于相干带宽，则接收端所接 收到信号的衰落是相互独立的。 在移动通信系统中，可采用信号载波频率跳变扩展频 谱技术来达到频率分集的目的。和空间分集相比，频 率分集的优点是减少了天线数目，缺点是要占用更多 的频谱资源，在发端需要多部发射机。
CDMA网络与GSM网络完全不同，由于不再把信道和用户分开考 虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务 量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意 味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。 “小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，增加系统容量
5．空分多址
2．CDMA系统地址码和扩频码的应用
主要可以分为3类: （1）用户地址码。 （2）信道地址码。 （3）小区地址码。
3 扩频通信的主要性能指标
(1)．扩频处理增益
处理增益G定义为频谱扩展后的信号带 宽B2与频谱扩展前的信号带宽B1之比，即
B2 R2 T1 G B1 R1 T2
（4-23）
（3）．频带利用率
频带利用率就是传输的数据率（bit/s） 与数字信号所占的频带（Hz）之比单位为 bit/s/Hz。
3.2.4 多址接入技术
1．多址接入技术简介
多址技术主要是解决如何使多用户共享系统无线资源的问题。 必须对不同移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，使基 站能从众多移动台的信号中区分出哪一个移动台发出来的信 号，而各移动台又能识别出基站发出的信号中哪个是发给自 己的信号。
显分集
微分集
mimo技术有什么用_mino技术原理解析
mimo技术有什么用_mino技术原理解析所谓的MIMO，就字面上看到的意思，是MulTIple Input MulTIple Output（多入多出）的缩写，大部分您所看到的说法，都是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率。
然而比较正确的解释，应该是说，网络资料通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送，由于无线讯号在传送的过程当中，为了避免发生干扰起见，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。
为了避免资料不一致而无法重新组合，因此接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的资料重新作组合，然后传送出正确且快速的资料流。
由于传送的资料经过分割传送，不仅单一资料流量降低，可拉高传送距离，又增加天线接收范围，因此MIMO技术不仅可以增加既有无线网络频谱的资料传输速度，而且又不用额外占用频谱范围，更重要的是，还能增加讯号接收距离。
所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网络设备，纷纷开始抛开对既有Wi-Fi联盟的兼容性要求，而采用MIMO 的技术，推出高传输率的无线网络产品。
mimo技术的作用无线电发送的信号被反射时，会产生多份信号。
每份信号都是一个空间流。
使用单输入单输出（SISO）的系统一次只能发送或接收一个空间流。
MIMO允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。
MIMO 技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。
提高信道的容量MIMO接入点到MIMO客户端之间，可以同时发送和接收多个空间流，信道容量可以随着天线数量的增大而线性增大，因此可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量，在不增加带宽和天线发送功率的情况下，频谱利用率可以成倍地提高。
提高信道的可靠性利用MIMO信道提供的空间复用增益及空间分集增益，可以利用多天线来抑制信道衰落。
多天线系统的应用，使得并行数据流可以同时传送，可以显著克服信道的衰落，降低误码。
高级网规优工程师认证考试题库（附答案）（可编辑）
高级网规优工程师认证考试题库（附答案）高级工程师一、TD基本原理1、异系统干扰选择题系统间干扰类型主要有：（ABCD）。
A、加性噪声干扰B、邻道干扰C、交调干扰D、阻塞干扰按照业界惯例，以灵敏度恶化以（A）1dB为干扰判断准则。
A、1dBB、2 dBC、3dBD、4dB三阶交调产生的干扰。
作为接收机前端三阶混频的结果，频率为f1和f2的两个信道外的连续波引入一个三阶交调成分，频率等于C。
A、f2B、2f1C、2f1+f2或者2f1-f2D、2f1+f2阻塞干扰是指当（AC）同时加入接收机时，强干扰会使接收机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。
A、强的干扰信号B、加性噪声C、有用信号D、阻塞干扰通常用（A）指标来衡量接收机抗邻道干扰的能力。
A、ACSB、ACLRC、ACIR将干扰源系统与被干扰系统共天馈系统，可以利用（C）达到系统间隔离的目的。
A、干放器B、加性噪声C、合路器D、阻塞干扰如果干扰源处于被干扰系统下方一定高度时，比如PHS和TD-CDMA系统，可以考虑将干扰源天线更换为（A）的天线来获取更高的空间隔离度。
A、上副瓣抑制较大B、下副瓣抑制较大C、上副瓣抑制较小D、上副瓣抑制较小接收机在接收有用信号的同时，落入信道内的干扰信号可能会引起接收机的（D）。
A、阻塞干扰B、带内阻塞C、杂散D、灵敏度损失ACLR是邻道泄漏，它是指（AB）发射信号落入到被干扰接收机通带内的能力。
A、邻道B、带外C、带内D、交调ACS是邻道选择性，指在（A）信号存在的情况下，接收机在其指定信道频率上接收有用信号的能力。
A、相邻信道B、同频C、异频D、干扰ACLR是邻道泄漏，定义为（AD）两个测得的信号功率之比。
A、发射功率B、干扰C、异频D、相邻信道ACS是邻道选择性，定义为接收机滤波器在（BC）两个信道频率上面的衰减比值。
A、专用信道频率B、指定信道频率上C、相邻信道频率上D、业务信道引起邻道干扰的具体原因有（ABCD）。
MIMO技术百科
MIMOMIMO属于空间分集简介MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统是一项运用于802.11n的核心技术。
802.11n是IEEE继802.11b\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。
同时，专有MIMO技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。
该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它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-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。
概述MIMO 表示多输入多输出。
读/maimo/或/mimo/，通常美国人读前者，英国人读后者，国际上研究这一领域的专家较多的都读/maimo/。
在第四代移动通信技术标准中被广泛采用，例如IEEE 802.16e (Wimax)，长期演进(LTE)。
在新一代无线局域网(WLAN)标准中，通常用于 IEEE 802.11n，但也可以用于其他 802.11 技术。
MIMO 有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。
只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持 MIMO 时才能部署 MIMO。
优点MIMO 技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。
无线电发送的信号被反射时，会产生多份信号。
每份信号都是一个空间流。
使用单输入单输出（SISO）的系统一次只能发送或接收一个空间流。
MIMO 允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。
多天线系统的应用，使得多达 min(Nt,Nr)的并行数据流可以同时传送。
同时，在发送端或接收端采用多天线，可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
一般的，分集增益可以高达Nt*Nr。
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0，
f ≤W / 2（6-13）
f ≥W /2
· 不考虑噪声的影响，来自频率选择性 衰落信道的接收信号为
r(t) ∞ C( f ,t)S( f )ej2ft df ∞
1
∞
s(i /W )c(t i /W ,t)
W i∞
1
∞
s(t i /W )c(i /W ,t)
W i∞
（6-14）
· 在这两种情况下，待判决的接收信号 可以表示为
L
r(t)
T 0
ci*
(t)s*
(t
i
/W
)ci
(t)s(t
i
/W
)（6-17）
i 1
6.3 均衡技术及应用 6.3.1 均衡技术原理
6.3.2 线性均衡
· 均衡器通常是在数字域中实现，其采样 信号被存储于移位寄存器中。
· 对于模拟信号，均衡器输出的连续信号 波形将以符号速率被采样，并送至判决器。
第6章 抗信道衰落技术
6.1
概述
6.2
分集技术的基本概念
6.3
均衡技术及应用
6.4
交织技术
6.5
多天线技术
6.1 概述
· 接收信号的功率可以表示为
P(r) | r |n S(r) R2 (r)
（6-1）
· 抗多径衰落还常用均衡技术和差错控 制编码技术。
· 均衡、分集和信道编码这3种技术都被 用于改进无线链路的性能。
1．选择式合并
· 令 为每个支路的平均信噪比，则可 以证明，选择式合并的平均输出信噪比为
S
M k 1
1 k
（6-2）
· 由上式可得，每增加一条分集支路，
它对输出信噪比的贡献仅为总分集支路数 的倒数倍。
· 其合并增益为
GS
S
M k 1
1 k
（6-3）
2．最大比合并
· 合并后信号的包络为
M
k k k 1
（6-4）
· 设每个支路的噪声功率为 2，可以证
明，当 k k / 2 时，合并后的信噪比达
到最大。
· 合并后的输出为
M 2 k 2 k 1
1
2
M
2 k
k 1
（6-5）
· 最大比合并后的平均输出信噪比为
合并增益为
M M
GM
M
M
（6-6） （6-7）
3．等增益合并
· 由图6-18可知，在判决前，横向滤波
器的输出为
dˆk N2 cn yk n
（6-18）
n N1
· 线性横向滤波器可以达到的最小均方差
（6-19）
E | e(n) |2 min
T 2
T
T
N0 F (ejT ) 2
N0
d
· 输入信号yk被转换为一组作为中间值的 前向和后向误差信号，即fn(k)和bn(k) 。
· 判决反馈均衡（DFE）的基本思路是：一 旦一个信息符号经检测并被判定，就可以在检 测后续符号之前预测并消除由这个信息符号导 致的码间干扰。
· 判决反馈均衡既可以直接由横向滤波器实 现（见图6-20），也可以由格型滤波器实现。
· 横向滤波器由一个前馈滤波器（Feed Forward Filter，FFF）和一个反馈滤波器 （Feedback Filter，FBF）组成。
6.2 分集技术的基本概念
· 分集技术（Diversity Techniques）主要研 究如何利用多径信号来改善系统的性能。
· 分集技术利用无线传播环境中相互独立的 （或至少是高度不相关的）多径信号来实现。
6.2.1 分集技术分类
1．空间分集（Space Diversity）
图6-1 空间分集示意图
· 定义一组时变信道系数
ci (t)
1 W
c(i
/W,t)
（6-15）
那么，用这些信道系数表示式（6-14）可得
∞
r(t) ci (t)s(t i ) i ∞
（6-16）
截断的抽头延时线模型如图6-11所示。
2．RAKE接收机
· 假设接收端已知信道的参数，即抽头权 值已知，最佳接收机由分别与 i 1,2, , L ， ci (t)s(t i /W ) ，相匹配的一组滤波器组成，也 可以采用互相关代替匹配滤波器。
2．极化分集（Polarization Diversity） 3．角度分集（Angle Diversity） 4．频率分集（Frequency Diversity） 5．时间分集（Time Diversity）
6.2.2 分集信号合并技术
· 对于具体的合并技术来说，通常有4类， 即选择式合并（Selective Combining）、 最大比合并（Maximal Ratio Combining）、 等增益合并（Equal Gain Combining）和 开关式合并（Switching Combining）。
L
y(t) zi (t)wi (t) i 1
（6-10）
· 加权系数由相应多径信号能量在总能 量中所占比例决定
L
wi zi2 (t) / zi2 (t) i 1
（6-11）
1．抽头延迟线信道模型
· RAKE接收机是以时延扩展即频率选 择性衰落信道为基础进行设计的，频率选 择性衰落信道通常采用抽头延迟线模型。
· 等增益合并取 k 1 ，合并后的平均
输出信噪比为
合并增益为
E
1
(M
1)
4
（6-8）
GE
E
P
1 (M 1)
4
（6-9）
4．开关式合并
6.2.3 多径分集与RAKE接收机
· 假定有L个相关器，每个相关器与其 中一个多径分量强相关，而与其他多径分 量弱相关，各个相关器的输出经过加权后 同相相加，总的输出信号为
· 这组中间信号作为各级乘法器的输入， 用以计算并更新滤波系数。
· 格型结构的每一级由下列递归方程表示
（6-20） （6-21） （6-22）
· 得到滤波器的输出为
N
dˆk cn (k)bn (k) n1
（6-23）
6.3.3 非线性均衡
· 目前已经开发出多种有效的非线性均衡 算法。
· 本节对判决反馈均衡（DFE）进行介绍。
· FBF由检测器的输出驱动，其系数可动 态调整以消除先前符号对当前符号的干扰。
· 均衡器的前馈滤波器有N1+N2+1阶， 反馈滤波器有N3阶，其输出为
· 假设带宽受限的通信信号s(t)，其频率
范围满足 f ≤W / 2 ，利用抽样定理可得
该信号为
s(t) ∞ s(i /W ) sin[W (t i /W )] （6-12）
i ∞
W (t i /W )
· 其Fourier变换形式为
S (
f
)
1
∞
s(i /W )e j2fi /W，