信息与通信移动通信抗衰落和链路性能增强技术

信息与通信移动通信抗衰落和链路性能增强技术

学习重点和要求 掌握分集技术的基本概念、分类、特点和应用； 掌握分集信号的合并技术，了解其性能 了解信道编码基本原理、分类和特点 了解卷积码的维特比译码原理和最新的信道编码 Turbo 码的基本概念 掌握信道时域均衡的基本原理 掌握直接序列扩频技术原理。掌握直接序列扩频 (DS-SS) 和跳频扩频系统 (FH-SS) 的处理增益和抗干扰机理 掌握扩频码的分类和特点 学习重点和要求 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.1 概述 4.1 概述 移动信道三大效应形成衰落 阴影效应 多径效应 多谱勒效应 多径衰落的基本特性 相干时间 相干带宽 4.1 概述 抗衰落三大措施： 分集 (Diversity) 均衡 (Equalization) 信道编码 (Channel Coding) 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.2 分集技术 分集概念 ： 多路不相关的衰落路径传送相同的信号并合并 分集目标 ： 对抗移动信道造成的各种衰落和码间串扰 分集本质 ： 对同一信号在不同时间、频率、空间方向的过采样 分集问题 ： 如何得到多路信号？ 如何合并多路信号？ 4.2 分集技术 4.2 分集技术 分集原理 各 独立信号 传播路径 同时 经历深度衰落的概率降低 两条路径同时出现深衰落的概率降低 4.2 分集技术 分集技术物理本质 空间分集 ： 用两个以上天线或者同一天线的不同极化方向传输同一个信号 频率分集 ： 用两个以上载频传输同一个信号 时间分集 ： 在不同时间传输同一个信号 4.2 分集技术 分集技术分类 显分集 发射至少有两路独立路径传送同一信号 空间分集， 跳频 隐分集 分集作用隐含在一路传输信号中 交织和扩频 4.2 分集技术 空间分集 多天线分集 发射分集 接收分集 MIMO (Multiple-Input Multiple-Output , 多入多出 ) 4.2 分集技术 频率分集 传输信息以不同的频率进行传输 传输之间的频率间距 >> 相干带宽 跳频 直接序列扩频 4.2 分集技术 时间分集 传输信息在不同的时刻重复传输 信号重发时间间隔 >> 相干时间 ARQ Rake 接收机 4.2 分集技术 接收信号强度 时间 / 空间 / 频域 分集合并技术 ： 利用多个分集信号来减少衰落影响并获得增益的技术就是分集合并技术 4.2 分集技术 选择式合并 （ selective combining ） 选择具有最大 SNR 的分支 接收信号强度 时间 / 空间 / 频域 4.2 分集技术 最大比合并 （ maximum ratio combining ） 所有分支依据信噪比（ SNR ）进行加权相干合并 输出包络 接收信号强度 时间 / 空间 / 频域 4.2 分集技术 等增益合并 （ equal gain combining ） 所有分支等权重相干合并 4.2 分集技术 合并增益 选择性合并 等增益合并 最大比合并 4.2 分集技术 隐分集技术 交织编码技术 跳频技术 直接序列扩频技术 4.2 分集技术 编 码 交 织 解 交 织 译 码 突发 信道 输入 输出 调 制 解 调 交织： 把一条消息中的比特以非连续方式传送，使突发差错信道变为离散信道，便于利用纠错码消除随机错 独立无记忆信道 4.2 分集技术 4d,…6,5,4,3,2,1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4d-3 4d-2 4d-1 4d 3 4d…10,6,2,4d-3,…,9,5,1 4d… 10,6,2,4d-3 ,…,9,5,1 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4d-3 4d-2 4d-1 4d 3 4d,… 6 ,5,4,3, 2 ,1 d, 交织深度 n=4, 交宽深度 交织延迟 = n * d 4.2 分集技术 交织深度 交织前相邻两符号在交织后的间隔距离 交织宽度： 交织后相邻两符号在交织前的间隔距离 交织延迟： 每个符号从交织器输出时相对于输入交织器时的时间延迟 要求：交织深度大于相干时间  时间分集 分集技术 分集的目的 信号传输方式 获得多路信号的方式 宏观分集 （抗长期衰落） 微观分集（抗短期衰落） 显分集 隐分集 交织和编码技术 跳频技术 直接序列扩频技术 空间位置分集 ( 多天线 ) 空间角度分集 ( 智能天线 ) 时间分集 (T>Tc) 频率分集 ( 跳频或 DSSS) 极化分集 4.2 分集技术 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.3 信道编码 为什么引入信道编码？ 移动信道是变参信道，会引起随机错误与突发错误。 信道编码的目的 ? 信道编码是为了保证信息传输的可靠性、提高传输质量而设计的一种编码 4.3 信道编码 4.3 信道编码 信道编码的定义 在信息码元中增加一些冗余码元，用来在接收端检测或纠正在有噪信道中引入的误码 基本术语： 码字：信息码元与冗余码元一起构成的消息块称为码字。 码距（ d ）：是指两个码字中对应码元位不相同的数目。如果是二进制码，又称为汉明距。 4.3 信道编码 信道编码本质： 增加码距。 码距实际代表了纠检错能力 4.3 信道编码 性能指标 编码效率 编码增益 编码延时 编译码器的复杂度 4.3 信道编码 信道编码分类： 按加入冗余码元方式：线性码和非线性码 按用途分：检错码和纠错码 按码结构分：分组码和卷积码 按纠错能力分：纠随机错和纠突发错 4.3 信道编码 应用 GSM 和 IS-95 主要采用卷积码 3G 话音 : 卷积码 数据 : 卷积码 , TURBO 码 B3G 话音 : 卷积码 数据 : 卷积码 , TURBO 码 , LDPC 码 4.3 信道编码 分组码 将信息码分成 k 比特一组，插入 n-k 个冗余比特， 扩展成 n, 记为 ( n , k ) 将 2 k 矢量空间映射到 2 n 矢量空间 n  k ， R ＝ k/n ， 称为编码率 k k k k k k k k n 冗余比特 (n, k) 分组码定义为 ( u 1 , u 2 , …, u n )=( x 1 , x 2 , …, x k ) G 其中 ( x 1 , x 2 , …, x k ) 是 信息向量 ， ( u 1 , u 2 , …, u n ) 是对应的 码字 。 称此码为 (n, k) 线性分组码。 称矩阵 G 为此码的生成矩阵。 4.3 信道编码 4.3 信道编码 伴随式 S ：进行校验 S=RH T ,R 为接收到的码字 R=C+e ， H 为校验矩阵； S 等于 0 为无错或者 R 是另外一个码字 S 不等于 0 一定有错 伴随式与错误图样存在对应译码表 计算伴随式 根据伴随式检出错误图样 e 根据 e 和 R 计算发送码字 C=R+e 4.3 信道编码 (7 ， 4) 分组码对应的生成矩阵为 G ( a n , a n-1 , …, a 0 )=( x 1 , x 2 , …, x k ) G 运算规则： 0+0=1+1=0 ， 0+1=1 ， 0×0=0×1=0 ， 1×1=1 4.3 信道编码 S 1 =a 6 +a 5 +a 4 +a 2 =0 无错 S 2 =a 6 +a 5 +a 3 +a 1 =0 无错 S 3 =a 6 +a 4 +a 3 +a 0 =0 无错 a 6 +a 5 +a 4 =a 2 a 6 +a 5 +a 3 =a 1 a 6 +a 4 +a 3 =a 0 4.3 信道编码 例子：（ 7 ， 4 ）分组码码组 4.3 信道编码 （ 7 ， 4 ）分组码， a 0 a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a 6 表示这 7 个码元，则伴随式与错误图样关系为 循环码的定义 如果 ( n , k ) 线性分组码的任意码字 C =( C n － 1 , C n － 2 ,…, C 0 ) 的 i 次循环移位，所得矢量 C ( i ) =( C n － 1 － i , C n － 2 － i ,…, C 0 , C n － 1 ,…, C n － i ) 仍是一个码字，则称此线性码为 ( n , k ) 循环码。 4.3 信道编码 码多项式 为了运算的方便，将码矢的各分量作为多项式的系数，把码矢表示成多项式，称为码多项式。其一般表示式为 C ( x )= C n － 1 x n － 1 + C n － 2 x n － 2 +…+ C 0 码多项式 i 次循环移位的表示方法 : 记码多项式 C ( x ) 的一次左移循环为 C (1) ( x ) ， i 次左移循环为 C ( i ) ( x ) 4.3 信道编码 码字循环关系图 单纯循环码的码字循环图 ： (7,3) 循环码 4.3 信道编码 循环码的生成多项式 码的生成矩阵一旦确定，码就确定了； 这就说明： ( n , k ) 循环码可由它的一个 ( n － k ) 次码多项式 g ( x ) 来确定； 所以说 g ( x ) 生成了 ( n , k ) 循环码，因此称 g(x) 为码的生成多项式。 4.3 信道编码 循环码编码步骤： 计算 x n-k m ( x ) 计算 x n-k m ( x )/ g (x), 得余式 r ( x ) 得到码字多项式 C ( x )= x n-k m ( x )+ r ( x ) 4.3 信道编码 循环码译码 按照分组码译码步骤进行 由于采用了线性移位寄存器，使得译码简化 4.3 信道编码 卷积码 卷积码的监督码元与当前码元和前若干码元有关 记为 ( n,k,m ) 卷积码。约束长度： l =m+1 k k k k k k k k n n n n n n n n k k k k k k k k n n n n n n n n 分组码 卷积码 4.3 信道编码 4.3 信道编码 卷积码编码器 （ n ， k ， m ）： m 表示移位寄存器个数， k 表示输入开关个数， n 表示输出的开关个数 二进制（ 2 ， 1 ， 3 ）卷积码编码器 4.3 信道编码 卷积码的状态转移图 （ 2,1,2 ）卷积编码器状态转移图 4.3 信道编码 卷积码的网格图（把状态图沿时间轴展开） 4.3 信道编码 维特比译码：是一种最大似然译码，把接收序列和所有的发送序列进行比较，选择一个汉明距离最小的序列判为发送序列 分为硬判决和软判决译码两种： 硬判决：解调器直接判 0 ， 1 软判决：解调器对输出进行量化。 译码不是一次比较，而是逐步比较，译码过程中的最重要的操作有两个： “加 - 比 - 选” 度量值计算操作和寄存器状态回溯译码操作 4.3 信道编码 一次“加 - 比 - 选”的过程具体需要进行以下步骤： 取出两个分支在节点 i 的路径度量值 PM （ PathMerit ）； 计算两个分支在节点 i+1 改变的分支度量值 BM （ BranchMerit ）； 相加得到两个分支的新 PM 值； 比较两个 PM 值，选出汉明距离最小或似然函数值较大可能者； 存储选出的幸存路径的 PM 值及状态转移比特。 在译码过程中只需考虑整个路径集合中那些能使似然函数最大的路径： 硬判决：汉明距最小值路径； 软判决：似然函数最大值路径。 最大似然序列译码要求序列有限，因此对卷积码来说，要求能收尾。 收尾的原则 ：在信息序列输入完成后，利用输入一些特定的比特，使 M 个状态的各残留路径可以到达某一已知状态（一般是全零状态）。这样就变成只有一条残留路径，这就是最大似然序列。 4.3 信道编码 维特比译码过程（硬判） 假设接收序列为（ 11 ， 01 ， 10 ， 01 ， 01 ， 10 ， 10 ） 4.3 信道编码 4.3 信道编码 4.3 信道编码 4.3 信道编码 Viterbi 译码的特点 维特比算法是最大似然的序列译码算法 译码复杂度与信道质量无关 运算量和存贮量都与码长呈线性关系 运算量和存贮量都与状态数呈线性关系 状态数随 k 及 m 呈指数关系 4.3 信道编码 4.3 信道编码 Turbo 产生背景： 香农的信道编码定理：在信道中实际传输速率 R 小于信道容量 C ，就可以在信道中实现几乎无错传输。 条件： 采用随机编译码方式 编译码码长   译码采用最佳的最大后验译码 4.3 信道编码 Turbo 码的性能逼近最优的香农的信道编码的极限。 Turbo 码编码器框图 4.3 信道编码 Turbo 码译码器框图 4.3 信道编码 Turbo 码特点： 性能优良：性能由分量码设计、交织器设计、译码算法及其并联结构进行组合优化共同取得。 发端交织器作用：随机化编码 收端交织器作用：随机译码，将突发错误变为随机错误。 级联编译码起到利用短码构造长码的作用。 4.3 信道编码 Turbo 码缺点： 译码设备很复杂，应在译码性能与复杂性上折中。 译码时延大，无法应用于实时的通信系统（比如话音） 应用： 广泛应用于各类非实时业务高速数据的纠错编码 4.3 信道编码 LDPC 码： 特殊的线性分组码 低密度极性校验码 校验矩阵非零元素分布稀疏 4.3 信道编码 LDPC 码特点 具有接近香农限的性能 错误平层低 采用迭代译码算法－－ BP 算法 相对于 Turbo 码 译码简单 编码复杂 关键在校验矩阵的构造 4.3 信道编码 以 1 ／ 2 码率， Pe<10-5 为例 4.4 均衡技术 4.4 均衡技术 等效信道 多径 非理想 4.4 均衡技术 均衡（ Equalization ） ： 接收端产生与信道相反的特性，消除信道的时间和频率选择性 也称自适应均衡 与 Rake 接收的区别 多径不可分离 可用于多径扩展大于或小于符号周期的情况 4.4 均衡技术 均衡按实现的域分类 时域 / 频域均衡 在宽带单载波系统中常用频域均衡技术； 在窄带数字通信系统中常用时域均衡。 时域均衡原理 理想和实际接收信号脉冲响应的差异 理想 非理想 4.4 均衡技术 + T T T T C -N C -1 C 0 C 1 C N 抽头加权算法 C i 输出 y(t) 输入 x(t) 均衡器 加入均衡器以后系统冲激相应 4.4 均衡技术 4.4 均衡技术 时域均衡原理 要使得码间干扰为零，则 实际操作则对以输入样值为中心的前后各 N 个样值进行加权求和，使得相邻样值对当前样值的干扰最小 4.4 均衡技术 假如有输入信号 : x(-1)=1/4, x(0)=1, x(1) =1/2 采用二抽头均衡器来均衡 ( C(-1)=-1/3, C(0)=4/3, C(1) =-2/3) 均衡输出 y(-2) = ( 1/4)(- 1/3)= -1/12 y(-1) = ( 1/4)(4 /3)+(1) (- 1/3)= 0 y(0) =(1/4)(-2/3)+(1)(4/3)+(1/2)(-1/3)=1 y(1) =1(-2/3)+(1/2)(4/3)= 0 y(1) = (1/2)(-2/3)=-1/3 4.4 均衡技术 均衡准则 峰值畸变准则 使干扰的峰值最小 目标：消除取样点上的符号间干扰 均方畸变准则 使输出趋于理想的响应 效果相对最小峰值失真准则较优 峰值畸变准则 使得在已知 x n 的情况下，调整系数 c k ，使得 D 有最小值，同时使得 y 0 =1 4.4 均衡技术 4.4 均衡技术 均方畸变准则 ： 定义： 使得在已知 x n 的情况下，调整系数 c k ，使得 e 2 有最小值，同时使得 y 0 =1 非线性均衡器： 输入与输出结果为为非线性关系 使得均衡器在严重失真的信道上有较好性能 判决反馈均衡器（ DFE ） 最大似然序列估值器（ MLSE ） 4.4 均衡技术 4.4 均衡技术 均衡器性能指标 算法复杂度 算法收敛速度 稳定性 4.4 均衡技术 自适应均衡器工作方式 预置式均衡器工作方式： 启动均衡器之前先发送测试序列，用以训练均衡器的抽头系数加权算法，使均衡器收敛 在数据传输过程中不再调整抽头系数。 4.4 均衡技术 自适应均衡器工作方式 训练模式： 发端发送一个接收端已知的序列使均衡器迅速收敛，完成抽头系数初始化 跟踪模式： 直接利用通信中传输的数字信号的判决形成误差信号，并依据自适应算法跟踪调节抽头系数 均衡技术的应用 训练序列在前面，数据在后面 单向均衡法 正向均衡法：利用本时隙训练序列对当前数据进行均衡 反向均衡法：利用下时隙训练序列对当前数据进行均衡 选择误差小的 4.4 均衡技术 4.4 均衡技术 双向均衡法： 同时利用当前时隙和下一时隙训练序列对当前数据进行均衡 4.4 均衡技术 实际系统中的均衡技术 GSM 均衡补偿时延 16 ～ 20us 。 常用 1 ：判决反馈自适应均衡器，均衡算法为快速卡尔曼算法 (FKA) 常用 2 ：最大似然序列估计 (MLSE) 的自适应均衡器，均衡算法为修正的 Viterbi 算法。 IS-54 判决反馈自适应均衡器，均衡算法为递归最小二乘法（ RLS ）。 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.5 扩频通信 4.5 扩频通信 直接序列扩频 利用远高于符号速率的序列码流 PN 序列与信号流相乘，得到宽带（相对于信号带宽）调制信号的技术 4.5 扩频通信 PN 序列：伪噪声序列 m 序列发生器 m 序列： m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称； m 序列是由多级移位寄存器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。 在二进制移位寄存器发生器中，若 m 为级数，则所能产生的最大长度的码序列为 N =2 m -1 位。 m 序列发生器中，并不是任何抽头组合都能产生 m 序列，需要由本原多项式生成。 4.5 扩频通信 m 序列的性质 平衡特性：在 m 序列中一个周期内“ 1” 的数目比“ 0” 的数目多 1 位 ; 游程特性： m 序列中游程总数为（ N+1 ）／ 2 ，长度为 1 的游程数等于游程总数的 1/2 ，长度为 2 的游程数等于游程总数的 1/4 ，长度为 3 的游程数等于游程总数的 1/8 ；最长的游程是 m 个连 1 ，只有一个；最短的游程是 m-1 个连零，只有一个； m 序列和其位移序列模 2 加后仍为 m 序列； m 序列发生器中的移位寄存器的各状态中，除全 0 外，其他状态在一个周期中只能出现一次。 4.5 扩频通信 m 序列相关特性 相关函数 当序列循环移动 n 位时，随着 n 的取值不同，互相关系数也在变化，称做两个序列的互相关函数，若两个序列相等，则称作为自相关函数 例： {a}=1110100 ，求自相关函数 n =0 时 ,{a(0)+ a(0)}=0000000 A=7, D=0, R=1/7 n =1 时 ,{a(1)+ a(0)}=0011101 A=3, D=4, R= -1/7 A: 相同的位数 D: 不同的位数 4.5 扩频通信 4.5 扩频通信 PN 序列的特性 自相关性 扩频通信原理 4.5 扩频通信 4.5 扩频通信 4.5 扩频通信 RAKE 接收机： 利用扩频码的相关特性进行多径分离与合并，实现时间分集 无 Rake 接收时，多径信号的矢量合成： 第 1 径 第 2 径 第 3 径 接收后的合成矢量 4.5 扩频通信 采用 Rake 接收后的合成矢量： 接收后的合成矢量（代数和） 第 1 径 第 2 径 第 3 径 4.5 扩频通信 Rake 接收示意图 每个相关器和多径信号中的一个不同时延的分量同步 4.5 扩频通信 多径分离 基础：采用直接扩频信号 要求 Chip 周期小于多径时延差 直扩序列信号的自相关和互相关性好 多径合并准则 第一路径准则；最强路径准则；检测后积分准则；等增益合并准则；最大比合并准则；自适应合并准则 4.5 扩频通信集技术 跳频 ： 载波信号的频率随时间而变化 本质： 频率分集 f 1 f 2 f 3 f 2 f 1 f 3 f 2 f 2 f 1 f 1 f 1 f 3 f 3 f 3 抗多径： 跳频驻留时间小于多径延迟时间差 抗同信道干扰： 正交跳频图案可避免频率复用引起的同频干扰 抗衰落： 跳频频率间隔大于信道相干带宽时，各跳频驻留时间内的信号相互独立 4.5 扩频通信 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.6 多天线和空时编码 4.6 多天线和空时编码 MIMO 系统的提出是为了进一步提高无线通信系统容量，它可以在不用增加系统带宽的情况下改善了系统性能，提高了数据速率。 利用空间分集对抗衰落 利用空间复用提高频谱效率 为了使得 MIMO 系统性能在频率选择性衰落信道中依然良好，将 MIMO 系统和 OFDM 调制技术结合起来，形成 MIMO-OFDM 系统。 MIMO 系统框图 可用矩阵方式表示发送和接收信号 4.6 多天线和空时编码 4.6 多天线和空时编码 将 MIMO 系统与 OFDM 技术相结合，可以充分利用二者的优势，而又互相弥补不足之处 。 MIMO-OFDM 系统不仅有很高的频谱利用率，而且在 OFDM 基础上合理的开发了空间资源，可以提供更高的数据速率，提高系统容量，改善系统性能。 另一方面，加入了 OFDM 调制技术的 MIMO 系统在抗多径方面表现出了很大的优势，使得 MIMO 系统在频率选择性衰落信道中也能取作用 4.6 多天线和空时编码 MIMO 系统容量 单输入单输出（ SISO ）系统 : 多输入单输出（ MISO ）系统 : 单输入多输出（ SIMO ）系统 ： 多输入多输出（ MIMO ）系统 ： 系统容量随着天线数目的增加成线性增加。 4.6 多天线和空时编码 不同天线配置下的信道容量 多天线技术分类 空间分集 STBC ：空时分组码 STTC ：空时格码 空间复用 V-BLAST ：空时分层码 波束赋形 Smart antenna ：智能天线 4.6 多天线和空时编码 STBC ：空时分组码 空时分组码则是根据码字的正交设计原理来构造空时码 最早由 Alamouti 提出的 接收时采用最大似然检测算法进行解码，由于码子之间的正交性，在接收端只需做简单的线性处理即可。 4.6 多天线和空时编码 4.6 多天线和空时编码 STBC 系统框图 4.6 多天线和空时编码 STBC 接收机 4.6 多天线和空时编码 VBLAST 分层空时码 分层空时码最早是由贝尔实验室提出的一种 MIMO 系统的空时编码技术，即 BLAST 系统 分层空时码有两种形式 对角分层空时码 D-BLAST 和垂直分层空时码 V-BLAST 。 V-BLAST 系统处理起来较 D-BLAST 系统要简单 4.6 多天线和空时编码 VBLAST 系统框图 接收信号模型 最优接收： 4.6 多天线和空时编码 4.6 多天线和空时编码 线性接收 破零检测： Zero forcing 线性 MMSE 检测 干扰删除 4.6 多天线和空时编码 各种 VBLAST 检测算法性能比较 4.6 多天线和空时编码 空时网格码（ STTC ） 空时网格码最早是由 V.Tarokh 等人提出的，该空时编码系统中，在接收端解码采用维特比译码算法。 空时网格码设计的码子在不损失带宽效率的前提下，可提供最大的编码增益和分集增益。 译码复杂度高 4.6 多天线和空时编码 智能天线技术 智能天线包括天线阵列和基带信号处理 可为每一个移动台提供跟踪波束 可为高速移动的移动台提供快速波束跟踪 特点 较低的发射功率 较高的灵敏度 较强的干扰抑制 较大的系统容量 关键技术： 到达角度估计 波束赋形 定位技术 4.6 多天线和空时编码 形成方向图，在不同的到达方向上给予不同的天线增益 可以提高接收信号的信噪比，从而提高系统的容 可以将频率相近但空间可分离的信号分离开。 4.6 多天线和空时编码 均匀直线阵 均匀圆阵 常用的两种典型结构（俯视图）： 4.6 多天线和空时编码 MIMO 系统与 OFDM 系统的结合 STBC-OFDM 系统 传输速率没有提高 误码率改善 4.6 多天线和空时编码 VBLAST-OFDM 系统 传输速率提高 牺牲误码率 主要内容 4.1 概述 4.2 分集技术 4.3 信道编码 4.4 均衡技术 4.5 扩频通信 4.6 多天线和空时编码 4.7 链路自适应技术 4.7 链路自适应技术 4.7 链路自适应技术 链路自适应技术：系统依据无线链路状况，动态地调整发送参数 自适应调制编码： AMC （物理层） HARQ （链路层） 功率控制（物理层） 速率控制（物理层） 错误控制（物理层） 跨层协作（网络层） 4.7 链路自适应技术 自适应编码调制： AMC 根据瞬时信噪比调整星座大小，即调制方式 自适应调制编码框图 4.7 链路自适应技术 AMC 存在问题： 信道预测的准确性（ TDD ） 反馈的时延和误差（ FDD ） 切换门限的确定 4.7 链路自适应技术 差错控制方式 自动重传反馈方式 ARQ （ Automatic Repeat reQuest ） 前向纠错方式 FEC （ Forward Error Correction ） 混合自动重传请求 HARQ （ Hybrid Automatic Repeat Request ） 4.7 链路自适应技术 HARQ 重传机制 停止等待（ SAW ： Stop and Wait ） 回退 N 步型（ GBN ： Go-back-N ） 选择重传型（ SR ： Selective Repeat ） 4.7 链路自适应技术 HARQ 分类 Type-Ⅰ 型 HARQ ：重发时发送相同的数据 Type- Ⅱ 型 HARQ ：重发时编码时产生的检验位，即冗余部分（全冗余） Type- Ⅲ 型 HARQ ：重发时发送部分信息位和部分校验位（半冗余） 作业 1. 微观分集有哪三类？ 2. 为什么要做时域均衡？ 3. 简要说明直接序列扩频和解扩的原理 4. 为什么扩频信号能有效抑制窄带干扰 5.RAKE 接收机工作原理是什么 谢谢 欲读研同学推荐自学 《 无线通信与应用 》