第10章移动通信展望课件.ppt

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1、第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 第第10章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.1 个人通信概述个人通信概述 10.2 关于个人通信的国际标准和研究进展关于个人通信的国际标准和研究进展 10.3 未来移动通信中的关键技术未来移动通信中的关键技术 思考题与习题思考题与习题 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.1 个人通信概述个人通信概述 移移动动通通信信从从产产生生到到现现在在的的历历史史并并不不长长，然然而而其其发发展展速速度度却却远远远远超超出出了了人人们们的的预预料料。尤尤

2、其其是是最最近近十十几几年年来来，随随着着微微电电子子技技术术、计计算算机机和和软软件件工工程程的的发发展展，移移动动通通信信设设备备在在质质量量、使使用用方方便便和和可可靠靠性性等等方方面面的的发发展展日新月异。日新月异。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 纵纵观观移移动动通通信信的的发发展展历历程程，当当代代移移动动通通信信可可分分为为四个阶段：四个阶段：（1）第第一一代代移移动动通通信信以以模模拟拟调调频频、频频分分多多址址为为主主体体技技术术，包包括括以以蜂蜂窝窝网网系系统统为为代代表表的的公

3、公用用移移动动通通信信系系统统、以以集集群群系系统统为为代代表表的的专专用用移移动动通通信信系系统统以以及及无无绳绳电话电话,主要向用户提供模拟话音业务。主要向用户提供模拟话音业务。(2)第第二二代代移移动动通通信信以以数数字字传传输输、时时分分多多址址或或码码分分多多址址为为主主体体技技术术，简简称称数数字字移移动动通通信信，包包括括数数字字蜂蜂窝窝系系统统、数数字字无无绳绳电电话话系系统统和和数数字字集集群群系系统统等等，主主要要向向用户提供数字话音业务和低速数据业务。用户提供数字话音业务和低速数据业务。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第

4、1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (3)第第三三代代(3G)移移动动通通信信以以CDMA为为主主要要技技术术，向用户提供向用户提供2 Mb/s到到10 Mb/s的多媒体业务。的多媒体业务。(4)超超（后后）三三代代（B3G）或或第第四四代代(4G)移移动动通通信信的的研研究究和和开开发发，采采用用OFDM和和多多天天线线等等新新技技术术，将将向向用户提供用户提供100 Mb/s甚至甚至1 Gb/s的数据速率。的数据速率。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.1.1 个人通信的概念个人通信

5、的概念 长长期期以以来来，人人们们就就有有一一种种美美好好的的愿愿望望：未未来来总总有有一一天天会会做做到到无无论论任任何何人人(Whoever)在在任任何何时时候候(Whenever)和和任任何何地地点点(Wherever)都都能能和和另另一一个个人人(Whomever)进进行行任任何何方式方式(Whatever)的通信。的通信。以以往往，人人们们曾曾把把这这种种愿愿望望称称之之为为幻幻想想，然然而而随随着着科科学学技技术术的的发发展展，这这种种愿愿望望已已经经不不是是幻幻想想，而而是是可可以以实实现现的的了了。人人们们把把这这种种向向往往中中的的通通信信称称为为“个个人人通通信信”，而而把

6、把实实现个人通信的网络称之为个人通信网现个人通信的网络称之为个人通信网(PCN)。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 个个人人通通信信的的愿愿望望虽虽然然早早已已存存在在，但但个个人人通通信信网网的的设设想想却却是是在在1988年年才才正正式式提提出出来来的的。其其后后，PCN在在世世界界范范围围内内立立即即引引起起了了巨巨大大的的反反响响和和共共鸣鸣，一一些些通通信信发发达达的的国国家家纷纷纷纷开开展展了了PCN的的体体系系结结构构和和实实现现技技术术的的研研究究，提提出出了了形形形形色色色色的的设

7、设想想和和方方案案，有有关关PCN的的国国际际标准的制定也受到许多国际组织的重视。标准的制定也受到许多国际组织的重视。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.1.2 实现个人通信的途径实现个人通信的途径 个个人人通通信信的的设设想想激激发发了了人人们们的的浓浓厚厚兴兴趣趣。从从1988年年以以来来，人人们们对对如如何何实实现现个个人人通通信信曾曾提提出出过过各各种种各各样样的的方方案案，也也发发生生过过一一些些争争论论，甚甚至至相相互互非非议。议。一般来说，一般来说，实现个人通信的途径有以下几种。实

8、现个人通信的途径有以下几种。(1)规规划划、设设计计和和开开发发一一种种覆覆盖盖世世界界范范围围的的全全新新个个人人通通信信网网。这这种种方方法法可可以以按按照照个个人人通通信信的的理理想想目目标标，自自由由地地精精选选先先进进技技术术和和优优化化网网络络结结构构，而不受现有通信设施和现用技术体制的影而不受现有通信设施和现用技术体制的影响和约束。响和约束。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (2)选选择择现现有有的的某某一一种种移移动动通通信信网网络络进进行行扩扩充充和和改改造造，实实现现一一个个遍遍

9、及及全全球球、功功能能齐齐全全和和适适应应各各种种运运行行环环境境的的个个人人通通信信网网。这这种种办办法法对对现现有有各各种种通通信信设设备备的的开开发者、发者、制造商和运营公司特制造商和运营公司特别有吸引力。别有吸引力。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 利利用用和和改改造造某某一一种种通通信信网网络络向向个个人人通通信信网网发发展展的的方方案案都带有一定的局限性，都带有一定的局限性，主要表现在以下几个方面：主要表现在以下几个方面：把把蜂蜂窝窝通通信信系系统统的的小小区区分分为为宏宏小小区区、微微

10、小小区区和和微微微微小小区区，混混合合配配置置，以以适适应应城城市市和和乡乡村村、户户内内和和户户外外的的不同需要和扩大个人通信的服务范围。不同需要和扩大个人通信的服务范围。把把无无绳绳电电话话系系统统由由室室内内应应用用扩扩展展到到室室外外应应用用，通通过过Telepoint覆覆盖盖整整个个服服务务地地区区，并并赋赋予予双双向向呼呼叫叫、越越区区切换和漫游功能，切换和漫游功能，以提供个人通信业务。以提供个人通信业务。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 利利用用中中、低低轨轨道道移移动动通通信信卫卫星

11、星实实现现个个人人通通信信网网络络。因因为为移移动动卫卫星星通通信信在在海海上上、空空中中和和地地形形复复杂杂而而人人口口稀稀疏疏的的环环境境中中应应用用具具有有独独特特的的优优点点，不不仅仅覆覆盖盖范范围围大大，而而且且不不受受地地形形的的限限制制，对对于于解解决决边边远远地地区区的的通通信信和和形形成成陆海空联合的立体通信系统而言是最有效的办法。陆海空联合的立体通信系统而言是最有效的办法。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (3)综综合合利利用用现现有有各各种种通通信信网网络络，发发挥挥各各自自的

12、的优优点点，取取长长补补短短，在在统统一一要要求求和和统统一一标标准准的的条条件件下下，突突破破关关键键技技术术，解解决决各各种种网网络络之之间间的的互互连连互互通通，加加强强通通信信网网络络的的智能化管理功能，智能化管理功能，以实现全球性的个人通信网。以实现全球性的个人通信网。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.2 关于个人通信的国际标准和研究进展关于个人通信的国际标准和研究进展 10.2.1 第三代移动通信系统标准制定的过程第三代移动通信系统标准制定的过程 第第三三代代移移动动通通信信系系统

13、统的的理理论论研研究究、技技术术开开发发和和标标准准制制定定工工作作早早在在20世世纪纪80年年代代中中期就已经开始了。期就已经开始了。主要发展目标是：主要发展目标是：能能提提供供高高质质量量业业务务，包包括括话话音音、低低速速和和高高速速数数据据(从从几几kbs到到2 Mbs)，并并具具有有多多媒体接口；媒体接口；能能支支持持面面向向电电路路和和面面向向分分组组业业务务；能能工工作作在在各各种种通通信信环环境境，包包括括城城市市和和乡乡村村、丘丘陵陵和山地、和山地、空中和海上以及室内场所；空中和海上以及室内场所；具具有有更更高高的的频频谱谱效效率率，能能提提供供更更大大的的通通信信容容量量；

14、能能与与固固定定网网络络兼兼容容，和和现现有有移移动动通通信网互连互通并实现全球漫游；信网互连互通并实现全球漫游；网络结构可配置成不同形式，网络结构可配置成不同形式，以适应各种服务需要，以适应各种服务需要，如公用、如公用、专用、专用、商用和家用；商用和家用；具有高级的移动性管理，具有高级的移动性管理，能保证大量用户数据的存储、能保证大量用户数据的存储、更新、更新、交换和实时处理等。交换和实时处理等。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 关关于于第第三三代代移移动动通通信信系系统统的的标标准准，开开始始主

15、主要要是是由由国国际际电电信信联联盟盟(ITU)主主导导的的，最最初初提提出出时时使使用用的的系系统统名名称称为为“未未来来公公共共陆陆上上移移动动通通信信系系统统”(FPLMTS)，后后改改名名为为“国国际际移移动通信动通信2000”(IMT-2000)。1998年年12月月，世世界界各各国国已已向向ITU提提交交的的无无线线传传输输技技术术(RTT)建议有：建议有：Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 三大系统无线接入技术简介三大系统无线接入技术简介 建议的标准中具有代表性的是建议的标准中具有代表性

16、的是:北美的宽带北美的宽带cdmaOne，现称现称cdma 2000日本宽带日本宽带CDMA(W-CDMA)欧洲提出的欧洲提出的TD-CDMA。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 1.北美的北美的cdma 2000 北美北美4家大公司家大公司Lucent、Motorola、Notel、Qualcomm提出了提出了cdmaOne 2000的建议，的建议，受到受到HNS、Nokia、Samsung、HiTachi等公司的支持。等公司的支持。Dalian Polytechnic University Lan

17、Zhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 2.日本的日本的W-CDMA NTTDoCoMo提出的建议为相干多码率宽带提出的建议为相干多码率宽带CDMA(W-CDMA)。多频带多频带DS-CDMA采用采用 1.2551020 MHz带宽。带宽。小区之间为异步运行。小区之间为异步运行。扩频码片速率为扩频码片速率为1.0244.0968.019216.384 Mb/s，多码率业务高达多码率业务高达2 Mb/s。扩频码信道为长码扩频码信道为长码短短码。码。短码采用树形结构正交多码率短码采用树形结构正交多码率码，码，长码采用伪随机长码采用伪随机码。码。Dalian Polytech

18、nic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 3.欧洲的欧洲的TD-CDMA 欧欧洲洲西西门门子子和和阿阿尔尔卡卡特特等等公公司司提提出出了了一一种种时时分分CDMA(TD-CDMA)。该该方方案案将将FD-MA/TDMA/CMDA组组合合在在一一起起。其其特特点点为为信信道道间间隔隔扩扩展展为为1.6 MHz，但但它它的的帧帧结结构构和和时时隙隙结结构构与与GSM相相同同。扩扩展展因因子子为为16，可可支支持持每每时时隙隙8个个用用户户。同同时时采采用用跳跳频频和和跳跳时时。支支持持的的用用户户比比特特率率为为82048 kbs。在在最最

19、高高比比特特率率时时用用了了全全部部8个个时时隙隙，而而每每个个时时隙隙可可用用8个个用用户户地地址址码码。移移动动台台将将采采用用双双模手机，模手机，以便在网络、以便在网络、信令层与信令层与GSM兼容。兼容。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (1)以以TDMA为基础的两种：为基础的两种：DECT，来自来自ETSI计划计划(EP)DECT。UWC-136(Universal Wireless Communications)，来来自美国自美国TIA TR45.3。Dalian Polytechnic

20、University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (2)以以CDMA为基础的八种：为基础的八种：WINS W-CDMA(Wireless Multimedia and Messaging Service Wideband CDMA)，来自美国来自美国TR46.1。TD-SCDMA(TimeDivision Synchronous CDMA)，来自中国电信技术研究院来自中国电信技术研究院(CATT)。W-CDMA(Wideband CDMA)，来自日本来自日本ARIB。CDMA(Asynchronous DS-CDMA)，来自韩国来自韩国TTA。Dali

21、an Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)，来来自自ESTI SMG2。NA：W-CDMA(North American Wideband CDMA)，来自美国来自美国TIPI-ATIS。cdma2000(Wideband CDMA(IS-95)，来来自自美美国国TIA TR45.5。CDMA(Multiband Synchronous DS-CDMA)，来自韩国来自韩国TTA。Dalian Polytechnic University LanZ

22、henping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (3)用于卫星系统的五种：用于卫星系统的五种：SAT-CDMA，轨轨道道高高度度2000 km，轨轨道道平平面面7个个，总总共共49颗低轨道卫星，颗低轨道卫星，来自韩国来自韩国TTA。SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)，来自来自ESA。SW-CTDMA(Satellite Wideband Hybrid CDMATDMA)，来自来自ESA。ICO-RTT，轨轨道道高高度度10 390 km，轨轨道道平平面面2个个，总总共共10颗中轨道卫星，颗中轨道卫星，来自来自ICO Global Communicat

23、ion。Horizons(Horizons Satellite System)，来自来自Inmarsat。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 1999年年11月月赫赫尔尔辛辛基基TG81会会议议通通过过了了“IMT-2000无无线线接接口口技技术术规规范范”建建议议，该该建建议议中中最最终终确确定定下下来来的的第第三三代代移移动动通通信信系系统统无无线线传传输输技技术术分分为为CDMA和和TDMA两类，两类，具体包括：具体包括：CDMA DS：UTRA FDD(WCDMA)；CDMA MC：cdma2

24、000 MC；CDMA TDD：UTRA TDD及及TD-SCDMA；TDMA SC：UWC-136；TDMA MC：DECT。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.2.2 超超（后后）三三代代（B3G）或或第第四四代代(4G)移移动动通通信信的的研研究和开发究和开发 第第三三代代移移动动通通信信已已经经开开始始商商用用，2003年年底底全全球球已已发发放放120个个IMT-2000的的运运行行牌牌照照。仅仅以以日日本本为为例例，第第三三代代移移动动通通信信2001年年10月月开开始始商商用用（W

25、CDMA技技术术），2004年年3月已有月已有300万用户，万用户，网络已覆盖网络已覆盖99%以上的地区。以上的地区。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 在第三代（在第三代（3G）移动通信开始商用后，）移动通信开始商用后，大家就开大家就开始考虑今后该如何发展，始考虑今后该如何发展，即开始了超（后）三代即开始了超（后）三代（B3G）或第四代）或第四代(4G)移动通信的研究和开发。移动通信的研究和开发。今后的发展分为两个思路：今后的发展分为两个思路：一是对现有一是对现有3G标准的增强，标准的增强，以满足未

26、来用户的需求；以满足未来用户的需求；二是研制全新的标准。二是研制全新的标准。第一种思路可以称为第一种思路可以称为3G的演进，的演进，如如3GPP提出了高提出了高速下行分组接入（速下行分组接入（HSDPA），），其数据率可以达到其数据率可以达到10.8 Mb/s；3GPP2提出了提出了1xEV-DV，其速率可以达到其速率可以达到5.4 Mb/s。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 ITU-R对对未未来来系系统统的的发发展展的的看看法法包包括括两两部部分分：一一是是IMT-2000的的未未来来发发展展，二

27、二是是超超IMT-2000的的系系统统。IMT-2000将继续发展以支持新的应用、将继续发展以支持新的应用、产品和服务。产品和服务。WWRF（Wireless World Research Forum）认认为为未未来来的的系系统统不不可可能能仅仅用用一一个个标标准准来来满满足足用用户户的的所所有有要要求求，应应当当用用一一组组标标准准来来满满足足完完全全不不同同的的用用户户需需求求；应应当当利利用用多多模模终终端端，在在一一组组可可选选的的空空中中接接口口中中选选择择一一个个最最适适合合给给定定环环境境的的空空中中接接口口；此此外外，还还要要满满足足100 Mb/s或或1 Gb/s的数据速率。

28、的数据速率。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 IEEE 802下的多个工作组也在进行未来无线通信下的多个工作组也在进行未来无线通信的标准化工作。的标准化工作。如如IEEE 802.11n希望下一代希望下一代WLAN的的实际传输速率达到实际传输速率达到100 Mb/s，完整的完整的802.11n标准则预标准则预计在计在2006年年底至年年底至2007年年初之间问世；年年初之间问世；2004年年8月底有两个组织提交了提案，月底有两个组织提交了提案，TGn Sync组织的提案希望传输速率能够达到组织的提案

29、希望传输速率能够达到640 Mb/s左右，左右，而而WWiSE组织的提案最高速率为组织的提案最高速率为540 Mb/s；它们都选择它们都选择使用了使用了“多重输入与多重多重输入与多重输出输出”(MIMO，Multiple Input and Multiple Output)技术作为规范的核心。技术作为规范的核心。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 综综上上所所述述，我我们们可可用用图图10-1来来概概括括移移动动和和无无线线通通信信的的发发展展进进程程。它它包包括括广广域域覆覆盖盖（Wide Area

30、 Coverage）的的移移动动通通信信系系统统和和局局域域覆覆盖盖(Local Area Coverage)的无线局域网。的无线局域网。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-1 移动通信的发展进程移动通信的发展进程 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.3 未来移动通信中的关键技术未来移动通信中的关键技术 10.3.1 自适应编码调制技术自适应编码调制技术 1.可变速率调制技术可变速率调制技术

31、未未来来移移动动通通信信系系统统不不仅仅要要传传输输不不同同速速率率和和不不同同质质量量要要求求的的多多种种业业务务，而而且且因因为为移移动动信信道道的的传传播播性性能能经经常常会会随随时时间间和和传传播播地地点点而而随随机机变变化化，所所以以移移动动通通信信系系统统必必须须具具有有自自适适应应改改变变其其传传输输速速率率的的能能力力，以以便便能能灵灵活活地地为为多多种种业业务务提提供供合合适适的的传传输输速速率率，而而且且能能在在保保证证传传输输质质量量的的前前提提下下，根根据据传传播播条条件件实实时时地地调调整整其其传传输输速速率率(信信道道条条件件好好，提提高高速速率率；信信道道条条件件

32、差差，降降低低速速率率)，以以充充分分发发挥所用频谱的效率。挥所用频谱的效率。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 实现可变速率调制的方法有以下几种：实现可变速率调制的方法有以下几种：(1)可可变变速速率率正正交交振振幅幅调调制制(VR-QAM)。QAM是是一一种种振振幅幅和和相相位位联联合合键键控控技技术术。电电平平数数越越多多，每每码码元元携带的信息比特数就越多。携带的信息比特数就越多。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望

33、移动通信的展望 图图10-2 星型星型QAM的星座图的星座图 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 (2)可可变变扩扩频频增增益益码码分分多多址址(VSG-CDMA)。这这种种技技术术靠靠动动态态改改变变扩扩频频增增益益和和发发射射功功率率以以实实现现不不同同业业务务速速率率的的传传输输。在在传传输输高高速速业业务务时时降降低低扩扩频频增增益益，为为保保证证传传输输质质量量，可可相相应应提提高高其其发发射射功功率率；在在传传输输低低速速业业务务时时增增大大扩扩频频增增益益，在在保保证证业业务务质质量量的

34、的条条件件下下，可可适适当当降低其发射功率，降低其发射功率，以减少多址干扰。以减少多址干扰。(3)多多码码码码分分多多址址(MC-CDMA)。待待传传输输的的业业务务数数据据流流经经串串并并变变换换器器后后，分分成成多多个个(1，2，M)支支路路，支支路路的的数数目目随随业业务务数数据据流流的的不不同同速速率率而而变变，当当业业务务数数据据速速率率小小于于等等于于1基基本本速速率率时时，串串并并变变换换器器只只输输出出1个个支支路路；当当业业务务数数据据速速率率大大于于基基本本速速率率而而小小于于2倍倍基基本本速速率率时时，串串并并变变换换器器输输出出2个个支支路路；依依此此类类推推，最最多多

35、可可达达M个支路，个支路，即最大业务速率可达基本速率的即最大业务速率可达基本速率的M倍。倍。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 （4）可变扩频因子可变扩频因子-正交频分和码分复用正交频分和码分复用（VSF-OFCDM）。）。可变扩频因子可变扩频因子-正交频分和码分复用（正交频分和码分复用（VSF-OFCDM）是）是 OFDM和和CDM（码分复用）的结合，（码分复用）的结合，它根据它根据小区的干扰情况动态调整扩频因子，小区的干扰情况动态调整扩频因子，通过选用不同的子载通过选用不同的子载波数和在时间或频域

36、上的扩展来实现不同速率的传输。波数和在时间或频域上的扩展来实现不同速率的传输。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 2.自适应编码调制自适应编码调制 自自适适应应编编码码调调制制（AMC）将将不不同同速速率率的的编编码码与与不不同同的的调调制制方方式式结结合合起起来来，系系统统根根据据收收发发信信道道的的情情况况动动态选择最佳的编码组合。态选择最佳的编码组合。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 例如，例如，我们

37、可以采用我们可以采用QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等调制方式，等调制方式，可以采用码率为可以采用码率为R=1/4、1/2、或或3/4的的Turbo码。码。可以有下列七种调制和码率的组合：可以有下列七种调制和码率的组合：QPSK R=1/4,QPSK R=1/2,QPSK R=3/4,8PSK R=1/2,16QAM R=1/2,16QAM R=3/4和和64QAM R=3/4，如，如表表10-1所示。所示。在码片速率为在码片速率为3.84 Mc/s，采用采用20个码字、个码字、64QAM、R=3/4 时可以达到时可以达到10.8 Mb/s的数据速率；的数据速率；如改用如改用QPSK

38、 R=1/4，则速率为则速率为1.2 Mb/s。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 表表10-1 不同调制编码方案（不同调制编码方案（MCS）提供的信息速率）提供的信息速率 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-3 自适应调制编码的通过率自适应调制编码的通过率Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 NTT DoC

39、oMo在在4.635 GHz频段、频段、101.5 MHz带宽带宽内利用自适应调制编码的方法，内利用自适应调制编码的方法，配合配合VSF-OFCDM调调制可以达到的通过率如图制可以达到的通过率如图10-3所示。所示。系统在时域的扩系统在时域的扩展因子为展因子为16，频域的扩展因子为频域的扩展因子为1，采用采用15个码字，个码字，6种调制编码的方案（种调制编码的方案（MCS）；）；在每个天线测量到的接在每个天线测量到的接收收SNR为为6.0、14.0、22.0 dB时时,可以达到的通过量为可以达到的通过量为100、200和和300 Mb/s。从图中可以看到，从图中可以看到，通过采用自通过采用自适

40、应适应调制编码（调制编码（AMC），），系统可以达到每一种调制的系统可以达到每一种调制的最佳传输速率。最佳传输速率。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.3.2 多输入多输出技术多输入多输出技术 广广义义的的多多输输入入多多输输出出（MIMO）技技术术包包括括：智智能能天天线线技技术术、空空时时编编码码、用用于于提提高高系系统统容容量量的的MIMO等等技术。技术。1.智能天线智能天线 智智能能天天线线是是一一种种自自适适应应阵阵列列天天线线。自自适适应应阵阵列列天天线已经经历了线已经经历了40年的

41、发展历史。年的发展历史。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-4 利用智能天线实现空分多址示意图利用智能天线实现空分多址示意图 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 智智能能天天线线的的理理想想目目标标是是能能在在发发射射机机或或接接收收机机快快速速移移动动时时，以以一一个个或或多多个个高高增增益益的的窄窄波波束束分分别别对对准准并并跟跟踪踪所所需需信信号号的的方方向向，同同时时以以波波束束零零点点对对

42、准准并并跟跟踪踪干干扰扰信信号号的的方方向向，此此时时通通信信系系统统中中的的许许多多用用户户可可以以占占用用同同一一个个信信道道工工作作而而互互不不干干扰扰，这这就就实实现现了了所所谓谓的的“空空分分多多址址(SDMA)”，如如图图10-4 所所示示。系系统统可可以以为为每每一一个个新新用用户增加一个新的波束。户增加一个新的波束。智智能能天天线线类类似似一一个个空空间间滤滤波波器器，其其突突出出的的优优点点是是能能够够减减少少或或者者滤滤除除同同道道干干扰扰和和多多址址干干扰扰，因因而而能能显显著著提提高高通通信信系系统统的的通通信信容容量量。目目前前，移移动动台台要要使使用用自自适适应应天

43、天线线，因因受受体体积积、重重量量和和造造型型等等方方面面的的限限制制，尚尚有有一一定定困困难难，但但基基站站使使用用自自适适应应天天线线已已被被证证明明是非常有效的。是非常有效的。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-5 自适应波束形成示意图自适应波束形成示意图 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-6 基于基准信号的阵列天线示意图基于基准信号的阵列天线示意图 Dalian Polytech

44、nic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 2.空时编码空时编码 空空时时编编码码（Space Time Coding）是是指指对对发发送送符符号号进进行行联联合合编编码码，然然后后在在多多个个天天线线上上同同时时发发送送，从从而而实实现现接接收收端端的的有有效效分分集集合合并并，以以提提高高系系统统的的可可靠靠性性。空空时时编编码码分分为为两两类类：空空时时分分组组编编码码(STBC)和和空空时时格格型型编编码（码（STTC）。）。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通

45、信的展望移动通信的展望 3.多输入多输出（多输入多输出（MIMO）系统）系统 前前面面讨讨论论的的多多发发送送天天线线多多接接收收天天线线系系统统(或或称称为为多多输输入入多多输输出出（MIMO）系系统统)主主要要是是为为了了提提高高系系统统的的可可靠靠性性，增增加加分分集集增增益益。MIMO系系统统的的另另一一个个非非常常重重要要的的用用途途是是提提高高系系统统的的传传输输容容量量。一一个个有有N个个发发送送天天线线和和M个个接接收收天天线线的的系系统统，用用MIMO（M，N）来来表表示示。一一个个MIMO（3，3）系系统统如如图图10-10所所示示，输输入入调调制制符符号号b1，b2，b3

46、，轮轮流流在在发发送送天天线线1、2和和3上上发发送送，接接收收端端通通过过信信号号处处理理算算法法（如如V-BLAST算算法法）将将空空间间中中已已混混合合在在一一起起的的信信号号分分离离出出来，来，以后每一路再单独以后每一路再单独解调。解调。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 10.3.3 软件无线电软件无线电 由由于于移移动动通通信信的的迅迅猛猛发发展展，目目前前多多种种多多样样的的通通信信体体制制层层出出不不穷穷，形形形形色色色色的的通通信信标标准准竞竞争争激激烈烈，频频谱谱资资源源日日益益紧

47、紧张张，提提高高频频谱谱利利用用率率的的新新技技术术迅迅速速发发展展，通通信信产产品品的的更更新新换换代代越越来来越越快快，产产品品生生存存周周期期越越来来越越短短，而而对对多多种种通通信信体体制制之之间间的的互互联联和和对对移移动动终终端端的的兼兼容性要求也日益容性要求也日益迫切。迫切。Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 图图10-11 软件无线电结构简图软件无线电结构简图 Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展

48、望 思考题与习题思考题与习题 1.说说明明第第三三代代移移动动通通信信的的技技术术特特征征与与第第一一、第第二二代移动通信有何不同。代移动通信有何不同。2.个个人人通通信信业业务务(PCS)与与个个人人通通信信网网(PCN)有有没没有有差异差异?为什么为什么?3.有有关关未未来来移移动动通通信信系系统统的的标标准准制制定定工工作作为为什什么么会有非常激烈的竞争会有非常激烈的竞争?Dalian Polytechnic University LanZhenping第第1010章章 移动通信的展望移动通信的展望 4.B3G或或4G的主要特征是什么？的主要特征是什么？5.多多天天线线技技术术的的应应用用方方式式有有几几种种？它它们们的的主主要要特特点是什么？点是什么？6.什么是什么是AMC？请举例说明请举例说明AMC的实现过程。的实现过程。Dalian Polytechnic University LanZhenping