3G移动通信新技术.pdf

Wireless Technology Innovation LabsWTI3 3 3 3G G G G 移动通信新技术移动通信新技术移动通信新技术移动通信新技术北京邮电大学无线通信新技术研究室北京邮电大学无线通信新技术研究室2Wireless Technology Innovation LabsWTI移动移动通信技术发展概述CDMA及其关键技术分集技术的应用多用户检测技术联合检测技术智能天线接力切换动态信道分配HSDPA的技术特点3Wireless Technology Innovation LabsWTI中国移动市场的发展中国移动市场的发展13.22923.56910.3443.23819.66985.2642.02144.81259.552206.61661.804256.938050100150200250300199719981999200020012002Oct.2003The number of mobilesubscriber(million)The increase with year?Mobile SubscribMobile Subscriber:256.9 millioner:256.9 million?Fixed Subscriber:Fixed Subscriber:255.1 million255.1 million03101594340501001502002503003504004501995.121999.122000.122001.122002.08Increase trend of SMS trafficNumber of SMS(1E8)移动用户的增长移动用户的增长o 2003年8月，中国移动用户数首次超过了固定电话用户数 多媒体业务需求的增长多媒体业务需求的增长o SMS :年增长率100o GPRS:2002年6月，用户数已达1.78 百万4Wireless Technology Innovation LabsWTI未来移动通信的发展趋势未来移动通信的发展趋势 用户方面用户方面 用户数量的增长 移动数据和Internet用户 多媒体业务的增长 制造商方面制造商方面 新型移动设备 新技术 运营商方面运营商方面 话音业务基本饱和新的业务增长点 标准组织标准组织ITU-R 未来发展计划草案0200400600800100012001400160018001995200020052010MobileFixedMobile InternetFixed InternetSubscriptions worldwide(millions)Mobile InternetsubscribersMobilesubscribers5Wireless Technology Innovation LabsWTI未来移动业务前景未来移动业务前景?中国中国Beyond 3G 演示系统在演示系统在2005年年12月的演示目标月的演示目标多小区覆盖，高速移动多小区覆盖，高速移动 250km/h热点地区，高速移动热点地区，高速移动 250km/h?峰值信息速率 3050Mbps?峰值信息速率 40100Mbps?频谱效率 1.52.5bps/Hz?频谱效率 is 25bps/Hz?Eb/No低于 0dB时能够实现正常的通信?Eb/No低于3dB时能够实现正常的通信?4G 移动数据业务应具有移动数据业务应具有 高数据速率：100Mbps 低开销：3G的十分之一 高质量多媒体业务 提供多种业务的移动终端 移动终端可接入多种网络 频谱的灵活分配和高效利用?ITU-R定义定义Beyond IMT-2000 新的空中接口高速移动环境下支持100Mbps传输低速移动环境下支持1Gbps传输 游牧、局域网支持家庭、办公室、学校等热点区域下的高速数据传输 IMT-2000系统与其他网络的互联互通6Wireless Technology Innovation LabsWTI第一代模拟蜂窝移动通信系统主要特点：第一代模拟蜂窝移动通信系统主要特点：?用户的接入方式采用频分多址（FDMA）?调制方式：FM?业务的种类单一，主要是话音业务?系统的保密性较差?频谱效率较低，有限频谱资源和无限用户容量之间的矛盾十分突出第二代数字蜂窝移动通信系统第二代数字蜂窝移动通信系统-GSM主要特点：主要特点：?微蜂窝小区结构?数字化技术-语音信号数字化?新的调制方式-GMSK、QPSK等?FDMA/TDMA?频谱利用率高，系统容量大?便于实现通信安全保密移动通信系统的发展移动通信系统的发展7Wireless Technology Innovation LabsWTI第三代数字蜂窝移动通信系统第三代数字蜂窝移动通信系统3G的主要特点：的主要特点：?支持移动多媒体业务?宽带CDMA技术?高频谱效率?FDMA/TDMA/CDMA?从电路交换到分组交换?从媒体(media)到 多媒体(Multi-media)?高保密性?全球范围无缝漫游系统?微蜂窝结构主流技术标准主流技术标准：?WCDMA?cdma2000?TD-SCDMA8Wireless Technology Innovation LabsWTI频分多址(FDMA)-按频道划分用户，频带独享，时间共享时分多址(TDMA)-按时隙划分用户，时隙独享，频率共享码分多址(CDMA)-按码型划分用户，时隙/频率共享PowerFrequencyTimeFDMAFrequencyPowerTimeFDMA/TDMAFrequencyCDMAPowerTime9Wireless Technology Innovation LabsWTI码分多址（码分多址（CDMA）技术）技术FrequencyCDMAPowerTime含义：含义：每个用户使用一个码型，频率/时间共享用户识别：用户识别：码型特点：特点：每个基站只需一个射频系统每个码传输一路数字信号每个用户共享时间和频率是一个多址干扰受限系统需要严格的功率控制需要定时同步软容量、软切换，系统容量大抗衰落、抗多径能力强应用应用：IS-95 CDMA系统、cdma2000系统、WCDMA系统10Wireless Technology Innovation LabsWTICDMA:起源:起源 1949 Claude Shannon 和和 Robert Pierce:CDMA基本思想基本思想 1950 De Rosa-Rogoff:直接序列扩频直接序列扩频 1956 Price 和和 Green:抗多径抗多径“RAKE”1961 Magnuski:远近效应问题远近效应问题 70年代，年代，CDMA在军事、航海领域得到进一步发展在军事、航海领域得到进一步发展11Wireless Technology Innovation LabsWTICDMA:窄带窄带 CDMA 时代时代 1978 Cooper 和和 Nettleton:扩频技术在蜂窝系统中的应用扩频技术在蜂窝系统中的应用 80年代，窄带年代，窄带CDMA技术在蜂窝系统中的应用技术在蜂窝系统中的应用 1986 Verdu提出最优多用户检测提出最优多用户检测 1993 IS-95标准标准12Wireless Technology Innovation LabsWTI宽带宽带CDMA时代：时代：3GTD-SCDMA13Wireless Technology Innovation LabsWTI移动通信系统发展的目标 更好通信质量 更高的传输速率 更高系统容量 更高频谱利用率丰富的无线业务便利的无线应用美好的无线享受移动通信技术的进步和发展 无线传输技术 数据链路层技术 网络层技术14Wireless Technology Innovation LabsWTI无线传输技术发展目标以香农信息理论为基础，不断提高频谱效率和功率效率以香农信息理论为基础，不断提高频谱效率和功率效率()+=1log2SISO and no LA:()=+=Mmm121log()+=1log2MIMO and LA:parameterparameter()2111log1()NMmnnmfN=+()211log1()NnnfN=+MIMO,LA and OFDM:parameterparameter15Wireless Technology Innovation LabsWTI无线网络技术发展目标 资源的优化利用 无缝的业务 全球漫游 无线覆盖 蜂窝网、WLAN、Ad hoc 异构网络的互联互通16Wireless Technology Innovation LabsWTI技术的发展示例FDMATDMA窄带CDMAFDMA宽带CDMATDMAFDMA简单均衡RAKE多用户检测单天线收发MIMO智能天线固定链路传输参数自适应链路1G2G3G硬切换软切换接力切换17Wireless Technology Innovation LabsWTI运营商运营商3G标准选择预测标准选择预测运营商3G的标准运营商3G的标准W-CDMACDMA2000TD-SCDMA中国联通中国电信中国网通W-CDMACDMA2000TD-SCDMA中国联通中国电信中国网通或或或或中国移动18Wireless Technology Innovation LabsWTI?可适应多种速率的传输，灵活地提供多种业务可适应多种速率的传输，灵活地提供多种业务?BTS之间无需同步之间无需同步?优化的分组数据传输方式优化的分组数据传输方式?支持不同载频之间的切换支持不同载频之间的切换?上、下行快速功率控制上、下行快速功率控制?反向采用导频辅助的相干检测反向采用导频辅助的相干检测(提高反向解调增益，提高功率控制准确性提高反向解调增益，提高功率控制准确性)?充分考虑了信号设计对充分考虑了信号设计对EMC的影响的影响WCDMA的技术特点的技术特点19Wireless Technology Innovation LabsWTIWCDMA业务特点业务特点?业务能力业务能力?WCDMA业务能力是指接入点之间的所有用QoS参数描述的承载以及承载控制机制的集合。业务能力实际上可以理解为承载业务为电信业务提供的服务。?WCDMA以前的移动通信系统都定义了一系列的标准电信业务，其弊端是网络结构受制于电信业务。?WCDMA标准化过程中不再定义标准的电信业务，而将重点放在WCDMA业务能力的标准化，这样使得网络结构不再受制于电信业务。?业务特点业务特点?业务的智能化?业务的多媒体化?业务的个性化?业务的人性化20Wireless Technology Innovation LabsWTIWCDMA的主要技术参数的主要技术参数?最小带宽需求最小带宽需求5MHz?采用技术类型单载波宽带直接序列扩频采用技术类型单载波宽带直接序列扩频CD?双工方式双工方式FDD/TDD?码片速率码片速率3.84Mcps?帧长帧长10ms?基站间同步异步基站间同步异步(不需不需GPS)?调制方式调制方式(前向前向/反向反向)QPSK/BPSK?反向信道结构反向信道结构I/Q复用复用?检测与导频信号相干检测与导频信号相干?下行信道导频公共与专用导频下行信道导频公共与专用导频?功率控制速度功率控制速度1500?信道编码卷积码与信道编码卷积码与Turbo码码21Wireless Technology Innovation LabsWTIWCDMA关键技术关键技术 射频和基带处理技术射频和基带处理技术 射频、中频数字化处理 RAKE接收机 信道编解码 功率控制 多天线分集 多用户检测 无线接入网络资源管理技术无线接入网络资源管理技术 无线接入控制策略 拥塞控制策略 系统级功率控制技术 移动性管理 无线资源优化参数配置22Wireless Technology Innovation LabsWTI移动通信技术发展概述CDMA及其关键技术扩频调制扩频调制扩频码特性扩频码特性RAKE接收机接收机功率控制功率控制23Wireless Technology Innovation LabsWTI扩展频谱通信扩展频谱通信 扩展频谱通信系统的概念扩展频谱通信系统的概念：简称扩谱或扩频，是指需要传输信号的频谱用某个特定的扩频函数扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输；接收时，再利用一定技术将其还原，从而获取高质量传输信号的通信系统。扩展频谱系统必须满足以下两条准则：扩展频谱系统必须满足以下两条准则：传输带宽远远大于被传送的原始信息的带宽；传输带宽主要由扩频函数决定，扩频函数常用伪随机编码信号。24Wireless Technology Innovation LabsWTI扩频通信扩频通信 工作方式工作方式?直接序列扩频（DS-SS）?跳频扩频（FH-SS）?跳时扩频（TH-SS）?脉冲线性扩频（Chirp-SS）?混合扩频（如FH/DS，DS/TH）扩频通信特点扩频通信特点?抗干扰性强?信息保密性好?可实现码分多址?抗多径干扰25Wireless Technology Innovation LabsWTI直接序列扩展频谱（直接序列扩展频谱（DS-SS）f 功率谱密度f 功率谱密度f 功率谱密度f 功率谱密度干扰信号发送信号噪声f 功率谱密度干扰信号发送信号噪声26Wireless Technology Innovation LabsWTICDMA扩频原理总结扩频原理：扩频原理总结扩频原理：以频带换取信噪比香农理论：C=Bw log2(1+S/N)CDMA系统的优点：系统的优点：?抗干扰能力强，可抗白噪声、人为干扰、多径干扰等?保密性好。扩频信号频谱近似白噪声，若不知PN序列生成方法就难以获取原始信息?隐蔽性好。扩频信号近似白噪声，难以检测，宽带扩频信号功率谱密度很低，难以监听?易于实现大容量多址通信?易于精确定时和测距?易于采用各种先进的分集技术，如RAKE接收、智能天线等27Wireless Technology Innovation LabsWTI影响影响CDMA系统性能的因素系统性能的因素 扩频码相关性扩频码相关性 无线信道无线信道 发送和接收技术发送和接收技术28Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF Code：0001拷贝拷贝取反000000110101011029Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF Code Tree：SF=1SF=2SF=4Cch,1,0=(0)Cch,2,0=(0,0)Cch,2,1=(0,1)Cch,4,0=(0,0,0,0)Cch,4,1=(0,0,1,1)Cch,4,2=(0,1,0,1)Cch,4,3=(0,1,1,0)30Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF Code正交特性：正交特性：0101010100000000按位求和为“8”01100110负逻辑(电路实现)：0-+11-1Cch.SF.iCch.SF.j=1i=j(归一化值)Cch.8.401010101Cch.8.4SUM31Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF Code正交特性：正交特性：0101010110011001按位求和为“None”(0电平)01100110负逻辑(电路实现)：0-+11-1Cch.SF.iCch.SF.j=“0”i j(归一化值)Cch.8.401100110Cch.8.6SUM32Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF CODE：当两个不同二进制序列的模二加之和等于“零”,则这两个二进制序列是正交的(ORTHOGONAL).OVSF便是这样的序列：Cch.SF.i Cch.SF.j=“0”i j两个不同的OVSF序列的模二加之和等于“0”Cch.SF.i Cch.SF.j=1 i=j两个相同的OVSF序列的模二加之和等于1(归一化值)注:同步的状态下才满足这种正交特性33Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF CODE在在UMTS网络中的应用：网络中的应用：OVSF CODE在UMTS系统中用来区分同一个扇区的不同用户（信道）假设：某扇区有三个用户（信道）通话：s1(t),s2(t),s3(t)每个用户各分配一个OVSF序列：Cch.SF.i ，Cch.SF.j，Cch.SF.k 那么，空中信号为：s1(t)Cch.SF.i s2(t)Cch.SF.j s3(t)Cch.SF.k 问题：如何将所需的信号提取出来呢？34Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE OVSF CODE在在UMTS网络中的应用：网络中的应用：依据OVSF的正交特性，选取相应的OVSF，即可解调出所需信号 假设：想提取s1(t)，则应选s1(t)所对应的OVSF序列Cch.SF.i 依据OVSF的正交特性 Cch.SF.i s1(t)Cch.SF.i s2(t)Cch.SF.j s3(t)Cch.SF.k Cch.SF.i =S1(t)35Wireless Technology Innovation LabsWTISCRAMBLING CODE 问题：问题：实际蜂窝系统中，信道复用被广泛应用在不同载频和扇区之间必需复用OVSF 当空中出现多个相同的Cch.SF.i时,如何将所需的信号提取出来？先区分扇区，再区分不同的用户（信道）引入 扰码（SCRAMBLING CODE）36Wireless Technology Innovation LabsWTISCRAMBLING CODE 扰码（扰码（SCRAMBLING CODE）：）：在WCDMA系统中，扰码主要用于区分不同的扇区以及MS的上行信道 主要编码类型为GOLD CODE37Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 准正交码：伪随机序列准正交码：伪随机序列(m-sequence)0010 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1.0111001第一个输出第一个输出38Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列（伪随机序列（PN)：39Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的自相关性的自相关性1 0 0 1 1 1 0负逻辑：0 +11 -10 1 1 1 0 0 1按位求和为 7=+23-10 0 0 0 0 0 01 0 0 1 1 1 040Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的自相关性的自相关性1 0 0 1 1 1 00 0 1 1 1 0 1按位求和为-11 0 1 0 0 1 1负逻辑：0 +11 -141Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的自相关性的自相关性+7+6+5+4+3+2+100-1 0 1 2 3 4 5 6 7 042Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的自相关性的自相关性+10 0 1 2 3 4 5 6 7 0-12N-1当N很大时，近似为零-12N-143Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的自相关性的自相关性 相同的 m-sequence 当同步(时间对齐时),其自相关的归一化值为1。相同的 m-sequence 当不同步(时间不对齐时),其自相关的归一化值为-1/L。L=2N-1(称为该伪随机序列的长度)，当L趋于较大值时，该值趋于0。44Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 另一个伪随机序列另一个伪随机序列(m-sequence)0010 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 01 1 1 0 1 1 0 0 1.1101001第一个输出第一个输出45Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 伪随机序列伪随机序列(m-sequence)的互相关性的互相关性+4+3+2+100-1-2-3-4-5 0 1 2 3 4 5 6 7 046Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE 优选对优选对(Preferred Pair)：优选对是指一对相同长度的m-sequence 相互之间的互相关值只有三个取值。-1-2(n+1)/2+1 和 2（n+1）/2-1 n=odd-2(n+2)/2+1 和 2（n+2）/2-1 n=even 例：n=3-1,-5,+3n=4-1,-9,+747Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE GOLD CODE的产生：的产生：利用一对优选对(两个m-sequence的长度分别为2n-1)，将各自产生的序列相对移位，然后模二相加，即可得到2n+1个GOLD CODE序列(包含原始的两个m-sequence)。GOLD CODE互相关特性优于m-sequence互相关特性。(三值特性）48Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE GOLD CODE的特性：的特性：GOLD CODE自相关特性：归一化值:Ci(t)Cj(t)=1 (i=j)GOLD CODE互相关特性:归一化值:Ci(t)Cj(t)1 (ij)49Wireless Technology Innovation LabsWTIGOLD CODE OVSF CODE和和GOLD CODE的应用举例：的应用举例：假设:两个扇区,扰码分别为:Cs.i(t);Cs.j(t)每个扇区各有两个信道通话:s1a(t),s1b(t);s2a(t),s2b(t)每个信道各分配一个OVSF CODE:Cch.m(t),Cch.n(t);Cch.m(t),Cch.n(t)则空中的合成信号S为:S=s1a(t)Cch.m(t)Cs.i(t)+s1b(t)Cch.n(t)Cs.i(t)+s2a(t)Cch.m(t)Cs.j(t)+s2b(t)Cch.n(t)Cs.j(t)问题:如何将s1a(t)从S中提取出来呢?50Wireless Technology Innovation LabsWTIOVSF CODE和和GOLD CODE的应用举例：的应用举例：首先区分扇区,用 Cs.i(t)来提取该扇区信号:Cs.i(t)S=Cs.i(t)Cs.i(t)s1a(t)Cch.m(t)+s1b(t)Cch.n(t)+Cs.i(t)Cs.j(t)s2a(t)Cch.m(t)+s2b(t)Cch.n(t)s1a(t)Cch.m(t)+s1b(t)Cch.n(t)(因为:Cs.i(t)Cs.i(t)=1;Cs.i(t)Cs.j(t)Bc）合并方法和准则：第一路径方法最强路径方法等增益合并法最大比合并法自适应合并法59Wireless Technology Innovation LabsWTI050100150200250300350400-2024681012141618050100150200250300350400-2024681012141618050100150200250300350400-2024681012141618n 1/2-chip delay To Viterbi DecoderComposite Received SignalPN,Channelization Codesm 1/2-chip delayk 1/2-chip delayAiAiAiCorrelatorCorrelatorCorrelatorEqual Combining,ML Combining,or Select Strongesttime050100150200250300350400-2024681012141618123123123123123+Interference+Interference+InterferenceFinger#1Finger#2Finger#3CombinerRAKE接收机核心合并接收机核心合并60Wireless Technology Innovation LabsWTI 功率控制（功率控制（Power Control）功率控制的目的 功率控制的方式抗远近效应抗远近效应 功率控制功率控制61Wireless Technology Innovation LabsWTI功率控制功率控制 功率控制的目的功率控制的目的 满足信噪比SIR的基本要求.(*Ec/No)在满足信噪比SIR基本要求的前提下,尽可能降低发射功率,以降低相互之间的干扰,从而提高系统容量 提高手机电池使用时间62Wireless Technology Innovation LabsWTI功率控制功率控制 功率控制的方式功率控制的方式 上行功率控制（Uplink Power Control）开环功率控制（Open Loop Power Control）闭环功率控制（Close Loop Power Control）内环功率控制（Inner Loop Power Control）外环功率控制（Outer Loop Power Control）下行功率控制（Downlink Power Control）闭环功率控制（Close Loop Power Control）Closed Outer Loop(BLER)Closed Inner Loop(SIR)Open LoopRNCNODE-BUE63Wireless Technology Innovation LabsWTI移动通信技术发展概述移动通信技术发展概述CDMA及其关键技术及其关键技术分集技术的应用分集技术的应用64Wireless Technology Innovation LabsWTI分集技术概念：接收多路不相关的信号并合并。目标：对抗多径信道造成的衰落和延时串扰技术：如何获得独立多路信号如何合并独立多路信号本质：对同一信号在不同时间分集技术概念：接收多路不相关的信号并合并。目标：对抗多径信道造成的衰落和延时串扰技术：如何获得独立多路信号如何合并独立多路信号本质：对同一信号在不同时间/空间空间/频率的过采样。频率的过采样。65Wireless Technology Innovation LabsWTI常用的分集技术分集技术的实质是对传输信号进行过采样常用的分集技术分集技术的实质是对传输信号进行过采样空间分集技术-用2个以上的天线接收同一个信号频率分集技术-用2个以上的载波频率传输时间分集技术-在不同时间接收同一个信号极化分集技术-接收垂直和水平极化信号66Wireless Technology Innovation LabsWTI空间空间/天线分集天线分集 多天线阵多天线阵多天线发射分集多天线接收分集?条件：条件：d dc?dc为空间相关距离为空间相关距离地理位置信号强度67Wireless Technology Innovation LabsWTI发射分集发射分集 发射分集发射分集 开环发射分集（Open Loop Transmit Diversity）空时发射分集（STTD，Space Time Transmit Diversity）时间切换发射分集（TSTD，Time Switched Transmit Diversity）闭环发射分集（Close Loop Transmit Diversity）68Wireless Technology Innovation LabsWTI发射分集发射分集 空时发射分集空时发射分集 STTDb0b1b2b3b0b1b2b3 b2b3b0 b1Antenna 1Antenna 2SymbolsSTTD encoded symbolsfor antenna 1 and antenna 2.69Wireless Technology Innovation LabsWTI发射分集发射分集 时间切换发射分集（时间切换发射分集（TSTD）：）：Antenna 1 Antenna 2 acsi,0 acp acsi,1acpacsi,14acpSlot#0 Slot#1 Slot#14 acsi,2acpSlot#2(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)(Tx OFF)70Wireless Technology Innovation LabsWTI发射分集闭环发射分集（发射分集闭环发射分集（Close Loop Transmit Diversity）：）：Spread/scramblew1w2DPCHDPCCHDPDCH CPICH1 CPICH2Ant1Ant2Weight Generationw1w2Determine FBI messagefrom Uplink DPCCHTxTxRxRx71Wireless Technology Innovation LabsWTI接收分集接收分集2D-RAKE接收机接收机 2D-RAKE利用空间和时间分集非相干最大比合并符号判决维特比译码器天线天线1天线天线2径径1径径2径径3径径472Wireless Technology Innovation LabsWTI无线信道对信号传输有哪些影响？为什么用无线信道对信号传输有哪些影响？为什么用RAKE接收机？接收机？WCDMA的功率控制与的功率控制与GSM有和异同？分集的作用是什么？有和异同？分集的作用是什么？WCDMA中利用了哪些分集技术？中利用了哪些分集技术？RAKE属于分集技术吗？多用户时属于分集技术吗？多用户时RAKE接收机会有什么麻烦接收机会有什么麻烦？休息一下！休息一下！休息一下！休息一下！73Wireless Technology Innovation LabsWTI移动通信技术发展概述移动通信技术发展概述CDMA及其关键技术及其关键技术分集技术的应用分集技术的应用多用户检测技术多用户检测技术74Wireless Technology Innovation LabsWTI传统接收机传统接收机Conventional Receiver75Wireless Technology Innovation LabsWTI传统接收机传统接收机Conventional Receiver?使用由待求用户的码定义的匹配滤波器使用由待求用户的码定义的匹配滤波器?对于对于AWGN信道下的单用户系统及同步正交多用户系统为最佳接收机信道下的单用户系统及同步正交多用户系统为最佳接收机?第第k个匹配滤波器的采样输出为：个匹配滤波器的采样输出为：76Wireless Technology Innovation LabsWTI矩阵形式矩阵形式Conventional Receiver输出矢量可以表示为输出矢量可以表示为其中其中 R和和A为为KK的矩阵的矩阵Z为有色高斯噪声矢量，其相关值为：为有色高斯噪声矢量，其相关值为：77Wireless Technology Innovation LabsWTI两个用户的例子两个用户的例子78Wireless Technology Innovation LabsWTI解相关多用户检测解相关多用户检测79Wireless Technology Innovation LabsWTI解相关器解相关器80Wireless Technology Innovation LabsWTI81Wireless Technology Innovation LabsWTI多用户检测器多用户检测器 线性多用户检测器线性多用户检测器 解相关多用户检测器 MMSE多用户检测器 非线性多用户检测器非线性多用户检测器 干扰删除干扰删除 联合检测联合检测82Wireless Technology Innovation LabsWTI干扰删除（干扰删除（IC）串行干扰删除串行干扰删除 MUD(SIC MUD)并行干扰删除并行干扰删除 MUD(PIC MUD)多级串行干扰删除多级串行干扰删除 MUD(MSICMUD)混合干扰删除混合干扰删除 MUD(HICMUD)Group-wise 串行干扰删除串行干扰删除 MUD(GSICMUD)Group-wise 并行干扰删除并行干扰删除 MUD(GPICMUD)SIC与与PICWireless Technology Innovation LabsWTISIC MUD=+=111,1,kjKkllilTkjijTkTkkidssdssrsy?把解调后用户信号按信号强度进行排序，即使用户1的信号强度大于用户2 的信号强度，依此类推；?用常规的解调方法来解调用户1的信号；?利用解调后用户1的信号恢复出对用户2的干扰信号，把用户2的信号减掉用户1的干扰后再进行判决，同理，用户3的接收信号减掉用户1和用户2的干扰，按此顺序进行下去恢复所有的用户信号。步骤：步骤：用户k在第i级的判决信号表示为：=11kjjjTkTkkdssrsyCDMA基本知识回顾基本知识回顾SIC与与PICWireless Technology Innovation LabsWTISIC MUD?首先判决是对最强信号作出的，因而其受多址干扰的影响最小，判决最准确；?其次，其他用户判决前减掉了最强的多址干扰信号。好处：好处：运算速度要快，以避免给弱用户带来较大的时延。要求：要求：SIC与与PICWireless Technology Innovation LabsWTIPIC MUD=KkjjjijTkTkkidssrsy1,1,若用户能量近似相等的情况下，可以用并行干扰删除器代替串行干扰删除器，PIC不需要对用户排序。用户k在第i级的判决信号表示为：表示由前一级获得的第j个用户的符号估计值，它可以通过基于判决的非线性过程或基于匹配滤波器的线性过程来获得。在第0级，可以通过匹配滤波器（相关器）来得到。jid,1=KkjjjjTkTkkdssrsy1,0SIC与与PIC86Wireless Technology Innovation LabsWTI多级PIC的基本原理图多级PIC的基本原理图SIC与与PICWireless Technology Innovation LabsWTIPIC MUDPIC根据干扰再生的方式又可以分为：根据干扰再生的方式又可以分为：非线性PIC 线性PIC再生方式是基于判决的方式，即对于第j个用户第i级的恢复信号为,其中sgn()是判决函数，恢复信号 再经过扩频即得到再生的干扰信号。)sgn(,jijiyd=jid,干扰再生不经过硬判决。第j个用户第i级的恢复信号为，再经过扩频即得到再生的干扰信号。jijiyd,=jid,线性与非线性线性与非线性PICWireless Technology Innovation LabsWTISIC MUD 与与 PIC MUD?SIC每次只检测一个用户；每次只检测一个用户；PIC则利用前级判决的信息构造所有其他用户的干扰信号，然后从接收信号中抵消掉干扰信号，解扩，最后判决。则利用前级判决的信息构造所有其他用户的干扰信号，然后从接收信号中抵消掉干扰信号，解扩，最后判决。?S