第三代移动通信系统主要发射分集技术研究

发射分集技术是第三代移动通信系统中抵抗信道多径衰落影响,提高下行链路性能和系统容量的一项关键技术。本文详细介绍和分析了五种主要的发射分集技术的技术特点:空时发射分集(STTD)、时间转换发射分集(TSTD)、正交发射分集(OTD)、选择发射分集(STD)和发射自适应阵列(TXAA),并且比较了它们的性能与应用。最后对发射分集技术的应用前景进行了阐述。     

相关衰落信道下闭环发射分集方案的性能分析

未来移动通信系统采用的关键技术之一是发射分集技术，如WCDMA标准中采用了一种称作闭环发射分集的方案，用于下行信道传输。闭环发射分集方案使用了前向信道的相位与幅度的部分信息来选择天线的加权系数，在信道时变速率较小时，闭环发射分集的性能优于开环发射分集方案。在一般情况下，假设两个发射天线之间距离足够大，各个发射天线到接收天线的信道是不相关的，在基站这种假设是合理的。但如果在上行信道传输中(移动台到基站)应用闭环发射分集技术时，天线之间不相关的假设很难满足。本文基于对移动台配置多天线并应用闭环发射分集技术的考虑，研究在相关瑞利衰落信道下闭环发射分集技术的性能。蒙特卡罗仿真给出了不同相关系数下的性能曲线，并得出一个具有指导意义的结论。     

OFDM中结合延迟分集与空频编码的下行发射方案

正交空时／空频编码只有在发射天线数为2时才能进行满速率发射。当天线数大于2时,将循环延迟分集和空时编码相结合可在保持满速率发射的同时提高系统的性能,但是循环延迟分集和空频编码相结合却不能较好地提高系统性能。为此本文对循环延迟分集进行改进,将其和空频编码相结合在满速率发射的前提下仍能提高系统的频率分集增益。仿真结果表明,发射天线数大于2时,该方法提高了系统的分集增益,同时降低了误码率。     

无线移动通信中的空时编码技术

多天线系统是第3代甚至未来的第4代无线移动通信中极具前途的一种技术。文章在论述了无线移动通信中分集尤其是发射分集技术的必要性基础上,详细论述将发射分集与编码相结合而产生的空时码技术,并融合了空时码技术的最新发展动态。     

3G中的发射分集技术

发射分集（TD：transmit diversity)是第3代移动通信（3G）cdma2000和WCDMA系统采用的一项关键技术。它利用发射天线空间分隔以获得相互独立的衰落信号的发射和接收，改善系统性能。文中主要描述了几种发射分集技术的概念，特点及性能。     

通信信号处理的新技术——空时编码

多天线系统是第3代甚至未来的第4代无线移动通信中极具前途的一种技术。在论述多天线系统的信息论基础上,详细论述了将发射分集与编码相结合而产生的空时码技术,包括系统模型、空时分组码编译码方法和空时格码的星座图及性能仿真对比曲线,并指出了空时码技术的最新发展动态。     

结合波束形成与发射分集的闭环下行发射方案

多天线技术是提高下行发射性能的一种有效方法。波束形成(BF)和发射分集(TD)均通过使用多个天线来有效地改善系统性能并提高信道容量。该文提出了一种将BF和TD结合用于闭环通信系统的自适应下行发射方案, 它包括适合于慢变信道的分集阵列方法和适合于快变信道的波束形成阵列方法。基站可以根据实际的信道状况自适应地调整发射方法。文中详细地介绍了自适应方案的实现算法,并对算法的复杂度和适应环境进行了分析。仿真结果证明新方案可以同时获得BF增益和TD增益,在使系统的误比特率(BER)性能大幅提高的同时,增强了系统对信道变化的适应能力。     

浅析WCDMA下行发射分集技术

众所周知WCDMA系统中在上行采用了分集接收技术,实际上在下行也采用了分集技术即称为下行发射分集技术.文章对下行发射分集技术的种类及原理进行了阐述,并对采用不同的发射分集技术的效果进行了定量的分析总结.     

METRA技术及其应用研究

多天线发射和多天线接收技术(METRA)被认为是实现未来高速宽带无线Internet接入网的关键技术之一。本文从应用研究的角度，详细分析了在具体应用环境下实现METRA系统的一些典型的数学模型及其信道容量，着重讨论了两类关键的算法(使数据速率最大法和使分集最大法)和最近提出的几种综合算法的设计和实现方案，并且在性能上进行了分析比较，同时还指出了在实际应用中遇到的一些具体问题及其相应的处理方法以及METRA技术今后的发展方向。     

移动通信网络中的协作通信

为了提高移动通信系统的性能,通常需要在发射端进行分集。而移动通信中的发射分集一般需要在发射端使用多根天线,但许多无线设备因受尺寸或硬件复杂度的限制,一般只有单根天线。为此,专家提出了一种新的解决方法——协作通信。该方法使用带有一根天线的移动台,在多用户环境中可以共享其他移动用户的天线,这样可产生多根虚拟发射天线,进而得到相应的分集增益,改善移动通信系统的性能。     

System Performance of Transmit Diversity Methods and a Two Fixed-Beam System in WCDMA

Downlink transmit diversity modes for WCDMA together with a two fixed-beam antenna array system are compared relative to the single antenna sectorized system in a radio network simulator. The transmit diversity methods investigated are: space-time transmit diversity and closed-loop mode I transmit diversity. Frequency selective (COST 259) and flat fading channels are considered and their impact to speech-only and data-only services is evaluated. A third service, which highlights the system performance of the various advanced antennas, is also investigated.The results in this investigation point out that the diversity gain in flat fading channels is substantial. In frequency-selective fading, the benefits of fixed beam systems is encouraging, whereas transmit diversity methods (especially Space-Time Transmit Diversity) is unsatisfactory.     

Combining Orthogonal Space Time Block Codes with Adaptive Sub-group Antenna Encoding

An adaptive space time transmit diversity scheme with simple feedback is proposed for the next generation wireless communication systems. By combining orthogonal space time block codes with adaptive sub-group antenna encoding, this new diversity scheme can effectively exploit the diversity potential provided by multiple antenna arrays without introducing interference among the signals transmitted at different antennas. In order to reduce the amount of feedback information as well as the computational complexity, a new quadrant phase constraining method is introduced to formulate the feedback information. With simple operations at both the transmitter and the receiver, the new adaptive diversity scheme outperforms not only open loop space time block encoding techniques, but also some close loop transmit diversity techniques with the same amount of feedback.     

Adaptive Transmit Diversity with Quadrant Phase Constraining Feedback

An adaptive transmit diversity scheme with quadrant phase constraining feedback is proposed in this paper. With simple linear operations at both transmitter and receiver, the proposed algorithm can achieve better system performances with only 2M−2 bits of feedback information for systems with M transmit antennas. Theoretical performance bounds of the proposed transmit diversity scheme are derived. Simulation examples and theoretical analyses show that the proposed transmit diversity scheme outperforms not only the conventional open-loop transmit diversity techniques, but also some closed-loop transmit diversity techniques with more information transmitted in the feedback channel.     

分布式移动通信系统中多用户分集分析

分析了分布式移动通信系统中,Rayleigh-lognormal复合信道下,发送分集对下行链路多用户分集的影响,发现基于最大比发送(MRT)和基于选择发送分集(STD)调度算法获得了几乎相同的多用户分集增益。该结论表明,在分布式移动通信系统中,采用基于发送分集的调度方案并不能有效地提高系统的吞吐量。     

用于移动通信系统的发送分集技术

在分析接收分集技术最大比率接收合并(MRRC)方案的基础上，介绍了一种两分支发送分集方案。该方案采用2个发射天线、1个接收天线，可提供与1个发送天线、2个接收天线情况下的MRRC方案相同的分集增益。由于发送符号采用了正交性设计，该发送分集方案在接收端可以将不同的发送符号分离开来，分别进行最大似然检测。仿真结果表明，运用分集技术可大大改善无线通信系统的性能，且该方案和一发两收的MRRC方案性能相似、计算复杂性相同。该发送分集方案能更好地应用于移动通信系统。     

多径信道下基于空时分组码的发送分集技术

文章在多径信道下,提出了一种基于RAKE接收机的空时分组编码(STBC)方案.该方案将空时分组编码(STBC)与RAKE接收机的多径叠加相干检测的方法相结合,从而可以在频率选择性衰落信道下采用多发射天线实现发送分集.此方案获得的分集增益与由采用相同数量接收天线的最大比接收合并(MRRC)方案得到的接收分集增益接近,能够较大地提高传榆系统的可靠性.     

传输分集技术在第三代移动通信系统中的应用

本文首先分析了衰落信道中采用分集技术时卷积编码Viterbi软判算法的性能,指出具有独立衰落特性的分集信道数越多,接收的性能越好.并给出了采用不同的分集技术时系统性能的仿真结果,结果表明采用传输分集技术可以明显提高前向链路的性能,而不增加移动终端的复杂度.传输分集是一种有效可行的对抗衰落的技术,有望在第三代移动通信系统中得到广泛应用.     

一种基于LDPC编码的协作通信方式

采用空间分集的方法可以有效地对抗无线信道中的衰落.由于受到体积、重量、成本等因素的限制,在无线通信系统的用户终端上实现多天线技术较为困难.而在单天线的无线用户间通过协作,共享天线,可以实现虚拟的多天线.低密度奇偶校验(LDPC)编码是一种性能优良的线性分组码,利用其码字内码元间固有的相关性,通过不同的用户发送码字的不同部分,可以实现虚拟的多发送天线,获得发送分集增益,在不增加系统带宽和发射功率、系统复杂度也不会明显增加的情况下能显著地提高系统性能.