(完整版)无线通信技术热点及其发展趋势毕业论文

图3-4 TD-LTE上、下行时间比例分配方式

3.3.3 多入多出MIMO方案

MIMO(多入多出)技术是TD-LTE系统的一项关键技术，是指在发射端和接收端同时使用多个天线，可以有效地利用随机衰落和可能存在的多径传播来成倍地提高业务传输速率[12]。比较准确的解释，应该是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通信技术包括以下领域：

（1）空分复用（patial multiplexing）：工作在MIMO天线配置下，能够在不增加带宽的条件下，成倍地提升信息传输速率，从而极大地提高了频谱利用率。在发射端，高速率的数据流被分割为多个较低速率的子数据流，不同的子数据流在不同的发射天线上在相同频段上发射出去。如果发射端与接收端的天线阵列之间构成的空域子信道足够不同，即能够在时域和频域之外额外提供空域的维度，使得在不同发射天线上传送的信号之间能够相互区别，因此接收机能够区分出这些并行的子数据流，而不需付出额外的频率或者时间资源。空间复用技术在高信噪比条件下能够极大提高信道容量。

（2）空间分集（spatial diversity）：利用发射或接收端的多根天线所提供的多重传输途径发送相同的资料，以增强资料的传输品质。

（3）波束成型（beamforming）：借由多根天线产生一个具有指向性的波束，将能量集中在欲传输的方向，增加信号品质，并减少与其他用户间的干扰。

（4）预编码（precoding）技术。

以上MIMO相关技术并非相斥，而是可以相互配合应用的，如一个

MIMO系统即可以包含空分复用和分集的技术。

根据天线部署形态和实际应用情况，具体应用中可采用发射分集、空间复用和波束赋形三种实现方案。例如，对于大间距非相关天线阵列，可以采用空间复用方案，同时传输多个数据流，实现很高的数据速率；对于小间距相关天线阵列，可以采用波束赋形技术，将天线波束指向用户，减少用户间干扰；对于控制信道等需要更好地保证接收正确性的场景，发射分集是一种合理的选择。

在MIMO系统理论及性能研究方面已有一批文献，这些文献涉及相当广泛的内容。但是由于无线移动通信MIMO信道是一个时变、非平稳多入多出系统，尚有大量问题需要研究。比如说，各文献大多假定信道为分段-恒定衰落信道。这对于宽带信号的4G系统及室外快速移动系统来说是不够的，因此必须采用复杂的模型进行研究。已有不少文献在进行这方面的工作，即对信道为频率选择性衰落和移动台快速移动情况进行研究。再有，在基本文献中，均假定接收机精确已知多径信道参数，为此，必须发送训练序列对接收机进行训练。但是若移动台移动速度过快，就使得训练时间太短，这样快速信道估计或盲处理就成为重要的研究内容。

另外实验系统是MIMO技术研究的重要一步。实际系统研究的一个重要问题是在移动终端实现多天线和多路接收，学者们正大力进行这方面的研究。由于移动终端设备要求体积小、重量轻、耗电小，因而还有大量工作要做。目前各大公司均在研制实验系统。

在TD-LTE Release8版本中支持下行最多4天线的发送，最大可以空间复用4个数据流的并行传输，在20MHz带宽情况下，可实现超过300Mbps的峰值速率。在TD-LTE Release10和TD-LTE-Advanced中，下

行支持的天线数目扩展到了8个，相应最大可以空间复用8个数据流的并行传输，峰值速率也提高了一倍[11]。

3.3.4 快速的分组调度

无线衰落信道，在时间和频率上是变化的，在TD-LTE中采用1ms时间长度的TTI（传输时间间隔），结合12个子载波（180kHz）频率宽度的PRB（物理资源块），根据信道的变化情况，进行快速调度，给用户分配最优的物理资源。在所选择的物理资源上，进一步利用AMC（自适应编码调制）技术，形成资源的最佳利用。这样的自适应调度，从整个系统的角度实现资源优化的分配和利用，提高全系统性能。同时，灵活的调度也可以根据业务特点为单个用户提供合理的QoS保证。QoS即Quality of Service服务质量是网络的一种安全机制，用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术。在正常情况下，若网络只用于特定的无时间限制的应用系统，并不需要QoS，如web服务等。但是对关键应用和多媒体应用就十分必要，当网络过载或拥塞时，QoS能确保重要业务量不受延迟或丢弃，同时保证网络的高效运行。因此QoS等相关的机制已经成为所有新一代移动通信系统设计中的一项基本技术。

3.3.5 无线中继技术——Relay

Relay是一种无线中继技术，RN（Routing Node路由节点）节点对来自基站或者从属终端的信号基带处理后再转发给从属终端或者基站。

Relay的技术优势：

（1）部署灵活，不需要光纤与机房； （2）运营成本低；