基于0FDM和MIM0的HSOPA技术( 三 )


MIMO信号可以通过两种不同的方式来改善无线通信:一种是分集(Diversity)机制,而另一种就是空间复用(SpatialMultiplexing)机制 。分集机制通过利用发射天线和接收天线之间多条通路来改善通信系统的鲁棒性(Robustness),从而改善系统的误码率(BER,BitErrorRate) 。分集也可以通过多个发射天线来获得,但是此时必须考虑多个发射天线之间的干扰,这就是空时编码(STC,Space-Time Coding)所要研究的内容 。我们把BER对信噪比(SNR,Signal to Noise Ratio)的斜率称为分集阶数(Diversity Order) 。对于一个具有Mr根接收天线和Mt根发送天线的MIMO系统,通过空时编码可以达到的分集阶数为MtMr 。
另一种技术是空间复用机制,在充分散射的MIMO环境中,接收天线可以识别出同时从多个发射天线发射出来的信号 。也就是说,系统可以等价为一个并行独立的数据流,其容量是单天线系统的min(Mr,Mt)倍 。而我们知道对于功率,容量与之仅成对数关系 。所以对于MIMO系统,其容量增益来自多个并行的空间信道,因此我们称之为空间复用 。该机制的一个闻名实例就是BLAST(BellLabsSpaceTime)系统 。
在目前实际的无线应用中,IEEE802.11n中采用了MIMO技术,所以其传送的数据比特速率是IEEE802.11g的两倍 。
MIMO实现空间分集是比较简单的,通过简单的空时分组编码就可以实现,例如alamouti码,在该系统中发送天线是两根,发送的符号每两个分成一组,表示为x1和x2 。对于第一根天线其发送的序列是x1和-x2*,同时第二根天线发送的序列是x2和x1* 。这两根天线所发送的信号序列是正交的,其系统框图如图2所示 。
图2 Alamouti编码调制框图
MIMO系统和OFDM系统的结合将减小空时处理的复杂度 。例如,对于一个2×2(两根发射天线,两根接收天线)的MIMO系统而言,在一个5MHz的信道上,OFDM的处理复杂度将比传统的CDMA系统低12倍 。
4、HSOPA的频谱规划

;HSOPA的频谱可以跟现有的3G系统共载频,也将引入新的频段,比如在欧洲2.6GHz的频谱已经分配给了IMT-2000(InternationalMobileTelecommunication-2000)技术,并且在2008年后便可以使用 。一般在建设的初期,由于用户数量和负荷都比较少,此时一般考虑将HSOPA和现有的3G系统共载频,这样可以重复利用馈线和天线,节省成本 。随着用户数量的不断发展,HSOPA会对其它3G业务产生较大的干扰,所以,此时建议HSOPA使用单独的载频 。
5、结束语
将OFDM和MIMO两种要害技术引入HSOPA中,大大增强了其访问因特网的能力:可以提供更高的数据速率;可以提供更强的QoS保证;可以承载更多的用户数目:大大降低了每兆字节的传输成本,提高了运营商的商业竞争力 。(宁一编辑)
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