多天线空时编码技术

多天线空时编码技术第一页，共十三页，编辑于2023年，星期日课程安排CourseContents绪论Introduction无线通信信道建模(WirelessChannelmodeling)MIMO信道容量（MIMOChannelCapacity）空时编码技术（Space-timecoding）空时分组码(Space-timeBlockcoding)正交空时分组码(Orthogonalspace-timeblockcoding)准正交空时分组码(Quasi-regularspace-timeblockcoding)空时网格码(Trellisspace-timecoding)分层空时编码（Layeredspace-timeblockcoding）空时预编码(Space-timeprecoding)网络编码（Networkcoding）近Shannon限LDPC信道编码(ShannonlimitLDPCcode)2第二页，共十三页，编辑于2023年，星期日参考文献T.S.Rappaport无线通信原理与应用HamidJafarkhani,“Spacetimecoding:theoryandpractice”,Cambrdageuniversitypress2005谢显中等，基于TDD的第四代移动通信技术电子工业出版社2005R.Y.Yeung,S.R.Li,N.CaiandZ.Zhang,“Networkcodingtheory”,nowPublishersInc.P.A.ChouandY.Wu,“NetworkcodingfortheInternetandwirelessnetworks”,IEEESignalProcessingMagazine,Sep.2007.M.C.Davey,“Errorcorrectionusinglow-densityparity-checkcodes”,Ph.Dthesis,UniversityofCambridge,1999.3第三页，共十三页，编辑于2023年，星期日无线移动通信的简要历史回顾古代的原始通信方式：烽火台、金鼓、旌旗无线电通信重要里程碑1864年，麦克斯韦（英国）预言电磁波的存在1886年，赫兹（德国）用实验产生出电磁波1897年，马可尼（意大利）和波波夫（俄）首次使用无线电波进行信息传送4第四页，共十三页，编辑于2023年，星期日无线移动通信的简要历史回顾无线移动通信：大规模商用技术进步二十世纪六十年代，贝尔实验室提出了蜂窝通信的思想二十世纪七十年代，通信技术和半导体技术飞速发展大规模商用的历程第一代蜂窝移动通信（上世纪八十年代初）频分、模拟技术典型系统：美国AMPS，英国TACS，前西德C450缺点：模拟系统频谱利用率低、抗干扰能力差、系统保密性差优点：模拟技术在当时十分成熟，因而在发展初期得到较广泛的应用5第五页，共十三页，编辑于2023年，星期日无线移动通信的简要历史回顾第二代移动通信系统：二十世纪九十年代数字调制方式、先进的呼叫处理技术、大规模集成技术、低速语音编码技术典型系统：GSM、DCS1800（欧洲）、美国IS-54，IS-95（直扩、窄带CDMA）优点：数字技术保密性好、支持低速率数据业务、系统集成度高（重量轻）第三代移动通信系统码分技术、时分技术、频分技术支持多媒体业务的需要、数据业务典型系统欧洲、日本NTTDoCoMo:WCDMA美国：CDMA2000中国：TD-SCDMA速率：上行384kb/s,下行2Mb/sLTE（LongTermEvolution）：20Mb/s（3.9G）6第六页，共十三页，编辑于2023年，星期日无线移动通信的简要历史回顾第四代移动通信系统OFDM、空时编码、智能天线支持多媒体数据业务速率：1Gb/s（固定、低速）；100-500Mb/s（高速，350KM/h）目前正在标准化，2015年大规模商用问题：杀手级业务（视频）？（物联网、三网合一）（由LTE直接过度到4G）LTE-Advanced（TDD/FDD，Huawei目前大力投入LTE-ATDD）7第七页，共十三页，编辑于2023年，星期日无线信道容量与空时编码接收信号分集：上世纪五、六十年代就比较成熟发送信号分集：空时编码技术（Alamouti编码）多输入多输出（Multiple-inputandmultiple-output）天线系统：提高无线衰落信道容量8第八页，共十三页，编辑于2023年，星期日TX1TX2RX发送信号的两种方法两种方法的信道利用率相同直接发送不会带来分集增益TX1TX2RX方法1：直接发送方法2：编码发送9第九页，共十三页，编辑于2023年，星期日网络编码在网络的中间节点对数据进行编码在转发：实现网络多播容量传统观点：网络中间节点对信息进行处理带来信息量的减少（不增）网络编码的方法推广到无线协作和中继通信中，提高带宽利用率、节省能量物理层网络编码也是一个研究热点10第十页，共十三页，编辑于2023年，星期日网络编码：网络多播WithoutnetworkcodingSimplystoreandforwardMulticastrateof1.5bitspertimeunitWithnetworkcodingMulticastrateof2bitspertimeunitMulticastcapacityisachieved11第十一页，共十三页，编辑于2023年，星期日基于网络编码的双向中继传统的双向中继方式需要4个信道4：平均每用户2信道基于网络编码的中继方式需要3信道：每用户1.5信道12第