《接入網(wǎng)技術(shù)》課件第4章無線接入網(wǎng)_第1頁
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文檔簡介

第4章無線網(wǎng)接入技術(shù)無線接入技術(shù)概述無線接入網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)WLAN無線局域網(wǎng)WiMAX全球微波互聯(lián)接入移動無線接入技術(shù)第4章無線接入技術(shù)無線接入網(wǎng)的概念及優(yōu)點(diǎn)無線接入網(wǎng)的分類一無線接入技術(shù)概述無線接入網(wǎng)的概念及優(yōu)點(diǎn)1、無線接入網(wǎng)的概念無線接入技術(shù)(RadioInterfaceTechnologies,RIT)是指通過無線介質(zhì)將用戶終端與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接起來,以實(shí)現(xiàn)用戶與網(wǎng)絡(luò)間的信息傳遞,即利用衛(wèi)星、微波及超短波等傳輸手段向用戶提供各種電信業(yè)務(wù)的接入技術(shù)。無線接入網(wǎng)的概念及優(yōu)點(diǎn)2、無線接入網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)移動性:具有高移動性,通信范圍不受環(huán)境條件的限制;可靠性高:抗干擾性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)的保密性好;易于擴(kuò)展:無線接入網(wǎng)有多種配置方式,能夠根據(jù)用戶需要靈活選擇。建網(wǎng)容易,管理方便。無線接入網(wǎng)的分類固定無線接入網(wǎng):直播衛(wèi)星系統(tǒng)多路多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)系統(tǒng)移動無線接入網(wǎng)集群調(diào)度移動通信系統(tǒng)蜂窩公用陸地移動通信系統(tǒng)無繩電話系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)信源編碼與信道編碼技術(shù)多址接入技術(shù)抗衰落技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)二、無線接入網(wǎng)絡(luò)及技術(shù)信源編碼與信道編碼技術(shù)1、信源編碼和信道編碼(1/4)信源編碼將來自信源的模擬信號變成適合在數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸?shù)臄?shù)字信號。移動通信對語音編碼的要求是:編碼速率要適合在移動信道內(nèi)傳輸,純編碼的速度應(yīng)低于16kbit/s;在一定編碼速率下語音質(zhì)量應(yīng)盡可能高,即解碼后的復(fù)原語音的保真度要高;編解碼時(shí)延要短;要能適應(yīng)衰落信道的傳輸,即抗誤碼性能要好,以保持較好的語音質(zhì)量;算法的復(fù)雜程度要適中,應(yīng)易于大規(guī)模電路的集成。語音編碼技術(shù)通常分為三類:波形編碼,參量編碼和混合編碼。信源編碼與信道編碼技術(shù)1、信源編碼和信道編碼(2/4)波形編碼:波形編碼是將連續(xù)的語音信號通過抽樣、量化、編碼后變成數(shù)字信號,力圖使重建語音波形保持原語音信號的波形形狀。解碼是其反過程。參量編碼:參量編碼又稱聲源編碼,是將原始的模擬信號經(jīng)過取樣、量化后提取出信號的特征參量,并將信號的特征參量變換成數(shù)字代碼進(jìn)行傳輸。解碼為其反過程?;旌暇幋a:參量編碼又稱聲源編碼,是將原始的模擬信號經(jīng)過取樣、量化后提取出信號的特征參量,并將信號的特征參量變換成數(shù)字代碼進(jìn)行傳輸。解碼為其反過程。信源編碼與信道編碼技術(shù)信源編碼和信道編碼(3/4)

信道編碼是指在數(shù)據(jù)發(fā)送之前,在信息碼元中再增加監(jiān)督碼元,接收端通過督碼元來檢測或糾正信息在傳遞過程中產(chǎn)生的誤碼,從而提高信道的可靠性。由于移動通信存在干擾和衰落,在信號傳輸過程中將出現(xiàn)差錯(cuò),故對數(shù)字信號必須采用糾、檢錯(cuò)技術(shù),即糾、檢錯(cuò)編碼技術(shù)。差錯(cuò)控制方式主要有3種,即前向糾錯(cuò)(ForwardErrorCorrection,F(xiàn)EC)、自動反復(fù)重傳(AutomaticRepeatreQuest,ARQ)和混合糾錯(cuò)(HybridErrorCorrection,HEC)。信源編碼與信道編碼技術(shù)信源編碼和信道編碼(4/4)前向糾錯(cuò)也叫前向糾錯(cuò)碼,是增加數(shù)據(jù)通訊可信度的方法。在單向通訊信道中,一旦錯(cuò)誤被發(fā)現(xiàn),其接收器將無權(quán)再請求傳輸。FEC是利用數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸冗余信息的方法,當(dāng)傳輸中出現(xiàn)錯(cuò)誤,將允許接收器再建數(shù)據(jù)。自動反復(fù)重傳方式是指在發(fā)送端發(fā)出的信息中包含具有糾錯(cuò)的碼,接收端的譯碼器接收到信息后如果發(fā)現(xiàn)接收有錯(cuò)誤,則給出重發(fā)指令,通知發(fā)送端重發(fā)傳輸消息,直到接收端接收到正確的為止。混合糾錯(cuò)是前兩者的結(jié)合,收端收到碼后,檢查差錯(cuò)情況,如果錯(cuò)誤在碼的糾錯(cuò)能力范圍以內(nèi),則自動糾錯(cuò),如果超過了碼的糾錯(cuò)能力,但能檢測出來,則經(jīng)過反饋信道請求發(fā)端重發(fā)。混合糾錯(cuò)方式在實(shí)時(shí)性和譯碼復(fù)雜性方面是前向糾錯(cuò)和檢錯(cuò)重發(fā)方式的折衷,可達(dá)到較低的誤碼率較適合于環(huán)路延遲大的高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。多址接入技術(shù)概述

多址接入技術(shù)的目的是讓多個(gè)用戶能同時(shí)接入基站,享受基站提供的通信服務(wù),保證各個(gè)用戶之間的信號不會互相干擾。每一代通信系統(tǒng)有自己獨(dú)特的多址接入技術(shù)。第一代移動通信系統(tǒng)(1G)主要采用頻分多址接入方式(FDMA),第二代移動通信系統(tǒng)(2G)主要采用時(shí)分多址接入方式(TDMA),第三代移動通信系統(tǒng)(3G)主要采用碼分多址接入方式(CDMA),第四代通信系統(tǒng)(4G)主要采用正交頻分復(fù)用多址接入方式(OFDMA)。多址接入技術(shù)頻分多址(FDMA)將用于傳輸信道的總帶寬劃分成若干個(gè)子頻帶(或稱子信道),每一個(gè)子信道傳輸1路信號。不同的用戶采用不同的頻帶來傳輸信息,即不同的用戶信息在不同的頻帶上傳輸,從而避免用戶間信號的相互干擾。在頻分復(fù)用技術(shù)中要求各個(gè)子信道頻率之和應(yīng)小于總頻率寬度。頻分復(fù)用技術(shù)還在各個(gè)子信道之間設(shè)立隔離帶,采用頻分復(fù)用的技術(shù)使調(diào)制后的信號在采用不同的頻率傳遞,多路信號同時(shí)在一個(gè)信道內(nèi)傳輸。多址接入技術(shù)頻分多址(FDMA)的優(yōu)缺點(diǎn)頻分復(fù)用系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn):提高頻帶利用率信道復(fù)用率高,容許復(fù)用的路數(shù)多,分路很方便頻分復(fù)用系統(tǒng)的主要缺點(diǎn):設(shè)備生產(chǎn)比較復(fù)雜,會因?yàn)V波器件特性不夠理想和信道內(nèi)存在非線性而產(chǎn)生路間干擾,而且收發(fā)兩端需要大量的載波,且載波必須同步,容量太小多址接入技術(shù)時(shí)分多址(TDMA)時(shí)分多址是把時(shí)間分割成周期性的幀(Frame),每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號,在滿足定時(shí)和同步的條件下,基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。同時(shí),基站發(fā)向多個(gè)移動終端的信號都按順序安排在予定的時(shí)隙中傳輸,各移動終端只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收,就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。多址接入技術(shù)時(shí)分多址(TDMA)優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)抗干擾能力較好;頻帶利用率及系統(tǒng)容量較大;所需要的設(shè)備較少,成本降低;基站的復(fù)雜性較小。缺點(diǎn)TDMA傳輸需要精確的定時(shí)和同步,因此所需的傳輸開銷大于FDMA多址接入技術(shù)碼分多址技術(shù)(CDMA)CDMA基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號作相關(guān)處理,把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)信息通信。CDMA通信系統(tǒng)中,不同用戶傳輸信息所用的信號不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分,而是用各自不同的編碼序列來區(qū)分。接收機(jī)用相關(guān)器可以在多個(gè)CDMA信號中選出其中使用預(yù)定碼型的信號。其它使用不同碼型的信號因?yàn)楹徒邮諜C(jī)本地產(chǎn)生的碼型不同而不能被解調(diào)。它們的存在類似于在信道中引入了噪聲和干擾,通常稱之為多址干擾。在CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中,用戶之間的信息傳輸是由基站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和控制的。為了實(shí)現(xiàn)雙工通信,正向傳輸和反向傳輸各使用一個(gè)頻率,即通常所謂的頻分雙工。無論正向傳輸或反向傳輸,除去傳輸業(yè)務(wù)信息外,還必須傳送相應(yīng)的控制信息。多址接入技術(shù)碼分多址技術(shù)(CDMA)優(yōu)缺點(diǎn)系統(tǒng)容量大系統(tǒng)容量的配置靈活通話質(zhì)量更佳頻率規(guī)劃簡單建網(wǎng)成本低多址接入技術(shù)正交頻分多址(OFDMA)OFDM主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,調(diào)制到在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開,這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ISI)。每個(gè)子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬,因此每個(gè)子信道上可以看成平坦性衰落,從而可以消除碼間串?dāng)_,而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分,信道均衡變得相對容易。OFDM是一種多載波調(diào)制方式,通過減小和消除碼間串?dāng)_的影響來克服信道的頻率選擇性衰落,其基本原理是將信號分割為N個(gè)子信號,然后用N個(gè)子信號分別調(diào)制N個(gè)相互正交的子載波。由于子載波的頻譜相互重疊,因而可以得到較高的頻譜效率。多址接入技術(shù)正交頻分多址(OFDMA)信號處理圖

多址接入技術(shù)正交頻分多址(OFDMA)優(yōu)缺點(diǎn)在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù);能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化;可以自動地檢測到傳輸介質(zhì)下哪一個(gè)特定的載波存在高的信號衰減或干擾脈沖,然后采取合適的調(diào)制措施來使指定頻率下的載波進(jìn)行成功通信;OFDM技術(shù)特別適合使用在高層建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及將信號散播的地區(qū)。對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾??梢杂行У貙剐盘柌ㄐ伍g的干擾,通過各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼,具有很強(qiáng)的抗衰落能力OFDM技術(shù)抗窄帶干擾性很強(qiáng),信道利用率很高,缺點(diǎn)對相位噪聲和載波頻偏十分敏感峰均比過大所需線性范圍寬抗衰落技術(shù)分集接受在無線通信系統(tǒng)中采取了分集接收、信道均衡和擴(kuò)頻通信等技術(shù)。分集接收:分集接收是指利用電磁波在空間、頻率、極化、時(shí)間上有足夠大差異時(shí)衷落的不相干性,用分別接收、解調(diào)、然后合成,或一并接收、分別解調(diào)后合成的方法,獲取穩(wěn)定信號的接收方式。分集的基本原理是通過多個(gè)信道(時(shí)間、頻率或者空間)接收到承載相同信息的多個(gè)副本,由于多個(gè)信道的傳輸特性不同,信號多個(gè)副本的衰落就不會相同。接收機(jī)使用多個(gè)副本包含的信息能比較正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號。分集有兩重含義:1)分散傳輸:使接收端能獲得多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立、攜帶同一信息的衰落信號。2)集中處理:即接收機(jī)把收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號進(jìn)行合并(包括選擇與組合)以降低衰落的影響。分集接受分集合并的三種方式最大比值合并:在接收端由多個(gè)分集支路,經(jīng)過相位調(diào)整后,按照適當(dāng)?shù)脑鲆嫦禂?shù),同相相加,再送入檢測器進(jìn)行檢測。在接受端各個(gè)不相關(guān)的分集支路經(jīng)過相位校正,并按適當(dāng)?shù)目勺冊鲆婕訖?quán)再相加后送入檢測器進(jìn)行相干檢測選擇式合并:N個(gè)接收機(jī)的輸出信號先送入選擇邏輯,選擇邏輯再從N個(gè)接收信號中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號作為輸出。每增加一條分集支路,對選擇式分集輸出信噪比的貢獻(xiàn)僅為總分集支路數(shù)的倒數(shù)倍。等增益合并:等增益合并也稱為相位均衡,僅僅對信道的相位偏移進(jìn)行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意義上的最佳合并方式,只有假設(shè)每一路信號的信噪比相同的情況下,在信噪比最大化的意義上,它才是最佳的。它輸出的結(jié)果是各路信號幅值的疊加??顾ヂ浼夹g(shù)信道均衡技術(shù)均衡是指接收端的均衡器產(chǎn)生與信道相反的特性,用來抵消信道的時(shí)變多徑傳播特性引起的碼間干擾。由于移動衰落信道具有隨機(jī)性和時(shí)變性,這就要求均衡器必須能夠?qū)崟r(shí)地跟蹤移動通信信道的時(shí)變特性,稱為自適應(yīng)均衡器。一為頻域均衡,它使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。分別校正幅頻特性和群時(shí)延特性,序列均衡通常采用這種頻域均衡法。二為時(shí)域均衡,就是直接從時(shí)間響應(yīng)考慮,使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間串?dāng)_的條件??顾ヂ浼夹g(shù)擴(kuò)頻通信技術(shù)

簡稱擴(kuò)頻通信,是一種信息傳輸方式,其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬;頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列(一般是偽隨機(jī)碼)來完成,用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的,與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān);在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。

為了提高信息的傳輸速率C,可以從兩種途徑實(shí)現(xiàn),既加大帶寬W或提高信噪比S/N??顾ヂ浼夹g(shù)擴(kuò)頻通信技術(shù),擴(kuò)頻方式:直接序列擴(kuò)頻:用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端直接去擴(kuò)展信號的頻譜,在收端直接使用相同的擴(kuò)頻碼序列對擴(kuò)展的信號頻譜進(jìn)行解調(diào),還原出原始的信息。跳頻擴(kuò)頻:簡稱FH(FrequencyHopping):用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。也就是說,用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制,使載波頻率不斷地跳變,所以稱為跳頻跳時(shí)擴(kuò)頻:簡稱TH(TimeHopping):與跳頻相似,跳時(shí)是使發(fā)射信號在時(shí)間軸上跳變??梢园烟鴷r(shí)理解為:用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片的時(shí)移鍵控。寬帶線性調(diào)頻:簡稱Chirp(ChirpModulation):如果發(fā)射的射頻脈沖信號在一個(gè)周期內(nèi),其載頻的頻率作線性變化,則稱為線性調(diào)頻?;旌戏绞剑簩⒁陨霞袛U(kuò)頻方法結(jié)合就構(gòu)成了混合擴(kuò)頻系統(tǒng),常見的有FH/DS、TH/DS、FH/TH等。抗衰落技術(shù)擴(kuò)頻通信技術(shù),優(yōu)點(diǎn):易于重復(fù)使用頻率,提高了無線頻譜利用率抗干擾性強(qiáng),誤碼率低隱蔽性好,對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小可以實(shí)現(xiàn)碼分多址抗多徑干擾能精確地定時(shí)和測距適合數(shù)字話音和數(shù)據(jù)傳輸,以及開展多種通信業(yè)務(wù)抗衰落技術(shù)擴(kuò)頻通信技術(shù),優(yōu)點(diǎn):易于重復(fù)使用頻率,提高了無線頻譜利用率抗干擾性強(qiáng),誤碼率低隱蔽性好,對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很小可以實(shí)現(xiàn)碼分多址抗多徑干擾能精確地定時(shí)和測距適合數(shù)字話音和數(shù)據(jù)傳輸,以及開展多種通信業(yè)務(wù)抗衰落技術(shù)MIMO技術(shù)多輸入多輸出技術(shù)(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個(gè)發(fā)射天線和接收天線,使信號通過發(fā)射端與接收端的多個(gè)天線傳送和接收,從而改善通信質(zhì)量。它能充分利用空間資源,通過多個(gè)天線實(shí)現(xiàn)多發(fā)多收,在不增加頻譜資源和天線發(fā)射功率的情況下,可以成倍的提高系統(tǒng)信道容量。MIMO技術(shù)大致可以分為兩類:空間分集和空間復(fù)用,其中空間分集有利于解決抗衰落:空間分集是指利用多根發(fā)送天線將具有相同信息的信號通過不同的路徑發(fā)送出去,同時(shí)在接收機(jī)端獲得同一個(gè)數(shù)據(jù)符號的多個(gè)獨(dú)立衰落的信號,從而獲得分集提高的接收可靠性。抗衰落技術(shù)MIMO分集技術(shù)的特點(diǎn)1)增加覆蓋無線電發(fā)送的信號被反射時(shí),會產(chǎn)生多份信號。每份信號都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出(SISO)的系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流,并能夠區(qū)分發(fā)往或來自不同空間方位的信號。MIMO技術(shù)的應(yīng)用,使空間成為一種可以用于提高性能的資源,并能夠增加無線系統(tǒng)的覆蓋范圍。2)提高信道的容量MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端之間,可以同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流,信道容量可以隨著天線數(shù)量的增大而線性增大,因此可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量,在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下,頻譜利用率可以成倍地提高。3)提高信道的可靠性利用MIMO信道提供的空間復(fù)用增益及空間分集增益,可以利用多天線來抑制信道衰落。多天線系統(tǒng)的應(yīng)用,使得并行數(shù)據(jù)流可以同時(shí)傳送,可以顯著克服信道的衰落,降低誤碼率。抗衰落技術(shù)MIMO分集技術(shù)的特點(diǎn)1)增加覆蓋無線電發(fā)送的信號被反射時(shí),會產(chǎn)生多份信號。每份信號都是一個(gè)空間流。使用單輸入單輸出(SISO)的系統(tǒng)一次只能發(fā)送或接收一個(gè)空間流。MIMO允許多個(gè)天線同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流,并能夠區(qū)分發(fā)往或來自不同空間方位的信號。MIMO技術(shù)的應(yīng)用,使空間成為一種可以用于提高性能的資源,并能夠增加無線系統(tǒng)的覆蓋范圍。2)提高信道的容量MIMO接入點(diǎn)到MIMO客戶端之間,可以同時(shí)發(fā)送和接收多個(gè)空間流,信道容量可以隨著天線數(shù)量的增大而線性增大,因此可以利用MIMO信道成倍地提高無線信道容量,在不增加帶寬和天線發(fā)送功率的情況下,頻譜利用率可以成倍地提高。3)提高信道的可靠性利用MIMO信道提供的空間復(fù)用增益及空間分集增益,可以利用多天線來抑制信道衰落。多天線系統(tǒng)的應(yīng)用,使得并行數(shù)據(jù)流可以同時(shí)傳送,可以顯著克服信道的衰落,降低誤碼率??顾ヂ浼夹g(shù)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)鑒權(quán)技術(shù):用于在通信網(wǎng)絡(luò)中對試圖訪問來自服務(wù)提供商的服務(wù)的用戶進(jìn)行鑒權(quán)的方法。加密機(jī)制:加密機(jī)制用來對無線鏈路的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,保證無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)只被所期望的用戶接收和理解。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)以3GUMTS網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)為例,看看網(wǎng)絡(luò)和用戶分別是怎么鑒權(quán)的。(1)當(dāng)用戶購機(jī)入網(wǎng)時(shí),運(yùn)營商將國際移動用戶標(biāo)識IMSI和用戶鑒權(quán)鍵Ki一起分配給用戶,同時(shí)將該用戶的IMSI和Ki存入鑒權(quán)中心,這樣鑒權(quán)參數(shù)信息存儲在手機(jī)的用戶身份模塊卡和AUC中。(2)拜訪位置寄存器VLR從AUC獲得用戶的鑒權(quán)數(shù)據(jù),移動交換中心MSC)/VLR從鑒權(quán)數(shù)據(jù)中選取一組未使用過的鑒權(quán)參數(shù)。MSC/VLR向手機(jī)發(fā)起鑒權(quán)請求。請求消息中攜帶所選取的鑒權(quán)參數(shù)中的RAND、AUTN和CKSN參數(shù)。(3)手機(jī)中的USIM根據(jù)收到的RAND和自己保存的IMSI、Ki一起計(jì)算出XMAC,與從網(wǎng)絡(luò)側(cè)收到的AUTN中的MAC值進(jìn)行比較。如果相同,繼續(xù)驗(yàn)證接收到的AUTN中序列號SQN是否在有效的范圍內(nèi)。序列號SQN的設(shè)置是為了防止他人冒充網(wǎng)絡(luò),利用截獲的、舊的鑒權(quán)參數(shù)AUTN欺騙用戶。如果SQN有效,則認(rèn)為這是個(gè)合法網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)成功。手機(jī)計(jì)算出RES,并將RES發(fā)送給MSC/VLR/SGSN。否則若發(fā)現(xiàn)SQN值無效時(shí),手機(jī)會向網(wǎng)絡(luò)報(bào)錯(cuò)并且觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)間的SQN重新同步過程。如果SQN同步失敗或者M(jìn)AC值不同,則網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)失敗。(4)MSC/VLR將自己用RAND、IMSI和Ki算出的XRES與手機(jī)返回的RES進(jìn)行比較。如果相同,則認(rèn)為用戶合法,用戶鑒權(quán)成功,網(wǎng)絡(luò)允許手機(jī)接入;否則認(rèn)為用戶不合法,用戶鑒權(quán)失敗,拒絕為其服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)信息加密機(jī)制信息加密技術(shù)是利用數(shù)學(xué)或物理手段,對電子信息在傳輸過程中和存儲體內(nèi)進(jìn)行保護(hù),以防止泄漏的技術(shù)。用戶通信信息的加密是指基站和移動臺之間交換的用戶信息和用戶參數(shù)的進(jìn)行加密,以防止被截獲或監(jiān)聽。信息加密技術(shù)是為了保護(hù)的信息,同時(shí)加強(qiáng)了鑒權(quán)的過程。在CDMA系統(tǒng)中,采用通過和密鑰的模2加進(jìn)行碼元置換的加密方法。CDMA系統(tǒng)采用偽隨機(jī)碼直接擴(kuò)頻的方式,偽隨機(jī)碼長達(dá)242-1位,使得CDMA空中信號占用頻譜寬、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性強(qiáng)且擾碼加密性好。同時(shí)CDMA設(shè)計(jì)了許多用于保護(hù)用戶安全的方法,防止在空中接口泄漏用戶識別碼、位置信息和用戶正在傳遞的信息。WLAN概述和優(yōu)點(diǎn)WLAN組成WLAN技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展三、WLAN無線局域網(wǎng)WLAN概述和優(yōu)點(diǎn)無線局域網(wǎng)絡(luò)(WirelessLocalAreaNetworks,WLAN)是指應(yīng)用無線通信技術(shù)將計(jì)算機(jī)設(shè)備互聯(lián)起來,構(gòu)成可以互相通信和實(shí)現(xiàn)資源共享的網(wǎng)絡(luò)體系,從而使網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和終端之間的通信更加靈活。無線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用可以不必授權(quán)的ISM頻段中的2.4GHz或5GHz射頻波段進(jìn)行無線連接。WIFI是由AP(AccessPoint)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)WLAN概述和優(yōu)點(diǎn)無線電波的覆蓋范圍廣,WiFi的半徑則可達(dá)100米左右。傳輸速度非???,可以達(dá)到11Mbps。廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。與有線網(wǎng)絡(luò)相比,WLAN最主要的優(yōu)勢在于不需要布線,可以不受布線條件的限制WLAN組成WLAN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由站點(diǎn)、接入點(diǎn)、基本服務(wù)單元、分配系統(tǒng)、擴(kuò)展服務(wù)單元和關(guān)口來組成WLAN組成(1)站點(diǎn)(Station)具有WIFI通信功能的,并且連接到無線網(wǎng)絡(luò)中的終端設(shè)備。(2)接入點(diǎn)(AP)接入點(diǎn)既有普通站點(diǎn)的身份,又有接入到分配系統(tǒng)的功能。(3)基本服務(wù)單元(BSS)是網(wǎng)絡(luò)最基本的服務(wù)單元。最簡單的服務(wù)單元可以只由兩個(gè)站點(diǎn)組成。站點(diǎn)可以動態(tài)地聯(lián)結(jié)(Associate)到基本服務(wù)單元中。(4)分配系統(tǒng)(DS)分配系統(tǒng)用于連接不同的基本服務(wù)單元。(5)擴(kuò)展服務(wù)單元(ESS)由分配系統(tǒng)和基本服務(wù)單元組合而成。(6)關(guān)口Portal關(guān)口(Portal),也是一個(gè)邏輯成分。用于將無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)或其它網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。

WLAN概述和優(yōu)點(diǎn)WLAN組成WLAN技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展三WLAN無線局域網(wǎng)WLAN技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展)數(shù)字家庭WLAN技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展數(shù)字家庭無線社區(qū)移動辦公無線商旅無線校園WiMAX概述WiMAX的關(guān)鍵技術(shù)WiMAX技術(shù)優(yōu)勢四WIMAX全球微波互聯(lián)接入WiMAX概述WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess),即全球微波互聯(lián)接入。1999年IEEE802.16工作組正式成立,主要負(fù)責(zé)制定無線城域網(wǎng)中空中接口的標(biāo)準(zhǔn)。WiMAX是以IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的一種寬帶無線接入技術(shù)。IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)系列包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f和802.16g等標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)是否支持移動特性,802.16標(biāo)準(zhǔn)又可分為固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)。其中,802.16、16a、16d屬于固定無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn),而802.16e屬于移動寬帶接入空中標(biāo)準(zhǔn)WiMAX的關(guān)鍵技術(shù)WiMAX的關(guān)鍵技術(shù)OFDM/OFDMA鏈路自適應(yīng)技術(shù)MIMO技術(shù)QoS機(jī)制自適應(yīng)編碼調(diào)制WiMAX技術(shù)優(yōu)勢

WiMAX技術(shù)優(yōu)勢:傳輸距離遠(yuǎn):WiMAX的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km接入速度高:WiMAX所能提供的最高接入速度是70Mbit/s建設(shè)成本低兼容程度高系統(tǒng)容量大:WiMAX技術(shù)的應(yīng)用頻段非常寬,包括10~66GHz頻段業(yè)務(wù)范圍廣UMTS技術(shù)LTE技術(shù)五移動無線接入技術(shù)UMTS技術(shù)第一代移動通信技術(shù)是模擬移動通信,主要采用的是模擬調(diào)制技術(shù)與頻分多址接入(FDMA)技術(shù)。第二代移動通信是數(shù)字移動通信,2G主要業(yè)務(wù)是語音,其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。歐洲的GSM和美國高通公司推出的IS-95CDMA等,我國主要采用GSM,美國、韓國主要采用CDMA。第三代移動通信技術(shù)支持話音和多媒體數(shù)據(jù)通信,它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù),例如高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等。國際電信聯(lián)盟(ITU)目前一共確定了全球四大3G標(biāo)準(zhǔn),分別是WCDMA、CDMA2000、TD-SCSMA和WIMAX。第四代移動通信技術(shù)LTE是3G技術(shù)的演進(jìn),其改進(jìn)了3G的空中接入技術(shù),采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。LTE在20MHz的頻譜帶寬下能夠提供下行326Mbps與下行86Mbps的峰值速率。UMTS技術(shù)UMTS架構(gòu):核心網(wǎng)分為電路域CS和分組域PS,電路域基于GSMPhase2+的電路核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來,網(wǎng)絡(luò)單元包括移動業(yè)務(wù)交換中心MSC、訪問位置寄存器VLR和網(wǎng)關(guān)移動業(yè)務(wù)交換中心。GMSC分組域基于GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來,網(wǎng)絡(luò)單元包括業(yè)務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)SGSN網(wǎng)關(guān)、GPRS支持節(jié)點(diǎn)GGSN、歸屬位置寄存器HLR、鑒權(quán)中心AuC和設(shè)備標(biāo)識寄存器EIR。EIR為電路域和分組域共用網(wǎng)元。UMTS技術(shù)核心網(wǎng)包括的網(wǎng)元功能包括:移動交換中心MSC:是CS域網(wǎng)絡(luò)的核心,它提供交換功能,負(fù)責(zé)完成移動用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、話務(wù)量控制、計(jì)費(fèi)、基站管理等功能,并提供面向其它功能實(shí)體的接口功能。拜訪位置寄存器VLR:是服務(wù)于其控制區(qū)域內(nèi)的移動用戶的,它存儲著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動用戶的相關(guān)信息,為已登記的移動用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。網(wǎng)關(guān)MSCGMSC:是用于連接核心網(wǎng)CS域與外部的PSTN的實(shí)體,通過GMSC可以完成CS域與PSTN的互通,它主要功能是為PSTN與CS域的互聯(lián)提供物理連接,并且在固定用戶呼叫移動用戶時(shí)具有向HLR要漫游號碼的功能。SGSN是GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)是PS域網(wǎng)絡(luò)的核心,它對MS的位置進(jìn)行跟蹤,完成安全鑒權(quán)功能與接入控制,并與GGSN共同完成PDP連接的建立,維護(hù)與刪除UMTS技術(shù)GGSN是GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)可以將GGSN理解為連接核心網(wǎng)分組域與外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān),核心網(wǎng)PS域通過GGSN與外部的分組網(wǎng)相連一般來說是指InternetTCP/IP。歸屬位置寄存器HLR是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心,它存儲著所有在該HLR簽約的移動用戶的位置信息、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、帳戶管理等信息,并可實(shí)時(shí)地提供對用戶位置信息的查詢和修改及實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)操作,包括位置更新、呼叫處理、鑒權(quán)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)等完成移動通信網(wǎng)中用戶移動性管理。鑒權(quán)中心AuC用于系統(tǒng)的安全性管理,AuC存儲著鑒權(quán)信息和加密密鑰,用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動用戶通信的安全。

8、移動設(shè)備識別寄存器EIR存儲著移動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼,IMEI通過核查白色清單、黑色清單或灰色清單這三種表格,在表格中分別列出準(zhǔn)許使用的出現(xiàn)故障需監(jiān)視的失竊不準(zhǔn)使用的移動設(shè)備的IMEI號碼,使得運(yùn)營部門對于不管是失竊還是由于技術(shù)故障或誤操作而危及網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的UE設(shè)備,都能采取及時(shí)的防范措施,以確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用的移動設(shè)備的唯一性和安全性。UMTS技術(shù)無線網(wǎng)主要包括:RNC是RNS的控制部分,主要負(fù)責(zé)各種接口的管理,承擔(dān)無線資源和無線參數(shù)的管理,它主要與MSC和SGSN以Iu口相連,UE和UTRAN之間的協(xié)議在此終結(jié)。

NodeB屬于RNS的無線部分,由RNC控制服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備,完成空中接口與物理層相關(guān)的處理信道編碼、交織、速率匹配、擴(kuò)頻等,同時(shí)它還完成一些內(nèi)環(huán)功率控制等無線資源管理功能。

UE移動臺是用戶設(shè)備,它可以為車載型、便攜型和手持型,物理設(shè)備與移動用戶可以是完全獨(dú)立的。UMTS技術(shù)UMTS特性:UMTS是一個(gè)自干擾系統(tǒng),上行的用戶靠擾碼區(qū)分,下行的用戶(物理信道)靠OVSF碼區(qū)分,上行干擾受限,下行功率和碼資源受限。運(yùn)行頻段上行1920~1980MHz,下行2110~2170MHz,運(yùn)行模式支持同步/異步基站運(yùn)行模式,信號帶寬5MHz,碼片速率3.84Mcps。WCDMA終端發(fā)射功率:室內(nèi)為20mW,室外為300mW,由于發(fā)射功率低,終端待機(jī)時(shí)間延長。UMTS的業(yè)務(wù)種類包括:CS業(yè)務(wù):PS業(yè)務(wù):UMTS系統(tǒng)在各種場景下的數(shù)據(jù)速率:高速移動(120km/h):144kbps步行速度(3km/h):384kbps室內(nèi):2MbpsHSDPA:14.4MbpsHSUPA:5.76MbpsUMTS采用AMR語音編碼技術(shù),語音傳輸速率最高達(dá)到12.2Kbit/s,因此語音質(zhì)量接近固定網(wǎng)的語音質(zhì)量。UMTS技術(shù)UMTS關(guān)鍵技術(shù):RAKE技術(shù):RAKE接收機(jī)就是通過多個(gè)相關(guān)檢測器接收多徑信號中各路信號并把它們合并在一起。包括選擇性,最大比合并和等增益合并。多用戶檢測:解決干擾問題的一個(gè)有效方法是使用多用戶檢測技術(shù)MUD。MUD是通過取消小區(qū)間干擾來改進(jìn)性能,增加系統(tǒng)容量。智能天線:是基于自適應(yīng)天線陣原理,利用天線陣的波束賦形產(chǎn)生產(chǎn)生多個(gè)獨(dú)立的波束,并自適應(yīng)地調(diào)整波束方向來跟蹤每一個(gè)用戶,達(dá)到提高信號干擾噪聲比SINR,增加系統(tǒng)容量的目的功率控制

:在WCDMA系統(tǒng)中,功率控制按方向分為上行反向功率控制和下行前向功率控制,按移動臺和基站是否同時(shí)參與又分為開環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制兩大類LTE技術(shù)LTE結(jié)構(gòu)和接口:LTE采用了與2G、3G均不同的空中接口技術(shù)、即基于OFDM技術(shù)的空中接口技術(shù),并對傳統(tǒng)3G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,采用扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),亦即接入網(wǎng)E-UTRAN不再包含RNC,僅包含節(jié)點(diǎn)eNB,提供E-UTRA用戶面PDCP/RLC/MAC/物理層協(xié)議的功能和控制面RRC協(xié)議的功能。eNB之間由X2接口互連,每個(gè)eNB又和演進(jìn)型分組核心網(wǎng)EPC通過S1接口相連。S1接口的用戶面終止在服務(wù)網(wǎng)關(guān)S-GW上,S1接口的控制面終止在移動性管理實(shí)體MME上??刂泼婧陀脩裘娴牧硪欢私K止在eNB上。LTE技術(shù)1、eNB功能LTE的eNB除了具有原來NodeB的功能之外,還承擔(dān)了原來RNC的大部分功能,包括有物理層功能、MAC層功能(包括HARQ)、RLC層(包括ARQ功能)、PDCP功能、RRC功能(包括無線資源控制功能)、調(diào)度、無線接入許可控制、接入移動性管理以及小區(qū)間的無線資源管理功能等。具體包括有:無線資源管理:無線承載控制、無線接納控制、連接移動性控制、上下行鏈路的動態(tài)資源分配(即調(diào)度)等功能IP頭壓縮和用戶數(shù)據(jù)流的加密當(dāng)從提供給UE的信息無法獲知到MME的路由信息時(shí),選擇UE附著的MME路由用戶面數(shù)據(jù)到S-GW調(diào)度和傳輸從MME發(fā)起的尋呼消息調(diào)度和傳輸從MME或O&M發(fā)起的廣播信息用于移動性和調(diào)度的測量和測量上報(bào)的配置LTE技術(shù)2、MME功能MME是SAE的控制核心,主要負(fù)責(zé)用戶接入控制、業(yè)務(wù)承載控制、尋呼、切換控制等控制信令的處理。MME功能與網(wǎng)關(guān)功能分離,這種控制平面/用戶平面分離的架構(gòu),有助于網(wǎng)絡(luò)部署、單個(gè)技術(shù)的演進(jìn)以及全面靈活的擴(kuò)容。NAS信令NAS信令安全AS安全控制3GPP無線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)間移動信令idle狀態(tài)UE的可達(dá)性(包括尋呼信號重傳的控制和執(zhí)行)跟蹤區(qū)列表管理P-GW和S-GW的選擇切換中需要改變MME時(shí)的MME選擇切換到2G或3GPP網(wǎng)絡(luò)時(shí)的SGSN選擇漫游鑒權(quán)包括專用承載建立的承載管理功能LTE技術(shù)3、S-GW功能S-GW作為本地基站切換時(shí)的錨定點(diǎn),主要負(fù)責(zé)以下功能:在基站和公共數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)之間傳輸數(shù)據(jù)信息;為下行數(shù)據(jù)包提供緩存;基于用戶的計(jì)費(fèi)等。eNB間切換時(shí),本地的移動性錨點(diǎn)3GPP系統(tǒng)間的移動性錨點(diǎn)E-UTRANidle狀態(tài)下,下行包緩沖功能、以及網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)業(yè)務(wù)請求過程的初始化合法偵聽包路由和前轉(zhuǎn)上、下行傳輸層包標(biāo)記運(yùn)營商間的計(jì)費(fèi)時(shí),基于用戶和QCI粒度統(tǒng)計(jì)分別以UE、PDN、QCI為單位的上下行計(jì)費(fèi)PDN網(wǎng)關(guān)(P-GW)功能LTE技術(shù)4、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)P-GW作為數(shù)據(jù)承載的錨定點(diǎn),提供以下功能:包轉(zhuǎn)發(fā)、包解析、合法監(jiān)聽、基于業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)的QoS控制,以及負(fù)責(zé)和非3GPP網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)等?;诿坑脩舻陌^濾(例如借助深度包探測方法)合法偵聽UE的IP地址分配下行傳輸層包標(biāo)記上下行業(yè)務(wù)級計(jì)費(fèi)、門控和速率控制基于聚合最大比特速率(AMBR)的下行速率控制LTE技術(shù)LTE的雙工方式:LTE系統(tǒng)同時(shí)定義了頻分雙工(FrequencyDivisionDuplexing,FDD)和時(shí)分雙工(TimeDivisionDuplexing,TDD)兩種不同的雙工方式。TDD是指收發(fā)共用一個(gè)射頻頻點(diǎn),上、下行鏈路使用不同的時(shí)隙來進(jìn)行通信;FDD是指收發(fā)使用不同的射頻頻點(diǎn)來進(jìn)行通信。LTE技術(shù)TDD-LTE對比FDD-LTE的優(yōu)勢和劣勢:1、能夠靈活配置頻率,TDD不需要成對的頻率,頻率的利用率高,滿足LTE系統(tǒng)的需求;2、可以通過調(diào)整上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn),提高下行時(shí)隙比例,能夠很好的支持非對稱業(yè)務(wù);3、具有上下行信道一致性,基站的接收和發(fā)送可以共用部分射頻單元,降低了設(shè)備成本;4、接收上下行數(shù)據(jù)時(shí),不需要收發(fā)隔離器,只需要一個(gè)開關(guān)即可,降低了設(shè)備的復(fù)雜度;5、具有上下行信道互惠性,能夠更好的采用傳輸預(yù)處理技術(shù)。TDD雙工方式相較于FDD,也存在明顯的不足:1、由于TDD方式的時(shí)間資源分別分給了上行和下行,因此TDD方式的發(fā)射時(shí)間大約只有FDD的一半;2、TDD系統(tǒng)上行受限,因此TDD基站的覆蓋范圍明顯小于FDD基站;3、TDD系統(tǒng)收發(fā)信道同頻,無法進(jìn)行干擾隔離,系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間存在干擾。LTE技術(shù)LTE特性:LTE將原有的UMTS下電路交換+分組交換結(jié)合網(wǎng)絡(luò)簡化為全I(xiàn)P扁平化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。E-UTRA是LTE的空中接口,他的主要特性有:1、峰值下載速度可高達(dá)299.6Mbit/s,峰值上傳速度可高達(dá)75.4Mbit/s。。2、最優(yōu)狀況下小IP數(shù)據(jù)包可擁有低于5ms的延遲,相比原無線連接技術(shù)擁有較短的交接和建立連接準(zhǔn)備時(shí)間。3、加強(qiáng)移動狀態(tài)連接的支持如,可接受終端在不同的頻段下以高至350km/h或500km/h的移動速度下使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。4、下載使用OFDMA,上載使用SC-FDMA以節(jié)省電力。5、1.4MHz、3MHz、5MHz、10MHz、15MHz和20MHz頻點(diǎn)帶寬均可應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)。6、支持從覆蓋數(shù)十米的毫微微級基站至覆蓋100公里的Macrocell宏蜂窩基站。7、支持至少200個(gè)活躍連接同時(shí)連入單一5MHz頻點(diǎn)帶寬。8、使用ip化管理網(wǎng)絡(luò),有效防止現(xiàn)有3G技術(shù)的切換問題。LTE技術(shù)LTE下行多址接入方式OFDMA常規(guī)頻分復(fù)用與OFDM的信道分配情況如下圖所示,可以看出OFDM至少能夠節(jié)約二分之一的頻譜資源LTE技術(shù)LTE下行多址接入方式OFDMAOFDM的主要思想是:將信道分成若干正交子信道,將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流,調(diào)制到每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。LTE技術(shù)LTE下行多址接入方式OFDMAOFDM利用快速傅立葉反變換(IFFT)和快速傅立葉變換(FFT)來實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)。LTE技術(shù)上行多址接入SC-FDMA:OFDM系統(tǒng)的輸出是多個(gè)子信道信號的疊加,因此,如果多個(gè)信號的相位一致,所得到的疊加信號的瞬時(shí)功率就會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于信號的平均功率,PAPR高,對發(fā)射機(jī)的線性度提出了很高的要求。所以在上行鏈路,基于OFDM的多址接入技術(shù)并不適合用在UE側(cè)使用。TE在上行采用的是單載頻頻分多址(SC-FDMA)技術(shù)。SC-FDMA同OFDM相比,它具有較低的峰均比。SC-FDMA技術(shù)和OFDMA十分類似。每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)流比特被映射到星座圖符號(比如BPSK符號、QPSK符號或者M(jìn)-QAM符號)。系統(tǒng)給不同的用戶分配不同的傅立葉系數(shù)。傅立葉系數(shù)的分配在映射單元和逆映射單元內(nèi)完成。發(fā)射端在IFFT之前插入傅立葉沉默系數(shù),接收端則在FFT之后去除這個(gè)系數(shù)。OFDMA中,數(shù)據(jù)符號被獨(dú)立地調(diào)制到每一個(gè)子載波,因此在任何一個(gè)時(shí)點(diǎn),每個(gè)子載波的振幅取決于數(shù)字信號調(diào)制方案的星座點(diǎn)。而在SC-FDMA,調(diào)制到特定子載波上的某個(gè)時(shí)點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)符號的線性組合。SC-FDMA的特征是輸出單載頻發(fā)射信號,而OFDMA輸出的是多載頻信號。LTE技術(shù)1.通過DFT離散傅里葉變換,獲取這個(gè)時(shí)域離散序列的頻域序列。這個(gè)長度為M的頻域序列要能夠準(zhǔn)確描述出M個(gè)數(shù)據(jù)符號塊所表示的時(shí)域信號。2.DFT的輸出信號送入N點(diǎn)的離散傅里葉反變換IDFT中去,其中N>M。因?yàn)镮DFT的長度比DFT的長度長,IDFT多出的那一部分輸入為用0補(bǔ)齊。3.在IDFT之后,為避免符號干擾同樣為這一組數(shù)據(jù)添加循環(huán)前綴。從上面的調(diào)制過程可以看出,DFTS-OFDM同OFDM的實(shí)現(xiàn)有一個(gè)相同的過程,即都有一個(gè)采用IDFT的過程,所以DFTS-OFDM可以看成是一個(gè)加入了預(yù)編碼的OFDM過程。LTE技術(shù)MIMO(MultipleInputMultipleoutput:多輸入多輸出)技術(shù)利用空間中的多徑因素,在發(fā)送端和接收端采用多個(gè)天線,通過空時(shí)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)分集增益或復(fù)用增益,充分利用空間資源,提高頻譜利用率??偟膩碚f,MIMO技術(shù)的基礎(chǔ)目的是:1、提供更高的空間分集增益:聯(lián)合發(fā)射分集和接收分集兩部分的空間分集增益,提供更大的空間分集增益,保證等效無線信道更加“平穩(wěn)”,從而降低誤碼率,進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量;2、提供更大的系統(tǒng)容量:在信噪比SNR足夠高,則可以在發(fā)射端把用戶數(shù)據(jù)分解為多個(gè)并行的數(shù)據(jù)流,然后分別在每根發(fā)送天線上進(jìn)行同時(shí)刻、同頻率的發(fā)送,同時(shí)保持總發(fā)射功率不變,最后,再由多元接收天線陣根據(jù)各個(gè)并行數(shù)據(jù)流的空間特性,在接收機(jī)端將其識別,并利用多用戶解調(diào)結(jié)束最終恢復(fù)出原數(shù)據(jù)流。LTE技術(shù)LTE系統(tǒng)中常用的MIMO模型有下行單用戶MIMO(SU-MIMO)和上行多用戶MIMO(MU-MI

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