MIMO的另一種主要的應(yīng)用形式是空間復(fù)用?？臻g復(fù)用技術(shù)使得信道容量成倍地增長(zhǎng)變?yōu)榭赡堋Ｊ褂每臻g復(fù)用技術(shù)必須滿足：N r≥N t，使用迫零和干擾對(duì)消進(jìn)行逐符號(hào)檢測(cè)，發(fā)端無(wú)需知道信道信息，無(wú)需通道校正，當(dāng)信道容量下降時(shí)，復(fù)用系數(shù)應(yīng)該自適應(yīng)改變。

(6)智能天線(先進(jìn)的多天線系統(tǒng))

智能天線的一個(gè)主要的任務(wù)是如何獲取和利用信號(hào)的空間方向信息，并通過陣列信號(hào)處理改善信號(hào)的質(zhì)量，從而提高系統(tǒng)的性能。天線陣列的加權(quán)在基帶通過數(shù)字信號(hào)處理完成，自適應(yīng)陣列技術(shù)屬于其中的一部分。自適應(yīng)天線陣列是智能天線技術(shù)的研究重點(diǎn)和發(fā)展方向。

3.2多天線技術(shù)的空域自適應(yīng)

未來的多天線技術(shù)必將實(shí)現(xiàn)空域自適應(yīng)鏈路。根據(jù)信道的變化，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)為最大的數(shù)據(jù)傳輸速率的鏈路自適應(yīng)和平均信道容量最大的鏈路自適應(yīng)。

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)為最大的數(shù)據(jù)傳輸速率的鏈路自適應(yīng)的設(shè)計(jì)原則：

(1)移動(dòng)環(huán)境下的MIMO信道是變化的，容量也是變化的。

(2)在低秩信道下并非發(fā)射天線越多信道容量越大，可以通過合理地選擇發(fā)射天線來提升系統(tǒng)容量。

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)為平均信道容量最大的鏈路自適應(yīng)的設(shè)計(jì)原則：

(1)當(dāng)收發(fā)天線之間的衰落系數(shù)互不相關(guān)且服從相同的分布時(shí)，MIMO系統(tǒng)將獲得可觀的信道容量。但是由于陣元間距和實(shí)際通信環(huán)境所限，各對(duì)收發(fā)天線間的衰落系數(shù)往往是相關(guān)的。研究表明，在相關(guān)性較強(qiáng)的情況下，信道容量會(huì)大幅降低。

(2)在相關(guān)衰落信道中應(yīng)該合理設(shè)計(jì)天線陣間距和排布方式來盡量降低陣元之間信道響應(yīng)的相關(guān)系數(shù)。

4 混合自動(dòng)重傳

HARQ是一種新的將自動(dòng)重傳(ARQ)和前向差錯(cuò)編碼結(jié)合的物理層技術(shù)，主要分為3類。I型HARQ，只是把FEC和ARQ簡(jiǎn)單地結(jié)合起來，雖然在一定程度上解決了FEC和ARQ本身的缺陷，但是由于每次只是簡(jiǎn)單地把出錯(cuò)數(shù)據(jù)分組丟棄，要求發(fā)端重傳該數(shù)據(jù)組，沒有充分利用出錯(cuò)的數(shù)據(jù)分組當(dāng)中的有用信息，導(dǎo)致整體數(shù)據(jù)傳輸效率不高。II型HARQ，在I型的基礎(chǔ)上，以碼合并產(chǎn)生解碼增益的思想充分利用了每次發(fā)送的數(shù)據(jù)分組當(dāng)中包含的有用信息，但是在II型HARQ當(dāng)中重發(fā)的數(shù)據(jù)分組包含新增的冗余信息(將有用信息合并在一起產(chǎn)生的新的數(shù)據(jù)分組)，而并不包含原始數(shù)據(jù)信息，因此不具備自解碼能力，如果原始數(shù)據(jù)分組被破壞嚴(yán)重或丟失，那么無(wú)論重傳多少次也無(wú)法正確解碼，這是II型一個(gè)很大的缺點(diǎn)。III型HARQ，為了克服II型HARQ的缺點(diǎn)，III型HARQ無(wú)論是原始數(shù)據(jù)包還是重傳數(shù)據(jù)包都包含原始數(shù)據(jù)信息，僅通過對(duì)重發(fā)數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼就能夠恢復(fù)出原始數(shù)據(jù)信息。靈活采用III型HARQ中單冗余版本，可以更好地提升系統(tǒng)的性能。

5 自適應(yīng)調(diào)制編碼

自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)的基本思路就是根據(jù)信道條件分配傳輸功率和碼率，以提高傳輸速率或系統(tǒng)吞吐量。自適應(yīng)技術(shù)有兩個(gè)步驟：

(1)傳輸信道參數(shù)的測(cè)量。

(2)在優(yōu)化預(yù)先指定的代價(jià)函數(shù)的基礎(chǔ)上，選擇一種或多種傳輸參數(shù)。

但是有一個(gè)假設(shè)前提，信道變化不能很快，否則選擇的信道參數(shù)很難與信道實(shí)際情況相匹配。所以自適應(yīng)技術(shù)只適用于多普勒擴(kuò)展不是很大的情況。自適應(yīng)技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中具有很明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境中傳播時(shí)延很小，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)間的相對(duì)速度也很慢。在這種情況下，自適應(yīng)技術(shù)可以逐幀使用。主要的自適應(yīng)調(diào)整技術(shù)包括：自適應(yīng)調(diào)整功率級(jí)別，調(diào)整星座圖大小，調(diào)整碼速，同時(shí)調(diào)整功率級(jí)別和星座圖大小，同時(shí)調(diào)整星座圖大小和符號(hào)速率，同時(shí)調(diào)整功率和傳輸速率，同時(shí)調(diào)整碼速、符號(hào)速率和星座圖大小。

6 信道編碼

信道編碼技術(shù)在無(wú)線通信中是必不可少的，通過信道編碼(糾錯(cuò)碼)實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制是高速通信中的關(guān)鍵技術(shù)之一。802.11d/e標(biāo)準(zhǔn)采用了RS分組碼、卷積編碼、卷積Turbo碼、分組Turbo碼、低密度稀疏檢驗(yàn)矩陣碼(LDPC)等糾錯(cuò)編碼技術(shù)，Woven卷積碼已經(jīng)被中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)寫入新一代無(wú)線通信空中接口技術(shù)綱要。

其中RS分組碼、卷積編碼、卷積Turbo碼、分組Turbo碼等在文獻(xiàn)[5]中有詳細(xì)的描述。LDPC作為一種新的糾錯(cuò)編碼的方法，是一類可以用非常稀疏的奇偶校驗(yàn)矩陣定義的線性分組碼，已經(jīng)成為了下一代衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB-S2)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。如果在WiMAX中應(yīng)用LDPC碼，由于LDPC碼有很好的抗衰落性，編碼增益很高，接收機(jī)在較低的信噪比情況下仍然可以擁有較低的誤碼率，可以使覆蓋范圍得到提升。盡管在目前增強(qiáng)無(wú)線聯(lián)盟(EWC)的草案中，LDPC碼仍然是一個(gè)可選(非強(qiáng)制)實(shí)施的編碼方法，但是有理由相信LDPC碼將在未來的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)中扮演重要角色。

1997年Host、Johannesson等人提出了Woven卷積碼[6]。Woven碼借助了“編織”的概念將多個(gè)卷積成員碼巧妙地結(jié)合起來，因此它不僅繼承了卷積碼的很多特性并具有了較大的自由距離，而且其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可完全包容傳統(tǒng)分組碼、卷積碼以及各類Turbo碼，Woven碼是對(duì)以卷積碼為分量碼的串行級(jí)聯(lián)碼的擴(kuò)展，相信Woven卷積碼在未來的標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)中將會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。

7 結(jié)束語(yǔ)

WiMAX已作為一種寬帶網(wǎng)絡(luò)解決方案得到了很多運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)可。在WiMAX領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)誕生了802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)，不久的將來802.16m也將應(yīng)運(yùn)而生，該標(biāo)準(zhǔn)使用了當(dāng)前無(wú)線通信領(lǐng)域中的多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，其產(chǎn)品將擁有高速數(shù)據(jù)傳輸能力和較大的覆蓋區(qū)域，容易和其他無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)融合。

WiMAX標(biāo)準(zhǔn)將對(duì)無(wú)線寬帶網(wǎng)市場(chǎng)產(chǎn)生巨大的推動(dòng)力。隨著網(wǎng)上多媒體技術(shù)的日益應(yīng)用發(fā)展，傳輸速率更高的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將會(huì)涌現(xiàn)，無(wú)線寬帶網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)的投資前景將會(huì)非常樂觀。在在無(wú)線寬帶網(wǎng)用戶和國(guó)際眾多運(yùn)營(yíng)商的雙重推動(dòng)下，未來幾年內(nèi)，高速WiMAX網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用將會(huì)成為未來網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)主流之一。

8 參考文獻(xiàn)

[1]IEEE802.16e-2005.IEEE standard for local and metropolitan area networks, Part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems, Amendent 2: For physical and medium access control layers for combined fixed and mobile operations in licensed bands [S]. 2006.

[2]佟學(xué)儉,羅濤.OFDM移動(dòng)通信技術(shù)原理與應(yīng)用 [M]. 北京:人民郵電出版社, 2003.

[3]IEEE802.16-2004.IEEE standard for local and metropolitan area networks, Part 16: Air interface for fixed broadband wireless access systems [S]. 2004.

[4]CCSAWG6.新一代無(wú)線通信空中接口技術(shù)綱要 [S]. V4.0. 2006.

[5]王新梅,肖國(guó)鎮(zhèn).糾錯(cuò)碼原理與方法 [M]. 西安:西安電子科技大學(xué)出版社, 2001.

[6]HostS,Johannesson R, Zyablov V, et al. A first encounter with binary Woven convolutional codes [C]//Proceedings of International Symposium Communication Theory and Applications, Jul 1997, Lake District, UK. 1997:13-18.

作者簡(jiǎn)介：

劉巧艷，西安電子科技大學(xué)碩士畢業(yè)。工作于中興通訊股份有限公司CDMA研究所西安開發(fā)部，先后參加了B3G、TD-SCDMA、WiMAX的預(yù)研工作，主要研究領(lǐng)域?yàn)闊o(wú)線通信的空中接口技術(shù)。已參與申請(qǐng)專利15個(gè)，發(fā)表論文3篇。余秋星，西北工業(yè)大學(xué)博士畢業(yè)。工作于中興通訊股份有限公司CDMA研究所西安開發(fā)部，先后參加了B3G、TD-SCDMA、WiMAX的預(yù)研工作，主要研究領(lǐng)域?yàn)闊o(wú)線通信的空中接口技術(shù)。已參與申請(qǐng)專利10個(gè)，發(fā)表論文8篇。