新型在MIMO系统中建立移动终端与间连接的全速率传输方法

新型在MIMO系统中建立移动终端与间连接的全速率传输方法

新型在MIMO系统中建立移动终端与间连接的全速率传输方法

 本发明新型在MIMO系统中建立移动终端与间连接的全速率传输方法属于模拟计算机领域。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统是一项运用于802.11n的核心技术。

802.11n是IEEE继802.11bag后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。

同时，专有MIMO技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。

根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。

MIMO 表示多输入多输出，读/maimo/或/mimo/，通常美国人读前者，英国人读后者，国际上研究这一领域的专家较多的都读/maimo/。在第四代移动通信技术标准中被广泛采用，例如IEEE 802.16e (Wimax)，长期演进(LTE)。

在新一代无线局域网(WLAN)标准中，通常用于 IEEE 802.11n，但也可以用于其他 802.11 技术。

MIMO 有时被称作空间分集，因为它使用多空间通道传送和接收数据。

只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持 MIMO 时才能部署 MIMO。

MIMO 技术的应用，使空间成为一种可以用于提高性能的资源，并能够增加无线系统的覆盖范围。

无线电发送的信号被反射时，会产生多份信号。

每份信号都是一个空间流。使用单输入单输出（SISO）的系统一次只能发送或接收一个空间流。

MIMO 允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。

多天线系统的应用，使得多达 min(Nt,Nr)的并行数据流可以同时传送。

即公用移动通信是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

移动通信的建设是我国移动通信运营商投资的重要部分，移动通信的建设一般都是围绕覆盖面、通话质量、投资效益、建设难易、维护方便等要素进行。

随着移动通信网络业务向数据化、分组化方向发展，移动通信的发展趋势也必然是宽带化、大覆盖面建设及IP化。

所谓的MIMO，就字面上看到的意思，是Multiple Input Multiple Output（多入多出）的缩写，大部分您所看到的说法，都是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发，所以可以增加资料传输率。

然而比较正确的解释，应该是说，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。

在慢瑞利衰落信道中，使用1根发射天线n根接收天线，发送信号通过n个不同的路径。

如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n，平均误差概率可以减小到 ，单天线衰落信道的平均误差概率为 。

对于发射分集技术来说，同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。

在一个具有m根发射天线n根接收天线的系统中，如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落，可以获得的最大分集增益为mn。

智能天线技术也是通过不同的发射天线来发送相同的数据，形成指向某些用户的赋形波束，从而有效的提高天线增益，降低用户间的干扰。

广义上来说，智能天线技术也可以算一种天线分集技术。

分集技术主要用来对抗信道衰落。相反，MIMO信道中的衰落特性可以提供额外的信息来增加通信中的自由度(degrees of freedom)。

从本质上来讲，如果每对发送接收天线之间的衰落是独立的，那么可以产生多个并行的子信道。

如果在这些并行的子信道上传输不同的信息流，可以提供传输数据速率，这被称为空间复用。

需要特别指出的是在高SNR的情况下，传输速率是自由度受限的，此时对于m根发射天线n根接收天线，并且天线对之间是独立均匀分布的瑞利衰落的。

根据子数据流与天线之间的对应关系，空间多路复用系统大致分为三种模式：D-BLAST、V-BLAST以及T-BLAST。

广义的是子系统（BSS，Base Station Subsystem）的简称。

以GSM网络为例，包括收发信机（BTS）和控制器（BSC）。一个控制器可以控制十几以至数十个收发信机。

而在WCDMA等系统中，类似的概念称为NodeB和RNC。

狭义的即公用移动通信是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。

MIMO技术大致可以分为两类：发射/接收分集和空间复用。传统的多天线被用来增加分集度从而克服信道 MIMO衰落。

具有相同信息的信号通过不同的路径被发送出去，在接收机端可以获得数据符号多个独立衰落的复制品，从而获得更高的接收可靠性。

一个的选择，需从性能、配套、兼容性及使用要求等各方面综合考虑，其中特别注意的是设备必须与移动交换中心相兼容或配套，这样才能取得较好的通信效果。

子系统主要包括两类设备：收发台(BTS)和控制器(BSC)。

大家常看到房顶上高高的天线，就是收发台的一部分。一个完整的收发台包括无线发射/接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分。

收发台可看作一个无线调制解调器，负责移动信号的接收、发送处理。

一般情况下在某个区域内，多个子和收发台相互组成一个蜂窝状的网络，通过控制收发台与收发台之间的信号相互传送和接收来达到移动通信信号的传送，这个范围内的地区也就是我们常说的网络覆盖面。如果没有了收发台，那就不可能完成手机信号的发送和接收。

收发台不能覆盖的地区也就是手机信号的盲区。

所以收发台发射和接收信号的范围直接关系到网络信号的好坏以及手机是否能在这个区域内正常使用。

收发台在控制器的控制下，完成的控制与无线信道之间的转换，实现手机通信信号的收发与移动平台之间通过空中无线传输及相关的控制功能。

收发台可对每个用户的无线信号进行解码和发送。

使用的天线分为发射天线和接收天线，且有全向和定向之分，一般可有下列三种配置方式：发全向、收全向方式；发全向、收定向方式；发定向、收定向方式。

从字面上我们就可以理解每种方式的不同，发全向主要负责全方位的信号发送；收全向自然就是个方位的接收信号了；定向的意思就是只朝一个固定的角度进行发送和接收。

一般情况下，频道数较少的(如位于郊区)常采用发全向、收全向方式，而频道数较多的采用发全向、收定向的方式，且的建立也比郊区更为密集。

由于信号传输到时可能比较弱，并且有一定的信号干扰，所以要经预选器 。

模块滤波和放大，进行双重变频、放大和鉴频处理。输入的高频信号经放大后送入第一变频器，由变频器提供的第一本机振荡信号频率为766.9125-791.8875MHz，下变频后，产生123.1MHz的第一中频信号。第一中频信号经放大、滤波、混频后，产生第二中频信号(21.3875MHz)，它经过放大、滤波后送到中频集成块。

由中频集成块(包含第二中频信号放大器、限幅器和鉴频器)产生的音频输出信号和接收信号强度指示信号(RSSI)送到音频/控制板，在音频信号控制板内，由分集开关不断地比较奇数和偶数信号，并选择其中的较强信号，通过音频电路传送到移动控制中心去。

发射机工作原理是：把由频率合成器提供的频率为766.9125-791.8875MHz的载频信号与168.1MHz的已调信号，分别经滤波进入双平衡变频器，并获得频率为935.0125-959.9875MHz的射频信号，此射频信号再经滤波和放大后进入驱动级，驱动级的输出功率约2.4W，然后加到功率放大器模块。

功率控制电路采用负反馈技术自动调整前置驱动级或推动级的输出功率以使驱动级的输出功率保持在额定值上。

也就是把接收到的信号加以稳定再发送出去，这样可有效地减少或避免通信信号在无线传输中的损失，保证用户的通信质量。

功率放大器模块的作用是把信号放大到10W，不过这也依据实际情况而定，如果小区发射信号半径较大，也可采用25W或40W的功放模块，以增强信号的发送半径。

控制器包括无线收发信机、天线和有关的信号处理电路等，是子系统的控制部分，主要包括四个部件：小区控制器(CSC)、话音信道控制器(VCC)、信令信道控制器(SCC)和用于扩充的多路端接口(EMPI)。

一个控制器通常控制几个收发台，通过收发台和移动台的远端命令，控制器负责所有的移动通信接口管理，主要是无线信道的分配、释放和管理。当你使用移动电话时，它负责为你打开一个信号通道，通话结束时它又把这个信道关闭，留给其他人使用。

除此之外，还对本控制区内移动台的越区切换进行控制。如你在使用手机时跨入另一个的信号收发范围时，控制器又负责在另一个之间相互切换，并保持始终与移动交换中心的连接。

GSM系统越区时采用切换方式，即当用户到达小区边界时，手机会先与原来的切断联系，然后再与新的服务小区的建立联系，当新的服务小区繁忙时，不能提供通话信道，这时就会发生掉线现象。

因此，用户在使用手机通话时，应尽量避免在四角盲区使用，以减少通话掉线的机率。

控制器的核心是交换网络和公共处理器(CPR)。

公共处理器对控制器内部各模块进行控制管理，并通过X.25通信协议与操作维护中心(OMC)相连接。

交换网络将完成接口和接口之间的64kbit/s数据/话音业务信道的内部交换。

控制器通过接口设备数字中继器(DTC)与移动交换中心相连，通过接口设备终端控制器(TCU)与收发台相连，构成一个简单的通信网络。

在整个蜂窝移动通信系统中，子系统是移动台与移动中心连接的桥梁，其地位极其重要。

整个覆盖区中的数量、在蜂窝小区中的位置，子系统中相关组件的工作性能等因素决定了整个蜂窝系统的通信质量。

的选型与建设，已成为组建现代移动通信网络的重要一环。

覆盖范围：GSM网络覆盖的全国范围自动漫游GSM网络覆盖的全国范围自动漫游。

系统可靠性好，不易受外界各种因素干扰.只要手机收得到地方均能定位报警易受天气、建筑物、地形等外界因素干扰。

中心收到要有两个前提：有卫星信号和手机信号，系统结构手机定位、手机GSM短信通讯卫星定位、手机GPRS在线通讯系统独立性GSM单一，自身独立完成通讯功能还依靠GPRS。

性能价格比系统投入少，充份发挥其功能投入也低，单机稍高，使用费用。

一般定位精度：结合路标最高可小于50米，最低1000米，一般5-80米，偶尔有漂移现象。

特点

（1）定位数据库在各营运中心，易改，费用低。

（2）由于5个定位，比移动本身定位要高，一台电脑上网，电子地方案和软件安装就可以运作。

（3）不受车辆树林限制，费用低。

应用事例私家车（防盗报警）、租赁车（跟踪定位）、公司车辆（防盗调度）运钞车、营运车（实时跟踪）、出租车（电召服务）、公交系统调度。

总结：CPS技术大体和GPS一样,GPS接收卫星定位,CPS接收手机定位，两者都要通过公众网GSM/GPRS传输;GPS要比CPS定位准确度要好一点,但车辆防盗CPS定位已绰绰有余了，CPS在防盗、防破坏、减少盲点功能要比GPS好。

小灵通用户的主要感知从原先的对覆盖范围的要求转移到对信号稳定的要求。

在从2007年第一季度的PHS信号类申告中可以看出，除需优化部分占5%以外，其余95%主要是由于设备故障尤其是小灵通故障而引发的用户感知下降。

（1）各地对于故障处理及时率始终停留在一般的“现场看、现场查”的水平，对故障的必备相关参数知之甚少（如是否要带梯子、和谁联系上楼等等），不能做到“先了解、后查修”，造成故障查修时间过长；对于同时多发故障，不能够采用集中资源优先处理、针对性处理等措施来保障话务高的恢复运营，造成该重要维修时间较长而影响了该覆盖区域下的很多用户的感知。

在对2006年最后一个季度的故障处理调查中显示，故障处理及时率最高仅为98.76%。

（2）对于基础维护工作周期、项目一概而论、不分等级，无差异化、针对性的维护，造成重要的巡检周期过长、巡检内容过于简单，为重要日后出现告警而影响大批客户埋下了故障隐患。

（3）加强并完善基础维护，从维护周期和维护项目上做到分等级维护的针对性和差异性，尽可能排除故障隐患；

（4）创新维护办法改善生产力，提高故障处理效率，有效降低因故障造成的用户感知的比例。 

移动通信事业的发展日新月异，用户规模飞速扩张，仅广东省的手机用户就已突破6000万。

为了保障移动通信的顺畅和实现无缝隙覆盖，电信运营商有时需要在通话需求量较大的写字楼、居民区增建移动通信。

的辐射频率约为900兆赫兹，与电视的辐射频率基本相当。其发出和接收的功率只有十几二十毫瓦，不足以构成辐射污染。

我国的移动通信标准主要参照国家环保局和卫生部颁发的《电磁辐射防护规定》与《环境电磁波卫生标准》。

具体而言，国家标准要求电场强度小于12伏/米或者说功率密度每平方厘米小于40微瓦。

而移动通信的辐射频率约为900兆赫兹，与电视的辐射频率基本相当。

移动通信采取的是微蜂窝技术，无论是发出还是接收的功率都非常低，只有十几毫瓦、二十几毫瓦的能量级，完全不足以造成辐射污染。