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空时系统模型
在第三代移动通信系统中，为了保证能 够维持较长时间，就需要通过新的技术逐渐 增加系统容量。空时处理技术就是用来增加 移动通信业务容量的一种关键技术。对于空 时处理技术，有许多因素都能影响它所能提 供的增益，而且其中有一些因素是在设计者 的控制能力范围之外的。
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空时系统模型
在分析空时通信系统时，这些因素都需要 精确考虑。他们大致分为4个领域： 1、信号的传播路径； 2、时间衰落； 3、散射环境； 4、用户的角度分析。 为了获得最佳系统，在设计时就需要特别 注意这些方面，尤其是散射环境下信道衰落的 研究。
在蜂窝通信系统中，CCI 和 ISI 总是同 时存在的，单独的时域处理或空域处理不可 能同时对消这两种干扰。将空间和时间处理 有效结合，同时利用信号的时间和空间特征 可以很好的解决上述问题。 这种联合的空 时信号处理技术不仅可以对消 CCI 和 ISI， 还可以提高阵列增益和分集增益，从而提高 网络的容量和覆盖范围。下面首先给出一些 典型的空时无线信道模型。
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引言
前面提到过，通信信号在传输过程中受到的主要干扰是同道 干扰和码间干扰。 同道干扰是指在某个覆盖区内有多个蜂窝单元使用相同的频率， 由此造成的相互之间的干扰就是同道干扰。 码间干扰是指发射端以一定的带宽发射脉冲串时，每个脉冲在接 收端产生扩散或重叠所造成的相互干扰。 这两类干扰存在的主要原因有： （1）时延和多径传输； （2）收发系统相互之间的相对运动； （3）耦合效应和多址干扰； （4）收发带限滤波器和各部分放大器等的共同作用。
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引言

与单空间处理和单时间处理比较，空时处理具有如 下优势： 同时抑制同道干扰（CCI）和码间串扰（ISI）； 改善接收信噪比； 提高天线阵列处理和分集增益； 增加频谱效率和系统容量； 增加小区覆盖范围。
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引言
空时处理技术具有广泛的应用领域，除 应用于移动通信系统外，还应用于卫星通信 、无线本地环路/接入、无线局域网（ WLAN/WiFi）、无线城域网(WMAN/WiMAX ），以及在雷达、声纳、导航、水声通信、 地下物探、生物医学信号、地震信号处理等 系统中。
空时二维处理技术
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
引言 空时无线信道特征和模型 空时接收技术 空时盲均衡 空时RAKE 接收技术
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引言

第二代和第三代通信系统广泛采用数字技术和软件 无线电，信号处理的对象——信号具有以下重要特点： （1） 信号传输环境非常复杂，多径衰落、散射现象严 重； （2） 对信息重构准确性要求很高，接收信号必须与发 射信号严格一致； （3） 要求信道带宽很宽，以适应各种不同速率信息的 传送； （4） 影响信息重构准确度的主要因素是同道干扰和码 间干扰。
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引言

通信信号处理主要就是围绕如何补偿码间干扰、抑 制同道干扰而开展研究工作的。 （1）盲均衡； （2）多用户检测； （3）阵列信号处理； （4）自适应阵列； （5）空时处理技术，即将空间处理同道干扰的技术和 时间处理码间干扰的技术联合起来，同时实现补偿码间 干扰、抑制同道干扰的目的。
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空时无线信道特征
另一方面，时域处理采用单天线和多个 时间处理单元，侧重于减少用户信号在时域 上产生的符号间干扰 ISI，但是研究表明， 以符号速率采样，不可能完全消除 ISI。应 用过采样改善性能，但是过分提高采样速率 又会引起噪声增加。因此，时域处理对 ISI 的作用也是有限的。
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空时无线信道特征
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空时无线信道特征
假定接收系统有 M 个天线阵元，用方 向矩阵 A 表示其响应。当辐射源频率和极化 方式确定后，天线输出信号与天线增益成正 比。还是考虑远场平面波的情况，天线阵元 m 的瞬时响应形式为：
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空时无线信道特征
针对波达方向 θ 的辐射源，阵列响应为（以第一 个阵元为相位参考点）
其中Gm (θ) 为第 m 个阵元指向波达方向 θ 增益（各向 同性天线其值为 1）； τm(θ) 为参考阵元与第 m 个阵 元接收来自波达方向 θ 的信号之间的传播时延。
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空时无线信道特征
线性传播媒体满足叠加定理，假定空间存在 Q 个 辐射源（也可以认为是多径数），波达方向为θi ， 波 达时间为τi ，路径衰减为 βi ，接收信道冲激响应为：
对于时变信道，公式中所有参数均为时变的。就基站而 言，对于单个用户来说，Q＝2～6，角度扩展5～15 度； 对于移动用户，Q＝50 左右，角度扩展可达360 度。
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一、 空时无线信道特征和模型
空时无线信道特征 空时系统模型
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空时无线信道特征
在通信信号处理领域，单独的空域和时域 信号处理技术在过去 20 年已经得到广泛的研究 和发展。 通过前面的介绍，我们可以知道，空 域处理采用天线阵列，侧重于区别不同用户信 号在空间的不同特征，可以有效减少来自不同 方向的非目标用户在天线阵列上产生的同道干 扰。但是在富含多径的实际信道中，完全消除 CCI 需要太多的天线阵元，这在实际系统中是 不可能实现的。
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空时系统模型
因此，适用于空时系统的信道模型就要 求具有特殊的形式和内容。例如在典型的移 动通信信道模型中，多径信号DOA的分布被 假设为（0,2π]内均匀分布，但是空时系统 的系统性能是与多径分量的DOA直接成正比 的，所以就需要与DOA明确对应的信道模型 参数。
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空时系统模型
在蜂窝移动网应用中，根据实际环境不 同，总结了许多空时信道模型，典型的有以 下几种： 1、Lee 模型 2、几何单反射椭圆模型 3、Raleigh 时变信道模型
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空时系统模型
在精确的系统分析中，为了预测系统容量和性能， 就需要获得移动通信系统的信道衰落模型，这样才能设 计有效的信号处理方案来改进系统性能。传统的模型中 主要参数包括接收信号强度、功率谱、多普勒频移等， 它们在全向天线系统的分析中已经基本满足。但是在空 时系统中，由于引入了智能天线、波束形成等技术，所 以除了出了上述参数以外，设计者还要考虑接收信号的 到达方向（DOA）、天线阵列权系数等参数的情况，这 些在传统模型中不能体现。