在寬帶無線接入系統中，由于其突出的特點，即較寬的信號基帶和無線通信方式，使得寬帶無線接入系統必須采用新的技術。為了實現高數據速率和高業務質量，要求采用新技術來提高頻譜效率和改善鏈路可靠性。它包括：

一、天線技術

隨著移動通信技術的發展，寬帶無線接入技術也由原來的固定寬帶無線接入逐漸向移動寬帶無線接入方向發展。這種發展對寬帶無線接入技術提出了新的要求，即在復雜多變的無線信道條件下能夠實現數據高速可靠的傳輸。具體到天線系統中，自適應陣列和多輸入多輸出(MIMO)天線技術成為提高系統性能的主要手段，其中，MIMO技術更是成為研究熱點。

1、窄波束天線

窄波束天線是目前運行的固定寬帶無線系統中最常見的天線形式，它只能將信號發送給一個接收位置或從一個接收位置接收信號，主要用于點到點的網絡。

2、固定寬波束天線

固定寬波束天線有較大的覆蓋范圍，服務于一個區域，為多個用戶持有設備(CPE)提供信號。

3、分集天線系統

分集天線系統利用多天線進行空間分集接收，是無線通信系統中幾種常見的分集方法之一。通過空間分集，從兩個或多個天線接收到的信號通過一定的方式進行合并，能夠減弱由于多徑傳播所造成的信號幅度衰落的影響。基本的線性分集合并技術主要有3種：選擇性合并、最大比率合并(MRC)和等增益合并(EGC)。

4、自適應陣列天線系統

自適應陣列天線系統能夠自動調整其參數實現某個預定的性能，如最大化信號干擾噪聲比(SINR)等，主要有3種實現方式：波束選擇、波束定向和最優SINR合并，具體詳見下表1-4。自適應天線能夠帶來的潛在好處有：一是在基站端能夠對一個用戶形成窄波束，使其他扇區的干擾得到有效抑制，從而增加系統容量。二是在基站端用于降低干擾，提高接收信號的載干比(CIR)。三是在用戶端用于降低干擾，提高載干比。

表1-4：自適應陣列天線系統的主要實現方式

5、MIMO天線系統

MIMO天線系統的發射機和接收機都有多個天線。利用MIMO技術可以提高信道的容量，同時也可以提高信道的可靠性，降低誤碼率。利用MIMO提高無線信道容量，在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，頻譜利用率可以成倍地提高。通常，MIMO技術可以分成三大類，具體詳見下表1-5。目前，MIMO研究的一個熱點是發送和接收的信號處理技術。通常，發送/接收的處理模塊是對不同途徑得到的信號乘以不同的權重，這樣得到的結果實質上是對信號進行不同方式合并后的輸出。通常，這樣的合并利用到空間辨識，即所謂的空間處理技術。然而，這種處理技術也可以被應用到時間域中，以對抗信元串擾(ISI)，即所謂的空時處理技術。

表1-5：MIMO技術的分類

在基站端，上行鏈路采用多天線接收，利用不同天線接收到的數據經歷獨立的衰落，彼此間的相關性不高，可以有效地對抗衰落信道對系統性能造成的影響。主要的方法有空間分集、極化分集和圖案分集。當采用分集技術仍無法解決一些強干擾的時候，可以采用智能天線或者自適應天線陣列技術調整天線波束的形狀以增強有用信號的強度，抑制干擾。從理論上來說，上行鏈路采用的技術同樣也適用于下行鏈路。但是一個需要解決的問題是發送端無法確切地知道信道狀態信息(CSI)。有兩種解決途徑：一是尋求不需要CSI的分集合并方法，二是設法讓基站端從上行鏈路中獲得下行鏈路的CSI。

MIMO領域另一個研究熱點是空時編碼技術。空時碼的主要思想是利用空間和時間上的編碼實現一定的空間分集和時間分集，從而降低信道誤碼率。

6、智能天線

在寬帶無線和移動通信系統中，傳統的多天線技術一般采用智能天線。智能天線能根據信號的來波方向，自適應地調整方向圖，跟蹤強信號，減少或抵消干擾信號，提高信干比，從而降低信號發送功率，提高系統容量。在傳統的智能天線中，一般在接收端安置多個天線陣列元素，出于體積和成本的考慮，通常只在基站端有多副天線。

MIMO系統中要采用空時信號處理，即在繼續使用傳統通信系統具有的時間維的基礎上，通過使用多副天線來增加空間維，從而實現多維的信號處理。因此，MIMO技術可以視為智能天線技術的一種擴展。但是傳統的智能天線的智能體現在天線加權選擇算法上，而MIMO系統強調的是信號的編解碼處理。MIMO系統與智能天線的不同在于它能夠同時獲得發送和接收分集增益。

二、調制技術

調制可分為單載波調制和多載波調制。在單載波調制系統中，有多種均衡方法，其性能和實現復雜度各不相同。最大似然(ML)均衡有最優的性能，但是運算復雜度太大；判決反饋均衡(DFE)應用最為廣泛。此外還有一些較簡單的線性均衡方法，比如迫零算法和最小均方誤差算法。線性均衡沒有充分利用因時延擴展引起的信道的頻率分集特性。在時延擴展較大或者數據速率較高的情況下，單載波均衡器的計算復雜度和均衡器自適應所要求的復雜度限制了單載波系統的性能。

常見的多載波調制技術是正交頻分復用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)，其釋義詳見下表2。總的來說，從純運算復雜度的觀點來看，均衡的簡化使得OFDM更勝單載波一籌。而且，由于OFDM技術具有較高的頻譜利用率，目前在很多無線通信標準的物理層中被采納，如IEEE 802.11a、HIPERLAN/2等標準，第4代移動通信系統也將它列為首選技術。OFDM技術還可以與MIMO、空時編碼技術相結合，使系統性能得到進一步的提高。

表2：OFDM的釋義

超寬帶(UWB)調制是近年來新出現的一種調制技術。在UWB系統中，一種脈沖位置調制(PPM)的低于納秒量級的序列被用來傳輸信息。由于受發射功率的限制，短距離高速無線數據傳輸將是UWB的主要應用領域。

三、自適應傳輸技術

無線通信系統信道狀況、業務類型、業務的分布會隨時間、空間的變化而變化，采用自適應技術可使得系統具有更加靈活和智能的功能來根據這些變化進行自適應調整，從而提高傳輸質量，增大系統容量。

自適應傳輸技術是根據移動信道的衰落時變特性，自適應地選擇傳輸參數，在信道情況好的情況下，提供高的傳輸速率，而在信道情況差時，降低輸出速率，提高抗干擾的魯棒性。采用自適應傳輸技術的優點是在維持數據業務的特定QoS要求的準則下，提高系統的平均頻帶利用率和傳輸速率，提高系統容量。可供選擇的傳輸參數包括發射功率水平、傳輸符號速率、調制方式(星座圖的點數)、信道編碼碼率等。自適應傳輸技術具體包括：自適應編碼調制技術；自適應功率分配技術；自適應信道分配技術；自適應MIMO技術；自適應無線資源管理技術，具體釋義詳見下表3。

表3：關于自適應傳輸技術

四、空時編碼（STC）技術

隨著Internet和多媒體業務的普及，越來越多的應用需要高速無線接入。由于無線傳輸受到信號衰落和干擾的影響，為了實現高數據速率和高業務質量，要求采用新技術來提高頻譜效率和改善鏈路可靠性。在發射機和接收機使用多個天線進行數據傳輸的多輸入多輸出(MIMO)技術，可以在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，成倍地提高頻譜利用率，進而成倍地提高無線信道容量。天線陣列很早就被用于接收機分集。“智能天線”提出后，天線陣列在無線通信系統中的應用更得到深入研究。理論上已經證明，采用多個發射天線能把無線信道分割成多個并行的窄帶信道，具有提高信道比特傳輸率的潛能，且研究結果顯示，信道容量隨天線數量增加而線性增大。與接收分集和智能天線相比，MIMO系統不但能夠提供分集增益和陣列增益，而且可以采用空間復用(SDM)的方式提高系統容量。此外，采用MIMO構成多路信道可以在一定程度上對抗信道衰落，因為多個信道同時處于深衰落的可能性較小。

由于無論發射機還是接收機的天線數都是有限的，因此增加分集增益和提高發射速率是一對矛盾。空時編碼(STC，Space Time Code)能較好地解決這一矛盾。STC是一類采用多發射天線、單接收天線(或多接收天線)，有機結合信道編碼與空域發射分集，實現發射速率與分集增益折衷的MIMO通信技術。在不增加總發射功率和總傳輸帶寬的前提下，數據經過STC并通過多個天線發射出去，各發射符號間在空域和時域具有相關性，因而可獲得分集增益和編碼增益。無線高速應用環境下，在基站和移動用戶終端間采用STC傳輸，基站采用雙天線時，即使不增加用戶終端接收天線的數目，STC系統也能提高系統吞吐量，從而改善非對稱應用環境中下行鏈路傳輸“瓶頸”問題。如果移動用戶終端采用雙天線，還可以結合干擾抑制技術，進一步提高系統的容量。

傳統的發射分集技術不能滿足帶寬或發射速率的要求，因此要想在不損失帶寬和發射速率的前提下，實現系統的全空間分集增益，應該采用分集與編碼相結合的方法，于是AT&T實驗室的Tarokh等人提出了空時碼(STC)的概念。STC的提出可以認為是多天線MIMO系統以及發射分集研究進程中的一個重要里程碑。STC分為空時格碼(STTC)和空時分組碼(STBC)。到目前為止，無論是STBC還STTC，大數量發射天線的編碼設計問題還是一個難點。因此，如何尋找能夠實現更高編碼增益以及全空間分集增益的好碼目前是STC研究領域的重要課題。空時格碼(STTC)和空時分組碼(STBC)的釋義詳見下表4；其中下圖4所示為8狀態8PSK的STTC狀態和編碼。

表4：STTC和STBC的釋義

圖4：8狀態8PSK的格碼狀態和編碼

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