基於多輸入多輸出訊號處理觀點之B3G無線接取前瞻性技術研究(I)

Abstract

隨著通訊用戶的急速竄升、個人通訊需求的迅速發展及社會多媒體訊息交流的急遽增加，頻譜已成為日益寶貴的資源。因此，下一世代(Beyond 3rd Generation, B3G)無線通訊技術之重要課題即為『加強無線接取(Radio Access)能力』，以達成『高資料傳輸率(High Data Rate)』及『高鏈結品質(High Link Quality)』的二大主要需求。基於通訊頻寬是一個相當重要且珍貴的資源，傳統時域及頻域上的處理技術因會佔用額外頻寬而受限；唯有空間上(即智慧型天線(Smart Antenna)或多輸入多輸出(Multi-input Multi-output, MIMO))的處理技術可在不需增加頻寬的前題下，有效提升訊號品質及系統容量。此外，鑑於CDMA已成為未來細胞式行動通訊標準規範且OFDM技術具有高資料傳輸及有效對抗通道衰落的特性，因此本計畫將針對MIMO技術於CDMA及OFDM相關傳輸系統的運用發展新型技術。 本計畫為兩年期計畫，其主旨在提出具創新性及可行性的MIMO技術，以提供下世代無線通訊系統之指標性解決方案與技術方針。第一年將以3GPP高速下鏈封包接取(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA)系統及IEEE 802.11n為參考平台，基於新的MIMO技術，進行深入的學術研究與理論分析。重點將放在提出新型的收發機架構、發展低複雜度的干擾消除及訊號偵測法則，達成符合高速率、高品質需求之下世代無線通訊系統架構的初步訂定。第二年則研究相關的空-時編碼(Space-Time Coding, STC)技術，並將渦輪處理(Turbo Processing)用於吾人所提出的MIMO系統中，進一步降低BER。此外吾人將以IEEE 802.11n系統為參考平台，將適當的MIMO技術向上延伸至媒介接取控制(Medium Access Control, MAC)層。並將Ad Hoc網路架構推升至MIMO技術發展範疇，依據不同的服務品質(Quality of Service, QoS)要求，進行跨層設計，以適切調整及修正系統參數。接著，將針對MIMO系統的通道模型進行研究並評估其效應。最後，吾人將以第一年之成果為基礎，擬提出MIMO-CDMA及MIMO-OFDM實體層系統架構，完成全系統模擬平台，以驗證整體系統性能。