移动通信——抗衰落技术

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1、目录抗衰落技术2一、概述21）引起衰落的原因22）抗衰落技术的种类2二、分集接收技术21）基本思想32）适用范围33）如何实现自身的功能3（1）时间分集3（2）空间分集4（3）频率分集54）各分集技术之间的优缺点5三、合并技术51）基本思想：52）适用范围：63）如何实现自身的功能：6四、均衡技术61）基本思想62）适用范围73）如何实现自身的功能7五、信道编码技术71）信道编码技术产生的原因与作用72）信道编码技术的基本思想及优缺点83）适用范围84）信道编码技术及功能的实现8（1）分组码9（2）卷积码9（3）Turbo码10（4）交织10（5）伪随机序列扰码11六、扩频技术111）基本思想

2、122）适用范围123）如何实现自身的功能12（1）直接序列扩频与解扩的原理12（2）跳频扩频通信系统12抗衰落技术一、概述衰落对传输信号的质量和传输可靠度都有很大的影响，严重的衰落甚至会使传播中断，随着移动通信技术的发展，传输的数据速率越来越高，人们对信号正确有效地接收的要求也越来越重要，在移动通信中，移动信道的多径传播、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移会使接收信号产生严重衰落；阴影效应会使接收的信号过弱而造成通信中断；信道存在的噪声和干扰也会使接收信号失真而造成误码；为了改善和提高接收信号的质量，在移动通信中就必须使用到抗衰落技术。1）引起衰落的原因衰落主要由多径干涉和非正常

3、衰减引起。多径干涉,即多条射线的相互干涉,是最常见的也是最重要的衰落成因。多条射线的产生，可能是由于地面、大气不均匀层或天线附近的地形地物的反射，也可能是由于电离层多次反射、电离层中的寻常波和非常波或天波和地波的同时出现。多径干涉形成的衰落通常称为多径衰落或干涉型衰落。非正常衰减发生时，接收信号电平低于正常值，从而形成衰落。这种衰落通常称为衰减型衰落。2）抗衰落技术的种类在移动通信中，为了改善接收信号的质量，所采取的一系列方法、手段、措施被称为抗衰落技术。常用的抗衰落技术包括分集接收技术、均衡技术、信道编码技术和扩频技术，在实际应用中根据信道情况来应用。二、分集接收技术所谓分集接收技术是指在若

4、干个支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。分集方式：宏分集：主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站”分集。这是一种减小慢衰落影响的分集技术，其作法是把多个基站设置在不同的地理位置上和不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信。微分集：是一种减小快衰落影响的分集技术，在各种无线通信系统中都经常使用。可以分为时间分集、空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集和角度分集六种，常用的只是前三种。1）基本思想分集接收是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，由于多个信道的传输特性不同，

5、信号多个副本的衰落就不会相同。接收机使用多个副本包含的信息能比较正确的恢复出原发送信号。即将接收到的信号分成多路的独立不相关信号，然后将这些不同能量的信号按不同的规则合并起来2）适用范围①在平坦性信道上接收信号的衰落深度和衰落持续时间大的信号②来自地形地物造成的阴影衰落（宏观信号衰落）③在微波信号的传播过程中,由于受地面或水面反射和大气折射的影响,会产生多个经过不同路径到达接收机的信号,造成多径衰落（微观衰落）3）如何实现自身的功能由于分集技术接收的信号涉及到时间、空间和频率，所以根据所涉及的资源的不同可划分为时间分集、空间分集和频率分集。以此对应实现自身的功能。（1）时间分集时间分集是将同一

6、信号在不同时间区间多次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各次发送降格出现的衰落将是相互独立统计的。时间分集正是利用这些衰落在统计上互不相关的特点，即时间上衰落统计特性上的差异来实现抗时间选择性衰落的功能。为了保证重复发送的数字信号具有独立的衰落特性，重复发送的时间间隔应该满足：Δt>=1/2fm,fm=ν/λ，其中fm为衰落频率，V为移动台运动速度，λ为工作波长。若移动台是静止的，则移动速度v=0，此时要求重复发送的时间间隔才为无穷大。这表明时间分集对于静止状态的移动台是无效果的。（2）空间分集我们知道在移动通信中，空间略有变动就可能出现较大的场强变化。当使用两个接收信道时，它们受到的衰落影

7、响是不相关的，且二者在同一时刻经受深衰落谷点影响的可能性也很小，因此这一设想引出了利用两副接收天线的方案，独立地接收同一信号，再合并输出，衰落的程度能被大大地减小，这就是空间分集。空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的，空间距离越大，多径传播的差异就越大，所接收场强的相关性就越小。这里所提相关性是个统计术语，表明信号间相似的程度，因此必须确定必要的空间距离。经过测试和统计，CCIR（国际无线电咨