抗衰落技术41抗衰落技术概述42分集接收技术43均衡基本概念

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1、第4章抗衰落技术4.1抗衰落技术概述4.2分集接收技术4.3均衡基本概念4.1抗衰落技术概述在移动通信系统中，一方面移动台常常工作在城市建筑群或其他复杂的地理环境中，而且移动的速度和方向是任意的。另一方面，发送的信号经过反射、散射等传播路径后，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号的叠加，使接收到的信号幅度出现随机起伏变化，形成多径衰落。图4-1移动信道中典型的衰落信号在移动通信信道中，除了多径衰落还有阴影衰落。气象条件等的变化也会影响信号的传播，使接收到的信号的幅度和相位发生变化。这些都

2、会给移动通信带来不利影响，是移动信道独有特性。为克服这些不利影响，改进接收信号的质量，常常使用分集，均衡，信道编码三项抗衰落技术分集技术用于补偿信道衰落，通常通过两个或更多的接收天线来实现。分集技术有多种，主要可分为两大类：显分集和隐分集。基站和移动台的接收机都可以应用分集技术。均衡技术用于补偿时分信道中由于多径效应而产生的码间干扰，以便支持高数据率通信。信道编码用于检错和纠错，通过在发送信息时加入冗余的数据位来降低通信链路的误码率4.2.1分集技术的基本概念及方法4.2.2分集信号的合并技术4.2.

3、3分集系统的性能4.2.4RAKE接收机4.2.5隐分集技术4.2分集接收技术4.2.1分集技术的基本概念及方法分集技术研究如何利用多径信号来改善系统的性能。分集有两重含义：一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并，包括选择与组合，以尽可能降低衰落的影响，改善传输的可靠性。分集接收示意图：A与B代表同一来源的两个独立衰落信号，选择式合并法分集接收只选择其中相对较强者蜂窝移动通信系统的分集方式分为宏分集和微分集两类：宏分集也称多

4、基站分集，是把多个基站设置在不同的地理位置和不同方向上，如小区的对角上，同时和小区内的一个移动台进行通信，或选用其中信号最好的一个基站通信。显然，只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落(基站天线的架设可以防止这种情况发生)，这种办法就能保持通信不会中断，是一种减小慢衰落影响的分集技术重点1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。理论和实践都表明，在空间、频率、极化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相独立的衰落特性。据此

5、，微分集可分为六种：1，空间分集2，极化分集3，角度分集4，频率分集5，时间分集6，场分量分集重点11，空间分集：空间分集的依据在于快衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收信号的衰落是不相关的。为此，空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为d的天线，间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关，d越大，两信号的衰落相关性越小，在移动信道中，通常取：市区d=0.5λ郊区d=0.8λ在900MHz系统中，两副天线的间隔只需0.27m在小汽车顶部安装

6、这样两副天线并不困难，因此空间分集不仅适用于基站，也可用于移动台空间分集的支路数M越大，分集的效果越好。但当M>3时，分集的复杂性增加，分集增益的增加随着M的增大而变得缓慢。2，极化分集：由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性，发送端和接收端可以用两个不同极化方向的天线分别发送和接收信号，以获得分集效果极化分集由于仅仅利用两电磁波的不同极化方向，因而可大大缩短两天线间的距离，但由于射频功率要分给两不同的极化天线，这会导致3dB的射频功率损失3，角度分集：由于地形地貌和建筑物等环境的不同，到达接收端

7、的不同路径的信号可能来自于不同的方向。在接收端，采用方向性尖锐的天线，分别指向不同的信号到达方向，则每个方向性天线接收到的多径信号是不相关的，具有互相独立的衰落特性，因而可以实现角度分集，获得抗衰落的效果4，频率分集：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的，因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息，实现频率分集。根据相关带宽的定义：式中Δ为延时扩展，在市区中Δ=3μs，可算得相关带宽为53kHz，频率分集需用两部频率相隔53kHz的发射机同时发送同一信号并用两部独立接收机来接收信

8、号，因此频率分集的缺点是要占用更多的频谱资源，而且需要多部发射机和接收机。5，时间分集：将同一信号间隔一定的时间重复传输，只要时间间隔大于相干时间，各次发送信号所出现的快衰落将是彼此独立的，接收机将重复收到的同一信号进行合并，就能减小衰落的影响时间分集可用于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落。若移动台处于静止状态，v=0，则重发时间间隔为无穷大，即相干时间与移动台运动速度成反比，当移动台处于静止状态时，时间分集基本上是没有用处的。由于多普勒衰落速率