《无线通信技术》PPT课件

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1、无线通信技术武卓zwu@shu.edu.cn2011-1-12分集技术概述时间分集频率分集空间分集—接收分集及发送分集多用户分集通信与信息工程学院抗衰落技术---分集技术分集技术4.2.1分集技术概述分集的目的：在无线通信的信道传输过程中，由于大气及地面的影响而发生传播损耗及传播延时随时间变化的现象叫做衰落。对抗衰落的有效技术之一就是对独立的衰落信号进行分集合并分集的概念分集技术通信与信息工程学院分集就是在独立的衰落路径上发送相同的数据，由于独立路径在同一时刻经历深衰落的概率很小，因此经过适当的合并后，接

2、收信号的衰落程度就会被减小，提高了接收信号的可靠性。原理：利用无线传播环境中来自不同途径的多径信号的统计独立性进行合并，从而实现分集。首先要找出来自不同途径的多径信号，这些途径可以是不同的空间、不同的极化、不同的频率、不同的时间。其次要以某种方法进行合并。分集的种类分集技术分集的种类通信与信息工程学院分集的思想：在无线通信系统中实现独立的衰落信道频率分集空间分集时间分集分集来自不同空间的多径信号来自不同时间的多径信号来自不同频带的多径信号分集技术4.2.2时间分集基本思想：不同时间发送相同信息，时间间隔必

3、须大于信道相干时间对信息进行编码并将编码后的码元分散到不同的时间段，时间间隔大于相干时间，从而使得码字的不同部分经历相互独立的衰落。通过编码和交织可以实现时间分集。分集技术时间分集通信与信息工程学院重复编码实现示意图1234123412341234时间间隔远远大于相干时间在不同的时段中发射相同的信息分集技术通信与信息工程学院时间分集交织实现示意图123456789101112131415161591326101437111548121以列写入、以行读出15913261014371115481216交织之所

4、以被称为隐分集是因为其并没有采发送重复信息的方式，但是它仍然利用了时间分集中将码字放入不同的独立衰落的时间段的发送方式，深度衰落会导致连续码元整个码字消失，在交织码元中，仅会导致各码字中的一个编码码元消失，仍然可以从其他三个未衰落码元中恢复出各码字分集技术通信与信息工程学院时间分集重复编码可以获得分集增益，但由于只是相同码元在L个码元时间的简单重复，所以并没有有效地利用信道的可用自由度，采用更为复杂的编码可以获得分集增益和编码增益时间分集缺陷：虽然不需要增加发送功率，但是降低了发送速率分集技术4.2.3频

5、率分集通信与信息工程学院基本思想：在不同的频带发送相同的窄带信号，载波的间隔是信道的相干带宽频率分集缺陷：因为要在多个频带上发射信号，所以需要增加发射功率分集技术频率分集具有ISI均衡的单载波：在接收端通过线性和非线性处理，可以在某种程度上减轻码间干扰。利用维比特法可以实现发射码元的最优ML检测。然而，维比特算法的复杂度随着抽头的数量指数增加，并且通常仅用于有效抽头数量较小的情况。直接序列频谱扩展：采用此方法时，信息码元被伪噪声序列调制后通过远远大于数据速率的带宽W发射出去，因为码元速率低，所以码间干扰小

6、大大简化了发射机结构。多载波系统：通过发射预编码将ISI信道转换为一组无干扰、正交子载波，其中各子载波经历窄带平坦衰落。对不同子载波的码元进行编码就可以实现分集，这种方法也称为离散多音（DMT）或正交频分多路复用（OFDM）分集技术4.2.4空间分集使用多个发送天线或接收天线，即天线阵列，其阵元之间有一定的距离。这种分集方式叫做空间分集。如果天线安装的间隔足够大（对于均匀散射环境及全向的发送和接收天线，达到衰落独立需要的最小间距近似为波长的一半），那么不同天线接收到的信号幅度和相位的衰减是不相关的，即不同

7、天线对之间的衰落路径是独立的。分集技术空间分集空间分集接收分集—单输入多输出（SIMO）信道，实现独立的衰落路径不需要增加发送功率或带宽，通过分集信号进行相干合并还能提高接收信噪比，获得阵列增益。阵列增益是指采用天线分集后相对于单天线的信噪比增益分集增益定义为分集合并后误码率斜率的变化发送分集—多输入单输出（MISO）信道，发送分集的设计与发送端是否知道复信道增益信息有关，发送分集同样也能获得阵列增益。benefit空间分集—发送分集分集技术通信与信息工程学院发送分集：多根发送天线，总发送功率是各天线上发

8、送功率的和。发送分集适合于发送端在空间、供电能力及处理能力方面比接收端更富裕的系统，比如蜂窝系统。发送分集发送端已知信道信息，与接收分集类似发送端未知信道信息-Alamouti方案在蜂窝系统的下行链路常见，因为在基站安装多副天线通常要比在手机安装多副天线便宜发送分集最简单的两根发送天线模型分集技术空间分集—发送分集1.发送端已知信道信息考虑有M根发送天线和一根接收天线的发送分集系统.假设发送端已知第i根天线上的路径增益,称此为