第4章 抗衰落技术

《第4章 抗衰落技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4章抗衰落技术1引言移动信道存在3类损耗：最大,但不可避免。对传输可靠性影响最大的是,衰落深度可达30-40dB,所以抗衰落技术必不可少。抗衰落技术主要是抗空间选择性衰落(由天线点波束扩散引起的),抗频率选择性衰落(由多径效应引起的)。具体方法是分集接收，Rake接收和均衡技术。路径损耗快衰落损耗2引言分集接收是抗空间选择性衰落的方法，GSM和IS-95在上行链路基站端广泛采用空间二重分集技术。Rake接收是CDMA采用的抗频率选择性衰落的方法。均衡技术是GSM采用的抗频率选择性衰落方法。3一、分集接收一、分集接收

2、是典型的抗衰落技术，可以大大提高信道传输的可靠性，其中空间分集技术早已成功应用于模拟短波通信和模拟移动通信，对于2G系统有了更广泛的应用，G、C网都使用空间分集技术。1、概念是指接收端对它收到的多个互相独立，且携带同一信息的衰落信号进行特定处理，以降低信号电平起伏的办法。必要条件:接收端必须能够接收到承载同一信息且在统计上相互独立的若干不同样值的信号。充分条件:如何将获得的样值加以有效且可靠利用。4分集接收2、分类按“分”划分：按接收信号样值结构与统计特性，可分为空间分集、时间分集、频率分集。按“集”划分：按合并方式

3、，可分为选择式合并、等增益合并、最大比值合并。按“合并位置”划分：射频合并、中频合并、基带合并。另外还有:接收端分集、发送端分集、收发联合分集(MIMO)-多输入输出系统。一般来说，采用多套设备来实现分集为传统的显分集，采用一套设备而利用信号统计与处理技术来实现的称隐分集。5分集接收3、典型分集与合并技术①空间分集：是利用接收地点位置不同，实现抗空间选择性衰落性能的。典型结构，发送端一副天线，接收端M副天线，天线间距离要满足不相关要求，d≥λ/φ。M越大,效果越好,但M＞4时,效果不明显。一般M=2-4,但分集与不分

4、集差异很大,属于质变。GSM和IS-95系统M=2上行链路基站端采用空间二重分集技术，下行链路用户端可以采用空间分集技术吗？为什么?6分集接收空间分集有两类变化形式:ⅰ、极化分集：是利用单个天线水平、垂直极化方向上的正交性能来实现分集功能。是因为不同的极化方向电磁波有不同的衰落性，它的分集支路只有两路，不用考虑天线间的距离，但性能较差。ⅱ、角度分集:是利用天线不同角度相关性不同来实现分集功能的。在接收端，采用方向性天线，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。7分集接收②频率分集:利用

5、不同频率信号经衰落在统计上不相关特性,实现抗频率选择性衰落。实现时可以将待发的信息分别调制在频率不相关的载波上发射。△f≥1/LL=5μs,△f≥200kHz即载波间隔应大于200kHz特点:在接收端可以减少接收天线及相应的设备数量，但占用了更多的频带资源，需要多个发射机。8分集接收③时间分集:利用一个随机衰落信号，当取样点的时间间隔足够大时,两个取样点在衰落统计上不相关，即利用时间上衰落统计特性的差异来实现抗时间选择性衰落。具体实现是将待发信息隔一定的时间间隔发送。△t≥1/B=1/2fm=1/2（V/λ）V=80

6、km/hf=900MHz△t≥7.5ms当V=0时△t=∞移动台处于静止或慢速状态时，时间分集是没有用处的。特点:占用时隙资源，增大了开销，降低了传输效率。9合并技术④最大比值合并在接收端由N个统计不相关的分集支路经过相位校正，并按适当的可变增益加权后相加，送入检测器进行检测。Gi=Ai/ρ2Ai-支路信号强度ρ2-各支路噪声功率合并后输出A=可以看出，合并后信号的幅度与各支路信噪比有关，信噪比愈大的支路对合并后的信号贡献愈大。在具体实现时，需要实时测量出每个支路的信噪比，以便及时对增益系数进行调整。合并增益：Km=

7、N10合并技术⑤等增益合并在最大比合并中，实时改变Gi是比较困难的，通常希望Gi为常量，取Gi=1就是等增益合并。A=合并增益：Ke=1+（N-1）π/4⑥选择式合并从N个分集支路的接收机中利用选择逻辑电路选择其中具有最大信噪比的某一路作为输出。A=AmaxKs=11合并技术⑦性能比较最大比值合并增益：Km=N等增益合并增益：Ke=1+（N-1）π/4选择式合并增益：Ks=选N=5，Km=5Ke=4.14Ks=2.28说明最大比值合并最好，选择式合并最差，且最大比值合并与等增益合并相差不大，但等增益合并易实现，故使用

8、最多。12二、Rake接收技术二、Rake接收技术不同于传统的空间、频率与时间分集技术，是一种典型的利用信号统计与信号处理技术将分集作用隐含在被传输的信号之中的技术，又称隐分集。1、基本原理没法将被扩散的信号能量充分利用起来，但实际收到的多径分量的数量、大小、时延、相位均为随机变量，因此合成后的矢量亦为一个随机变量。如果能够将各路多径信号加以分