一个简单的无线通信系统发射分集技术

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1、目录一个无线通信系统的简单发射分集技术1I.导言1II.经典最大比率接收合并方案3III.新发射分集方案5Ⅳ.性能差错模拟10V．实施问题10A．功率要求11B．信道估计误差的敏感性11C．延迟效应11D．天线配置11E．软故障12F．对干扰的影响13VI.结论和讨论13一个无线通信系统的简单发射分集技术摘要——本文提出一个简单的两分支发射分集方案。该方案使用两根发射天线和一根接收天线，提供和最大比率发射合并（MRRC）相同的分集阶，使用一根发射天线和两根接收天线。它也表明，该计划可能很容易地推广到两个发射天线和接收天线，提供了2倍分集阶。这个新方案不需要任何带宽的扩展

2、，从接收机到发射机的反馈，其计算复杂度与MRRC类似。索引条款——天线阵列处理，基带处理，分集，估计和检测，衰落缓解，最大比合并，瑞利衰落，智能天线，空间块编码，空时编码，发射分集，无线通信。I.导言下一代无线系统相比于目前的蜂窝无线电标准，需要有更高的语音质量并且提供高比特率数据服务（高达2Mbits/秒）。同时，远程单位都应该是轻量级便携传播器。此外，他们在不同类型的环境运行可靠：宏观，微观，和微微蜂窝；市区，郊区，农村，室内和室外。换句话说，下一代系统都应该有更好的质量和覆盖面，更多的功率和带宽效率，并部署在不同环境中。然而，这些服务必须对广泛的市场接受保持实惠。

3、不可避免的是，新的口袋传播者必须保持相对简单。然而，幸运的是，经济规模可能允许更复杂的基站。事实上，似乎基站的复杂性，可能是实现下一代无线系统的要求的唯一合理的贸易空间。使得可靠的无线传输困难的根本现象是时变多径衰落[1]。正是这种现象，使得无线传输同光纤，同轴电缆，微波的视线甚至卫星传输相比，更是挑战。提高质量或降低多径衰落信道的有效错误率是非常困难的。在加性高斯白噪声（AWGN），使用典型的调制和编码方案，减少有效的误码率（BER）从10-2to10-3可能需要仅1-2分贝更高的信号噪声比（SNR）。然而，在多径衰落环境中实现相同的，可能需要高达10分贝的信噪比改善

4、。信噪比的改善可能无法由较高的发射功率或额外的带宽来实现，因为它和下一代系统的要求相反。因此，在远程单元和基站有效打击或者减少衰落的影响，无需额外的功率和任何带宽牺牲，是至关重要的。13从理论上说，减缓无线信道的多径衰落的最有效的技术是发射功率控制。假如链路一侧的接收机所经历的信道环境被信道另外一倾的发射机所了解，发射机可以预失真信号来克服接收机的信道影响。这种方法有两个基本的问题。主要的问题是所需的发射机动态范围。对于发射机克服一定程度的衰落，它必须相同程度的功率，这在大多情况下是不实际的，因为辐射功率的限制和放大器的规模和成本。第二个问题是发射机对接收机所经历的信道

5、环境没有任何了解，除了（知道）在系统中上行链路（远程到基站）和下行链路（基站到远程）是在相同频率上进行传输。因此，信道信息需要从接收机反馈到发射机，这会导致发射机和接收机的吞吐量下降和相当复杂性的增加。此外，在某些应用可能没有反馈信道信息的链路。其他有效的技术是时间和频率分集。时间交织，连同纠错编码，可以提供分集改善。这同样适用于扩频。然而，当信道缓慢衰变时，时间交织导致大延迟。等价地，当信道的相干带宽大于传输带宽时，或者，等价地说，相对小的延迟在信道中扩散，扩频技术是无效的。在大多数散射环境中，天线分集，是一种实用，有效，因此，被广泛应用于减少多径衰落影响的技术[1]

6、。最经典的方法是使用多个天线接收和执行合并或选择和交换，以提高接收信号的质量。使用接收分集办法的主要问题是成本，尺寸，和远程单元的功率。使用多个天线和无线电频率（RF）链（或选择和开关电路）使远程单元更大和更昂贵。因此，分集技术已几乎完全被应用于基站，以改善他们的接待质量。一个基站往往是服务数以百计到数以千计的远程单元。因此，它更加经济去增加设备到基站上，而不是远程单元上。出于这个单元，发射分集是非常有吸引力的。例如，一个天线和一个发射链，可增加到一个基站上去改善在这个基站覆盖范围内的所有远程单元的接收质量。另一种方法是在所有远程单元上增加更多的天线和接收机。绝对是第一

7、个解决方案更加经济。最近，一些用于发射分集的有趣方法已经被提出来。一个用于基站联播的延迟分集方案被Wittneben提出来，稍后，一个用于单个基站，相同符号的副本在不同时间通过多根天线传输的类似方案被Seshadri和Winters提出来，从而创造一个人造多径失真。最大似然序列估计（MLSE）或最小均方误差（MMSE）均衡，用来解决多径失真，并获得分集增益。另一个有趣的方法是空时网格编码，在[6]介绍，符号根据天线编码然后同时被传播出去，用最大似然解码器解码。这个方案是非常有效的，因为它结合前向纠错（FEC）编码和多样性传输的好处，以提供