第4章 抗衰落技术课件.ppt

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1、第4章抗衰落技术4.1分集接收4.2RAKE接收4.3纠错编码技术4.4均衡技术思考题与习题分集接收的原理分集合并性能数字化移动通信系统的分集性能4.1分集接收定义：接收端对它收到的多个衰落特性统计独立、携带同一信息的信号，通过一定的处理合并为一路信号，可减小衰落的影响。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；二是集中处理，即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)以降低衰落的影响。4.1分集接收——分集接收原理4.1分集接收——分集接收原理接收信号包络tabC=a+ba,b统计独立,同时发生深

2、度衰落的概率很小图4-1分集接收原理图4.1分集接收——分集方式宏分集和微分集宏分集：把多个基站设置在不同的地理位置上，使其同时和一个移动台通信。目的：主要减小慢衰落的影响。微分集：将无线信号从各个参量方面进行分离，使其呈现独立的衰落特性。目的：主要减小快衰落的影响。宏分集的典型示例：软切换：在切换过程中，移动台开始与新的基站联系时，并不中断与原有的基站的通信，新旧基站以宏分集的方式同时保持与MS的通信。软切换会带来更好的话音质量，实现无缝切换、减少掉话可能，且有利于增加反向容量。BS1BS2CHiCHj微分集(1)空间分集:任意两个不同的位置上接收同一个信号

3、，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。注意：市区：d≥0.5λ郊区：d≥0.8λTXRX1RX2d图4-2二重空间分集载频波长λ4.1分集接收——分集方式(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，因而发送端和接收端可以用两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信号，以获得分集效果。优点是结构比较紧凑，节省空间，天线可装在同一地点。缺点是由于发射功率要分配到两副天线上，信号功率将有3dB的损失。TXRX1RX2图4-3极化分集垂直极化波水平极化波4.1分集接收——分集方式(3)角度分集:由于地形地貌和建筑物等环境

4、的不同，到达接收端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。4.1分集接收——分集方式TXRX1RX2图4-4角度分集4.1分集接收——分集方式(4)频率分集：将要传输的信息分别以不同的载频发射出去，只要载频之间的间隔足够大（大于相干带宽），那么在接收端就可以得到衰落特性不相关的信号。优点：与空间分集相比，减少了天线的数目。缺点：要占用更多的频谱资源，在发端需要多部发射机。(5)时间分集：将给定的信号在时间上相隔一定的间隔重复传输M次，只要时间间隔大于相干时间（），就

5、可以得到M条独立的分集支路。注意：相干时间是与移动台运动速度成反比，因此当移动台处于静止状态时，时间分集基本上是没有用处的。4.1分集接收——分集方式显分集和隐分集显分集：被传输信号可以按某个参量分成多径独立信号。例如：空间分集，天线极化分集、频率分集和时间分集等。例如：码分多址（CDMA）系统通常使用RAKE接收机，它能够通过时间分集来改善链路性能。隐分集：将分集作用隐含在被传输信号之中（直接扩频技术、信道交织编码），在接收端利用信号处理技术实现分集。②检测后合并根据合并位置分①检测（解调）前合并合并器检测器合并器检测器检测器4.1分集接收——合并方式图4

6、-5检测前合并图4-6检测后合并4.1分集接收——合并方式根据合并技术分：设M个输入信号电压为r1(t)，r2(t),…，rM(t)，则合并器输出电压r(t)为选择式合并(SelectionDiversity)最大比合并(MaximumDiversity)等增益合并(EqualGainCombining)选择式合并特点：简单只利用一路信号能量，其他未利用，性能较差4.1分集接收——合并方式图4-7选择式合并最大比值合并优点：按信噪比加权各路信号后再合并，合并后信噪比大，衰落小。缺点：控制复杂4.1分集接收——合并方式图4-8最大比合并等增益合并RX1RX2r

7、1r2检测器rE+4.1分集接收——合并方式图4-9等增益合并特点：a.性能与最大比合并接近b.电路简单分集合并的性能：指分集合并前、后信噪比的改善程度。为便于比较三种合并方式，假设它们都满足下列三个条件：(1)每一支路的噪声均为加性噪声且与信号不相关，噪声均值为零，具有恒定均方根值；(2)信号幅度的衰落速率远低于信号的最低调制频率；(3)各支路信号的衰落互不相关，彼此独立。4.1分集接收——分集合并性能选择式合并的性能选择式合并器的输出信噪比：即当前选用的那个支路送入合并器的信噪比。设第k个支路的信号功率为r2k/2，噪声功率为Nk,可得第k支路的

8、信噪比为4.1分集接收——分集合并性