抗多徑衰落技術

《抗多徑衰落技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第4章抗多徑衰落技術4.1簡介分集接收就是采用幾個信號的合成來提高系統(tǒng)的抗多徑性能。數字系統(tǒng)經常采用時間分集－交織技術來提高抗衰落性能。另外在數字系統(tǒng)中，也采用信道均衡的方法，來減少多徑的影響。因此我們要詳細討論這種系統(tǒng)。4.2分集接收在第三章中我們討論了各種建筑物和其它障礙物對天線信號的反射，由于接收波間的互調，使天線上的信號產生多徑衰落。在城市密密麻麻的建筑區(qū)中，這種衰落更加嚴重。在這些地區(qū)，信號包絡在短距離時遵循瑞利分布，而在長距時遵循標準正態(tài)分布。多徑接收技術可減少這種衰落。在理論上多徑接收技術既適用于基站也適用于移動站。雖然要解決不同的問題。多徑接收的基本構思是這樣的

2、：如果我們采集兩個或更多不相干的信號樣值，那么這些樣值會以不相干的方式衰落。也就是說這些信號同時低于給定電平的概率要遠低于獨立信號低于該電平的概率。同時低于給定電平的M個樣值的概率為,p為單個樣值低于給定電平的概率。這可以看出，一個合適的不同樣值的合成信號可以有比單個信號小的多徑衰落。分集接收的基本思想是：將接收到的多徑信號分離成不相干（獨立）的多路信號，然后將這些多路信號的能量按照一定的規(guī)則合并起來，使接收的有用信號能量最大，從而提高接收端的信噪功率比，對數字系統(tǒng)而言，使誤碼率最小。這樣分集接收技術應包括兩個方面：（1）如何把接收的多徑信號分離出來，使其互不相關；（2）將分離

3、出的多徑信號怎樣合并起來，獲的最大的信噪比。4.3分集技術的分類（1）依分集的目的可分為：宏觀（macroscoptic）分集和微觀(microscoptic)分集宏觀分集是以抗長期衰落為目的。信號強度隨移動發(fā)射機與基站接收機間地形的變化而改變。如果只使用一個天線，由于山陵等地勢的變化而導致在特定地理方向移動單元發(fā)出的信號到不了接收機，因此兩個不同位置的天線就可以接收兩個信號然后合成以減少遠端衰落。在宏觀多徑中我們推薦使用選擇合成技術。因為其它方法要求同相合成，而這一點在接收機相距很遠時是很難實現的。在短波通信系統(tǒng)中，經常使用宏觀多徑以減少電離衰落的影響。在蜂窩系統(tǒng)和PCS系統(tǒng)

4、中當信號強度變弱時通過改變話筒到蜂窩的位置來實現這一功能。微觀的分集是以抗短期衰落為目的。它使用在同一位置的兩個或多個天線。但這些天線對從接收機來的信號利用不同。(2)依信號的傳輸方式可分為顯分集和隱分集顯分集：構成明顯分集信號的傳輸方式，多指利用多付天線接收信號的分集。4-10隱分集：分集作用隱含在傳輸信號之中的方式，在接收端利用信號處理技術實現分集，隱分集只需一付天線來接收信號的分集，因此在數字移動通信中得到了廣泛應用。（3）依獲得獨立路徑信號的方法可分為：1、空間分集：兩個相距為d的天線能提供兩個相關系數很小的衰落信號?？偟膩碚f距離d隨高度h和頻率而變。頻率越高兩天線的距

5、離d越近。一般幾個波長就足以獲得不相干信號。2、頻率分集：被連續(xù)帶寬隔開的兩個頻率的接收信號是不相關的。3、極化分集：通過基站的兩個極化天線發(fā)射，然后，移動單元通過兩個極化天線接收的垂直和水平極化分量能產生兩個不相關的衰落信號。極化分集能產生3dB衰落，其原因就是能量必須分到兩個不同的極化天線。4、角度分集：當工作頻率時，從發(fā)射機到接收機的散射信號產生從不同方向來的接收信號互不相關。這樣在同一位置指向不同的方向兩個或更多的有向天線能向合成器提供信號。這種方案在移動站比基站更經濟。因為從本地建筑物和植被散射比從那麼高的天線容易的多。5、時間分集：如果在不同的時間段發(fā)射相同的信號，

6、接收信號將是互不相干的。這種系統(tǒng)必須工作于衰落與接收機移動無關的環(huán)境中。在移動通信中移動單元在任何位置都處于停頓狀態(tài)，也就是說均值很小或由衰落構成。雖然在移動單元靜止時衰落仍然發(fā)生但延時信號是相關的，所以時間分集不會減小衰落。4.4顯分集合成方法1、信號合并準則（1）合并信號的表達式設分集重數為L，則合并的信號的表示為：其中為加權系數，。選擇不同的加權系數就形成了不同的合并方法。（2）信號合并準則1〕最大信噪比準則2〕眼圖最大張開度準則3〕誤碼率最小準則2、最大信噪比準則下的信號合并方法（1）選擇性合并選擇性合并方法是在多支路（子信道）接收信號中，選擇信噪比最高的支路的信號作為

7、輸出信號。（2）切換合并切換合并的方法與選擇性合并的方法不同之處在于：選擇性合并法的選擇邏輯是對支路信號進行比較，取最大者為輸出信號；切換合并法需設置門限電平，其選擇邏輯是將一支路信號與門限電平比較，當低于此電平時，發(fā)生切換，接收另一支路，若所有支路都低于門限電平時，停止切換，進入保持狀態(tài)。（3）最大比合并4-10每一支路有一個加權（放大器增益），加權的權重依各支路信噪比來分配，信噪比大的支路權重大，信噪比小的支路權重小。（1）等增益合并當最大比合并中的加權系數為1時，就是等增益合并。1、最