分集接收技术

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分集接收技术分集接收技术分集接收技术是一项主要的抗衰落技术,它可以大大提高多径衰落信道下的传输可靠性,其本质就是采用两种或两种以上的不同方法接收同一信号以克服衰落,其作用是在不增加发射机功率或信道带宽的情况下充分利用传输中的多径信号能量,以提高系统的接收性能。

分集接收的基本思路将接收到的多径信号分离成不相关的(独立的)多路信号,即选取了一个信号的两个或多个独立的采样,这些样本的衰落是互不相关的,这意味着所有样本同时低于一个给定电平的概率比任何一个样本低于该值的概率要小得多。

然后将这些信号的能量按一定规则合并起来,使接收的有用信号能量最大。

对数字系统而言,使接收端的误码率最小,对模拟系统而言,提高接收端的信噪比。

分集接收的分类几种常见的分集方法空间分集:不同天线的接收信号相互独立极化分集:水平极化和垂直极化的信号相互独立频率分集:不同频率的接收信号相互独立时间分集:不同时间的接收信号相互独立空间分集⏹空间分集的依据在于快衰落的空间独立性,即在任意两个不同的位置上接收同一个信号,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。

⏹空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为d的天线,间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关,在移动信道中,市区 d=0.5λ,郊区 d=0.8λ在满足上式的条件下,两信号的衰落相关性已很弱;d 越大, 相关性就越弱。

⏹ 在900MHz 的频段工作时,两副天线的间隔也只需0.27m.频率分集⏹ 理论依据:频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的。

因此,可以用两个以上不同的频率传输同一信息,以实现频率分集。

根据相关带宽的定义,即式中,Δ为延时扩展。

例如,市区中Δ=3μs, B c 约为53kHz 。

⏹ 频率分集需要用两部以上的发射机(频率相隔53kHz 以上)同时发送同一信号,并用两部以上的独立接收机来接收信号。

它不仅使设备复杂,而且在频谱利用方面也很不经济。

分集接收技术

分集接收技术

分集接收技术分集接收技术是一种用于无线通信的技术,它可以将信号分成不同的子信道进行传输,从而提高信号的传输效率和可靠性。

本文将从分集接收技术的原理、分类和应用三个方面进行介绍。

一、分集接收技术的原理分集接收技术利用接收端多个天线接收到的信号之间的空间相关性来提高信号的传输性能。

具体来说,分集接收技术包括空分集接收和时分集接收两种方式。

空分集接收利用多个天线接收到的信号之间的空间相关性来提高信号的可靠性。

通过在接收端使用多个天线,可以接收到多个独立的信号,然后将这些信号进行合并,从而减小信号受到的干扰和衰落,提高信号的质量和可靠性。

时分集接收则是利用信号在不同时间上的冗余来提高信号的可靠性。

通过在接收端将接收到的信号进行存储,并在一段时间后进行合并,可以减小信号受到的多径干扰和衰落,提高信号的质量和可靠性。

根据信道状态信息的获取方式,分集接收技术可分为盲分集接收和非盲分集接收两种方式。

盲分集接收是指在接收端无需知道信道状态信息的情况下进行分集接收。

常用的盲分集接收技术有选择性分集接收和最大比合并接收。

选择性分集接收通过选择信号质量较好的天线接收信号,从而提高信号的质量和可靠性。

最大比合并接收则通过比较不同天线接收到的信号强度,选择信号强度最大的天线接收信号,从而提高信号的质量和可靠性。

非盲分集接收是指在接收端需要知道信道状态信息的情况下进行分集接收。

常用的非盲分集接收技术有选择性最大比合并接收和最大比合并接收。

选择性最大比合并接收是在选择性分集接收的基础上,结合信道状态信息对接收到的信号进行加权合并,从而进一步提高信号的质量和可靠性。

最大比合并接收则是在最大比合并接收的基础上,结合信道状态信息对接收到的信号进行加权合并,从而进一步提高信号的质量和可靠性。

三、分集接收技术的应用分集接收技术在无线通信系统中有着广泛的应用。

其中,最常见的应用就是在无线通信系统中的基站和终端设备中使用分集接收技术来提高信号的传输效率和可靠性。

分集接收技术

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分集接收技术教学设计一、教学目标1.知识与技能(1) 理解分集接收技术的原理;(2) 掌握空间分集的合并方法。

2.科学态度教育培养学生攻克复杂问题的探索精神。

二、教学重点和难点1.空间分集的合并方法(重点);2.分集接收技术的原理(难点)。

对教学重点和难点的处理方法设计(1) 分集接收的原理先描述理想的通信模型,信号从发送端直接传到接收端。

再说明实际的通信受地面物体与大气的折射、反射影响,接收端收到的是多个路径信号的叠加,使接收端信号幅度急剧变化,即多径衰落现象,导致码间串扰。

然后设置问题:“如何克服实际通信过程中的多径衰落?”,激发学生的求知欲,引起学生学习分集接收这一知识点的兴趣。

引导学生破解难点——分集接收技术的原理。

根据分集接收的字面意思让学生记住分集接收的原理:分散传输与集中处理。

要点是让学生明白为什么“一分一集”就可以克服多径衰落问题。

(2) 分集接收的合并方式借助Microsoft Visio软件,绘制分集接收的合并方式,采用“看图识意”的方式直观地分析分集接收的合并方式——选择式合并是选择信噪比最高的信号进行输出;最大比合并是根据每路信号的信噪比为每路信号分配权值,使质量越好的信号对合并输出信号的贡献越多;等增益合并是对最大比合并的简化,使每路信号的权值都为1,直接进行同相相加。

三、授课内容四、课程内容教学设计1、描述理想通信模型,引出实际通信中的多径衰落现象,提出分集接收概念。

用PPT展示理想通信模型与实际通信模型。

图1 理想通信模型图2 实际通信模型先描述理想的通信模型,再说明实际的通信往往伴随着多径衰落现象,导致码间串扰。

然后设置问题:“如何克服实际通信过程中的多径衰落?”,提出分集接收的概念。

理想的通信模型中,信号是从发送端直接传送到接收端。

但是实际的通信会受地面物体与大气的折射、反射影响,使得接收端收到的信号是多个路径传送过来的信号的叠加,这样就会造成接收端信号幅度急剧变化,即发生多径衰落现象,导致码间串扰。

分集接收技术

分集接收技术

分集接收技术第一篇:导言在现代的通信技术中,分集接收技术是一种非常重要的技术手段,其应用覆盖了无线通信、卫星通信、雷达等领域。

所谓分集接收技术,就是利用多个接收天线,同时接收同一个信号,从而提高接收效果和信号可靠性。

本文将从分集接收技术的基本原理、种类、应用场景和未来发展等方面进行全面介绍。

一、分集接收技术的基本原理分集接收技术的基本原理是:在接收端设置多个天线,同时接收同一个信号,经过一定的处理,从而提高信号的可靠性。

其主要思路就是对于在传输过程中,因信道的影响而造成的信号衰落或干扰,利用多个接收路径来进行冗余提高接收质量,从而可以提高信号的抗干扰能力。

同时,多路径接收技术也可以根据波的相位和幅度信息进行处理,提高信号质量和可靠性。

在具体实现过程中,分集接收技术有许多不同的实现方式,包括时分多址分集技术、空分多址分集技术、码分多址分集技术、天线分集技术等。

这些不同的实现方式,其工作原理和使用场景都不同,但基本思路都是相同的,都是为了提高信号质量和可靠性。

二、分集接收技术的种类1、时分多址分集技术时分多址分集技术,是利用时间分割方式,将多个信号在不同的时刻进行传输,然后在接收端重新组合。

这种技术通常用于无线电通信系统中,可以避免同频段的信号互相干扰。

2、空分多址分集技术空分多址分集技术,是利用空间分割方式,将多个信号在不同的空间位置进行传输,然后在接收端重新组合。

这种技术通常用于卫星通信、移动通信等场景中,可以提高信号覆盖范围和传输质量。

3、码分多址分集技术码分多址分集技术,是利用频率分割方式,将多个信号使用不同的扩频码进行编码传输,然后在接收端解码并重新组合。

这种技术通常用于无线局域网、蓝牙、GPS等场景中,可以提高信号的抗干扰能力和传输质量。

4、天线分集技术天线分集技术,则是在接收端设置多个天线接收同一个信号,然后在接收端利用信道信息,对接收到的信号进行处理并重新组合,从而提高信号的可靠性和传输质量。

浅析无线通信中的分集接收技术

浅析无线通信中的分集接收技术
工 业技 术
●I
浅 析 无 线 通 信 中 的分 集 接 收 技术
陈军 要] 无 线通 信技 术 的飞速 发展 可 以说 是一 场新 的革 命 。 通 信技 术与 计算 机结 合 , 已成为 集无 线 、 有 线传 输 、 数字 程控 交换 和各 类新 型 终端为 一体 的高 效 能综合 通信 手段 。 移 动通信 使人 们能更 加 自由地通 信 , 最 终实现全 球个 人通信 的理 想 。 但是 无线通 信 的可靠性 ~直 是通信 系统 设计 中的重要 指标 , 本 文分析 了分集 接收 的原 理 , 归 纳 了六 种 分集 方式 , 并详细 介 绍 了分 集 合并 的方 法 。 [ 关键 词] 无线 通信 ; 有 线 传输 ; 分集方式; 分集 合并 中图分 类 号 : T D9 5 6 . 2 文 献标 识码 : A 文 毒编 号 : 1 0 0 9 — 9 1 4 X( 2 0 1 4 ) 1 0 -0 0 2 5 — 0 1
多径分集 的依据 是来 自两个不 同路径 的信 号时延 大于某—值 时 , 这 两个衰
落信号可看作互不相关。 一般通信系统 中的多径信号很难分离, 但在扩频通信
系统 中, 存在 多径 信号 的 内在 可分 离特 性 , 既具 有抗 多径干扰 的 能力 。 当然 , 在 扩 频通 信系统 中若 不采 用路径 分集 时 , 则 多径干扰 被 当作噪 声处理 ; 若 采用 路 径分 集 时 , 则将 多径 干扰 变 害为利 。 3空间 分集 合并 技 术 分集接 收时 , 从接 收端 得到 的n 个不 同的独立 信号 , 可以通过 不同形 式的合 并 技术来获 得合 并增益 。 从接 收链路看 , 可以在 中频和射 频上进行 , 也 可以在 基 带进 行 。 3 1信 号合 并准 则 最大信 噪 比准则 : 该准 则最早 用于模 拟信号 的合并 应注意 的是 , 在 频率选 择 性衰 落信 道 中 , 对 数字 信号 合 并时 , 最 大信 噪 比准则 不是 最佳 的 。 眼图最 大张开准 则 : 该 准则 适用于数 字信号 的合并 。 眼 图张开 最大 , 表征 码 间干扰 最小 , 因此在频 率选 择性 衰落信 道 中 , 眼图最 大张开 准则 是一种 信号 合 并 的最 佳准 则 。 误码率 最小 准则 : 数字信号 合并 的最 终结果 是希望误 码率达 到最小 。 因此 , 误 码率 最小 准则 就是 数字 信号 的最 佳合 并准 则 。 3 . 2本 文 介绍 的空 间分 集接 收机 原理 框 图如 图 1 所示 。 它 具有 下述 特点 : 采用 垂直 空间分 集天线 , 可使 两分集 支路信 号的相 关系数小 于0 . 6 , 而两 支路接 收 信号 电平相 差小 于 i d B。 采用鉴 频后 等增益 合 并技术 , 便 于实 现 , 且 可改善 信噪 l  ̄ 3 d B, 具有抗 多径 衰 落 的效果 。 采 用鉴 频器 检测 多 电平判 决方法 解调 G MS K 数 字信号 , 对载频 漂 移 和随 机调 频噪 声不敏 感 , 有利 于 降低误 比特 率 。 4分集 接收 技术 的 应用 分集接 收技术早 已在模 拟无线 通信系统 中得到成 功应用 , 近年 来在 数字 无 线 通信 领域 得 到了 更加 广泛 的应 用 。 目前 , 在G S M系统 中 , 基站 广泛 采用 二重 空间分集接收, 提高系统性能 ; 在C D MA 系统中, 手机和基站都采用R A KE ( 多 径) 接 收机 进行 分集 接收 , 来减 小衰 落的 影响 , 在短 波通 信 中, 采 用具有 带 内频 率分集和编码分集的多径并传方法来降低系统的误码率 , 在对流层散射通信 中, 采 用 四重频 率分 集 的时 频调 制来 提高 系统 性能 。 最后 , 应 当指 出 : 分 集 接收技术 仅仅 是采 用信号 处理 技术抗 衰落 的一种 方 法, 通 常与 其他 抗衰 落的信 号处 理技 术联合 应用 , 从 而达 到提高 系统 的性 能的 目的 。 5结 论 本文采 用的空 间分集 接收技术 能有效地 改善数字 无线通 信中 的多径衰落 。 参 考 文 献 [ 1 1 ] 傅海洋. 分集 接 收在T DS C D MA 智 能 天线 中 的应用 [ J ] . 重 庆 邮 电大 学 学 报( 自然 科学版 ) , 2 0 0 8 ( 2 ) : 2 7 -2 8 . [ 2 ]樊昌信 , 等. 通信原理 . 北京: 国防工业出版社, 1 9 9 5 , 1 0 . 作 者 简 介 陈 雪燕 : 石 家庄 桥 西 区宫 家庄 新 世 纪小 区B区2 号楼 2 单 元7 0 4 室陈 雪燕

无线通信中的分集接收技术研究

无线通信中的分集接收技术研究
【 要】 摘 引入 了分集接收 的概念 , 归纳了六种分集方式, 并详 细介绍 了分集合 并的三种方法。 【 关键词】 分集方式; 集合并 分
0 引 言
区 的 相关 带 宽 为 20 Hz来 获 得 频 率分 集 效 果 。 5k )
23 时 间分 集 . 在 无 线通 信 中 , 射 信 号 可 能经 过 直 射 、 射 、 射 等 多 条 路 径 到 发 反 散 实践 证 明 , 衰 落 除 了 具 有 空 间 和 频 率 的独 立 性 , 具 有 时 间 的 快 还 达 接 收 端 , 些 多 径 信 号 相 互 叠 加 会 形 成 衰 落 , 中快 衰 落 的衰 落深 这 其 独 立 性 . 同 一 信 号 在 不 同 的 时 间 区间 多 次 重 发 , 要 两 次 重 发 间 隔 即 只 度 可达 4 d 偶 尔 可达 8 d 0 B, 0 B。衰 落 会 严 重 影 响通 信 质 量 ( 会 导 致数 如 足 够 大 , 么各 次发 送 的信 号 通 过 信 道 后 , 那 出现 的衰 落将 是 彼此 独 立 字 信 号 的 高误 码 率 等 ) 。 的。 为 了减 小 衰 落对 通 信 质 量 的影 响 ,可采 用 加大 发 射 功 率 的方 法 , 时 间 分 集 主要 用 于 在 衰 落 信 道 中传 输 数 字 信 号 。 短 波 和 移 动 通 如 但这 种 方 法 的代 价太 大 。 会 造 成 对 其 他 电 台 的 于 扰 , 此 加 大 发 射 且 因 信 系 统 中 , 交 织 来 改 变 原 来 的码 元 顺 序 供 发 端 发 射 , 用 以达 到时 间 分 功率 的方 法 实 际 上是 不 可 行 的 。 集 的 目的 。 目前 使 用 的典 型 抗 衰落 方 法 有 信 道 编 码 、 衡 、 频 和 分 集 。其 均 扩 2 . 极 化 分集 4 中 , 道 编 码 通 过 增 加 信 息 的冗 余 度 来 纠 正 衰 落 引起 的误 码 ; 衡 主 信 均 由于两 个 不 同极 化 的 电 磁波 具 有 独 立 的 衰 落 特性 , 以 发端 和 收 所 要 通 过 不 长 信道 衰落 引 起 的 畸 变 来减 小 衰 落 的影 响 : 频 是 通 过 特 殊 扩 端 可 以用 两个 位 置 很 近 、 单极 化 方 向 不 同 的 天 线 发送 和 接 收信 号 , 以 的信 号设 计所 具 有 的 多 径 信 号 能 力 , 消 除 引 起 衰 落 的 多 径 信 号干 涉 来 获 得 分集 效 果 。 效 应 ; 分 集 则 是 有 意 识 地 分 离 多 径 信 号 并 恰 当 合 并 , 提 高 接 收 信 而 以 极 化 分 集 可 以 看 作空 间分 集 的 一 种特 殊 情 况 , 优 点 是 设 备 的 结 其 号 的 信 噪 比来 抗 衰 落 。 构 紧凑 , 省 空 间 : 点是 由 于发 射 功 率要 分配 到 两副 天 线 上 , 节 缺 因此 有

分集接收技术

分集接收技术

分集接收技术分集接收技术是一种用于无线通信系统中的接收技术,它能够有效地提高信号的接收质量和系统的容量。

本文将从分集接收技术的原理、分类和应用等方面进行探讨。

一、分集接收技术的原理分集接收技术是利用接收端的多个天线对信号进行并行接收,并通过合理的信号处理算法将多个接收到的信号进行合并,从而提高信号的接收效果。

其基本原理是通过接收端的多个天线接收到多个相互独立的信号,然后将这些信号进行合并处理,减小信号的误差和干扰,提高信号的质量。

根据接收端的天线数目和工作方式的不同,分集接收技术可以分为空分集接收和时分集接收两种。

1. 空分集接收空分集接收是指在接收端使用多个天线,通过对接收到的信号进行合理的加权、合并和处理,从而减小信号的误差和干扰。

常见的空分集接收技术包括最大比合并、选择合并和均衡处理等。

最大比合并是一种常用的空分集接收技术,它通过对接收到的信号进行加权和合并,选择信号质量最好的天线进行数据解调。

这种技术可以有效地提高信号的接收质量和系统的容量。

选择合并是一种简化的空分集接收技术,它只选择其中信号质量最好的一个天线进行数据解调。

虽然选择合并相对于最大比合并来说,减少了计算复杂度和硬件成本,但是其分集效果也相对较差。

均衡处理是一种用于多天线接收中的信号处理技术,它通过对接收到的信号进行均衡处理,消除信号之间的干扰和失真,从而提高信号的质量和系统的容量。

2. 时分集接收时分集接收是指在接收端通过采用不同的接收时刻对信号进行接收,并通过合理的信号处理算法将不同时刻接收到的信号进行合并,从而提高信号的接收效果。

常见的时分集接收技术包括选择性重复编码和间隔分集等。

选择性重复编码是一种常用的时分集接收技术,它通过对接收到的信号进行选择性的重复编码,从而提高信号的可靠性和系统的容量。

这种技术可以有效地提高信号的接收质量和系统的容量。

间隔分集是一种用于时分集接收中的信号处理技术,它通过在接收时刻上引入一定的间隔,使得信号之间的干扰和失真减小,从而提高信号的质量和系统的容量。

移动通信第四章抗衰落技术

移动通信第四章抗衰落技术
▪ 交织编码:主要纠正突发差错。
▪ Turbo码:具有较强的纠错能力,但译码 复杂,时延大,适合数据业务。
▪ 奇偶校验码
K个码元
k个码元+ L个校验码元=N个码元
举例:设信息序列长K=3, 校验序列长L=4;输入信息比特 为{S1, S2, S3}, 校验比特为{C1, C2,C3, C4};
校验的规则为:
Remainder
D16 D15 D2 1
= D9+D8+D7+D5+D4+D = 0·D15+0·D14+0·D13+0·D12+0·D11+0·D10+1·D9+1·D8+1·D7+0·D6+1·D5
+1·D4+0·D3+0·D2+1·D1+0
输出: 101101110000001110110010
得 到 :C(D)
S(D) DL
Remainder
g(D)
S(D) DL
C(D) Re D21 D20 D18 D17 D16
Remainder
D16 D15 D2 1
(D7 D6 D4 D3 D)(D16 D15 D2 1) D9 D8 D7 D5 D4 D
一. 原理
4.4 均衡技术
均衡技术是指各种用来处理码间干扰的算法和实现方法。
m(t)
r(t) cp(t)
t1
t2
t3
码间串扰
如果要消除码间干扰,需要系统传输特性满足无码间串扰条 件,即奈奎斯特第一准则。
第四章 抗衰落技术
二. 无码间串扰条件
1. 频域:系统传输特性满足:
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题目:多径衰落信道下分集接收技术性能仿真学科门类(文、理、工、医):工院 系:信息工程学院 专 业:通信与信息系统 初 审: 评 审:2014年郑州大学第九届研究生论文大赛多径衰落信道下分集接收技术性能仿真摘要:随着信息时代的到来,近几年来,在通信领域,很多的技术都得到了发展和应用,通信质量问题也得到越来越多的关注,当信号在实际的无线通信系统中传输时,多径传输的存在会而使信号产生衰落,衰落会影响通信的质量,多径效应是影响无线通信质量的一个重要因素,多径效应通常会影响信号的传输,然而分集技术可以有效的减弱多径效应带给无线信道的不良的影响。

使用分集技术可以获得分集增益,通过获得分集增益来提高通信的质量。

本设计介绍了有关通信系统仿真的方法和概念,也对多径衰落信道做了详细的介绍,论文的最后一章用MATLAB仿真了多径衰落信道,通过仿真可以比较直观的看出此信道的特点,论文详细的介绍了几种分集合并技术,并对这几种技术做了简单的分析和比较,仿真了信号在不同的分集接收技术上的BER。

关键词:信号;多径效应;分集技术;通信仿真The performance simulation of diversity reception technology on Rayleigh fading channel Abstract:With the information age coming, in recent years, in the field of communication, many techniques are making a big development, the communication quality issues have been more and more attention, when the signal transmit in a real communication system .In multipath transmission signal will be fading, fading affects the quality of the communication .multipath effect is an important factor affecting the quality of the radio communication, multipath effects usually affect the signal transmission, however, the diversity technique can be effectively reduced multipath effects bring the adverse effects of the radio channel. Diversity gain can be obtained by obtaining the diversity gain to improve the quality of the communication using the diversity technique.This topic provides information communication system simulation methods and concepts. In this paper, I make a detailed introduction about multipath fading channel .In final chapter, MATLAB is used to simulate the multipath fading channel, Through the simulation we can see this channel characteristics more intuitive, the paper describes in detail several diversity combining techniques, and these types of technology to do a simple analysis and comparison of simulated signals in different diversity reception technology BER.Keywords: signal Multi-path effects diversity reception technology1 绪论1.1 引言达接收端的信号路径不只有一条。

即存在多径传输。

多径传输会给信号带来多径衰落。

多径衰落会使到达接收机的信号在实际的无线通信中,信号在传输过程中存在反射、折射、绕射等现象使到与原来的发射信号相差较大,造成错码,因此,怎样提高信号的输出信噪比,提高信道特性是现在通信领域的重要研究课题。

分集技术的关键是“分”,“分”的含义就是要使信号通过多个信道,这里所说的信道可以是空间的,可以是时间的,也可以是频率的。

通过多个信道传送同一信号,然后在接收端会接收到多个信道信息,因为每个信道的特性不可能完全相同,在不同信道上传输的多路信号的衰落就不尽相同。

多径信号叠加后在每个时间点上的信号就会减少衰落,多条信号叠加后所包含的的信息比较接近原来的信号,这样接收机就能比较准确的恢复原来的信号。

因此分集技术可以降低衰落,如果不用分集技术,在这种情况下要想获得比较高的输出信号信噪比,发射机必须要有较高的信号发射功率,信号的发射功率较小会使到达接收端的衰落信号的功率更小。

因此在不采用分集技术的情况下,要想获得较高的信号输出信噪比,就必须有较高的信号发射功率。

在移动无线通信中,因为发射信号的功率是有限,并且一味的增大发射功率无疑就增加了通信的成本。

而采用分集方法可以在降低发射功率的前提下提高分集增益,因此分集技术在通信领域是一项很重要的技术,分集技术应该得到广泛的应用。

1.2 课题研究的目的和意义在非理想的移动通信系统中,移动台大都是工作在复杂的环境中,如果移动台工作在复杂的建筑群中,而且移动台的位置不是固定的,移动的方向、速度都是不确定的。

信号发送后,信号在信道传输的过程中会被衰落,衰落后的信号与原来的信号在幅度值和相位值上都有区别。

在传送的过程中信号达到接收端的路径不止有一条,造成多条路径的原因是信号在传送时,信道不是理想的,信号在信道传输的过程中存在这折射、绕射、反射等现象。

这使信号在传送时不单单的存在直射现象,这就使信号的传送存在延时,信号从发送端到接收端的路径不止有一条,每条路径的信号衰落和延时都不同,接收端收到的的信号不是只有直射信号,而是多个幅值、相位各不相同的信号的叠加,多条路径信号的叠加会使接收到的信号出现随机起伏的变化,这就是多径衰落。

每条路径的参数不同使不同路径的信号的传播时间延时不同,相位不同,振幅也不同,即每条路径的信号衰落是不同的。

在信号的接收端接收机接收到的信号是多条路径信号的叠加,因此叠加后的信号在某个时间点上可能会增强。

而在某个时间点上可能会减弱。

在这种情况下严重的衰落将会产生。

严重的衰落会降低有用信号的功率,会使得接收机的接收到的信号产生失真。

分集接收技术可以有效地减小或者可以解决多径传输带给信号的不良影响。

分集接收技术可以通过获得分集增益来提高通信的质量。

2 多径衰落信道和通信系统仿真2.1多径衰落信道下面我们通过一个简单的模拟图示来详细的说明多径衰落信道。

如下图所示:图 2-1多径衰落信道如上图,假设有基站,有移动台,最右边的是一个能反射电磁波的反射墙。

假设基站和移动台都是固定的,从上图我们可以清晰的看到,从基站的发射机发送的信号有两条路径到达接收端的移动台。

各段的距离如上图所示。

因为信号在传输的过程中存在墙面的反射,接收端的移动台将会接受到两路信号,一路是直射信号,另一路是存在反射的反射信号。

那么经过反射后的信号到达接收端的时间与直射信号相比将会有时间延时,接收端收到的信号将是两路信号的叠加。

此模拟就是多径传输,所谓多径通过上图可以很明了的理解。

当然实际的通信中信号的传输是不止两条路径的,所有的路径在同一个时间点上的衰落是有区别的,在一个固定的时间点上,所有路径信号的相位是不同的,当其相位是相反的时,这样会致使合成后信号最大值要小于单一的直射径的信号幅值。

这样就会造成由于多径传输使得接收端接收到的信号强度小于原来发送端发送的信号,这种情况就是多径衰落信道。

3 分集接收技术3.1 分集技术的基本原理分集技术是接收好几个支路上的信号,并且这几个支路的信号是同一信号但是它们的相关性很小。

然后在接收端通过合并技术,合并技术使多个支路信号合并,分集技术是通过获得分集增益来改善信号的质量。

“分集技术”中的“分”是指分散传输,“分集技术”中的“集”是指集中处理。

通信领域近几年快速发展,分集技术有其特殊的优点,也因此得到广泛的应用。

分集技术的关键是两点,一是分散传输,二是集中处理,分集技术的使用并不是无条件的,在采用分集技术时,为了获得更高的分集增益,要求每条路径的信号之间的相关性很小,相关性太高时分集技术用着不理想。

分集技术有好几种,在时域内的分集技术叫时间分集。

时间分集的关键是在不同的时间发送信号,为获得更好的分集效果,要求在不同的时间点发送的信号是相互独立的,时间分集要求不同分集支路发送信号的时间的间隔应该满足一定的条件。

频率分集是在不同的频段上发送同一信号,但不同频段是有频率间隔的,并且其间隔要满足一定的条件,间隔太小,不能满足信号间的不相关性,分集的效果不好,间隔太大浪费了频带资源。

对于一个特定的信道,信道的相干带宽是固定的,当频率间隔大于它时,在这样的条件下,每个信道上传播的信号就满足了条件。

采用多个天线发送和接收数据的分集技术属于空间分集,空间分集为了保证信号的独立性,也应该满足一定的条件,其必要条件是各个天线之间的距离要足够大,天线之间的距离应该满足一定的条件,只有这样不同天线之间的信号就可以看做是相互独立的。

3.2 分集技术的基本方法(1)空间分集空间分集也被称为天线分集,同一接收信号在两个不同的位置上,如果两个天线的位置达到一定的距离,那么两个位置的衰落信号是不相关的。

空间分集的原理图如图3-1所示。

发射机用一副发射天线发射信号,接收端用若干个接收天线接收信号。

在实际的无线通信系统中,天线间的距离要根据具体环境而设定。

在理想情况下,天线间的距离为半波长就可以保证各接收路信号是不相关的。

因此,接收端各天线间的距离不是无条件的不是随意的,是应该满足一定的条件的,只有在实际的通信中用空间分集天线的距离满足一定的条件时,才能达到高的分集增益。

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