第5章 抗衰落技术
一般为40~50dB,偶尔可达80dB微分集、均衡
、信道编码技术。
分集技术(Diversity Techniques)
分集接收是指接收端信息的恢复是在多重接收的基础上, 利用接收到的多个信号的适当组合来减少接收时窄带平坦衰 落深度和持续时间,从而达到提高通信质量和可通率的目的。 在其他条件不变的情况下,由于改变了接收端输出信噪比的 概率密度函数,从而使系统的平均误码率下降 1~2 个数量级, 中断率也明显下降。 最通用的分集技术是空间分集,其他分集技术还包括天 线极化分集、频率分集和时间分集。码分多址(CDMA)系统常
分集的分类
从分集的区域划分,又可以分为两类: 宏分集和微分集。 宏分集:主要用于蜂窝移动通信系统中, 也称为多基站分集,这是一种减少慢衰落影 响的分集技术,其做法是将多个基站设置在 不同的地理位置上和不同的方向上,同时与 小区内的一个移动台进行通信。显然,只要 各个方向上的传播信号不是同时受到阴影效 应或是地形的影响而出现严重的慢衰落,就 能保证通信不会中断。 这种分集主要是克服由周围环境地形和 地物差别而导致的阴影区引起的大尺度衰落。
分割成若干低速数据传输,以增大信息码元周期来达到减少
多径时延扩展影响的目的。
5.1 概述
上述各种技术都被用于改进无线链路的性能,提高系统 数据传输的可靠性。 但是在实际的无线通信系统中,每种技术在实现方法、 所需费用和实现效率等方面具有很大的不同,在不同的场合
需要采用不同的技术或技术组合。
5.1
5.2 分集技术
分集的分类
从“分”的角度划分,若按照接收信号样值的结构与统
计特性,可分为空间分集、频率分集、时间分集、极化分集;
若按“分”的位置,可分为发射分集、接收分集、收发联合 分集。 从“集”的角度划分,即按集合、合并方式,可分为选 择式合并、等增益合并、最大比值合并;按“集”的位置划
分,可分为射频合并、中频合并、基带合并。
内容安排
5.1 概述 5.2 分集技术 5.3 自适应均衡技术 5.4 多径信号的分离与合并 5.5 发射分集与空时编码
5.1 概述
回顾:移动通信信道中的传播特性 ? 传播损耗|d|-n 增大发射功率,代价过高;
S(d)阴影衰落:地形起伏、建筑物及障碍物的遮
蔽引起多基站宏分集;
K(d) 多径衰落:多径及多普勒频移,衰落深度
偿。均衡可分为两类:线性均衡和非线性均衡。均衡器的结
构可采用横向或格型等结构。由于无线衰落信道是随机的、 时变的,故需要研究均衡器自适应地跟踪信道的时变特性。
自适应均衡也可分成三类:基于训练序列的均衡、盲均衡
(Blind Equalization,BE)与半盲均衡。
信道编码与正交频分复用技术
信道编码技术的出发点是通过增加信息的冗余度来纠正衰 落引起的误码。常用的信道编码技术有分组编码、卷积编码 和交织技术。另外,利用编码调制技术,不需增加带宽就可 获得巨大的编码增益。 正交频分复用技术(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing Techniques)的出发点是将高速数据通过串并变换,
《移动通信》
第5章 抗衰落技术
第5章 抗衰落技术
在移动通信中,由于电波的反射、散射和绕射 等,使得发射机和接收机之间存在多条传播路径, 并且每条路径的传播时延和衰耗因子都是时变的,
这样就造成了接收信号的衰落。衰落可分为平坦衰
落和选择性衰落;快衰落和慢衰落。本章主要介绍
抗衰落技术的基本原理以及典型的抗衰落技术。
5.2.2 分集信号的合并
分集信号的合并是指接收端收 到多个独立衰落的信号后如何 合并的问题。 问题的描述:合并信号的表达 式如下 Tx
r1(t)
Rx
r2(t)
a1 r (t)
Rx
a2
r (t ) a1r1 (t ) a2 r2 (t ) ...... aM rM (t ) ak rk (t )
小山
小山
路
顶点激励消除障碍物阴影
分集的分类
微分集:一种减小深度衰落的分集技术。为了达到信号之
间的不相关,可以从时间、频率、空间、极化、角度等方面
实现这种不相关性,因此微分集的主要方式有:时间分集、 频率分集、空间分集(天线分集)、极化分集、角度分集等, 其中以前三种方式比较常用。 这种分集主要克服小尺度衰落。
分集的基本概念
分集的必要条件是在接收端必须能够收到承载同一信息内
容且在统计上相互独立的若干不同的样值信号,这若干个不 同样值信号的获得可以通过不同的方式,如空间、频率、时
间等。它主要是指如何有效地区分可接收的含同一信息内容
但统计独立的不同样值信号。 分集的充分条件是如何将可获得的含有同一信息内容但 统计上独立的不同样值加以有效且可靠的利用,它是指分集 中的集合与合并。
使用RAKE接收机,它能够通过时间分集来改善链路性能。
均衡技术(Equalization Techniques)
均衡是信道的逆滤波,用于消除由多径效应引起的码间干 扰,即符号间干扰(Inter Symbol Interference,ISI)。如前所述, 如果调制信号带宽超过了无线信道的相干带宽,将会产生码 间干扰,并且调制信号会展宽。 而接收机内的均衡器可以对信道中的幅度和延迟进行补
分集技术是一项典型的抗衰落技术,它可以用相对低廉的
投资大大提高多径衰落信道下的传输可靠性。与均衡不同,
分集技术不需要训练序列,因而发送端不需要发送训练码, 从而节省分类
分集技术是通过查找和利用自然界无线传播环境中独立的 (至少是高度不相关)多径信号来实现的。这些多径信号在 结构上和统计特性上具有不同的特点,对这些信号进行区分, 并按一定规律和原则进行集合与合并处理来实现抗衰落。在 许多实际应用中,分集各个方面的参数都是由接收机决定的, 而发射机并不知晓分集的情况。 分集的概念可以简单解释如下:如果一条无线传播路径中 的信号经历了深度衰落,而另一条相对独立的路径中可能仍 包含着较强的信号。因此可以在多径信号中选择两个或两个 以上的信号。这样做的好处是它对于接收端的瞬时信噪比和 平均信噪比都有提高,并且通常可以提高20~30dB。