▪ 在GSM系统中：采用了自适应均衡技术。
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移动通信第四章抗衰落技术
目录
4.1 分集接收 4.2 RAKE接收 4.3 纠错编码技术 4.4 均衡技术
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移动通信第四章抗衰落技术
第四章 抗衰落技术
•4.1 分集接收
•一. 分集接收原理
• 将接收到的信号分离成多个衰落特性独立的 信号（携带同一信息），然后将这些多路分离信 号按一定规则合并起来，以降低信号电平起伏。
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移动通信第四章抗衰落技术
▪ 交织编码
• 交织编码不像分组码那样， 它不增加监督元， 亦即交织 编码前后， 码速率不变， 因此不影响有效性。 在移动信道 中， 数字信号传输常出现成串的突发差错， 因此， 数字化 移动通信中经常使用交织编码技术。
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第四章 抗衰落技术
•分集接收技术包括两个方面： •1）分散传输：如何把接收到的信号分离成多个统计独 立的、 携带同一信息的衰落信号； •2）集中处理（合并）：怎样将这些多路分离信号合并 起来，使接收的有用信号能量最大，以降低衰落的影响。
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•号
•加 •合并
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第四章 抗衰落技术
•4.2 RAKE接 • 所谓RAKE接收收机，就是利用多个并行相关器检测多径
信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机。
• 一般的分集技术是把多径信号作为干扰来处理，而 RAKE接收机采取变害为利的方法，即利用多径现象来增强 信号。
• 将输入比特序列表示为下列多项式的系数：
•
S(D)=SK-1DK-1+SK-2DK-2+…+S1D+S0
• 设CRC校验比特的生成多项式(即用于产生CRC校验比特的 多项式)为：
•则校验比特对应下列多项式的系数：
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• 生成多项式的选择不是任意的， 它必须使得生成的校验 序列有很强的检错能力。 常用的几个L阶CRC生成多项式为：
• *4.3.4 Turbo码
• 1993年 ， Berrou等人提出了一种新的编码结构，称 为“Turbo-codes”。在“1/2码率下信噪比Eb/N0= 0.7dB” 时可以取得“误比特率BER为10-5”的优异特性，与香农容 量极限仅0.7dB的差别。这是令当时信息论和编码界激动 人心的结果。
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• Turbo码的编码器可以有多种形式， 如采用并行级联
卷积码（PCCC）和串行级联卷积码(SCCC)等。
u
c S
k
c
c
1P
c
c
P
2P
图4-19 PCCC编码器框图
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图4-21 SCCC的编码器结构
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{S1} { S2} { S3}
编码 器
{S1,P1} {S2,P2,} {S3 ,P3}
移动通信第四章抗衰落技术
100
•输入mj=1 ， pj=1⊕0=1, 所以输出为 11； •输入mj+1=0， pj+1=mj+1⊕mj=0⊕1=1， 所以输出为 01； •输入mj+2=0，pj+2=mj+2⊕mj+1=0⊕0=0， 所以输出为 00。 •输入：100，输出：110100。
• 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。它不仅设备复杂，频谱利用方 面不经济。
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第四章 抗衰落技术
•c 时间分集
• 同一信号在不同的时间区间多次重发，只要各次 发送的时间间隔足够大，那么各次发送信号所出现的衰 落将是彼此独立的，接收机将重复收到的同一信号进行 合并，就能减小衰落的影响。
•外
•输 入
编码 器
•(N,
K)
•内
•调
编码
•制
器
•器
•(n, k)
•信 •解 •制
•道 •器
•内 解码
器
•(n, k)
•外
解码 器
•输 出
•(N, K)
• Turbo码：是一种特殊的链接码。它在两个并联或串联的编码器 之间增加一个交织器，使之具有很大的码组长度和在低信噪比条件 下得到接近理想的性能。
编码 器
{S1, S2, S3 ,C1, C2,C3, C4}
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表4-3 奇 偶 校 验 码
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▪ CRC码
•K个码元
•k个码元＋ L个校验码元＝N个码元
• CRC(循环冗余校验)根据输入信息比特序列(SK-1, SK-2, …, S1, S0)，通过CRC算法产生L位的校验比特序列 (CL-1, CL-2, …, C1, C0)。 • CRC算法如下：
•其中任一码组在传输中若发生一个或多个错码， 则将变成 另一信息码组。 这时， 接收端将无法发现错误。
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• 若增加一个比特用3位码组来表示天气，那么3位码组就 有8种组合，我们限制只用其中四种来表示天气，其它码组 禁用，譬如：
•
000 = 晴 011 = 101 = 110 = 雨
• Turbo码采用反复迭代的译码方式，所以得名Turbo （英文：涡轮，反复迭代）码。由于Turbo码的优异性能， 广泛用于3G移动通信系统中。
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• 由于分组码和卷积码的复杂度随码组长度或约束长度的增大 按指数规律增长，所以为了提高纠错能力，人们大多不是单纯的 增大一种码长度，而是将两种或多种简单的编码组合成为复合编 码。其中链接码是复合编码中的一种，包括一个内码和一个外码。
输出： 101101110000001110110010
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▪ 卷积码
•k个码元
•m是约束长度 •n个码元
举例： 图为(2， 1)卷积码、 约束长度m=2的编码器和解码 器，设输入信息元序列为 100(1为先输入)，求编码以后的输 出。
监督码元：pj = mj⊕mj-1
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•三. 合并方式
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•1. 选择式合并
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•2. 最大比值合并
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•3. 等增益合并
• 极化分集可以看成空间分集的一种情况。
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•e 场分量分集
• 在移动信道中，EZ、HX、HY的分量是互不相关， 因此，通过接收三个场分量，也可以获得分集的效果。
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•f 角度分集
• 使电波通过几个不同路径，并以不同角度到达接 收端，而接收端利用多个方向性尖锐的接收天线能分 离出不同方向来的信号分量，由于这些分量具有互相 独立的衰落特性，因而可以实现角度分集并获得抗衰 落的效果。
(10110111)
{10110111C0C2C3…..C15}
编码
器
•输入比特序列可表示为：S(D)=D7+D5+D4+D2+D1 (K=8)
•采用CRC-16 生成式： g(D)=D16+D15+D2+1 (L=16)
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•= 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
第四章 抗衰落技术
•二. 分集方式和方法 •移动通信中有两类分集方式： •1. 宏分集
•主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站” 分集。
•其做法是把多个基站设置在不同的地理位置上 （如蜂窝小区的对角上）和在不同方向上，同时 和小区内的一个移动台进行通信（可以选用其中 信号最好的一个基站通信）。
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•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： • C1=S1⊕S3, C2=S1⊕S2⊕S3, C3=S1⊕S2, C4=S2⊕S3。
{S1, S2, S3}
• 如果r(t)中包括多条路径，图中x(t)中的每一个峰值对应一 条多径。
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第四章 抗衰落技术
• 为了将这些多径信号作有效合并，可将每一条多径通过延迟的 方法使它们在同一时刻达到最大，按照最大比的方式合并，就可得 到最佳的输出信号。
•一. 原理
•4.4 均衡技术