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。