分集接收技术

1、 分集接收技术 移动通信技术 分集接收技术 1.1 分集接收的基本概念1.2 分集接收的基本原理1.3 隐分集与Rake接收 1.4 发送分集 课前复习检测地形起伏高度、天线有效高度是怎么定义？说明地形的分类与定义说明地物的分类与定义 OM模型中，怎么计算市区准平坦地形损耗中值不规则地形的增益因子都有那些？任意地形的损耗怎么预测OM模型的计算思路 课前预习检测什么是分集技术？什么是宏分集技术？常用的宏分集技术都有那些？常用的合并技术都有那些？比较3种合并技术的合并效果什么是空间分集技术？什么是频率分集技术？频率分集要满足什么条件？什么是时间分集技术？ 1.1 分集接收的基本概念什么是分集接收在

2、若干个支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。 1.1 分集接收的基本概念分集接收的目的由于传播环境的恶劣，微波信号会产生深度衰落和多普勒频移等，使接收电平下降到热噪声电平附近，相位亦随时间产生随机变化，从而导致通信质量下降。采用分集接收技术可以减轻衰落的影响，提高通信质量和可通率。分集接收的双重含义：分散接收，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；集中合并，即接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并（包括选择与组合）以降低衰落的影响。1.2 分集接收的基本原理显分集隐分集分集作用含

3、在传输信号中，在接收端利用信号处理技术实现的分集，交织编码技术，跳频技术等等构成明显分集信号的传输方式 宏分集微分集以克服长期衰落为目的 ,一般称为多基站分集,以减小短期衰落（快衰落）为目的 空间分集时间分集频率分集极化分集角度分集场分量分集分集分集的归类无论何种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深衰落的概率小于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。分集方式 宏分集 微分集目的：减小慢衰落的影响；应用：蜂窝通信系统，也称为“多基站”分集 方法：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）和不同方向上，同时和小区的一个移动台进行通信（可选择其中信号

4、最好的一个基站通信）。只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落（基站天线架设可以防止这种情况发生），这种方法就能保持通信不会中断。 宏分集无论何种分集方式，都是利用在不同的传播条件下，几个微波信号同时发生深衰落的概率小于单一微波信号同一衰落深度的概率来取得分集改善效果的。分集方式 宏分集 微分集 微分集空间分集频率分集时间分集极化分集场分量分集角度分集目的：减小快衰落的影响依据快衰落的空间独立性，即在任意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（ d0.6 ），则两处所收到信号的衰落是不相关且相互独立的。空间分集在发射端将要发射的信息以不同

5、的载频发射出去。载频之间的间隔大于相关带宽，接收端就可以得到衰落特性相互独立的信号，减小信号的衰落，提高通信质量。 一般的窄带通信系统的带宽是不能满足相关带宽的要求的，因而不能使用频率分集。可以说，频率分集是扩频通信系统所特有的 。频率分集快衰落具有时间独立性，即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长，那么各次发送信号所出现的衰落是彼此独立的，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。时间分集由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性，所以发端和接收端可以用两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信号，以获得分集效果。极化分集使电波通过几个不同路径，并

6、以不同角度到达接收端，而接收端利用多个方向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。角度分集由电磁场理论可知，电磁场的 E 场和 H 场载有相同的消息，而反射机理是不同的。因此可以通过接收EZ、 HX、 HY和三个场分量来获得分集的效果。场分量分集由电磁场理论可知，电磁波的E场和H场载有相同的消息， 而反射机理是不同的。例如，一个散射体反射E波和H波的驻波图形相位差90， 即当E波为最大时，H波为最小。在移动信道中，多个E波和H波叠加，结果表明EZ、HX和HY的分量是互不相关的，因此，通过接收三个场分量，也可以获得分集

7、的效果。场分量分集不要求天线间有实体上的间隔，因此适用于较低工作频段(例如低于100 MHz)。当工作频率较高时(800900MHz)，空间分集在结构上容易实现。场分量分集和空间分集的优点是这两种方式不像极化分集那样要损失3dB的辐射功率。场分量分集接收端收到（）个分集信号后，如何利用这些信号以减小衰落的影响，这就是合并问题。一般均使用线性合并器，把输入的个独立衰落信号相加后合并输出合并方式选择式合并最大比值合并等增益合并选择式合并是检测所有分集支路的信号，以选择其中信噪比最高的那一支路的信号作为合并器的输出。 选择式合并最大比值合并把各支路信号进行同相后再叠加，加权时各路信号的权重相等。这样

8、，其性能只比最大比值合并方式差一些，但比选择合并方式性能要好得多。等增益合并图中给出3种合并方式平均信噪比的改善程度。性能最好的为曲线a，即最大比值合并；性能次之的为曲线b，即等增益合并；性能最差的为曲线c，即最佳选择式总结1.分集接收技术的定义2.常用的分集方式3.常用的合并方式4.集中合并方式的效果比较什么是隐分集技术？分集作用隐含在传输信号之中的方式，在接收端利用信号处理技术实现分集。隐分集是只需一副天线来接收信号的分集，因此，在数字移动通信中得到了广泛的应用。目前主要的隐分集技术有交织编码技术、跳频技术、直接扩频技术等。 1.3 隐分集与Rake接收1.3 隐分集与Rake接收1移动通

9、信中传播的多径效应接收信号时延功率谱的扩散，其中最典型的有两类：(1)连续型时延功率谱：它一般出现在繁华市区，由密集建筑物反射而形成。(2)离散型时延功率谱：一般非繁华、非密集型建筑群区时延功率谱是离散型的。如何能设法将被扩散的时延功率充分利用起来，这是工程设计者要重点研究的问题 2.Rake接收用信号的矢量的直观表示Rake接收将被分离的各条路径信号相位校准、幅度加权，并将矢量和变成代数和，从而加以充分利用。接收方将各个RAKE接收机收到的信号进行矢量相加（即对不同时间到达移动台的信号进行不同的时间延迟到达同相），每个接收机可单独接收一路多径信号，这样接收方就可以处理几个多径分量，达到抗多径衰落的目的，提高移动台的接收性能