分集接收技术
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
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
●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
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
▪ 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：
无线通信系统中的分集技术简介
无线通信系统中的分集技术简介分集技术是一种用于提高无线通信系统性能的重要方法，它通过同时接收和处理来自多个天线的信号，以降低信道衰落对无线通信质量的影响。
本文将对无线通信系统中的分集技术进行简要介绍。
一、分集技术概述分集技术是通过增加接收端的接收天线数目，以减少信号衰落对通信质量的影响。
常见的分集技术包括空间分集、时间分集和频率分集。
1. 空间分集空间分集是利用多个接收天线来接收同一信号，然后通过信号处理算法将不同天线接收到的信号进行合并。
这样能够减少信号的衰落效应，提高无线通信系统的信噪比和容量。
2. 时间分集时间分集是通过将接收到的信号在时间上分解成多个间隔，然后重新组合成一个更好的信号。
时间分集可以通过收集经过不同的多径传播路径的信号，利用时延差异来提高信道的多样性。
3. 频率分集频率分集是基于在不同的频段或者子载波上接收信号并进行处理，以降低信道中频率选择性衰落的影响。
频率分集可以通过利用多径传播路径带来的频域选择性来提升系统容量和可靠性。
二、分集技术的优势与应用分集技术在无线通信系统中具有重要的优势和应用价值。
1. 提高系统容量和覆盖范围分集技术可以有效降低信道衰落对信号传输的影响，从而提高系统的容量和增加通信的覆盖范围。
通过利用不同的接收路径和接收天线，分集技术能够最大限度地提高系统的性能。
2. 改进通信质量和可靠性由于分集技术能够降低信道衰落的影响，使得通信质量得到改善，从而提高系统的可靠性。
在信道质量较差或者存在干扰的环境下，分集技术能够提供更好的通信效果。
3. 抗干扰和抑制噪声分集技术可以利用多个接收路径和接收天线来减小信号的干扰和抑制噪声，从而提升系统的抗干扰能力。
特别是在高速移动或者多用户的场景下，分集技术对于减少干扰和提高系统性能至关重要。
三、分集技术的发展趋势随着无线通信技术的迅猛发展，分集技术也在不断演进和改进。
1. 多天线技术的普及目前，多天线技术已经得到了广泛应用，如2x2 MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）和4x4 MIMO等。
浅析发射分集与接收分集技术
浅析发射分集与接收分集技术1 概述1.1 多天线信息论简介近年来,多天线系统(也称为MIMO系统)引起了人们很大的研究兴趣,多天线系统原理如图1所示，它可以增加系统的容量,改进误比特率(BER).然而,获得这些增益的代价是硬件的复杂度提高,无线系统前端复杂度、体积和价格随着天线数目的增加而增加。
使用天线选择技术，就可以在获得MIMO系统优势的同时降低成本。
图1 MIMO系统原理有两种改进无线通信的方法：分集方法、复用方法。
分集方法可以提高通信系统的鲁棒性，利用发送和接收天线之间的多条路径，改善系统的BER。
在接收端，这种分集与RAKE接收提供的类似。
分集也可以通过使用多根发射天线来得到，但是必须面对发送时带来的相互干扰。
这一类主要是空时编码技术。
另外一类MIMO技术是空间复用，来自于这样一个事实：在一个具有丰富散射的环境中，接收机可以解析同时从多根天线发送的信号，因此，可以发送并行独立的数据流，使得总的系统容量随着min(Mτ,M t)线性增长，其中Mτ和M t是接收和发送天线的数目。
1.2 空时处理技术空时处理始终是通信理论界的一个活跃领域。
在早期研究中，学者们主要注重空间信号传播特性和信号处理，对空间处理的信息论本质探讨不多。
上世纪九十年代中期，由于移动通信爆炸式发展，对于无线链路传输速率提出了越来越高的要求，传统的时频域信号设计很难满足这些需求。
工业界的实际需求推动了理论界的深入探索。
在MIMO技术的发展，可以将空时编码的研究分为三大方向：空间复用、空间分集与空时预编码技术，如图2所示。
1.3多天线分集接收是抗衰落的传统技术手段，但对于多天线发送分集，长久以来学术界并没有统一认识。
1995年Telatarp[3]首先得到了高斯信道下多天线发送系统的信道容量和差错指数函数。
他假定各个通道之间的衰落是相互独立的。
几乎同时， Foschini 和Gans 在[4]得到了在准静态衰落信道条件下的截止信道容量(OutageCapacity)。
05第五讲：分集接收和香农公式
二、随机噪声的分类
1 单频噪声： 单频噪声： 单频噪声是一种连续波的干扰（如外台信号）， ），可 单频噪声是一种连续波的干扰（如外台信号），可 视为一个已调正弦波，但其幅度、 视为一个已调正弦波，但其幅度、频率或相位是事 先不能预知的。 先不能预知的。 主要特点是占有极窄的频带， 主要特点是占有极窄的频带，但在频率轴上的位置 可以实测。 可以实测。 单频噪声并不是在所有通信系统中都存在。 单频噪声并不是在所有通信系统中都存在。
[例3.9-1] 设某接收天线的等效电阻为 例 设某接收天线的等效电阻为400 ，接收机的 通频带为4kHz，环境温度为 通频带为 ， ，试求该天线产生的 热噪声电压的有效值。 热噪声电压的有效值。 解：因为 等效噪声带宽 ，绝对温度为 为4kHz，则: ， ，
3.9.2散弹噪声 散弹噪声
一、产生原因：真空电子管和半导体器件中电子发射 产生原因： 的不均匀性 二、散弹噪声的特点：服从高斯分布 散弹噪声的特点：
三、电阻中热噪声的两种表示方法： 电阻中热噪声的两种表示方法： (一)、无噪声电导 一、 和功率谱密度为 电源 并联 (二)、无噪声电阻和噪声电压源 二、
的噪声 的串联。 的串联。
四、电阻中热噪声的数字特征 的功率谱密度 1. 关系是： 关系是： 和 的功率谱密度 的
2.噪声电流源及电压源的均方根值 : 噪声电流源及电压源的均方根值 若电路的频率范围B为赫，则噪声电流源实际提供的 若电路的频率范围 为赫， 为赫 噪声功率为 ，而噪声电压源实际提供的噪声功 率为 噪声电流源 噪声电压源 的均方根值: 的均方根值 的均方根值: 的均方根值
• 最大比值合并的性能最好，选择式合并的性能最差。 最大比值合并的性能最好，选择式合并的性能最差。 • 当N较大时， 等增益合并的合并增益接近于最大比值 较大时， 较大时 合并的合并增益
分集技术接收端三种合并方式的比较及仿真研究
分集技术接收端 三种合并方式的Ｊ 较 及仿 真研 究 ［ ＝ 匕
范 哲 源 （ 北京 交通大学 电子信息 工程学 院 北 京 １ ０ ４ ） ０ ４ ０
摘 要： 由于 多径 信号不仅分散 信号 的能量 ， 而且 到达接收机 所经 历的路 径和时 间的不 同造成 的相位不 同， 引起接 收电平 的剧 烈起伏 ， 严 重影响接收 效果 ， 如何 有效地对抗 无线 信道的襄 落是 高速 移动通信必 须要解 决的首要 问题 。 不增 加 发送 功率或 系统带 宽的情况下 ， 在 克 服 多径 衰落 影响 ， 高信道 可 靠性 的有效 方法是 采 用各种 分 集技 术 。 文对选 择 式合 并 ． 大比 值合 并 、 提 本 最 等增 益合 并三种 方式 的馆噪 此改 善 因子 ， 均误 码率进 行 了比较研 究和 仿真 ， 平 仿真 结果表 明最 大比值合 并 拥有最 大 的信噪 此 。 关键词 ： 集技术 合并技术 仿真 分 中图 分类 号 ： Ｎ １ Ｔ ９ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ６ ２ ３ ９ （ ０ ０ ０ （ ） Ｏ ５ － ２ １ ７ — ７ １２ １ ） ４ ｂ－ ０ Ｏ ０
择式合并 方法简单、 现容易 。 是 ， 实 但 由于 未 被 选 择 的 支 路 信 号 丢 弃 ， 此 抗 衰 落 效 因 果差 。
ｒ， ＝ａ ） ２ （） 、 （） ｌ ＋ａｒ ｆ＋ 一＋ ２
㈣
己 ａｒ， ｋ 、 ｋ
ｋ ＝ｌ
（） １
频 率 分集 、 角度 分集 、 间分 集 ） 合 并技 术 空 和 （ 择 式 合 并 、 大 比值 合 并 、 增 益 合 并 ） 选 最 等 外 ， 在 他 们 的 基 础 上 发 展 了 多 种 功 能 强 又 大 、 用 简单 、 集增 益 高的新 技 术 ， 如说 运 分 比 ＭＩ ＭＯ信道 、 时 编码 分集 和 协作 分 集等 ＿ 空 ｊ 】 。
接收分集原理
接收分集原理
接收分集原理是指在一个电路中，通过适当的电路设计和连接方式，将输入的信号分为不同的部分进行处理和控制。
该原理常用于电子设备和通信系统中，以实现信号的处理、转换和传输等功能。
在接收分集原理中，首先需要将输入的信号进行分成若干个并行的信号流。
这些信号流可以是相同的信号，也可以是经过不同处理的信号。
这一步骤可以通过多路复用器或分频器等电路实现。
接着，这些分开的信号流会经过不同的处理和控制电路。
这些电路可以对信号进行放大、滤波、变换等操作，以满足不同的要求和应用。
同时，可以根据需要对不同的信号流进行不同的处理，以实现特定的功能。
最后，经过处理和控制后的信号流会再次合并为一个输出信号。
这个合并的过程可以通过多路复用器或混频器等电路实现。
合并后的输出信号可以是经过再处理后的信号，也可以是经过简单合并的信号。
接收分集原理的应用非常广泛。
在通信系统中，可以利用这一原理实现多路径传输，提高信号的可靠性和稳定性。
在无线电接收机中，可以通过分集原理将不同的信号流分别接收，并进行处理和合并，以提高接收机的性能。
总的来说，接收分集原理是一种将输入信号分成多个部分进行
处理和控制的方法。
通过适当的电路设计和连接方式，可以实现对不同信号流的分别处理和合并，从而实现多功能和高性能的信号处理。
分集接收技术
分集接收技术分集接收技术是一种电视节目制作技术，它利用视觉和音频的传输，实现节目的连续播放。
这种技术不仅提高了节目的观赏性和流畅度，还方便了播出和收看的操作。
下面将详细介绍分集接收技术的原理和应用。
分集接收技术的原理是通过将一个完整的节目划分为多个片段或章节，然后逐个片段进行传输和播放。
这种方式可以减少传输的数据量，从而提高传输的效率。
同时，分集接收技术还可以将传输过程中发生的错误尽可能地减少到单个片段，这样就可以快速定位和修复问题，保证节目的连续性。
为了实现分集接收技术，需要借助一些特殊的设备和软件。
首先，需要使用专用的编码器将完整的节目划分为各个片段，并在每个片段之间插入一些标识符，以便于识别和分割。
然后，这些片段会被传输到接收端，接收端会解码并按照传输的顺序进行播放。
在传输过程中，接收端会根据标识符进行数据的接收和缓冲，保证节目的连续性和流畅度。
分集接收技术的应用非常广泛。
首先，对于电视节目制作方面来说，分集接收技术可以提高节目制作的灵活性和效率。
通过将节目划分为多个片段，可以更好地进行后期制作和编辑。
同时，分集接收技术还可以使节目的更新更加方便，只需要替换或添加某个片段即可，不需要重新制作整个节目。
其次，对于电视观众来说，分集接收技术可以提供更好的观看体验。
观众可以根据自己的喜好选择收看的节目片段，不需要每次都等待整个节目的播放。
这种方式可以节省时间，同时也更加符合观众的个性化需求。
此外，分集接收技术还可以提供更好的播放稳定性，通过缓冲和错误修复机制，保证节目的连续播放。
分集接收技术还可以应用于其他领域，比如网络视频传输和教育培训等。
在网络视频传输方面，分集接收技术可以提供更稳定的视频播放效果，减少视频卡顿和加载时间。
在教育培训方面，分集接收技术可以将学习内容划分为多个章节，让学生根据自己的学习进度进行学习，提高学习效率。
总结起来，分集接收技术是一种电视节目制作技术，通过划分节目为多个片段并在传输过程中进行播放，实现节目的连续播放和快速更新。
《分集接收部分》课件
计算机
用于数据采集和处 理。
实验场地
一个室内环境，用 于模拟无线通信环 境。
发射器
用于发送模拟信号 。
测量仪器
用于测量信号质量 。
实验过程与结果
实验步骤 1. 设置实验场地和设备。
2. 调整发射器，使其发出不同强度的信号。
实验过程与结果
3. 使用分集接收器接 收信号。
5. 使用测量仪器评估 信号质量。
空间分集技术可以有效地提高信号的抗干扰能力和信噪比，从而提高通信系统的性 能。
常见的空间分集技术包括：天线分集、极化分集等。
时间分集技术
时间分集技术是通过将信号分散 在不同的时间间隔内进行传输， 利用信号的独立性实现分集接收
。
时间分集技术可以有效地抵抗多 径衰落和干扰，提高信号的可靠
性。
常见的时间分集技术包括：时间 交织、频率跳变等。
频率分集技术
频率分集技术是通过将信号分散在不 同的频率上进行传输，利用信号的独 立性实现分集接收。
常见的频率分集技术包括：频带展宽 、跳频等。
频率分集技术可以有效地抵抗频率选 择性衰落和干扰，提高信号的可靠性 。
极化分集技术
极化分集技术是通过利用不同极 化方向的电磁波进行传输，实现
信号的分集接收。
资源消耗
分集接收需要更多的资源来处 理多个信号路径，包括计算资 源和存储资源。
移动性支持
在移动通信环境中，分集接收 需要快速适应信号环境的变化 ，这对系统的实时性和灵活性
提出了挑战。
分集接收的未来发展
智能化处理
利用人工智能和机器学习技术，实现 分集接收的智能化处理，提高信号接 收的效率和准确性。
高效算法研究
高速移动环境
通信系统中的分集技术
通信系统中的分集技术通信系统是现代社会最基础的基础设施之一，人们日常使用的手机、电视、互联网等都依赖于强大的通信系统支撑。
在通信系统中，我们常常会听到一种名词——分集技术。
那么，分集技术是什么，有哪些形式，它的作用是什么，本文将从多个角度深入探讨分集技术在通信系统中的应用。
一、分集技术是什么所谓分集技术，就是利用多个接收器同时接收同一个信号，通过优化信号处理算法，提高接收信号的质量。
在通信系统中，分集技术通常用于解决信号传输中的多路径效应、信号衰落等问题，提高信道传输的可靠性和性能。
目前，常见的分集技术主要包括空分集技术、时分集技术、频分集技术及波束赋形技术等，下面我们分别介绍这些分集技术的原理和应用。
二、空分集技术空分集技术，也被称为天线分集技术，利用多个天线接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
空分集技术通常应用于移动通信系统、卫星通信系统等领域，它的主要原理是通过利用空间分布，减少信号接收时的干扰和信噪比的影响，提高信道传输的质量。
三、时分集技术时分集技术，是指利用多个时隙接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
时分集技术通常应用于无线电通信系统等领域，它的主要原理是通过将接收到的信号分成多个时隙，分别进行处理，再将时隙合并，从而提高信道传输的可靠性和性能。
四、频分集技术频分集技术，是指利用多个频段接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
频分集技术通常应用于雷达系统、电视广播等领域，它的主要原理是通过将接收到的信号分成多个频段，分别进行处理，再将频段合并，从而提高信道传输的可靠性和性能。
五、波束赋形技术波束赋形技术，是指利用多个天线、多个信道接收同一个信号，并通过信号处理算法进行优化处理，从而提高信号的质量。
波束赋形技术通常应用于卫星通信、无线电通信等领域，它的主要原理是通过对传输信号的相位进行调整，使得信号在传输过程中受到的干扰和噪声最小，从而提高信道传输的可靠性和性能。
主集天线和分集天线——4G天线技术
主集天线和分集天线——4G天线技术主集天线和分集天线分集接收技术是⼀项主要的抗衰落技术，可以⼤⼤提⾼多径衰落信道传输下的可靠性，在实际的移动通信系统中，移动台常常⼯作在城市建筑群或其他复杂的地理环境中，⽽且移动的速度和⽅向是任意的。
分集接收技术被认为是明显有效⽽且经济的抗衰落技术。
分集的基本思想是将接收到的多径信号分离成不相关的（独⽴的）多路信号，然后把这些多路信号分离信号的能量按⼀定的规则合并起来，使接收到的有⽤信号能量最⼤，进⽽提⾼接收信号的信噪⽐。
因此，分集接收包括两个⽅⾯的内容：⼀是如何把接收的多径信号分离出来使其互不相关，⼆是将分离出来的多径信号恰当合并，以获得最⼤信噪⽐。
分集的⽅式：分集分为宏观分集和微观分集两⼤类。
宏观分集也称为多基站分集，其主要作⽤是抗慢衰落。
例如，在移动通信系统中，把多个基站设置在不同的物理位置上（如蜂窝⼩区的对⾓线上），同时发射相同的信号，⼩区内的移动台选择其中最好的基站与之通信，以减⼩地形、地物及⼤⽓等对信号造成的慢衰落。
主分集的定义及作⽤Radio 0是主集，负责射频信号的发送和接收；Radio1是分集，只接收不发送，基站会把从两个接⼝收到的信号进⾏合并处理，从⽽获得分集增益，因此这⾥的分集增益是接收增益。
分集接收主要是为了抵消快衰落对接收信号的影响，由于信号在传输过程中因反射等⼲扰产⽣多径分量信号，接收端利⽤多天线同时接收不同路径的信号，然后将这些信号选择、合并成总的信号，以减轻信号衰落的影响，这叫分集接收。
分集就是把分散得到的信号集中合并，只要⼏个信号之间是相互独⽴的，经恰当的合并后就能得到最⼤的信号增益。
1、⼩区主集：接收和发射是双⼯的；分集每个⼩区上⾯都有对应的天线，每个天线连着两根馈线，这两根馈线互为主分集，通常采⽤1发双收模式。
两分集接反应该是A⼩区的⼀根馈线接到了B⼩区上，B⼩区⼀根馈线接到了A⼩区上。
形成了A⼩区下⾯A1B2，B⼩区下⾯A2B1这种情况。
无线通信与移动通信技术PPT3.6
▪ 从平均误码率来看，最大比值合并也最佳。 ▪ 等增益合并的各种性能与最大比值合并低得不
多，但从电路实现上简单。 ▪ 等增益合并是一种较实用的方式；当分集重数
不多时，选择式合并仍然可取。
3.6 分集接收技术
▪ 3.6.2 分集的方式
接收机 1
▪ 选择式合并
接收机 2
▪ 最大比值合并
a1
接收机 1
a2
1
▪ 等增益合并
▪ 思考：类比
接收机 1 接收机 1
M
∑
∑
k=1
rk
▪ 多位裁判打分，如何计算总分？
3.6 分集接收技术
▪ 3.6.2 分集的方式
▪ (1) 相同分集重数(即M相同)情况下，最大比值 合并最优，等增益合并方式次之
3.6 分集接收技术
▪ 3.6.2 分集的分类
▪ 宏分集(基站分集，慢衰落) ▪ 微分集(快衰落)
▪ 空间分集：用2个以上的天线接收同一个信号 ▪ 频率分集：用2个以上的载波频率传输，两个载波的间 隔大于
信道的相干带宽 ▪ 极化分集：发送接收垂直和水平极化信号 ▪ 场分量分集：电磁波E场和H场不相关 ▪ 角度分集：使电波通过几个不同路径，不同角度到达 接收端 ▪ 时间分集：在不同时间重发同一个信号，大于信道的 相干时间
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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。