移动通信技术 第四章 抗衰落技术PPT课件
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N-k=r为每码组中的监督码元数目，或称为监督位 数目。
图 4 - 13 分组码结构
图 4 - 14 码距的几何意义
分组码
一种编码的最小码距d0的大小直接关系着这 种编码的检错和纠错能力。
一般情况下， 码的检、 纠错能力与最小码距 d0的关系可分为以下三种情况。
(1) 为检测e个错码， 要求最小码距d0≥e+1； (2) 为纠正t个错码， 要求最小码距d0≥2t+1； (3) 为纠正t个错码， 同时检测e个错码， 要求最
抗衰落技术
本章纲要
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
分集接收
4.1.1 分集技术原理
什么是分集接收？
☺ 所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互 相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低 信号电平起伏的办法。
☺分集有两重含义： 一是分散传输， 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； 二是集中 处理， 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。
小码距d0≥e+t+1 (e＞t)
图 4 - 15 码距与检、 (a) 检测e个错码； (b) 纠正t个错码； (c) 纠正t个错码， 同时检测e个错码
奇偶校验码
表4-3 奇 偶 校 验 码
CRC校验
CRC(循环冗余校验)根据输入比特序列(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)。
纠错编码技术
在信息码元序列中加入监督码元就称为差错 控制编码，也称为纠错编码。
传统的信道编码通常分成两大类即分组码和 卷积码。
分组码
把信息码分组，为每组码附加若干监督码的 编码称为分组码。
在分组码中，监督码只监督本组码组中的信息码 元。
一般分组码用符号(N, k)表示，其中k是每组二进 制信息码元的数目，N是编码组的总位数，又称 为码组的长度(码长)。
分集接收的原理
图 4 - 1 选择式分集合并示意图
分集技术分类
（1）宏观分集和微观分集 （2）显分集和隐分集 （3）其他分类
常用的分集技术
（1）空间分集（Space Diversity） （2）频率分集（Frequency Diversity） （3）极化分集（Polarization Diversity） （4）场分量分集 （5）角度分集（Angle Diversity） （6）时间分集（Time Diversity）
CRC算法如下：
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
(4-56)
CRC校验
设CRC校验比特的生成多项式(即用于产生CRC比 特的多项式)为
g ( D ) D L g L 1 D L 1 g 1 D 1
则校验比特对应下列多项式的系数：
所谓RAKE接收机，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。
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。
图 4 - 9 简化的RAKE接收机组成
图4-10 最佳非相干接收机
图4-11 最佳非相干接收机的输出波形
图4-12 实现最佳合并的横向滤波器
(2) 信号幅度的衰落速率远低于信号的最低调制
(3) 各支路信号的衰落互不相关， 彼此独立。
分集合并性能的分析与比较
1.选择式合并的性能
图4-5 选择式合并输出载噪比累积概率分布曲线
分集合并性能的分析与比较
2. 最大比值合并的性能
图 4 - 6 最大比值合并分集系统输出载噪比的累积概率分布曲线
常用的合并方式
（1）选择式合并
衰
落
接收机1
信
前端电路
号
接收机1 前端电路
1 s
2
最大功率 判决
图 4.6 二重分集的选择合并
常用的合并方式
（2）最大比值合并
衰
落
接收机1
r1
11r
信 号
相位调整 接收机2
测量 1
r2
22r
rrm
相位调整
测量 2
图 4.9 二重分集最大比值合并
常用的合并方式
C (D ) R m ea S i(g D n () D ) D d L e C L r 1 D L 1 C 1 D C 0
式中：Remainder［·］表示取余数。式中的除法 与普通的多项式长除相同，其差别是系数是二进 制， 其运算以模2为基础。
CRC校验
常用的几个L阶CRC生成多项式为
（3）等增益合并
衰
落 信
接收机1 相位调整
r1 1 1 r1
req
号
接收机2 相位调整
r2 2 1 r2
图 4.12 二重分集等增益合并
分集合并性能的分析与比较
分集合并的性能系指合并前、后信噪比的改 善程度。
为便于比较三种合并方式， 假设它们都满足
(1) 每一支路的噪声均为加性噪声且与信号不相 关， 噪声均值为零，
分集合并性能的分析与比较
3. 等增益合并的性能
图 4 - 7 等增益合并分集系统载噪比累积概率分布曲线
分集合并性能的分析与比较
4. 平均信噪比的改善
（1）选择式合并的改善因子 DS (M )
DS(M)
S 0
M 1 k1 k
选择式合并的平均信噪比改善因子随分集重数(M)
增大而增大， 但增大速率较小。改善因子常以dB
CRC-16(L=16)： g(D)=D16+D12+D5+1 CRC-32(L=32):
（3）等增益合并的改善因子 DE (M )
DE(M)
E 0
1(M1)
4
DE(M) E 010lg1(M1)4
分集合并性能的分析与比较
图 4 - 8 三种合并方式的D(M)与M关系曲线
分集对数字移动通信系统误码率的影响
表 4 - 1 三种合并方式平均误码率的比较
RAKE接收
1. 概念
RAKE接收机即多径分离接收机。
计
D S(M )S01l0g kM 1k 1
分集合并性能的分析与比较
（2）最大比值合并的改善因子 D R (M )
DR(M)
R 0
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
最大比值合并的信噪比改善因子随分集重数的增 大而成正比地增大。 以dB计时可写成
D R ( M )R 0 1 lM 0 g
分集合并性能的分析与比较
图 4 - 13 分组码结构
图 4 - 14 码距的几何意义
分组码
一种编码的最小码距d0的大小直接关系着这 种编码的检错和纠错能力。
一般情况下， 码的检、 纠错能力与最小码距 d0的关系可分为以下三种情况。
(1) 为检测e个错码， 要求最小码距d0≥e+1； (2) 为纠正t个错码， 要求最小码距d0≥2t+1； (3) 为纠正t个错码， 同时检测e个错码， 要求最
抗衰落技术
本章纲要
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
分集接收
4.1.1 分集技术原理
什么是分集接收？
☺ 所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互 相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低 信号电平起伏的办法。
☺分集有两重含义： 一是分散传输， 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； 二是集中 处理， 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。
小码距d0≥e+t+1 (e＞t)
图 4 - 15 码距与检、 (a) 检测e个错码； (b) 纠正t个错码； (c) 纠正t个错码， 同时检测e个错码
奇偶校验码
表4-3 奇 偶 校 验 码
CRC校验
CRC(循环冗余校验)根据输入比特序列(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)。
纠错编码技术
在信息码元序列中加入监督码元就称为差错 控制编码，也称为纠错编码。
传统的信道编码通常分成两大类即分组码和 卷积码。
分组码
把信息码分组，为每组码附加若干监督码的 编码称为分组码。
在分组码中，监督码只监督本组码组中的信息码 元。
一般分组码用符号(N, k)表示，其中k是每组二进 制信息码元的数目，N是编码组的总位数，又称 为码组的长度(码长)。
分集接收的原理
图 4 - 1 选择式分集合并示意图
分集技术分类
（1）宏观分集和微观分集 （2）显分集和隐分集 （3）其他分类
常用的分集技术
（1）空间分集（Space Diversity） （2）频率分集（Frequency Diversity） （3）极化分集（Polarization Diversity） （4）场分量分集 （5）角度分集（Angle Diversity） （6）时间分集（Time Diversity）
CRC算法如下：
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
(4-56)
CRC校验
设CRC校验比特的生成多项式(即用于产生CRC比 特的多项式)为
g ( D ) D L g L 1 D L 1 g 1 D 1
则校验比特对应下列多项式的系数：
所谓RAKE接收机，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。
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。
图 4 - 9 简化的RAKE接收机组成
图4-10 最佳非相干接收机
图4-11 最佳非相干接收机的输出波形
图4-12 实现最佳合并的横向滤波器
(2) 信号幅度的衰落速率远低于信号的最低调制
(3) 各支路信号的衰落互不相关， 彼此独立。
分集合并性能的分析与比较
1.选择式合并的性能
图4-5 选择式合并输出载噪比累积概率分布曲线
分集合并性能的分析与比较
2. 最大比值合并的性能
图 4 - 6 最大比值合并分集系统输出载噪比的累积概率分布曲线
常用的合并方式
（1）选择式合并
衰
落
接收机1
信
前端电路
号
接收机1 前端电路
1 s
2
最大功率 判决
图 4.6 二重分集的选择合并
常用的合并方式
（2）最大比值合并
衰
落
接收机1
r1
11r
信 号
相位调整 接收机2
测量 1
r2
22r
rrm
相位调整
测量 2
图 4.9 二重分集最大比值合并
常用的合并方式
C (D ) R m ea S i(g D n () D ) D d L e C L r 1 D L 1 C 1 D C 0
式中：Remainder［·］表示取余数。式中的除法 与普通的多项式长除相同，其差别是系数是二进 制， 其运算以模2为基础。
CRC校验
常用的几个L阶CRC生成多项式为
（3）等增益合并
衰
落 信
接收机1 相位调整
r1 1 1 r1
req
号
接收机2 相位调整
r2 2 1 r2
图 4.12 二重分集等增益合并
分集合并性能的分析与比较
分集合并的性能系指合并前、后信噪比的改 善程度。
为便于比较三种合并方式， 假设它们都满足
(1) 每一支路的噪声均为加性噪声且与信号不相 关， 噪声均值为零，
分集合并性能的分析与比较
3. 等增益合并的性能
图 4 - 7 等增益合并分集系统载噪比累积概率分布曲线
分集合并性能的分析与比较
4. 平均信噪比的改善
（1）选择式合并的改善因子 DS (M )
DS(M)
S 0
M 1 k1 k
选择式合并的平均信噪比改善因子随分集重数(M)
增大而增大， 但增大速率较小。改善因子常以dB
CRC-16(L=16)： g(D)=D16+D12+D5+1 CRC-32(L=32):
（3）等增益合并的改善因子 DE (M )
DE(M)
E 0
1(M1)
4
DE(M) E 010lg1(M1)4
分集合并性能的分析与比较
图 4 - 8 三种合并方式的D(M)与M关系曲线
分集对数字移动通信系统误码率的影响
表 4 - 1 三种合并方式平均误码率的比较
RAKE接收
1. 概念
RAKE接收机即多径分离接收机。
计
D S(M )S01l0g kM 1k 1
分集合并性能的分析与比较
（2）最大比值合并的改善因子 D R (M )
DR(M)
R 0
M
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
最大比值合并的信噪比改善因子随分集重数的增 大而成正比地增大。 以dB计时可写成
D R ( M )R 0 1 lM 0 g
分集合并性能的分析与比较