第四章抗衰落技术

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1. 选择合并
F(x)－ x的关系如图4.8所示。
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4.2.1 常用的分集合并技术
在下面的讨论中假设：
① 每支路的噪声与信号无关，为零均值、功率恒定的加性 噪声。 ② 信号幅度的变化是由于信号的衰落，其衰落的速率比信 号的最低调制频率低许多。 ③ 各支路信号相互独立，服从瑞利分布，具有相同的平均 功率。
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4.1.1 宏 观 分 集
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4.1.1 宏 观 分 集
设基站A接收到的信号中值为mA, 基站B接收到的信号中值 为mB,它们都服从对数正态分布。若mA> mB,则确定用基 站A与移动台通信；若mA< mB,则确定用基站B与移动台通 信。 如图中，移动台在B路段运动时，可以和基站B通信；而在 A路段则和基站A通信。
f t 1 t f1 t 2 t f 2 t M t f M t k t f k t
M
k t 其中，f k t 为第k支路的信号， 为第k支路信号的加权因子。
k 1
信噪比的改善和加权因子有关，对加权因子的选择方式不 同，形成 3种基本的合并方式：选择合并、最大比值合并 和等增益合并。
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1. 选择合并
由于M个分集支路的衰落是互不相关的，所有支路 的ξk（k=1，2，…,M）同时小于某个给定值x的概 率为
若x为接收机正常工作的门限，F(x)就是通信中断 的概率。而至少有一支路信噪比超过x的概率就是 使系统能正常通信的概率（可通率）为
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1. 选择合并
这是所有合并方法中最简单的一种，在所接收的多路信号中，合并器选择 信噪比最高的一路输出，这相当于在M个系数 k t 中，只有一个等于1，其 余的为0。这种选择可以在解调检测前的M个射频信号进行，也可以在解调 后的M个基带信号进行，这对选择合并来说都是一样的，因为最终只选择 一个解调的数据流。
移动通信
第四章 抗衰落技术
主要内容
分集接收
信道编码
均衡技术
扩频通信
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4.1 分 集 技 术
基本思想 把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号 的能量来改善接收信号的质量。 作用 充分利用接收信号的能量 减小在平坦性衰落信道上接收信号的衰落深度和衰落的持续时间 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 合并以降低衰落的影响。

空间分集 ——是利用接收地点（空间）位置的不同，利用不同地点接收到信号在统计
上不相关性，即衰落性质上的不一样实现抗衰落的性能。简单的说，就是采用多副接收 天线来接收信号，然后进行合并。空间分集的支路数M越大，分集的效果就越好，但当 M较大时（），分集的复杂程度增加，分集增益的增加随着 M的增大而缓慢，空间分集 的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。
基站数视需要而定
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4.1.2 微 观 分 集
信号衰落所呈现的独立性是多方面的，如时间、频率、空间、 角度、以及携带信息的电磁波极化方向等等。常见的有：
时间分集——在移动环境中，信道的特性随时间变化，当移动的时间足够长，大于信
道的相干时间，则这两个时刻无线信道衰落特性是不同的，可以认为是独立的，可以把 同一信号在不同的时间区间多次重发，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。时间分集优点减少了接收天线及相应设备的数目，缺点是占用时隙资源 增大了开销，降低了传输效率。

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4.1 分 集 技 术
分集接收是抗衰落的有效措施之一 分Βιβλιοθήκη 技术可以分为宏观分集和微观分集
宏观分集 ——用于合并两个或多个长时限对数正态信号，这些信号是经独立的衰落 路径接收来自不同基站站址上的两个或多个不同天线发射的信号，由于在两个不同地 理站址上使用发射和接收基站信号，而消除了阴影区和其他地形的影响，用宏观分集 我们获得两个衰落独立、携带同一信号的信号；

频率分集 ——利用位于不同频段的信号经衰落信道后在统计上的不相关特性，即不同
频段衰落统计特性上的差异，来实现抗衰落（频率选择性）的功能。实现时可以将待发 送的信息分别调制在频率不相关的载波上发射，所谓频率不相关的载波是指不同载波之 间的间隔 f 大于相干带宽，即 f Bc 1 ，通常都是使用跳频技术，频率分集的优点 t 是与空间分集相比减少了天线的数目，但缺点是要占用更多的频谱资源，在发射端需要 多部发射机。
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4.2.1 常用的分集合并技术
分集技术解决的是如何把多径信号分离出来，使其互不相 干，而在接收端如何利用收到的M个分集信号来减小衰落 的影响，这就是合并问题，即分集在获得多个衰落独立的 信号后，需要对它们进行合并处理，合并器的作用是把经 过相位调整和时延后的各分集支路信号相加，对大多数通 信系统而言，M重分集对这些信号的处理概括为 M支路信 号的线性叠加：

微观分集 ——用于合并两个或多个短时限瑞利信号，这些信号都是在同一接收基站 上经独立的衰落路径接收来自两个或多个不同天线发射的信号，这些信号衰落所呈现
的独立性是多方面的：如时间、频率、空间、角度以及携带信息的电磁波极化方向等，
利用这些特点采用相应的方法可以得到来自同一发射机的衰落独立的多个信号，这就 有多种分集技术。