西安电子科技大学：《移动通信系统》课程教学课件（讲稿）第五讲 无线分集技术

第五讲 无线分集技术

第五讲 无线分集技术

内容 C8 冬分集技术概述 ”分集合并技术 冬时域分集技术 冬频域分集技术 冬空域分集技术 Mobile Communication Theory 2

2 内容 分集技术概述 分集合并技术 时域分集技术 频域分集技术 空域分集技术 Mobile Communication Theory

分集接收 ■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。 Mobile Communication Theory

3 分集接收  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。 Mobile Communication Theory

分集接收 分集接收是抗衰落的有效措施之一 冬分集技术可以分为宏观分集和微观分集 冬宏观分集 一阴影衰落 冬微观分集— 微观衰落，时间、频率、空间 冬合并技术— 获得M个相互独立的多径信号分量， 然后对它们进行处理以获得信噪比的改善。 Mobile Communication Theory 4

4 分集接收是抗衰落的有效措施之一 分集技术可以分为宏观分集和微观分集 宏观分集 ——阴影衰落 微观分集 ——微观衰落，时间、频率、空间 合并技术 ——获得M个相互独立的多径信号分量， 然后对它们进行处理以获得信噪比的改善 。 Mobile Communication Theory 分集接收

宏观分集 冬设基站A接收到的信号中值为m,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，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； 冬基站数视具体情况而定。 基站A 山丘 阴影区 与基站A通信 与基站B通信 山丘 基站B 图4.1宏观分集 Mobile Communication Theory 5

5 宏观分集 Mobile Communication Theory  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，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；  基站数视具体情况而定

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 的分集方式有： 冬时间分集 移动的时间足够长（或移动的距离足够大)，大于信道的相干 时间。 冬频率分集 两个载波的间隔大于信道的相千带宽。 冬空间分集 相隔足够大的距离。实际测量表明，通常在市区，取d0.51,在 郊区可以取d0.81。 Mobile Communication Theory

6 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 的分集方式有：  时间分集 移动的时间足够长（或移动的距离足够大），大于信道的相干 时间。  频率分集 两个载波的间隔大于信道的相干带宽。  空间分集 相隔足够大的距离。实际测量表明，通常在市区，取d=0.5λ, 在 郊区可以取d=0.8λ。 Mobile Communication Theory

内容 冬分集技术概述 冬分集合并技术 冬时域分集技术 冬频域分集技术 冬空域分集技术 Mobile Communication Theory

7 内容 分集技术概述 分集合并技术 时域分集技术 频域分集技术 空域分集技术 Mobile Communication Theory

分集的合并方式及性能 M重分集对这些信号的处理概括为M条支路信 号的线性叠加： M ft)=a1)ft)+a2()f2()+……+aM()fM()=∑ak()f) k=1 其中，f(©为第k支路的信号；心()为第k支路信号的 加权因子。 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、 最大比合并和等增益合并。 Mobile Communication Theory 8

8 M重分集对这些信号的处理概括为M条支路信 号的线性叠加： 其中，fk (t)为第k支路的信号； αk (t)为第k支路信号的 加权因子。 分集的合并方式及性能 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、 最大比合并和等增益合并。 Mobile Communication Theory

分集的合并方式及性能 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。 Mobile Communication Theory 9

9 分集的合并方式及性能 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。 Mobile Communication Theory

选择合并 衰 接收机 前端电路 号 接收机 前端电路 最大功率 判决 二重分集的选择合并 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x(©中，只 有一个等于1，其余的为0。 Mobile Communication Theory 10

10 选择合并 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αk (t)中，只 有一个等于1，其余的为0。 Mobile Communication Theory