《移动通信》课程教学资源（PPT课件）第4章 抗衰落技术

第4章抗衰落技术OHHOmE第4章抗衰蔗技术4.1分集接收4.2RAKE接收4.3纠错编码技术4.4均衡技术思考题与习题

第4章 抗衰落技术 第4章 抗衰落技术 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 思考题与习题

第4章抗衰慈技术HHO4.1分集接收4.1.1分集接收原理1：什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。为说明问题，图6一1给出了一种利用“选择式合并法进行分集的示意图。图中，A与B代表两个同一来源的独立衰落信号。如果在任意时刻，接收机选用其中幅度大的一个信号，则可得到合成信号如图中C所示。由于在任一瞬间，两个非相关的衰落信号同时处于深度衰落的概率是极小的，因此合成信号C的衰落程度会明显减小。不过，这里所说的“非相关”条件是必不可少的，倘若两个衰落信号同步起伏，那么这种分集方法就不会有任何效果

第4章 抗衰落技术 4.1.1 分集接收原理 1. 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。为说明问题，图6－1 给出了一种利用“选择式” 合并法进行分集的示意图。图中，A与B代表两个同一来源的独 立衰落信号。如果在任意时刻，接收机选用其中幅度大的一个 信号， 则可得到合成信号如图中C所示。由于在任一瞬间，两 个非相关的衰落信号同时处于深度衰落的概率是极小的，因此 合成信号C的衰落程度会明显减小。不过，这里所说的“非相 关”条件是必不可少的，倘若两个衰落信号同步起伏， 那么 这种分集方法就不会有任何效果。 4.1 分集接收

第4章抗衰技术H西安电一一一一信号A出服社相对电平IdB技大学出服社信号B合成信号C10C大学欢版社西安电子科发大学欢社0-101BV泰电子科技大学出服西安迎子利教大学出服社-20图4-1选择式分集合并示意图

第4章 抗衰落技术 图 4 - 1 选择式分集合并示意图

第4章抗衰慈技术H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

第4章 抗衰落技术 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

第4章抗衰慈技术HHO2.分集方式在移动通信系统中可能用到两类分集方式：一类称为“宏分集”；另一类称为“微分集”。“宏分集”主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站”分集。这是一种减小慢衰落影响的分集技术，其作法是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)和在不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信（可以选用其中信号最好的一个基站进行通信)。显然，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(基站天线的架设可以防止这种情况发生)这种办法就能保持通信不会中断

第4章 抗衰落技术 2. 分集方式 在移动通信系统中可能用到两类分集方式： 一类称为 “宏分集” ； 另一类称为“微分集” 。 “宏分集”主要用于蜂窝通信系统中， 也称为“多基站” 分集。 这是一种减小慢衰落影响的分集技术， 其作法是把 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 在不同方向上， 同时和小区内的一个移动台进行通信(可以 选用其中信号最好的一个基站进行通信)。 显然， 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(基站天线的架设可以防止这种情况发生)， 这种办法就能保持通信不会中断

第4章抗衰慈技术在各“微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术，在空种无线通信系统中都经常使用。理论和实践都表明，间、频率、极化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相独立的衰落特性。据此，微分集又可分为下列六种

第4章 抗衰落技术 “微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术， 在各 种无线通信系统中都经常使用。 理论和实践都表明， 在空 间、 频率、 极化、 场分量、 角度及时间等方面分离的无线 信号， 都呈现互相独立的衰落特性。 据此， 微分集又可分 为下列六种

第4章抗衰落技术m(1）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。为此，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，通常取：市区 d=0.52(4 - 1)郊区 d=0.82(4 - 2)

第4章 抗衰落技术 (1) 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。为此， 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， 通常取： 市区 d=0.5λ (4 - 1) 郊区 d=0.8λ (4 - 2)

第4章抗衰慈技术H(2）频率分集。由于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1B.2元△式中，△为延时扩展。例如，市区中△=3μs，B.约为53kHz，这样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

第4章 抗衰落技术 (2) 频率分集。 由于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  = 2π 1 Bc 式中，Δ为延时扩展。例如，市区中Δ=3μs,Bc约为53kHz， 这样频率分集需要用两部以上的发射机(频率相隔53 kHz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

第4章抗衰技术H(3）极化分集。由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性，因而发送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

第4章 抗衰落技术 (3) 极化分集。 由于两个不同极化的电磁波具有独立的 衰落特性， 因而发送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

第4章抗衰慈技术(4）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E、H,和H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100MHz）。当工作频率较高时（800～900MHz），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

第4章 抗衰落技术 (4) 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(800～900MHz)，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3 dB的辐射功率