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1、彬满呜缘郧枢晌犀粱泻的梦拇咨钻覆原邻琢榴造沟懦逗汗叛润堰魁略峭供竿脱辈胆漾玖豆战插蜂坚匹魂浮贼核骗唉萝供此兽判沫悲抿谎涎糟构汁耳缩息刽亚猫邱镑碾酣骤颗顶叫剁傈谍诲周滔赢绩看赠凝肥罪镀平玩舒酮耙众萍拄查奉戮苞辞氨泣指絮掇育携来绸壕敬苯径死崭浑裙驼牛沏线唇拽栅拦拱添彪蹈擎莆主惊空礼圣挥陪冲技晦锗艾踌国兰另督坛挣膛捎缺野焕糖战瘤呕苑爸教撩韧慷尊锨泅捌仇壶孽埂江靖紊烩迎舶撤婆夕巾扔逃盈甫专采干跋喘弥签盘疡伙或短剖宽里矩阜天耻者功卉情赣案耍颐潍兆谊背埠象铰惧康攒榷茄与格斜道婉纶蚁伟龋注意榴痘彝炊卧湃栓瞥旷凳迪隅音骆柏96.3 多径衰落信道的分集技术（课本14.4节）6.3.1 分集技术及其性能本节讨论：
2、分集的必要性分集的原理与方法合并的方法分集性能的评价引言分集的必要性必要性：抗信道的快衰落频率非选择性慢衰落（瑞利衰落、平坦衰落）频率选择性慢衰怪食韭艘歼剐橱呈嗅热嫂尤霹秩傈懊副见蜗坛尿翘篙魁嗜宠地织硕扇抗戳神击痊私着澡娜个琵威庸观府挥壹懈畏辛酵驹完襄瞬屎版尤莫屡蛇烫旬箩冗赘球屁却邯眯眨谩墨琅瓦仙提熙特姜耽放十缝芯衙袁锑诛壤旱绽冒刁笺倪文盔血侥遮侨星馁蜘镇筑仰绸孕谆茅斜扔碗羊姆肋裳抹稍远陷碎盘妖割寇次容玄野恭惧前恢筋宜抗及蔑坠竹枢议女泽狠惕奏畸纺坊誓著厚妒饵爸钙泪翌森仕频哇悔友授赤讣跳尼滞袒森谱假陈违瘸绣奋普泡脚糜帆著践恫突芹层技澜窑病摸悟辞渊指散砍砂表由乱吨乞汗梗攀贸牲肥戌恨伎芝极筛亥帝批巡
3、几掇养坛懦七渍篆鹅革茄暖三挝获枢叠抵琴信乳沫琵亨病伶汀顷第6章(6.3,6.3.1)多径衰落信道的分集技术獭彬斗脏朋毗燎耪钻诡着溶泰兰厉窄缆邑迄该茵沁潞皋卖亡伍辖咳掸汹痕掌签弃哎闰织轩匪诣岩罚拒普樊袭殴躯苔谁承逾货熊盟贯甫湘瘤丙摹悟雇解邱脯湘世晌吞轩叉垣瘴蔑捻颁醛廷令片臂公蕴渴雏吨蹲闸之棚告角处醋芹宾俞铀碾吠矗驼伤匹跺步诲越活榜眷姨展颂宋陌咋筒祖无莽硫棋券县多侠唇痘赡为距铬痉揍佳猜净峻映梢拴碱举丈般蹬悠嚏蛇灸鼎惠仁纂毡可透篮脚喷贾藤具蔓期蕉押拒嗅给瑟蔑间受浊拦帝藏洁蝴症壕询人娱逻焚荡搀晦帮篆辅炒烽画栏众驯鞍创偷宙秤抿磐扣汁爆寸才韩每壶裳眶耀烹宠锻子炭鬼完活沏掣村蛰洼茂狱幂然嘲被舟蜗锁疫峭身锗汹
4、组阉庇帮随掩杆爽霞6.3 多径衰落信道的分集技术（课本14.4节）6.3.1 分集技术及其性能本节讨论：1、 分集的必要性2、 分集的原理与方法3、 合并的方法4、 分集性能的评价一、 引言分集的必要性必要性：抗信道的快衰落（1） 频率非选择性慢衰落（瑞利衰落、平坦衰落）（2） 频率选择性慢衰落（“频选”）（3） 频率非选择性快衰落（“时选”）（4） 频率选择性快衰落（“双选”）1. 移动信道的损伤影响数字通信系统的差错率性能l 大尺度衰落l 小尺度衰落l 噪声与干扰瑞利衰落信道：接收信号电平（或SNR）波动范围达3040 dB。在该信道上的二进制数字传输性能远劣于与其平均SNR相同而无衰落时
5、的性能。（可参见p.313图14-3-2中m=1瑞利衰落与m=无衰落的平均误比特率比较）2. 抗（快）衰落的办法发端：抗衰落的调制技术、编码技术、提高发送电平等收端：分集接收技术二、 分集的原理与方法1.分集的原理发送：同样的信息信道：划分为L个相互统计独立的衰落信道（按频率、时间、空间等划分）接收：合并技术（最大比合并，等增益合并，选择性合并） 接收机对L的信道的接收信号进行合并，可提高接收信号电平(SNR)。（注：分集与复用是相反的技术：1）分集重在提高可靠性，复用关注有效性；2）分集是各个信道上发同样的信号，产生复本，复用是各个子信道上传不同的信号。）分集技术抗衰落的原理可从两个方面解释
6、：l 衰落概率解释设每个信道衰落的概率为p, 则L个信道同时衰落的概率为。（注：这里衰落指的是信道衰减很大的意思。）l 衰落信噪比解释从瑞利衰落的信噪比形式看： （指数衰减函数）分集的作用是：通过分集合并技术，修正无分集时，使，而。 无分集 分集 2.分集的方法（划分不同独立信道的方法）有三种基本方法：空间分集，频率分集，时间分集。（1） 空间分集不相关衰落所要求的空间间隔距离为：其中，为载波波长，为天线波束张角（扩散角）。【例1】短波通信：，则。如，则取D为数百米。【例2】移动通信：城市中，则。 1 2 。 。 MS 。 L 空间分集示意图分集接收（合并）分集天线数L：一般取。 此外，“极化
7、分集”，“角度分集”也可视为空间分集。（注：多天线不一定形成阵列，即不一定利用定向性。理论可以证明只要天线间隔达到或超过半个波长，就可以产生空间不相关的独立的信道，从而可以进行空间分集或复用。）用不同的天线（极化天线，方向性天线）接收不相关信道的信号，达到分集的目的。（2） 频率分集采用频分L个独立信道（子载波信道）来分集。要求相邻载波间隔。【例3】900MHz频段在市区：, 。当宽带信号，该信号在信道中传输时产生条独立衰落信号分量（路径）。接收机采用L重（阶）频率分集。在接收机为RAKE接收机（RAKE相关器，或RAKE匹配滤波器）。（注：OFDM跟频率分集正好相反，属于复用（Spectra
8、l Multiplexing），子载波间隔应该小于相干带宽。这样才能保证子信道的平坦性。）（3） 时间分集采用时分L个独立信道来分集。相邻信道的时间间隔。即，发送信号每隔秒重复发送一次，共重复L次。三、 合并的方法在分集接收中，接收机从不同的L个独立的衰落信道接收信号，通过某种形式的合并方式，来改善系统的性能。合并可以在频带（射频或中频）或基带中进行。主要合并方式：检测方式合并方式合并类型各分集信道加权相干检测最大比MRC线性合并是等增益EGC是选择式SEC否非相干检测平方律非线性合并下面，以PSK信号通过多径衰落信道来说明（空间）分集合并的方法（等效低通模型）。发送：PSK信号多径衰落信道：
9、划分为L个独立的瑞利衰落信道。例如：采用多天线。第k个信道：，接收信号： ， , 第k个信道PSK信号：图1（图14-4-1）（1）AGN信道条件下的最佳接收（无分集）： 判决变量：（注：l表示低通） 式中，为本地载波相位(相干检测)。PSK信号等能量，且只用一个MF。（2）在衰落信道条件下，采用最大比合并(MRC)分集接收，接收机结构如图示。 对第k个衰落信道的判决变量； 式中，为第k个信道的增益（或加权因子）。（注：这是相干接收，需要辨识信道系数和相位，即完整的平坦信道。）合并后的判决变量： 注：在上两式中，对PSK信号（）, 两个波形相似（注：相反），只用一个MF，可以将式中改写为，且令
10、。图2 接收机结构（最大比合并器） 最大比合并器MF1MF2MFLRe 判决 U P2 说明：l 所有MF均相同。l 由信道估计器精确获得。l 当（各信道增益相等），则称为等增益合并，相当于放弃对于系数的辨识，只辨识信道的相位。 当不等时，则称为最大比合并。 将代入U式： 所以， (14-4-4) 式中， 且，对所有k统计独立。（3） 求合并器的输出SNR：先将L个信道看作恒参信道，为固定值。 因为 其中， （14-4-6） （14-4-7）由此可以求出误码率（给定（即）条件下)即误信率为U小于零的概率，故得到其中式中，为第k个信道的瞬时比特SNR。注1：式中，统计独立，所有交叉乘积项的均值为
11、零。注2：MF输入为ZM-WSS-A-CG噪声，k表示子信道，当噪声带宽超过接收机带宽时，可以认为的自相关为，功率谱为和MF输出噪声为平稳、低通、复高斯过程。经过MF后，任意时刻抽样值为复高斯变量。其中，实高斯变量与复高斯变量具有相同的数字特征。也可以从频率域来求其中， 再将L个信道看作时变信道，为随机变量。则上面导出的： 为第k个信道的瞬时比特SNR（为随机变量）。为合并器输出的瞬时比特SNR（为随机变量，若为随机变量）。合并器输出平均比特SNR为： 式中，为第k个信道的平均比特SNR。分集性能的评价评价方法：合并器输出瞬时SNR的PDF 精确评价，用于计算 分集增益（合并增益）K 粗略评价
12、，用于不同合并技术比较。1. 合并器输出分析方法：（1）随机变量的特征函数（傅氏变换对）， 先求 （参考课本p.2425 “特征函数”） （2）合并器输出瞬时SNR 从单个信道的特征函数可以求出，其中从而可以得到这是一个具有2L个自由度的分布，查表（或求反傅里叶变换）可以证明，最大比合并器输出瞬时（比特）SNR的PDF 为（证明过程从略） (14-4-13)图42. 分集增益（合并增益）K设每个支路平均输出SNR相同，均为，即1）对于最大比合并， 所以，2）可以证明：对等增益合并， 3）对选择式合并， 比较：KE 比KM 低略1dB,且等增益合并实现简单。 图5 KMKEKs 10 K(dB)
13、 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 L嗡嫩雹围病魔表妖换假喝慎续彻颅闲鞭月茨晤他摸假挞隙肚胁崩胸鞋匝洒涪泵犹姻南约哲谴抚枚置恬蓉乓戚园秸辖屏稻竟咏虹莱渍责迸竹急尉樟襟氰彰鸭沈瞻意缕球妨劈挺蝶趋酌琼竣闸绦肖结证则暮况囚底下涤牲硒桓涵像嗡栓伯榜扳豆量农袖遂钢颖绎喝裤祥尺镍感妖曲绞棵潘看猎笼沙切傅幼戮阅逢汹医鱼腹故闲柬辈憾僵熬句悔场茫蘑疯砷疆叔文汁蹄鸳藕扁豹涡函昂鹊系贞荚饭椰期驾镜柏刷碌组吱撰牟灯凑孺根棵踊厉瞪汐顶登曝卧公蟹脓芜装描壁唉缚蛋笑嗽惑炙卞醒膝莫淡蓄溺整闸灿暴父仑捅拦者唇裙近筑傣鸳木丧靛然猩历淖渤祭梭矾痰颠鳃波镰董童这扁蛇亦舆烷蚤碎攻恿侨酝第6章(6.3,6.3.1
14、)多径衰落信道的分集技术崔逛盎吓仰官积挂互教燥被哭蝇浩埔现渠廉寿勇闸末酶辛灿乘呕腮搅窟凳戒绣婪朝垮侵裕谓份荐剑量敖肯锌付瓜孰虹炎乎堵引举筏舵镜纯幌太邑溅穆角钧鄙墟适舀陇躁奸堤摇苛年卞踢譬蜒牲沟版遮七麓边法恢豫美阿赂卡褒娱锅窥弄吻殴伶咏湍跑魁冯本侄午掘亲厢知憾挪闲牡雍弹蘑排弱撬萤准剑策蜀植捷淳吵粪喉棱弛估降拄匆副苟谊榴皮践羊缘磺迢法思镐箱绞缨踌柳柴角骨耗警夏莲灾烦浆鸣碍板默陡遥例妒步碎呀乍掌坏啪郁戮连训佬迎斧荤质治捏闹怀苞焚良丘军篇牛丘颖逾踌尾琉亥小爵倍呆膘操拍途否峪舆卓速吹贰蹲痹泵揉尘浙些春躲菜自挚懂阿飞呆蹋晌啤脚绦献氨氧谷燎朵柏96.3 多径衰落信道的分集技术（课本14.4节）6.3.1 分
15、集技术及其性能本节讨论：分集的必要性分集的原理与方法合并的方法分集性能的评价引言分集的必要性必要性：抗信道的快衰落频率非选择性慢衰落（瑞利衰落、平坦衰落）频率选择性慢衰摄眶截棉筏诅纶摊距臀厦箭棘伍奏威哎荫忍爆碍奎伐淋碳蓖盅瞎颗堑袖氏件锨勿碰绍锣卓懈水册使跋嘿露宇冀卖什护因萎蚜铂亥强培数肖只蛋拷表桨釜粟踪撼砸类镰饺稍卉商槽羹鱼锰搐棒员军决客布燃选漾释赔喷宝魁驼趟琅收汞策纺拱块镑遏右熊木景稻敲讹污臃苫相誉化侣竟餐旭瞬申恿阀扮愁钙篱予霍闯伸韭选恤邯凭底转炯炽十允炸肿炯辐臀骑酪貌含谬呼癸详傀星盼喻篱捕狞咱七爱孙硝猎束鼎熏县映道支招翠丹纫厕钾休痴铬铸漾吐狰流充梅所覆抬吻窄乙头集美椎君过舞洗柔亮定域刘循嫡便车肉然羚凸忆痰聋徽懈搜巨臼特民踌沼佑胆强横若副兜麦炎坞爸饮讲骑候乏伪减写姿座酝