移动通信系统中分集技术的分析

论文题目：移动通信系统中分集技术的分析专业：学生：签名：_____________指导教师：签名：_____________摘要本文第1章介绍了移动通信的基本概念，其中包括他的定义，工作方式，信道特点及无线信道的信号传播方式，同时提到了蜂窝移动通信系统。

由于移动环境的复杂性,无线信号在发送传输和接收过程中有很明显的衰落现象。

而分集技术是一种主要的抗衰落技术，它可以大大提高多径衰落信道下的传输可靠性，本文第2，3章通过分集接收技术的介绍分析以及分集接收技术在移动通信特别是第三代移动通信中的应用,介绍了传统RAKE 接收机和WCDMA 中采用的典型RAKE 接收机。

并且通过针对系统采用MPSK调制情况下，对合并方式性能进行了分析比较，得出MRC性能最好，EGC性能稍差，而SC性能较差的结论。

空时编码技术，可以大幅度地提高无线通信系统的信息容量和传输速率，并能有效抵制多径衰落、抑制噪声和干扰。

本文第4章着重讨论了空时分层编码，研究了它的模型，编码算法和译码算法，并得出了相应的结论。

【关键词】:分集接收;第3代移动通信系统；RAKE ;空时编码技术；【论文类型】：理论研究Title: mobile communication systems diversity technology analysis Major:communications technologiesName:signature: _____________Supervisor:signature: _____________ABSTRACTThis paper introduced chapter 1 the basic concept of mobile communication, including his definition, work methods and channel characteristics and wireless channels signal propagation mode, Also mentioned the cellular mobile communication system .Due to the complexity of the mobile environment, the wireless signals in sending transmission and reception in the process to have obviously decline phenomena.And diversity technology is a major fight decline technology, it can greatly improve the multipath fading channel, the transmission reliability，This paper first two or three chapters through diversity of receiving technique introduction and analysis of receiving technique and diversity in the mobile communication especially the third generation mobile communication application, this paper introduces the traditional RAKE receiver and WCDMA RAKE receiver adopted in the typical.Space-time coding technology, can greatly improve wireless communication system information capacity and transmission rate, and can effectively resist multipath fading, reduce the noise and interference. This paper focuses on the discussion in chapter 4, layered coding space-time of its model, coding algorithm and decoding algorithm, and draws a conclusion.【key words 】 : diversity receiving; Third generation mobile communicationsystem; RAKE; Space-time coding technology;【papers type 】 : theory research前言在过去的十几年中，个人通信和移动无线通信服务得到了极其迅猛的发展，而未来的无线通信服务的目标是要传输比现在通用系统高千倍以上速率的数据。

随着无线通信技术的发展，人们对通信的质量以及信道的容量提出了比以往更高的要求，然而带宽的限制、传播的衰减、信道的时变特性、噪声、干扰（主要是公共信道干扰）以及多径问题，所有以上这些因素都严重制约着无线通信业务的发展。

理论上，抵制信道衰落的最好方法是进行功率控制，也就是如果发射端预先知道信道条件，那么在发射的时候预先将信号变形来抵消衰落带来的影响。

但是这种方法需要发射端有较大的动态范围，另外发射端也不可能知道信道的条件，因此在大多数散射环境中，是采用天线分集方法来抵制信道衰落的。

传统的天线分集是在接收端（移动台）采用多根天线进行接收分集的，并采用合并技术来获得好的信号质量，例如RAKE接收机。

但是由于移动台尺寸受限，采用接收天线分集技术较困难，而且在移动台端进行接收分集代价高昂，增加了用户的设备成本。

从理论与实际应用中都发现，相同阶数的发射分集与接收分集具有相同的分集增益。

因此为了适应下一代移动通信的要求，只有增加基站的复杂度，在基站端采用发射分集技术才是比较合适的方法。

空时编码是应用于无线通信中的一种新的编码和信号处理技术，它将发射分集、信道编码技术以及调制技术有机结合，采用这种技术以后，可以大幅度地提高无线通信系统的信息容量和传输速率，并能有效抵制多径衰落、抑制噪声和干扰。

目录1移动通信 (1)1.1移动通信基本概念 (1)1.2移动通信信道 (2)1.2.1移动通信信道主要特点 (2)1.2.2 无线信道的信号传播方式 (3)1.3蜂窝移动通信系统基本概念 (4)1.4 本章小结 (5)2分集接收技术 (6)2.1研究意义及原理 (6)2.2技术分类 (7)2.3合并方式性能比较 (10)2.3.1合并技术的统计特性 (10)2.3.2分集合并系统的性能分析 (14)2.3.3性能的数值结果和讨论 (15)2.4分级改善效果 (16)2.5本章小结 (17)3 RAKE 接收机 (18)3.1定义 (18)3.2技术发展及研究现状 (19)3.3基本原理 (19)3.4数字实现模型 (21)3.5 移动通信中采用的 RAKE 接收技术 (22)3.5.1 传统的 RAKE 接收机模型和算法 (22)3.5.2 WCDMA 系统中的 RAKE 接收机 (22)3.6 本章小结 (23)4 空时编码技术 (24)4.1空时编码系统 (24)4.1.1空时编码系统的基本模型 (24)4.1.2 空时编码的研究现状 (25)4.1.3 应用前景和发展方向 (25)4.2分层空时编码研究 (26)4.2.1 分层空时码模型 (26)4.2.2 编码算法 (28)4.2.3 译码算法 (29)4.3 小结 (32)5结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)1移动通信移动通信是通信技术研究中最活跃,发展最为迅速的领域之一，也是21世纪对人类的生活和社会的发展有重大影响的科学技术领域之一。

本章介绍了移动通信中的基本概念，使读者对移动通信有一点了解1.1移动通信基本概念1.1.1移动通信的定义及特点移动通信是指通信的双方或其中至少一方处于运动状态中进行信息交流的一种通信方式。

他和其他类的通信形式相比具有几个明显的特点（1）电波传播条件恶劣（由多径传播造成的瑞利衰落，电平幅度起伏达30dB 以上）；（2）具有多普勒效应；（3）干扰严重（噪声干扰，电台干扰等）；（4）接收设备动态范围大（由于接收机到发射机的距离不断变化，导致接收机接收电平不断变化）；（5）需要采用位置登记，过区切换等移动管理技术；（6）综合了各种技术，包括交换机技术，计算机技术，传输技术等。

（8）按信号形式可分为模拟网和数字网。

1.1.2移动通信的工作方式移动通信的工作方式可根据通信时频道的使用方式不同分为双工，单工，半双工等三种制式。

（1）双工通信双工通信是指通信的双方收发信机均同时工作，即任一方在发话的同时，也能收到对方的话音，也称为全双工通信，公用移动通信系统一般采用这种方式，全双工有频分双工（Frequency Division Duple, FDD）和时分双工（Time Division Duplet,TDD）两种实现方式图1.1双工通信（2）单工通信单工通信是指通信双方电台交替的进行收信和发信，常用于点到点的同信。

图1.2单工通信（3）半双工通信半双工通信是介于单工通信和双工通信之间的一种通信方式，该方式通信的特点是：设备简单，功耗小，但操作不太方便，所以主要用于专用移动通信系统中。

图1.3半双工通信1.2移动通信信道1.2.1移动通信信道主要特点（1）传播的开放性有线信道中，电磁波被限定在导线内，而移动通信的信道是一个开放的空间。

（2）接受环境的复杂性接受环境的复杂性是指接收点地理环境的复杂性与多样性。

这与用户所处的位置直接相关，一般可将地理位置划分为3类典型区域：高楼林立的城市繁华区，以一般建筑物为主的近郊区，山丘，湖泊，平原为主的农村及远郊区。

（3）通信用户的随机移动性作为移动用户，当其通话时，有可能出于室内静止状态，也有可能是室外慢步步行或高速车载状态。

1.2.2 无线信道的信号传播方式在无线环境下进行高效通信是一件很有挑战性的事，尤其在城市进行无线通信，想象设在高楼的基站与行人高度的手机通信，信号可能要经过许多的障碍物，如大楼、街道、树和移动的汽车等。

信号的传播途径大致可分为四种：（1）直线传播。

在较开阔的地区，基站和移动台可以直线传播，如郊区或农村。

然而在城市环境中，直线传播很少见。

（2）反射。