第5章 抗信道衰落技术
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第五章抗衰落技术(Typical Anti-Fading Techniques)本章要求:1.掌握分集技术的基本概念及分集信号的合并技术;2.掌握隐分集的概念,理解信道交织技术;3.了解时域均衡的概念,掌握自适应均衡的工作原理⏹典型的抗衰落技术(Typical Anti-Fading Techniques)⏹均衡技术(Equalization Techniques)—出发点:通过补偿信道衰落引起的畸变来减小衰落的影响,以减小码间串扰(ISI)—接收机内的均衡器可以对信道中幅度和延迟进行补偿—由于移动信道是时变的,所以要求均衡器是自适应的⏹分集技术(Diversity Techniques)—出发点:有意识地分离多径信号并恰当合并以提高接收信号的信噪比来抗衰落—常用的分集技术包括空间分集、频率分集和时间分集— CDMA系统常使用RAKE接收机来改善链路性能⏹信道编码技术(Channel Coding Techniques)—出发点:通过增加信息的冗余度来纠正衰落引起的误码—常用的有分组编码、卷积编码和交织技术—格码调制,不需增加带宽就可获得巨大的编码增益⏹OFDM技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexity Techniques)—出发点:将高速数据通过串并变换,分割成若干低速数据传输,以增大信息码元周期来达到减少多径时延扩展的目的。
⏹扩频技术—直扩:带宽;跳频:躲避§5-1 分集技术(Diversity Reception)移动通信的最大特点是具有多径效应。
多径传播(瑞利衰落衰落)时,信号瞬时值快速变动,而阴影衰落(对数正态衰落)时,信号平均值(中值)慢速变动。
这两者是构成移动通信接收信号不稳定的主要因素,使接收信号被大大地恶化。
虽然通过增加发信功率、天线尺寸和高度等方法能取得改善,但采用这些方法在移动通信中比较昂贵,有时也显得不切实际。
而采用分集技术便可在接收终端上大大降低深衰落的影响,从而改善传输的可靠性。
抗衰落技术1、概述衰落对传输信号的质量和传输可靠度都有很大的影响,严重的衰落甚至会使传播中断,随着移动通信技术的发展,传输的数据速率越来越高,人们对信号正确有效地接收的要求也越来越重要,在移动通信中,移动信道的多径传播、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移会使接收信号产生严重衰落;阴影效应会使接收的信号过弱而造成通信中断;信道存在的噪声和干扰也会使接收信号失真而造成误码;为了改善和提高接收信号的质量,在移动通信中就必须使用到抗衰落技术。
1)引起衰落的原因衰落主要由多径干涉和非正常衰减引起。
多径干涉,即多条射线的相互干涉,是最常见的也是最重要的衰落成因。
多条射线的产生,可能是由于地面、大气不均匀层或天线附近的地形地物的反射,也可能是由于电离层多次反射、电离层中的寻常波和非常波或天波和地波的同时出现。
多径干涉形成的衰落通常称为多径衰落或干涉型衰落。
非正常衰减发生时,接收信号电平低于正常值,从而形成衰落。
这种衰落通常称为衰减型衰落。
2)抗衰落技术的种类在移动通信中,为了改善接收信号的质量,所采取的一系列方法、手段、措施被称为抗衰落技术。
常用的抗衰落技术包括分集接收技术、均衡技术、信道编码技术和扩频技术,在实际应用中根据信道情况来应用。
2、分集技术所谓分集技术是指在若干个支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号,然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出,那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。
分集方式: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和不同方向上,同时和小区内的一个移动台进行通信。
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。
可以分为时间分集、空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集和角度分集六种,常用的只是前三种。
3、均衡技术在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性,减少码间干扰的影响。