移动通信第五章,抗衰落技术

第五章,抗衰落技术

主要包括三种损耗:路径损耗(加大功率)、阴影损耗(多基站、宏分集)和多经衰落(微分集、均衡、信道编码技术)。

5.1概述:
分集: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。
复习:FDMA(频分多址)、TDMA(时分)、CDMA(码分),CDMA高速发展。
均衡技术: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。
信道编码:通过增加信息的冗余度来纠正衰落引起的误码。
正交频分复用(OFDM):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影响的目的。

5.2分集实现:分散传输(多经分离)、集中处理(信号合并)。
分类:宏分集减小大尺度损耗,微分集(时间空间角度)处理小尺度损耗。

5.2.1微分集概况:
空间分集:天线间的相隔距离等于或大于半波长,则从不同的天线上收到的信号包络基本上是非相关的。
时间分集:将信号在时间上相隔一定间隔(>相干时间)重复传输实现分集。
频率分集:将信息用不同的载频发送出去实现分集(间隔>相干带宽)跳频。
角度分集:采用多角度多位置天线。

5.2.2分集信号的合并:选择不同的加权系数
开关式合并:选择具有最高信噪比的信号作为输出(只选一条,达不到最优)最大比值合并:每一支路的加权系数与信号功率成正比,而与噪声功率成反比,利用了每一条路径的信号,使接收的每一时刻均达到最大信噪比。
增益合并需要同时对每个分集支路进行解调,对N个分集支路都配备有射频硬件和信号处理功能,等增益合介于两者中间。

5.2.3总结:分集技术的特点:
有效的提高了系统抗衰落性能。
提高程度由分集方式、支路个数、合并方式、支路相关性等因素共同决定。

5.3自适应均衡技术:克服码间串扰(均衡)实时跟踪信道的变化(自适应)
概念:对移动信道特性进行均衡,矫正信道传输函数使其满足无失真传输条件
方法:接收端产生与信道相反的特性,抵消时变多径传播特性引起的码间串扰
目标:消除信道的频率选择性和时间选择性
思路:利用误差信号e(t)对自适应均衡器进行训练,调节均衡器的权系数,使得代价函数最小。需要一个已知的训练序列。

5.3.1按技术类型分类:
线性均衡:均衡器的输出 d(t )未应用于均衡器的反馈逻辑中,调节权系数使其它时刻信号的总和为零,适用于谱衰落较平坦的信道。
非线性均衡器:均衡器的输出被应用于反馈逻辑中,影响均衡器的后续输出。

5.3.2按频谱效率分类:
基于训练序列的均衡:发射端发送训练序列,接收端根据此训练序列对均衡器进行调整。
盲均衡:不需要训练序列,利用发射信号特性进行调整,频谱利用率高,但收敛速率慢,目前在实际中难以较好地应用。
半盲均衡:初始引导调节均衡器参数,随后在同步接收的前提下自主调节系数,效率居中

5.3.3自适应均衡算法典型:
最小均方误差准则(LMS):寻找一个W的递推式,沿着趋于最佳权重的方向逐步递推不断迭代,直到均方误差最小为止。

5.4多址技术
FDMA(频分多址)、TDMA(时分)、CDMA(码分)SDMA(空分~)。
FDMA::基站采用不同载频的带通滤波器来提取用户的信号。
CDMA:通过不同的扩频码里来区分用户,扩频码之间正交最好。
在这里插入图片描述
5.4.1复用和多址区别:
复用是对资源来说的,是把资源分割供用户使用的方式。
多址的对象是用户,是区分用户和用户的方式,每个用户使用不同地址来区分。
多址肯定要复用,不同用户必须占用不同的资源才能区分开来;但复用不一定多址,单个用户可以同时占用多个资源进行接收,比如在GSM或3G中一个用户占用多个频道、多个码道或多个时隙来提高传输速率就还是复用的概念。

5.4.2只有可以分离的多径信号才有利用价值,不然则采取均衡消除多径信号。可以分离的多径信号的扩频码要求具有尖锐的自相关特性,和互相关特性(消除用户间干扰),并且要求各径之间的时延差要大于一个码片宽度。

5.5 RAKE接收机:通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号,并把它们合并在一起(每个路径使用一个),为CDMA设计。
在这里插入图片描述
多径信号相互间的时延超过一个码片周期时,那么它们将被看作是互不相关的,RAKE接收机是一种时间分集,并采用最大比合并,将各多径信号进行有效合并。

5.5.1均衡与RAKE异同:
均衡是一种时间隐分集,它从多径中选取一条最佳路径的信号,并通过均衡器抵消其它路径信号,采用选择式分集方法。
RAKE接收则是一种时间显分集,采用最大比率合并将各多径信号进行有效合并。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_43517875/article/details/105159628