分集接收原理

1、分集接收原理分集接收原理學習內(nèi)容學習內(nèi)容分集技術(shù)的分類分集技術(shù)的分類 幾種常用的顯分集技術(shù)幾種常用的顯分集技術(shù)幾種常用的隱分集技術(shù)幾種常用的隱分集技術(shù)分集合并技術(shù)分集合并技術(shù)主講人：陳家盛主講人：陳家盛 分集接收技術(shù)是一項主要的抗衰落技術(shù)，它分集接收技術(shù)是一項主要的抗衰落技術(shù)，它可以大大提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性，其可以大大提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性，其本質(zhì)就是采用兩種或兩種以上的不同方法接收同本質(zhì)就是采用兩種或兩種以上的不同方法接收同一信號以克服衰落一信號以克服衰落，其，其作用是在不增加發(fā)射機功作用是在不增加發(fā)射機功率或信道帶寬的情況下充分利用傳輸中的多徑信率或信道帶寬的情況下充分利

2、用傳輸中的多徑信號能量，以提高系統(tǒng)的接收性能。號能量，以提高系統(tǒng)的接收性能。為說明問題，下圖給出了一種利用為說明問題，下圖給出了一種利用“選擇式選擇式”合并法合并法進行分集的示意圖。圖中，進行分集的示意圖。圖中，A A與與B B代表兩個同一來源的代表兩個同一來源的獨立衰落信號。如果在任意時刻，接收機選用其中幅獨立衰落信號。如果在任意時刻，接收機選用其中幅度大的一個信號，度大的一個信號， 則可得到合成信號如圖中則可得到合成信號如圖中C C所示。所示。由于在任一瞬間，兩個非相關(guān)的衰落信號同時處于深由于在任一瞬間，兩個非相關(guān)的衰落信號同時處于深度衰落的概率是極小的，因此合成信號度衰落的概率是極小的，

3、因此合成信號C C的衰落程度的衰落程度會明顯減小。不過，這里所說的會明顯減小。不過，這里所說的“非相關(guān)非相關(guān)”條件是必條件是必不可少的，倘若兩個衰落信號同步起伏，不可少的，倘若兩個衰落信號同步起伏， 那么這種那么這種分集方法就不會有任何效果。分集方法就不會有任何效果。 選擇式分集合并示意圖選擇式分集合并示意圖 基本思路是：基本思路是： 將接收到的多徑信號分離成不相關(guān)的（獨立的）多路信號，將接收到的多徑信號分離成不相關(guān)的（獨立的）多路信號，即選取了一個信號的兩個或多個獨立的采樣，這些樣本的衰落是即選取了一個信號的兩個或多個獨立的采樣，這些樣本的衰落是互不相關(guān)的，這意味著所有樣本同時低于一個給定電

4、平的概率比互不相關(guān)的，這意味著所有樣本同時低于一個給定電平的概率比任何一個樣本低于該值的概率要小得多；然后將這些信號的能量任何一個樣本低于該值的概率要小得多；然后將這些信號的能量按一定規(guī)則合并起來，使接收的有用信號能量最大。對數(shù)字系統(tǒng)按一定規(guī)則合并起來，使接收的有用信號能量最大。對數(shù)字系統(tǒng)而言，使接收端的誤碼率最小，對模擬系統(tǒng)而言，提高接收端的而言，使接收端的誤碼率最小，對模擬系統(tǒng)而言，提高接收端的信噪比。信噪比。 分集有兩重含義：分集有兩重含義： 一是分散傳輸，一是分散傳輸， 使接收端能獲得多個統(tǒng)使接收端能獲得多個統(tǒng)計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號；計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號； 二是集

5、中處理，二是集中處理， 即接收即接收機把收到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進行合并機把收到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進行合并( (包括選擇與組合包括選擇與組合) )以降低衰落的影響。以降低衰落的影響。 2.1.1 2.1.1 分集技術(shù)的分類分集技術(shù)的分類 從信號傳輸?shù)姆绞絹砜?，分集技術(shù)分為從信號傳輸?shù)姆绞絹砜?，分集技術(shù)分為顯分顯分集集和和隱分集隱分集兩大類。其中兩大類。其中顯分集指利用多副天線顯分集指利用多副天線接收信號的分集接收信號的分集，構(gòu)成明顯的分集信號的傳輸方，構(gòu)成明顯的分集信號的傳輸方式式 ；隱分集只需一副天線來接收信號的分集隱分集只需一副天線來接收信號的分集，分，分集隱含在傳輸信號之中，在

6、接收端利用信號處理集隱含在傳輸信號之中，在接收端利用信號處理技術(shù)來實現(xiàn)分集接收技術(shù)來實現(xiàn)分集接收 。分集技術(shù) 空間分集空間分集頻率分集頻率分集顯分集顯分集隱分集隱分集時間分集時間分集極化分集極化分集路徑分集路徑分集場分量分集場分量分集角度分集角度分集 宏分集宏分集 微分集微分集交織編碼技術(shù)交織編碼技術(shù)跳頻技術(shù)跳頻技術(shù)直接序列擴頻技術(shù)直接序列擴頻技術(shù)分類圖如下所示：分類圖如下所示：2.1.2 2.1.2 幾種常用的顯分集技術(shù)幾種常用的顯分集技術(shù) 在顯分集技術(shù)中又分為宏分集與微分集兩種在顯分集技術(shù)中又分為宏分集與微分集兩種形式。形式。 宏分集（也稱為宏分集（也稱為“多基站多基站”分集）分集）以減少

7、由以減少由于陰影效應(yīng)而引起的大范圍慢衰落為目的于陰影效應(yīng)而引起的大范圍慢衰落為目的，它的，它的作法是把多個基站設(shè)置在不同的地理位置和不同作法是把多個基站設(shè)置在不同的地理位置和不同方向上，同時和小區(qū)內(nèi)的一個移動臺進行通信（方向上，同時和小區(qū)內(nèi)的一個移動臺進行通信（可以選用其中信號最好的一個基站進行通信）可以選用其中信號最好的一個基站進行通信）。顯然，只要在各個方向上的信號傳播不是同時受顯然，只要在各個方向上的信號傳播不是同時受到陰影效應(yīng)或地形的影響而出現(xiàn)嚴重的慢衰落，到陰影效應(yīng)或地形的影響而出現(xiàn)嚴重的慢衰落，用這種方法就能保證通信不會中斷。用這種方法就能保證通信不會中斷。分集數(shù)分集數(shù)N N越大，

8、分集效果就越好，即分集增益正比越大，分集效果就越好，即分集增益正比于分集的數(shù)量，且分集增益的增加隨著的增于分集的數(shù)量，且分集增益的增加隨著的增加而逐步減小。加而逐步減小。工程上要在性能或復(fù)雜性間作一折衷，一般取工程上要在性能或復(fù)雜性間作一折衷，一般取 微分集是以抗快衰落為目的微分集是以抗快衰落為目的，同一天線場地使，同一天線場地使用兩個或多個天線的分集方式。理論和實踐都表用兩個或多個天線的分集方式。理論和實踐都表明，在空間、頻率、極化、場分量、角度及時間明，在空間、頻率、極化、場分量、角度及時間等方面分離的無線信號，都呈現(xiàn)互相獨立的衰落等方面分離的無線信號，都呈現(xiàn)互相獨立的衰落特性，因此可采用

9、空間分集、時間分集、頻率分特性，因此可采用空間分集、時間分集、頻率分集、極化分集、角度分集和多徑分集等多種分集集、極化分集、角度分集和多徑分集等多種分集技術(shù)。技術(shù)。 1.1.空間分集空間分集 空間分集在發(fā)送端采用一副天線發(fā)射，而空間分集在發(fā)送端采用一副天線發(fā)射，而在接在接收端采用多副間隔距離收端采用多副間隔距離dd/2/2（一般情況下市區(qū)?。ㄒ话闱闆r下市區(qū)取 /2/2，郊區(qū)取，郊區(qū)取0.80.8 ）的天線接收）的天線接收，以保證接收，以保證接收天線輸出信號的衰落特性是相互獨立的。經(jīng)相應(yīng)的天線輸出信號的衰落特性是相互獨立的。經(jīng)相應(yīng)的合并電路從中選出信號幅度較大、信噪比最佳的一合并電路從中選出信號

10、幅度較大、信噪比最佳的一路，得到一個總的接收天線輸出信號，從而降低了路，得到一個總的接收天線輸出信號，從而降低了信道衰落的影響，改善了傳輸?shù)目煽啃浴Ｐ诺浪ヂ涞挠绊?，改善了傳輸?shù)目煽啃??？臻g分集接收的優(yōu)點是分集增益高，缺點是還空間分集接收的優(yōu)點是分集增益高，缺點是還需另外單獨的接收天線。需另外單獨的接收天線。2.2.時間分集時間分集 快衰落除了具有空間和頻率獨立性之外，還快衰落除了具有空間和頻率獨立性之外，還具有時間獨立性，即具有時間獨立性，即同一信號以大于相干時間的同一信號以大于相干時間的時間間隔重復(fù)傳輸時間間隔重復(fù)傳輸M M次次，只要各次發(fā)送的時間間，只要各次發(fā)送的時間間隔足夠大，那么各次發(fā)

11、送信號所出現(xiàn)的衰落將是隔足夠大，那么各次發(fā)送信號所出現(xiàn)的衰落將是彼此獨立的，即得到彼此獨立的，即得到M M條獨立的分集支路。條獨立的分集支路。 時間分集與空間分集相比較，優(yōu)點是減少了時間分集與空間分集相比較，優(yōu)點是減少了接收天線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目，缺點是占用時隙資接收天線及相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目，缺點是占用時隙資源增大了開銷，降低了傳輸效率。源增大了開銷，降低了傳輸效率。3.3.頻率分集頻率分集 頻率分集就是將信息分別在不同的載頻上發(fā)射出去，頻率分集就是將信息分別在不同的載頻上發(fā)射出去，要求載頻間的頻率間隔要大于信道相關(guān)帶寬要求載頻間的頻率間隔要大于信道相關(guān)帶寬，以保證，以保證各頻率分集信號在頻域上的獨

12、立性，在接收端就可以各頻率分集信號在頻域上的獨立性，在接收端就可以得到衰落特性不相干的信號得到衰落特性不相干的信號. .在移動通信系統(tǒng)中，可采在移動通信系統(tǒng)中，可采用信號載波頻率跳變擴展頻譜技術(shù)來達到頻率分集的用信號載波頻率跳變擴展頻譜技術(shù)來達到頻率分集的目的。目的。 和空間分集相比，頻率分集的優(yōu)點是減少了天線和空間分集相比，頻率分集的優(yōu)點是減少了天線數(shù)目，缺點是要占用更多的頻譜資源，在發(fā)送端需要數(shù)目，缺點是要占用更多的頻譜資源，在發(fā)送端需要多部發(fā)射機。多部發(fā)射機。4.4.角度分集角度分集 當工作頻率高于當工作頻率高于10GHz10GHz時，從發(fā)射機到接收機時，從發(fā)射機到接收機的散射信號產(chǎn)生從

13、不同方向來的互不相關(guān)的信號。的散射信號產(chǎn)生從不同方向來的互不相關(guān)的信號。這樣這樣接收端利用方向性天線，在同一位置設(shè)置指接收端利用方向性天線，在同一位置設(shè)置指向不同方向的兩個或更多的有向天線向不同方向的兩個或更多的有向天線，向合成器，向合成器提供信號，以達到克服衰落的目的。提供信號，以達到克服衰落的目的。5.5.極化分集極化分集 極化分集實際上是空間分集的特殊情況，兩個在極化分集實際上是空間分集的特殊情況，兩個在同同一地點極化方向相互正交的天線發(fā)出信號呈現(xiàn)出互一地點極化方向相互正交的天線發(fā)出信號呈現(xiàn)出互不相關(guān)的衰落特性不相關(guān)的衰落特性。利用這一特點，。利用這一特點，在發(fā)送端同一地在發(fā)送端同一地點

14、裝上垂直極化和水平極化兩幅發(fā)射天線，在接收端點裝上垂直極化和水平極化兩幅發(fā)射天線，在接收端同一地點裝上垂直極化和水平極化兩幅接收天線，就同一地點裝上垂直極化和水平極化兩幅接收天線，就可以得到兩路衰落特性互不相關(guān)的極化分量可以得到兩路衰落特性互不相關(guān)的極化分量。 這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間，缺點是這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間，缺點是由于發(fā)射功率要分配到兩幅天線上，將有由于發(fā)射功率要分配到兩幅天線上，將有3dB3dB的信號的信號功率損失。功率損失。6.6.場分量分集場分量分集 根據(jù)電磁場理論，電磁波的根據(jù)電磁場理論，電磁波的E E場和場和H H場載有相同場載有相同的消息，而反射機理是

15、不同的，例如，一個散射體的消息，而反射機理是不同的，例如，一個散射體反射反射E E波和波和H H波的駐波圖形相位相差波的駐波圖形相位相差9090，即當即當E E波為波為最大時，最大時，H H波最小。在移動信道中。多個波最小。在移動信道中。多個E E波和波和H H波波疊加結(jié)果表明疊加結(jié)果表明EzEz、HzHz和和HyHy的分量是互不相關(guān)的，因的分量是互不相關(guān)的，因此，通過接收三個場分量，也可以獲得分集的效果。此，通過接收三個場分量，也可以獲得分集的效果。場分量分集不要求天線間有實體上的間隔，因此適場分量分集不要求天線間有實體上的間隔，因此適用于較低的工作頻段（例如低于用于較低的工作頻段（例如低于

16、100MHz100MHz）。當工作）。當工作頻率較高時（頻率較高時（800900MHz800900MHz），空間分集在結(jié)構(gòu)上容），空間分集在結(jié)構(gòu)上容易實現(xiàn)。易實現(xiàn)。7.7.多徑分集多徑分集 移動臺接收到的信號是一個多徑衰落信號。通常移動臺接收到的信號是一個多徑衰落信號。通常這一多徑衰落信號的時延差很小且是隨機的，對于窄這一多徑衰落信號的時延差很小且是隨機的，對于窄帶系統(tǒng)帶系統(tǒng)( (如模擬如模擬TACSTACS、數(shù)字、數(shù)字GSMGSM系統(tǒng)），在同一地點，系統(tǒng)），在同一地點，到達的各路信號是相關(guān)的，無法分離。到達的各路信號是相關(guān)的，無法分離。 只有特定設(shè)計的擴頻信號才可以進行分離，分離只有特定設(shè)計

17、的擴頻信號才可以進行分離，分離的手段是相關(guān)接收。因此多徑分集也稱為碼分集它要的手段是相關(guān)接收。因此多徑分集也稱為碼分集它要求直擴系統(tǒng)餓時間（求直擴系統(tǒng)餓時間（T T）與帶寬（）與帶寬（W W）的積遠大于）的積遠大于1 1，即即TW1TW1， 使用使用RAKERAKE接收技術(shù)，利用偽隨機碼的相關(guān)性，對接收技術(shù)，利用偽隨機碼的相關(guān)性，對各路信號分別進行相關(guān)接收，提出不同時延的相關(guān)峰，各路信號分別進行相關(guān)接收，提出不同時延的相關(guān)峰，然后進行適當?shù)暮喜?，再進行信息解調(diào)。從而既克服然后進行適當?shù)暮喜?，再進行信息解調(diào)。從而既克服了多徑效應(yīng)的問題，又等效增加了接收功率（或發(fā)射了多徑效應(yīng)的問題，又等效增加了接

18、收功率（或發(fā)射功率）。功率）。 一般的分集技術(shù)把多徑信號作為干擾來處理，而一般的分集技術(shù)把多徑信號作為干擾來處理，而RAKERAKE接收機采取變害為利，即利用多徑現(xiàn)象來增強信接收機采取變害為利，即利用多徑現(xiàn)象來增強信號?，F(xiàn)以三條路徑為例簡述號。現(xiàn)以三條路徑為例簡述RAKERAKE接收機的工作原理，接收機的工作原理，如下圖如下圖3-233-23所示。所示。 圖圖3-32 3-32 移動臺接收機方框圖移動臺接收機方框圖 IF 帶通帶通IF 放大放大和帶通和帶通A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器相關(guān)器相關(guān)器 2搜尋相關(guān)器搜尋相關(guān)器相關(guān)器相關(guān)器 3相關(guān)器相關(guān)器 1反交織反交織維特比譯碼維特比譯碼聲碼器聲碼器控制微處理

19、器控制微處理器RF 輸出輸出869 894 MHz合合并并器器話音輸出話音輸出第一振蕩器第一振蕩器第二振蕩器第二振蕩器基本原理如下：基本原理如下：移動臺移動臺RAKERAKE接收部分主要由相關(guān)器接收部分主要由相關(guān)器1 1 3 3、搜尋相關(guān)器、搜尋相關(guān)器和合并器等組成。和合并器等組成。偽隨機碼調(diào)制過的信號由發(fā)端發(fā)射，經(jīng)多條不同的偽隨機碼調(diào)制過的信號由發(fā)端發(fā)射，經(jīng)多條不同的路徑延時和損耗后與噪聲一起進入接收機，經(jīng)過變路徑延時和損耗后與噪聲一起進入接收機，經(jīng)過變頻、中頻放大和頻、中頻放大和A AD D變換后，進入變換后，進入RAKERAKE接收部分。接收部分。該部分的搜尋相關(guān)器從到達的各路信號中找出

20、三路該部分的搜尋相關(guān)器從到達的各路信號中找出三路最強的信號，并給出這三路信號中偽隨機碼的參考最強的信號，并給出這三路信號中偽隨機碼的參考相位，使本地碼的三個發(fā)生器的輸出碼相位分別與相位，使本地碼的三個發(fā)生器的輸出碼相位分別與這三路信號中的偽隨機碼同步，經(jīng)過各自解擴，相這三路信號中的偽隨機碼同步，經(jīng)過各自解擴，相關(guān)解調(diào)輸出同一信息的數(shù)據(jù)，經(jīng)相應(yīng)的合并后進行關(guān)解調(diào)輸出同一信息的數(shù)據(jù)，經(jīng)相應(yīng)的合并后進行譯碼。譯碼。 由于每一個相關(guān)器都等效一個接收機，三個由于每一個相關(guān)器都等效一個接收機，三個相關(guān)器等效三個接收機，其輸出經(jīng)合并后的信號相關(guān)器等效三個接收機，其輸出經(jīng)合并后的信號的信噪比得到了很大的改善（

21、一般平均有的信噪比得到了很大的改善（一般平均有3dB3dB的增的增益）。另外，搜尋相關(guān)器總是搜索和估計各路中益）。另外，搜尋相關(guān)器總是搜索和估計各路中最強的三個信號供其他三個相關(guān)器進行相關(guān)解調(diào)最強的三個信號供其他三個相關(guān)器進行相關(guān)解調(diào)，從而系統(tǒng)可以處于最佳的接收狀態(tài)。，從而系統(tǒng)可以處于最佳的接收狀態(tài)。2.1.3 2.1.3 幾種常用的隱分集技術(shù)幾種常用的隱分集技術(shù) 1 1、交織編碼技術(shù)、交織編碼技術(shù) 交織編碼的目的是把一個較長的連續(xù)突發(fā)差錯離交織編碼的目的是把一個較長的連續(xù)突發(fā)差錯離散成隨機的非連續(xù)差錯，再用糾正隨機差錯的編碼技散成隨機的非連續(xù)差錯，再用糾正隨機差錯的編碼技術(shù)消除隨機差錯。交織

22、深度越大，則離散度越大，抗術(shù)消除隨機差錯。交織深度越大，則離散度越大，抗突發(fā)差錯能力就越強，但處理時間也越長，從而造成突發(fā)差錯能力就越強，但處理時間也越長，從而造成數(shù)據(jù)傳輸時延增大，也就是說，交織編碼是以時間為數(shù)據(jù)傳輸時延增大，也就是說，交織編碼是以時間為代價的。因此交織編碼屬于時間隱分集。代價的。因此交織編碼屬于時間隱分集。交織編碼技術(shù)舉例如下：交織編碼技術(shù)舉例如下： 假設(shè)原始為假設(shè)原始為11100110110010101011001010111110011011001010101100101011，共計共計2828位，按位，按4 47 7矩陣排列，依次按行寫入發(fā)送矩矩陣排列，依次按行寫入發(fā)

23、送矩陣。如圖陣。如圖2-32-3（a a）所示。）所示。 圖2-3交織原理示意圖 假設(shè)由于某種干擾出現(xiàn)突發(fā)錯誤，即使假設(shè)由于某種干擾出現(xiàn)突發(fā)錯誤，即使7 7個碼元中個碼元中連續(xù)錯兩個或兩個以上時，接收端如果不采用交織編連續(xù)錯兩個或兩個以上時，接收端如果不采用交織編碼技術(shù)就不能正確恢復(fù)，出現(xiàn)碼字錯誤。為了提高糾碼技術(shù)就不能正確恢復(fù)，出現(xiàn)碼字錯誤。為了提高糾錯能力，在發(fā)端改變一下傳輸順序，即將圖錯能力，在發(fā)端改變一下傳輸順序，即將圖2-32-3（a a）中的數(shù)據(jù)用中的數(shù)據(jù)用“橫寫豎讀橫寫豎讀”法寫入塊交織器，這時交織法寫入塊交織器，這時交織器的輸出就是按圖器的輸出就是按圖2-32-3（b b）中的

24、左面第一列）中的左面第一列10101010，然，然后第二列后第二列l(wèi)l01ll01。這樣，。這樣，當所傳輸?shù)拇a序列連續(xù)錯當所傳輸?shù)拇a序列連續(xù)錯4 4個個碼元時，對應(yīng)的每個碼字只錯一個，已將連續(xù)錯碼分碼元時，對應(yīng)的每個碼字只錯一個，已將連續(xù)錯碼分散開來散開來，即它將一個突發(fā)信道改造成一個隨機獨立差即它將一個突發(fā)信道改造成一個隨機獨立差錯信道，通過分組碼糾錯技術(shù)、可以糾正少量的差錯錯信道，通過分組碼糾錯技術(shù)、可以糾正少量的差錯，從而糾正了突發(fā)性的連續(xù)差錯。，從而糾正了突發(fā)性的連續(xù)差錯。 交織陣列的行、列數(shù)越多，抗干擾能力越強交織陣列的行、列數(shù)越多，抗干擾能力越強。但是，只有在接收端收到最后一個數(shù)據(jù)

25、，才能。但是，只有在接收端收到最后一個數(shù)據(jù)，才能進行糾檢錯處理，從而造成數(shù)據(jù)傳輸時延增大。進行糾檢錯處理，從而造成數(shù)據(jù)傳輸時延增大。所以在設(shè)計交織編碼陣列時，應(yīng)該統(tǒng)籌考慮。所以在設(shè)計交織編碼陣列時，應(yīng)該統(tǒng)籌考慮。 2 2、跳頻技術(shù)、跳頻技術(shù) 瑞利衰落與信號頻率有關(guān)，不同頻率的信號遭受瑞利衰落與信號頻率有關(guān)，不同頻率的信號遭受的衰落不同。當兩個頻率相距足夠遠時，可認為它們的衰落不同。當兩個頻率相距足夠遠時，可認為它們的衰落是不相關(guān)的。的衰落是不相關(guān)的。通過跳頻，信號的所有突發(fā)脈沖通過跳頻，信號的所有突發(fā)脈沖不會被瑞利衰落以同一方式破壞不會被瑞利衰落以同一方式破壞，從而提高系統(tǒng)的抗，從而提高系統(tǒng)的

26、抗干擾能力?？梢?，調(diào)頻相當于頻率分集。干擾能力?？梢?，調(diào)頻相當于頻率分集。 調(diào)頻有慢跳頻（調(diào)頻有慢跳頻（SFHSFH）和快調(diào)頻（）和快調(diào)頻（FFHFFH）兩種。）兩種。慢跳頻慢跳頻的調(diào)頻速率低于信息比特率，即連續(xù)幾個信的調(diào)頻速率低于信息比特率，即連續(xù)幾個信息比特調(diào)頻一次。息比特調(diào)頻一次。GSMGSM系統(tǒng)中，傳輸頻率在一個完系統(tǒng)中，傳輸頻率在一個完整的突發(fā)脈沖傳輸期間保持不變，屬于慢跳頻。整的突發(fā)脈沖傳輸期間保持不變，屬于慢跳頻?？炜煺{(diào)頻調(diào)頻的跳頻速率高于或等于信息比特率，即每個信的跳頻速率高于或等于信息比特率，即每個信息比特跳頻一次以上。息比特跳頻一次以上。 跳頻的實現(xiàn)方式有兩種，跳頻的實現(xiàn)方

27、式有兩種，一是基帶跳頻一是基帶跳頻，它，它將話音信號隨著時間的變換使用不同頻率的發(fā)射將話音信號隨著時間的變換使用不同頻率的發(fā)射機發(fā)射，基帶跳頻適合于發(fā)射機數(shù)量較多的高話機發(fā)射，基帶跳頻適合于發(fā)射機數(shù)量較多的高話務(wù)量小區(qū)。務(wù)量小區(qū)。二是射頻跳頻二是射頻跳頻，又稱合成器跳頻，它，又稱合成器跳頻，它是話音信號使用固定的發(fā)射機，在一定跳頻序列是話音信號使用固定的發(fā)射機，在一定跳頻序列的控制下，頻率合成器合成不同的頻率來進行發(fā)的控制下，頻率合成器合成不同的頻率來進行發(fā)射。射。 射頻跳頻比基帶跳頻有更高的性能改善和抗同射頻跳頻比基帶跳頻有更高的性能改善和抗同頻干擾能力，但它只有當每個小區(qū)有頻干擾能力，但它

28、只有當每個小區(qū)有4 4個以上頻率個以上頻率時效果比較明顯，且所需用的合成器會引入一定的時效果比較明顯，且所需用的合成器會引入一定的衰落，減小覆蓋范圍。衰落，減小覆蓋范圍。 GSM GSM系統(tǒng)的跳頻是在時系統(tǒng)的跳頻是在時頻域內(nèi)的時隙和頻頻域內(nèi)的時隙和頻隙上同時進行的，即以一定的時間間隔不斷地在不隙上同時進行的，即以一定的時間間隔不斷地在不同的頻隙上跳變。為了保證在小區(qū)內(nèi)的跳頻信道之同的頻隙上跳變。為了保證在小區(qū)內(nèi)的跳頻信道之間不發(fā)生干擾，采用正交跳頻組網(wǎng)方式，即小區(qū)內(nèi)間不發(fā)生干擾，采用正交跳頻組網(wǎng)方式，即小區(qū)內(nèi)的跳頻圖案是相互正交的，從而不會使不同頻率用的跳頻圖案是相互正交的，從而不會使不同頻率

29、用戶的通信在同一個時戶的通信在同一個時- -頻隙內(nèi)發(fā)生碰撞。由于使用了頻隙內(nèi)發(fā)生碰撞。由于使用了跳頻技術(shù)，從而提高了系統(tǒng)頻譜利用率。跳頻技術(shù)，從而提高了系統(tǒng)頻譜利用率。3、直接序列擴頻技術(shù)、直接序列擴頻技術(shù) 直接序列擴頻（直接序列擴頻（DSSS），（），（Direct seqcuence spread spectrdm）是直接利用具有）是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與高碼率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜，而在收端，用相同的擴頻碼序擴展信號的頻譜，而在收端，用相同的擴頻碼序去進行解碼，把擴展寬的擴頻信號還原成原始的去進行解碼，把擴展寬的擴頻信號還原成原

30、始的信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，具體說，就是將信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，具體說，就是將信源與一定的信源與一定的PN碼（偽噪聲碼）進行摸二加。碼（偽噪聲碼）進行摸二加。 例如說在發(fā)射端將例如說在發(fā)射端將1用用11000100110，而將，而將0用用00110010110去代替，這個過程就實現(xiàn)了擴去代替，這個過程就實現(xiàn)了擴頻，而在接收機處只要把收到的序列是頻，而在接收機處只要把收到的序列是11000100110就恢復(fù)成就恢復(fù)成1是是00110010110就恢復(fù)就恢復(fù)成成0，這就是解擴。，這就是解擴。 這樣信源速率就被提高了這樣信源速率就被提高了11倍，同時也使處倍，同時也使處理增益達到理增益達到

31、10dB以上，從而有效地提高了整機倍以上，從而有效地提高了整機倍噪比。噪比。 因此，直擴系統(tǒng)隨著偽隨機碼字的加長，信因此，直擴系統(tǒng)隨著偽隨機碼字的加長，信噪比也會相應(yīng)的提高，但是要求的同步精度也就噪比也會相應(yīng)的提高，但是要求的同步精度也就高，因而同步時間就長。高，因而同步時間就長。2 2. .1.4 1.4 分集合并技術(shù)分集合并技術(shù) 在分集接收中，在接收端從不同的在分集接收中，在接收端從不同的N N個獨立信號個獨立信號支路所獲得的信號，可以通過不同形式的合并技術(shù)支路所獲得的信號，可以通過不同形式的合并技術(shù)來獲得分集增益。來獲得分集增益。 如果從合并所處的位置來看：合并可以在檢測如果從合并所處的

32、位置來看：合并可以在檢測器以前，即中頻和射頻上進行合并，且多半是在中器以前，即中頻和射頻上進行合并，且多半是在中頻上合并；也可以在檢測器以后，即在基帶上進行頻上合并；也可以在檢測器以后，即在基帶上進行合并。合并時采用的準則與方式主要可以分為三種合并。合并時采用的準則與方式主要可以分為三種：最大比值合并最大比值合并、等增益合并等增益合并和和選擇式合并選擇式合并。 MkkkMMtratratratratr12211)()()()()(假設(shè)假設(shè)M M個輸入信號電壓為個輸入信號電壓為r r1 1(t)(t)，r r2 2(t)(t)，r rM M(t)(t)，則合并器輸出電壓則合并器輸出電壓r(t)r

33、(t)為：為： （式2-1） 式中，式中，a ak k為第為第k k個信號的加權(quán)系數(shù)。個信號的加權(quán)系數(shù)。 1 1、最大比值合并、最大比值合并 最大比合并是在接收端有最大比合并是在接收端有N N個分集支路，經(jīng)過相個分集支路，經(jīng)過相位調(diào)整后，按適當?shù)脑鲆嫦到y(tǒng)，同相相加，再送入位調(diào)整后，按適當?shù)脑鲆嫦到y(tǒng)，同相相加，再送入檢測器進行檢測。利用許瓦茲不等式，設(shè)檢測器進行檢測。利用許瓦茲不等式，設(shè)N N為每支路為每支路噪聲功率，可以證明當可變加權(quán)系數(shù)為噪聲功率，可以證明當可變加權(quán)系數(shù)為 時，時，分集合并后的信噪比達到最大值分集合并后的信噪比達到最大值( )iir taN 最大比合并的平均輸出信噪比、最大比合并增最大比合并的平均輸出信噪比、最大比合并增益分別如益分別如 （式（式 2 2- -2 2）、（式）、（式 2 2- -3 3）所示。）所示。 SNRMSNRRMSNRSNRKRR（式2-2） （式2-3） 可見信噪比越大，最大比合并對合并后的信號可見信噪比越大，最大比合并對合并后的信號貢獻越大；另外平均輸出信噪比隨貢獻越大；另外平均輸出信噪比隨M M（分集支路數(shù)目）分集支路數(shù)目）的增加而增加。的增加而增加。 2 2 、等增益合并、等增益合并 等增益合并是各支路的信號等增益相加，