第4章抗衰落技术.ppt

1、第四章抗衰退技术，牙齿章节表明，衰退是移动通信信道的基本特征。多径传播不仅使接收信号发生多普勒频率和数十万亿的深度衰退，还引起数微秒的延迟差异。这种影响会降低传输性能，并导致严重的代码间干扰(ISI)牙齿，从而提高数字信号位错误率。影子效应和天气条件的变化会导致信号宽度的减少和相位的变化。这是影响移动通信系统接收性能的移动信道独有的功能。牙齿章节建议，为了提高移动通信系统的性能，使用分集、信道均衡和信道编码技术提高接收信号质量。牙齿三种茄子技术的共同特点都是适应通道衰落、延迟扩张和通道时间特性的方法。交错技术是通过更改通道特性来解决突然干扰引起的一系列错误代码问题。第4章防衰落技术、4.1防衰

2、落技术概述4.2分集接收技术*4.3平衡基本概念、4.1防衰落技术概述、移动通信系统中发送的信号通过反射、散射等传播、图4-1移动信道中的典型衰落信号、4.1防衰落技术概述、移动通信信道中除多径衰落外还有阴影衰落气象条件等变化也会影响信号传播，使接收到的信号的振幅和相位发生变化。为了提高移动通信系统的性能，分集、均衡和信道编码技术可以单独或组合使用，以提高接收信号的质量。1分集技术，分集技术用于补偿衰落信道的损失，通常通过两个或多个接收天线实现。基站和移动台的接收器都可以应用分集技术。分集技术多种多样，主要可以分为两个茄子主要类别：显式分集和隐藏式分集。1分集技术，显式分集：包括空间分集、天线

3、极化分集、频率分集、时间分集等。隐藏分集：在传输信号(例如交错编码、直接扩散频谱、RAKE接收技术等)中隐藏分集。2均衡技术，均衡技术补偿了分时信道中多径效应引起的代码间干扰(ISI)。三通道编码、通道编码通过在发送信息时添加重复的数据位提高通信链路的性能。4.2分集接收技术，4.2.1分集技术的基本概念和方法4.2.2分集信号的集成技术4.2.3分集系统的性能*4.2.4 RAKE接收器*4.2.5分集技术，4，1空间分集，发射器1个发射天线，接收端使用多个天线。接收侧天线之间的距离D必须足够大，以使每个接收天线输出信号的衰退特性徐璐独立。1空间分集，空间分集的原理如图4-2所示。图4-2空

4、间分集图表、1空间分集、移动通信中的空间间隔越大，多径传播的差异越大，结束的关联性越小。要获得相同的相关系数，基站的两个分集天线之间的垂直距离必须大于水平距离。“1空间分集”(Space Diversity)，对于空间分集，分集的分支数m牙齿越大，分集的效果越好。但是，如果M牙齿较大(例如，M 3)，则分集的复杂性会增加，而分集的增加会随M牙齿的增加而减慢。2偏振分集，在移动环境中，在同一位置垂直于偏振方向的两个天线发出的信号表示没有相关的衰落特性。这样，在发送者的相同位置分别安装垂直极化天线和水平极化天线，就可以获得两个茄子衰变特性没有相关的信号。二极化分集、极化分集实际上是空间分集的一个特

5、例，极化分支只有两条路。优点：结构相对较小，节省空间。缺点：由于发送功率分配到两个天线，因此信号功率将损失3dB。根据三角分集、地形和建筑物等环境，到达接收端不同路径的信号可以来自不同方向。在接收端，使用定向天线分别指向不同的信号到达方向，则每个定向天线接收的多径信号没有相关地接收。4频率分集(Frequency Diversity)，分别在不同载波上发送要发送的信息，如果载波之间的间隔足够大(大于一致带宽)，接收端可以获得没有衰落特性的信号。优点：与空间分集相比，减少天线数量。缺点：要占用更多的频谱资源，发射器需要多个发射器。对于5小时分集(Time Diversity)、随机衰落信号，连续

6、采样振幅可确保时间间隔足够远(大于一致时间)的两个采样点没有徐璐相关。时间分集在时间上以一定的间隔反复传输给定的信号M次，就能得到M个独立的分集分支。5小时分集，与徐璐相关的时间与移动台运动速度成反比，因此当移动台静止时，时间分集基本上没有用。4.2.2分集信号的集成技术，在接收端获得M个独立的分支信号后，通过集成技术获得分集增益。根据接收端使用合并技术的位置，可以分为测试前合并技术和测试后合并技术。4.2.2分集信号的集成技术，图4-3空间分集的集成，4.2.2分集信号的集成技术，对于特定集成技术，通常有4种茄子类型。选择耦合最大比率耦合同增益耦合开关式耦合，1选择集成，图4-4选择集成的原

7、理，1选择集成，可以证明每个分支的平均噪声比。选择性合并的平均输出信噪比表示每个附加分集分支，输出信噪比的贡献仅是总分集分支数的倒数。合并增益包括：1选择性合并，图4-5分集合并后的平均信噪比提高程度，2最大比率合并，M个分集分支在相位调整后根据相应增益系数追加(检测前合并)，然后如图4-6所示发送到探测器。图4-6最大比率合并原理，2最大比率合并，合并信号的包络形式，ri是第一分支的信号振幅。Ai是第I条季度的增益系数。2最大比例合并，将每个分支的噪声功率设置为2，可以证明合并的信噪比达到了最大值。合并的输出可从上面查看。合并信号的振幅与每个分支的信噪比相关联，信噪比越大，合并信号的分支越大

8、。具体实现时，为了及时调整增益系数，需要实时测量每个分支的信噪比。三等增益合并、最大比率合并更难实时更改ai。一般来说，使ai成为常数，取ai=1是等值合并。等增益合并后的平均输出信噪比是三等增益合并，对于最大比率合并和等增益合并，可以使用下图所示的电路之一获得相同的加法。另外，通过在发射信号中插入传导系数，接收端可以提取传导量的相位信息，执行相同的添加。，图4-7相同曹征电路，三种茄子集成技术的比较，图4-5分集集成后平均信噪比的改善程度，如图所示，三种茄子集成方法中最大比率集成平均信噪比改善最多，其次是相同增益集成，最差是选择合并。4开关合并，当牙齿分支的瞬时包络低于预定的门限值时，将天线

9、开关放置在另一分支上。优点是只使用一个接收设备。图4-8交换机集成图表，4交换机集成，图4-9交换机集成输出包络，4交换机集成，图4-10切换发射天线交换机集成，4.2.3分集系统的性能，接收分集后比特误码率提高。图4-；4.2.3分集系统的性能，图4-11瑞利衰落中GMSK没有分集时的错误性能，4.2.4 RAKE接收器，1RAKE接收器的定义RAKE接收器是通过多个相关检测器接收和集成多径信号的每个路径信号。图4-12显示了CDMA系统中的RAKE接收器。图4-12 RAKE接收原理实施框图，1RAKE接收器的定义，RAKE接收器使用相关检测器检测多径信号中最强的m分支信号，然后加权每个R

10、AKE分支的输出，以提供比单分支信号更好的接收信噪比，然后基于此进行判断。2RAKE接收器的分支集成技术可分为字典测试集成技术和测试后集成技术，具体取决于接收端使用合并技术的位置。图4-13空间分集的集成，3RAKE接收的工程实现，(1)IS-95中基站RAKE接收的总体实施方案，图4-14 IS-95中基站RAKE接收的整个方框，3RAKE接收的工程实现，(2)检索搜索更换切换。3RAKE接收工程实施，(4)IS-95移动台RAKE接收上述所述基站RAKE是上行(反向)信道，上行信道是基站用于接收多个用户信号的“多点到点”通信链路。移动台RAKE接收属于下游(前)信道，下游信道是“一对多”通

11、信链路，多个用户用于从同一基站接收信号。*4.2.5隐藏分集技术、隐藏分集技术是透过单一天线接收讯号来实现分集的技术。分集隐含在传输信号的方式中，接收端使用信号处理技术实现分集。1交错编码技术，交错编码的目的是将长突发错误分为随机错误，并使用纠正随机错误的编码(FEC)技术消除随机错误。以线性组码为例，首先将K位信息编译为具有T位纠错功能的N位代码单词的组码(N，K，T)，然后将代码字符序列构造为交错代码矩阵。2跳频技术，数字移动通信中使用跳频技术，防止多径、抗干扰和衰落。2跳频技术，(1)防跳频多径防跳频多径原则是，在发射信号载波频率为零的情况下，在多径传播环境存在的情况下，根据多径延迟，信

12、号到达接收端的时间优先。如果接收机在收到第一个到达的信号后立即将载波频率跳至另一个频率1，则可以避免由于多径延迟而引起的对接收信号的干扰。2跳频技术，(2)利用跳频图案对信道干扰的正交性配置正交跳频网络，以避免由于频率重用而引起的同频干扰。利用跳频技术配置准正交跳频网络，可以离散同频干扰。也就是说，通过减少同频干扰的匹配次数，可以减少同频干扰的影响。2跳频技术，(3)跳频抗衰落频率衰落意味着频率选择性衰落。防止跳频的原理是，当跳频的频率间隔大于信道相关带宽时，每个跳频驻留时间内的信号是徐璐独立的。也就是说，徐璐在其他载波频率上同时衰退的可能性极小。，3直接序列扩散频谱技术，(1)直接序列扩散频

13、谱反多径原则是，当直接序列扩散频谱信号的代码表(chip)宽度Tc小于或等于最小多径延迟差时，接收方使用直接扩展信号的自相关特性执行相关扩展后，检测有用的信号，具有防止多径的功能。3直接序列扩散频谱技术，(2)直接序列扩散频谱抗干扰直接序列扩散频谱防蜂窝系统内外干扰原理，还可以利用DSSS信号的自相关特性，通过相关接收和窄带通滤波器检测有用信号，窄带干扰和多址干扰被视为背景噪声。抗干扰能力可以用直接序列扩散频谱处理增益来表示。3直接序列扩散频谱技术，(3)直接序列扩散频谱抗衰落直接序列扩散频谱抗衰落意味着反频率选择性衰落。3直接序列扩散频谱技术，图4-16慢频扩散深衰落影响的示意图，*4.3平

14、衡基本概念，平衡有两条茄子基本路径。频域平衡允许包括均衡器在内的整个系统的总传输函数(包括无失真传输条件)。第二个平衡路径是时域平衡。即，在时间响应中直接考虑，包括均衡器在内的整个系统的冲击响应满足无码间串扰条件。*4.3平衡基本概念，当前时变时间序列适应处理和分析问题。需要自适应均衡器的三个茄子特征是快速初始收敛特性、良好的跟踪通道时变特性和可能的低计算量。时域均衡系统的主体是侧过滤器。*4.3平衡基本概念，*4.3平衡基本概念，图4-17横向滤波器，*4.3平衡基本概念整个传输系统根据奈氏的第一标准构建时，收发滤波器的传输函数围绕奈氏频率fH对称滚动，牙齿理想传输系统传输时，失真，牙齿实际

15、系统的脉冲响应为x(t)。*4.3平衡基本概念，水平过滤器消除了控制长度NN内符号之间的干涉，从而大大减少了整个符号之间的干涉。水平均衡器达到的牙齿状态称为“收敛”。一般来说，水平均衡器中的制表符越多，控制范围越大，平衡效果越好。但是抽得越多，费用越高，调整也就越困难。过多的攻丝是不现实的。(David aser，Northern Exposure，(美国电视电视剧)，*4.3平衡基本概念，算法调整是由曹征标准决定的。在不同的角度和要求下，进行了各种均衡器的结构和曹征算法设置，但基于此的曹征指令(即要实现的目的)没有改变。这是最低峰值失真准则和最低平均失真准则。均衡器的任务是在输入波形给定的条

16、件(即给定的初始失真D0)下解决最佳提取增益系数CK，从而将均衡器的这种曹征标准称为峰值失真最小化标准。名片使用礼仪名片象征着现代社会一个人的身份，是人们社交活动的重要工具。因此，个人名片的设计、名片的传达、接受、保管也要重视社交礼仪。个人名片的设计：好名片必须能巧妙地展现名片的原始功能和精致设计。名片设计的主要目的是加深印象，同时能迅速想起专业性和兴趣，因此引人注目的名片活泼有趣是共同点。名片总是和信封信纸一起设计。设计时除了要参考别人的意见外，还要参考很多别人的名片。因为精致的设计不知不觉中能提高对方的信任感，所以名片设计的内容要有条不紊地进行。在名片递送：社交场合，名片制作是介绍自己的简单方法。交换名片的顺序一般是在客人先酒后。身份低的人首先，身份高的人其次。与大家交换名片的时候，要按照职位的高低顺序，或者近、远的顺序依次进行，不要误以为对方有厚的感觉。(威廉莎士比亚，哈姆雷特)送货的时候，要面对名片