欢迎来到通信人在线![用户登录] [免费注册]

抗衰落技术简介

浏览:9102  来源:通信人在线  日期:2018-01-23

无线信道具有时变多径衰落特性,克服多径衰落(MFMultipath Fading)的技术有跳频技术、信道的分集接收技术和自适应均衡技术。

一、分集技术

分集技术(Diversity Techniques)就是利用多条具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径来传输相同信息,并在接收端对这些信号进行合并(Combining),以便降低多径衰落的影响,改善传输的可靠性。分集技术可通过频域、时域和空域等方法来实现,具体包括空间分集、时间分集和频率分集等几种方法。

1、空间分集

空间分集(Space Diversity)是在发端使用一副发射天线,接收端使用多副接收天线,并且接收端天线的间隔足够大(dλ/2),从而保证各接收天线输入信号的衰落特性相互独立。采用分集接收合并技术使输出较强的有用信号,降低了传播因素的影响,由于深衰落不可能同时发生,分集便能把衰落效应降低到最小。

对空间分集而言,分集的支路数越大,分集效果越好。但当分集的支路数较大(M>3)时,分集的复杂性增加。

2、时间分集

时间分集(Time Diversity)就是将给定的信号在时间上相隔一定的间隔重复传输多次,只要时间间隔大于相干时间,就可以得到多条独立的分集支路。由于相干时间是与移动台的运动速度成反比,因此,当移动台处于静止状态时,时间分集基本上不起作用。

Rake接收分集是时间分集在宽带移动系统中的应用的一种形式,Rake接收机通过多个相关检测器接收多径信号中各路信号,对它们同相处理后进行分集合成。Qualcomm CDMA系统利用基站和移动台的Rake接收机完成时间分集接收与合并,从而达到抗多径干扰的目的。

3、频率分集

频率分集(Frequency Diversity)是将要传输的信息分别以不同的载频发射出去,只要载频的间隔大于相干带宽,那么在接收端就可以得到衰落特性不相关的信号。与空间分集相比,减少了天线的数目。但缺点是要占用更多的频谱资源,在发端需要多部发射机。

在接收端取得多条相互独立的支路信号后,可以通过合并技术来得到分集增益。合并技术有选择式合并(Selection Combining)、最大比合并(Maximal Ratio Combining)、等增益合并(Equal Gain Combining)以及开关合并(Switched Combining)它们的释义详见下表1-3

1-3:合并技术的种类及释义

二、均衡技术

在带宽受限且时间扩散的无线移动信道中,由于多径影响而导致的码间干扰会使传输的信号产生变形,从而在接收时产生误码。所以码间干扰被认为是在移动无线通信信道中传输高速率数据时的主要障碍,而均衡正是解决码间干扰的一项技术。任何能够减小码间干扰的信号处理操作都可以认为是一种均衡,它可以在接收端的基带或者射频部分实现。

均衡技术可以分为线形均衡和非线性均衡。如果接收信号经过均衡后,再经过判决器的输出被反馈给均衡器,并改变了均衡器的后续输出,那么均衡器就是非线性的,否则就是线性的。常用的非线性算法有判决反馈均衡(DFEDecision Feedback Equalization)、最大似然符号检测及最大似然序列估值(MLSEMaximum Likelihood Sequence Estimate)。显然,非线性均衡有着比线性均衡更好的性能,尤其是在信道中有深度衰落导致失真太严重的时候。均衡器一般可以用线性横向滤波器或格型滤波器实现。

由于移动衰落信道具有随机性和时变性,这就要求均衡器必须能够实时地跟踪移动通信信道的时变特性,这种均衡器被称为自适应均衡器。自适应均衡器一般包含两种工作模式,即训练模式和跟踪模式。首先,发射机发射一个已知的、定长的训练序列,以便接收机的均衡器可以完成正确的设置。典型的训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定的数据位,而紧跟在训练序列之后被传送的是用户数据。接收机的均衡器将通过递归算法来评估信道特性,并且修正均衡滤波器的参数以对信道进行补偿。在设计训练序列时,要求做到即使在最差的信道条件下,均衡器也能够通过这个序列得到正确的滤波器系数,从而在收到训练序列后,均衡器的滤波系数已经接近于最佳值。当接收用户数据时,均衡器通过均衡的自适应算法不断改变滤波特性,从而跟踪不断变化的信道。近年来,盲均衡在通信和信号处理领域受到了普遍关注,盲均衡是指均衡器能够不借助训练序列,而仅仅利用所接收到的信号序列即可对信道进行自适应均衡,从而节省带宽。

均衡的算法有多种,即最小均方误差算法(Least Mean Square ErrorLMSE)、递归最小二乘法(Recursive Least SquareRLS)、快速递归最小二乘法(Fast RLS)、平方根递归最小二乘法(Square Root RLS)和梯度递归最小二乘法(Gradient RLS)等。

欲进一步了解关于无线信道与信道估计介绍请进入

附录
本文的附表2018-01-23
联合国儿童基金会保障
© 2004-2024 通信人在线 版权所有 备案号:粤ICP备06113876号 网站技术:做网站