多普勒效应与多径衰落对移动通信的影响 (5)

白茶与风 分享 2020-06-28 下载文档

前,选择该信号作为输出信号。当SNR 低于设定的门限时,接收机开始重新扫描并切换到另一个分支,该方案也称为扫描合并。由于切换合并并非连续选择最好的瞬间信号,因此它比选择合并可能要差一些。但是,由于切换合并并不需要同时连续不停的监视所有的分集支路,因此这种方法要简单得多。

对选择合并和切换合并而言,两者的输出信号都是只等于所有分集支路中的一个信号。另外,它们也不需要知道信道状态信息。因此,这两种方案既可用于相干调制也可用于非相干调制。 这里比较的主要是最大比合并,等增益合并,选择式合并在这三种合并方式中,最大比值合并的性能最好,选择式合并的性能最差。当N较大时,等增益合并的合并增益接近于最大比值合并的合并增益。 6 MIMO

MIMO 表示多输入多输出。MIMO 有时被称作空间多样,因为它使用多空间通道传送和接收数据。只有站点或接入点支持 MIMO 时才能部署 MIMO。MIMO 的优点是能够增加无线范围并提高性能。连接到老的 802.11g 接入点的 802.11n 站点能够以更高的速度连接到更远的距离。例如,如果使用老站点,从 25 英尺的距离连接到接入点的速度是 1Mbps;而使用 802.11n MIMO 时站点的速度为 2Mbps。增加到 2Mbps 的范围,允许用户在更远的距离保持连接。 无线电发送的信号被反射时,会产生多份信号。每份信号都是一

个空间流。使用单输入单输出(SISO)的当前或老系统一次只能发送或接收一个空间流。MIMO 允许多个天线同时发送和接收多个空间流。它允许天线同时传送和接收。

老接入点到老客户端 - 只发送和接收一个空间流

MIMO 接入点到 MIMO 客户端 - 同时发送和接收多个空间流

可以看出,此时的信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量,在不增加带宽和天线发送功率的情况下,频谱利用率可以成倍地提高。 利用MIMO技术可以提高信道的容量,同时也可以提高信道的可靠性,降低误码率。前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益,后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。通常,多径要引起衰落,因而被视为有害因素。然而研究结果表明,对于MIMO系统来说,多径可以作为一个有利因素加以利用。MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线和多通道,MIMO的多入多出是针对多径无线信道来说的。传输信息流s(k)经过空时编码形成N个信息子流ci(k),I=1,……,N。这N个子流由N个天线发射出去,经空间信道后由M个接收天线接收。多天线接收机利用先进的空时编码处理能够分开

并解码这些数据子流,从而实现最佳的处理。

特别是,这N个子流同时发送到信道,各发射信号占用同一频带,因而并未增加带宽。若各发射接收天线间的通道响应独立,则多入多出系统可以创造多个并行空间信道。通过这些并行空间信道独立地传输信息,数据率必然可以提高。

MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化,从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。

7.分集技术与分集改善效果

分集改善效果指采用分集技术与不采用分集技术两者相比,对减轻深衰落影响所得到的效果(好处)。为了定量的衡量分集的改善程度,常用标称改善效果,即用分集增益和分集改善度这两个指标来描述。

7.1.分集增益定义

分集增益是指在某一累积时间百分比内,分集接收与单一接收时的收信电平差。这一电平差越大,分集增益越高,说明分集改善效果越好。

7.2.分集改善度定义

分集改善度是指在某一相对的收信电平时,单一接收与分集接收的衰落累积时间百分比之比。其比值越大,说明分集改善效

果越好。 总结

本文主要讨论了移动通信中的多普勒效应以及多径衰落的影响以及解决他们的主要方法------分集复用与合并技术,这些技术目前已经广泛的应用于2G于3G之中,此外,MIMO与OFDM技术在抗信道衰落及提高数据传输速率方面表现出了非常好的性能,这也是目前通信领域的一大热点,由于时间和篇幅的关系,在这里就不再赘述。

参考文献

《高速移动通信中的多普勒频移问题》......北京交通大学 解坤 《通信分集技术》

《高速移动场景下的覆盖解决方案》 《无线信道中的多普勒效应》 《4G移动通信中的空间分集技术》 《抗多径衰落技术》 《快衰落与慢衰落》


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