3MIMO系统的移动终端单元天线设计(11)

论文

第二章分集技术与ＭＩＭＯ系统

第二章分集技术与ＭＩＭＯ系统

分集技术是移动通信的一种抗衰落技术，是一种用相对较低廉的投资就可以

大幅度的改进无线链路性能的强有力的技术。分集技术通过查找和利用自然界无

线传播环境中相关系数较低的多径信号来实现。在信号载体（电磁波）的无线传播

过程中，因为反射、折射和衍射等在发射端和接收端会产生多条低相关的信道，

如果一条无线传播路径中经历了深度衰落，而另一条相对独立的路径中可能仍包

含着较强的信号，因此可以在多个信号中选择两个或更多的信号进行合并，这样

可以同时提高接收端的瞬时信噪比和平均信噪比，一般可提高２０ｄＢ到３０ｄＢ。分集

技术本质就是利用两个或更多的不相关信号进行处理。

２．１分集技术简介

无线信道中，衰落是影响通信可靠性和有效性的最根本的因素。因为电磁波

传播环境的复杂性导致无线信道呈现出很强的随机时变性，这种随机性和时变性

大致可以分为四类：自由空间传播损耗与弥散，阴影衰落、多径衰落和多普勒影

响。在无线系统工程的角度，前两种属于大尺度效应，主要影响无线通信的距离

或者无线电波的覆盖范围，通过合理的天线布局等设计可以消除其不利影响；而

后两者属于小尺度效应，在数十个波长范围或极短时间内呈现快速剧烈的随机起

伏，从而严重影响信号的传输质量，并且不能通过简单地提高发射功率加以消除。

在本文中主要考虑多径效应。在信号载体（电磁波）的无线传播过程中，因为反射，

折射，衍射等，在发射端和接收端会产生多条信道，由于电波通过各个路径的距

离不同，因而各条路径中发射波的到达时间、相位都不相同。不同相位的多个信

号在接收端叠加，如果同相叠加则会使信号幅度增强，而反相叠加则会削弱信号

幅度，这样，接收信号的幅度将会发生急剧变化，就会产生多径衰落。

由上面的分析可知由于存在多径效应与时变性，无线衰落信道中的信号会受

到严重的衰减。这种衰减使得接收端可能不正确地判断发送信号，除非有其它的

衰减程度比较小的信号副本提供给接收机，这种方法就被称为分集。分集技术的

基本原理如下：接收来自多个信道（时间、频率或者空间）的承载同一信息的多个独

立的信号副本，由于各个信号不可能同时处于深衰落情况中，因此在任意给定的７

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