分集技術(shù)

移動通信網(wǎng)中如何保證信號傳輸鏈路的可靠性，是一項重要指標。為了達到這一目的，可以通過多種技術(shù)來實現(xiàn)，從影響接收端信號功率的三個主要因素來分析：第一、自由空間的傳播損耗和彌散，這可通過加大發(fā)射機功率來改善；第二、地形起伏、建筑物及障礙物的遮擋引起的陰影衰落，這可通過“宏分集”技術(shù)來改善；第三、在傳輸路徑中各種物體產(chǎn)生的直射波、反射波和散射波的相互影響，即多徑衰落，以及多普勒頻移產(chǎn)生的損耗，這可通過“微分集”技術(shù)來改善。從以上的分析可以看出，分集技術(shù)對改善無線傳輸鏈路的性能可以起到很大的作用。
分集技術(shù)是指通過查找和利用自然界無線傳播環(huán)境中獨立的（至少是高度不相關(guān)的）多徑信號來實現(xiàn)，簡單的說，如果一條無線傳播路徑中經(jīng)歷了深度衰落，而另一條相對獨立的路徑中可能仍包含著較強的信號，因此可以在多個信號中選擇兩個或更多的信號進行合并，這樣可以同時提高接收端的瞬時信噪比和平均信噪比，一般可提高20dB到30dB。分集技術(shù)是移動通信的一種抗衰落技術(shù)，是一種用相對較低廉的投資就可以大幅度的改進無線鏈路性能的強有力的接收技術(shù)。分集技術(shù)就是利用兩個或更多的不相關(guān)信號進行處理，不相關(guān)信號的采集可以通過空域、時域和頻域三種方式實現(xiàn)，具體的實現(xiàn)方法有以下幾種：
第一、空間分集。也稱天線分集，是移動通信中使用較多的分集形式，簡單的說，就是采用多付接收天線來接收信號，然后進行合并。為保證接收信號的不相關(guān)性，這就要求天線之間的距離足夠大，在理想情況下，接收天線之間的距離只要波長λ的一半就可以了。
第二、極化分集。在移動環(huán)境下，空中的水平路徑和垂直路徑是不相關(guān)的，因而信號也呈現(xiàn)不相關(guān)的衰落特性。這就可在發(fā)射和接收端各裝兩付天線，一個水平極化天線，一個垂直極化天線，這就可以得到兩個不相關(guān)的信號。這一技術(shù)在蜂窩移動用戶激增時，在改進鏈路的傳輸效率和提高容量方面有很明顯的效果。
第三、角度分集。信號在傳輸過程中受環(huán)境的影響，使得到達接收的信號不可能是同方向的，這樣在接收端安裝方向性天線就可得到不相關(guān)的信號進行合并。
第四、頻率分集。理論上，不相關(guān)信道產(chǎn)生同樣衰落的概率是各自產(chǎn)生的衰落概率的乘積。頻率分集是指在多于一個載頻上傳送信號，其原理是基于在信道相干帶寬之外的頻率上不會出現(xiàn)同樣的衰落。這一技術(shù)比空間分集節(jié)省天線數(shù)目，缺點是不僅需要占用更多的頻譜資源，而且需要有和頻率分集中采用的頻道數(shù)相等的若干個接收機，但對于特殊業(yè)務(wù)，這個費用也許是值得的。這一技術(shù)經(jīng)常用在頻分雙工（FDM）方式的視距微波鏈路中，在實際應(yīng)用中，有一種工作方式被稱作1:N保護交換方式。
第五、時間分集。對于一個隨機衰落的信號，若對其振幅進行順序取樣，對時間間隔大于相干時間的兩個樣點是互不相關(guān)的。這一技術(shù)是指以超過信道相干時間的時間間隔重復(fù)發(fā)送信號，以便讓再次收到的信號有獨立的衰落環(huán)境，從而產(chǎn)生分集效果。時間分集的性能基本由移動臺的運動速度決定，也就是說決定于重復(fù)發(fā)送信號之間的衰落特性，若移動臺是靜止的，時間分集就失效了，因為相干時間是和移動臺的運動速度成反比的。實踐證明，當移動臺的運動速度大于40Km/h，時間分集能獲得很好的效果。這一技術(shù)已經(jīng)被大量應(yīng)用于擴頻CDMA的RAKE接收機中，以處理多徑信號。

• 通信詞典解釋