多信道合并算法演示

（優(yōu)選）多信道合并算法目前一頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點主要內(nèi)容1.多信道傳輸?shù)谋尘?.分集技術(shù)3.合并方式4.合并方式的性能比較目前二頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點1.多信道傳輸?shù)谋尘?/p>

我們知道，為了提高移動通信系統(tǒng)的性能，可以采用信道均衡和信道編碼來改進接收信號質(zhì)量，其中，信道均衡用于補償時分信道中由于多徑效應而產(chǎn)生的碼間干擾，信道編碼通過加入冗余的數(shù)據(jù)位來改目前三頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點善通信鏈路的性能。

我們知道，當信道出現(xiàn)深度衰落時，接收到的信號受到很大衰減，從而出現(xiàn)嚴重誤碼。這時，如果我們提供多條獨立衰落信道，使同樣得信號在這些信道上傳輸，然后把從這些信道上接收到的信號接收后再進行判決。目前四頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點由于多條獨立衰落信道同時發(fā)生深度衰落的概率必然是比較小的，所以分集技術(shù)可顯著改善誤碼性能，從而可以補償衰落信道的損耗。目前五頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點2.分集技術(shù)2.1.分集的概念

在多路不相關(guān)的衰落路徑上傳送相同的信號然后合并。分集有兩重含義：一是分散傳輸，使接收端能獲得多個統(tǒng)計獨立的、攜帶同一信息的衰落信號；

目前六頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點

二是集中處理，即接收機把收到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進行合并以降低衰落的影響。因此，要獲得分集效果最重要的條件是各個信號之間應該是“不相關(guān)”的。目前七頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點2.2.分集方式有數(shù)種分集方式來構(gòu)造獨立衰落的信道，其中常見的分集方式如下。

（1）.頻率分集頻率分集是將數(shù)字信息調(diào)制在L個載波上傳輸，這些載頻間的間隔不小于信道的相關(guān)帶寬。這時L個對應了L條獨立衰落信道。

目前八頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點(2).時間分集時間分集是將同樣的數(shù)字信息在L個不同時隙發(fā)送，這些時隙的間隔不小于信道的相干時間，于是這L個時隙對應了L條獨立衰落信道。

（3).多天線空間分集用相隔一定間距的多根天線接收信號，或者發(fā)送信號，如果天線間的間隔至少在10個波長以上，則都可以獲得獨立衰落信道。目前九頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點（4）Rake接收

當發(fā)送信號的帶寬遠遠超過信道相干帶寬時，因為這時信號可以分離出多徑分量，從而可以提供多條獨立衰落信號路徑，也稱為路徑分集。目前十頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點3.分集技術(shù)中的合并方式

接收端收到M(M≥2)個分集信號后，如何利用這些信號以減小衰落的影響，這就是合并問題。合并的方式有以下幾種。目前十一頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點1.選擇性合并

信號在L條獨立衰落信道上傳輸，設(shè)第k條信道的等效低通輸出為：其中和分別表示第k條衰落信道的幅度衰和相移；是等效低通復高斯噪聲，設(shè)它的實部和虛部的功率譜密度均為

目前十二頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點于是第k條信道接收機的輸出信噪比為:

其中為復包絡信號的能量。選擇合并器通過測量各條支路的信噪比，選擇其中最大信道比支路的輸出進行判決。目前十三頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點2.最大比合并（MRC算法）

在最大比合并中，合并器把各衰落支路所接收到的信號線性組合，即

（2-1）選擇合并系數(shù)使

的信噪比最大，所以最大比合并是一種最佳的合并器。目前十四頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點式（2-1）中得信號分量為

(2-2)噪聲分量為

（2-3）由于相互獨立，所以噪聲總功率為：

（2-4）于是輸出信噪比為：

（2-5）目前十五頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點利用Schwartz不等式，有

（2-6）式（2-6)成立的充分條件為現(xiàn)令

（2-7）

（2-8）目前十六頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點代入式（2-6）得到

（2-9）所以

（2-10）當選擇

（2-11）時，式（2-10）等號成立，也就是說這時合并器輸出地信噪比是最大的，等于各支路信噪比之和。目前十七頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點達到信噪比最大的條件是加權(quán)系數(shù)的相位為，正好抵消衰落的相位偏移，使得各支路信號同相相加。同時加權(quán)系數(shù)的幅度與成正比，所以強信號的加權(quán)系數(shù)大，進一步削弱了各支路的噪聲。目前十八頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點3.等增益合并

在等增益合并中，每個分支進行相位校正，使各支路信號同相相加，但各分支的增益加權(quán)系數(shù)是相等的，所以這時的合并系數(shù)為。于是合并器的輸出為：

目前十九頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點4.平方律合并在非相干解調(diào)中，往往完全不估計衰落信道參數(shù)和，而是把接收機把各支路接收到的等效低通信號平方后直接相加起來進行包絡檢波。這時送給平方律檢波器的信號為：目前二十頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點4.合并方式的性能比較在數(shù)字通信中，多徑信號的合并一般放在各支路解調(diào)以后，對各支路的輸出判決量進行合并。對于相干解調(diào)情況，接收機可以估計信道的相移，合并器對解調(diào)輸出進行相位校正，然后加權(quán)求和，這就是等增益合并。目前二十一頁\總數(shù)二十三頁\編于二十一點如果在接收機中不僅可以估計出衰落信道的相移，而且也克估計出信號的幅度衰減，在合并器中經(jīng)過相位校正的信號按信