移动通信第四版学习课件(李建东郭梯云)第4章.ppt

(2) 频率分集。 由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的， 因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息， 以实现频率分集。 根据相关带宽的定义， 即 (5) 角度分集。 角度分集的作法是使电波通过几个不同路径， 并以不同角度到达接收端， 而接收端利用多个方向性尖锐的接收天线能分离出不同方向来的信号分量； 由于这些分量具有互相独立的衰落特性， 因而可以实现角度分集并获得抗衰落的效果。 (2) 最大比值合并。 最大比值合并是一种最佳合并方式， 其方框图如图 4 - 3 所示。 为了书写简便， 每一支路信号包络rk(t)用rk表示。 每一支路的加权系数ak与信号包络rk成正比而与噪声功率Nk成反比， 即 (3) 等增益合并。 等增益合并无需对信号加权， 各支路的信号是等增益相加的， 其方框图如图 4 - 4所示。 等增益合并方式实现比较简单， 其性能接近于最大比值合并。 等增益合并器输出的信号包络为 则 并令平均信噪比为 ， 则 2. 最大比值合并的性能 最大比值合并器输出的信号包络如式(4 - 6)所示， 即 由于各支路信噪比为 根据许瓦尔兹不等式 利用上述关系式， 代入式(4 - 18)得 综上所述， 最大比值合并时各支路加权系数与本路信号幅度成正比， 而与本路的噪声功率成反比， 合并后可获得最大信噪比输出。 若各路噪声功率相同， 则加权系数仅随本路的信号振幅而变化， 信噪比大的支路加权系数就大， 信噪比小的支路加权系数就小。 最大比值合并的信噪比γR的概率密度函数为 由上式画出的最大比值合并分集系统的累积概率分布曲线如图 4 - 6 所示。 不难得知， 在同样条件下， 与图 4 - 5 所示的选择式合并分集系统相比， 最大比值合并分集系统具有较强的抗衰落性能。 例如， 二重分集(M=2)与无分集(M=1)相比， 在超过纵坐标概率为99%情况下有13dB增益， 优于选择式合并分集系统(10 dB增益)。 3. 等增益合并的性能 等增益合并意为各支路的加权系数ak(k=1, 2, …, M)都等于1， 因此等增益合并器输出的信号包络rE如式(4 - 7)所示， 即 4. 平均信噪比的改善 所谓平均信噪比的改善， 是指分集接收机合并器输出的平均信噪比较无分集接收机的平均信噪比改善的分贝数。 (1) 选择式合并的改善因子 。 在选择式合并方式中， 由信噪比γS的概率密度P(γS)可求得平均信噪比为 式中， P(γS)可由式(4 - 15)求得， 即 由上式可见， 选择式合并的平均信噪比改善因子随分集重数(M)增大而增大， 但增大速率较小。 改善因子常以dB计， 即式(4 - 28)可写成 (2) 最大比值合并的改善因子 。 由式(4 - 20)可知 由上式可知， 最大比值合并的信噪比改善因子随分集重数的增大而成正比地增大。 以dB计时可写成 (3) 等增益合并的改善因子 。 等增益合并时， 由式(4 - 24)可知 (4 - 34) 例 4 - 1 在二重分集情况下， 试分别求出三种合并方式的信噪比改善因子。 解 由式(4 - 28)可知 由式(4 - 35)可知 在瑞利衰落信道中， 需用平均误码率表征， 记作Pe， 即 在选择式合并方式中， P(γ)即为P(γS), 由式(4 - 26)可知： 无分集时(即M=1)的平均误码率Pe,1为 同理， 可以求得最大比值合并方式的平均误码率。 当采用二重分集时， 载噪比γR的概率密度P(γR)为 2.DPSK多重分集系统平均误码率 已知在恒参信道下，DPSK的误码率为 式中， P(γ)为γ的概率密度函数， 选择式合并的P(γ)用P(γS)表示， 由前面分析已知P(γS)为 当平均载噪比γ01时， 则 表 4 - 1 三种合并方式平均误码率的比较 如果r(t)中包括