通信原理韩庆文第二章 信道与干扰(3).ppt

重庆大学通信工程学院 数字通信原理 合并方式 选择式合并(开关式) 等增益合并(组合式) 最大比值合并(组合式) 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 最大比值合并 最大比值合并原理是各条支路加权系数与该支路信噪比成正比。 信噪比越大，加权系数越大，对合并后信号贡献也越大。 输出 发送端 相 加 接收端 . . . 可变增益k1 可变增益k2 可变增益kn . . . 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 最大比值合并 平均输出信噪比 合并增益 合并前支路信号平均信噪比 合并器平均输出信噪比 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 最大比值合并 每条支路的 平均噪声功率相等 各支路加权系数 第k条支路 的信号幅度 每条支路 的平均噪声功率 控制各分集支路接收机的增益，使信噪比小的增益小，信噪比大的增益大，然后合并，这样得到的总信号能保持最大的信噪比。 这种方法优于其它两种。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 三种合并方式性能比较 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。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 频率选择性衰落和时间弥散 如传输波形的频谱宽度大于Δf，波形将产生明显的频率选择性衰落，为了不引起明显的选择性衰落，传播波形的频带必须小于多径传输媒质的相关带宽Δf0，工程实现中，一般取传输信号带宽3～5倍 频率选择性衰落造成的波形畸变称为“时间弥散”。 在多径信道中传输数字信号，特别是传输高速数字信号时，频率选择性衰落将会引起严重的码间干扰，为了减小码间干扰，必须限制数字信号的传输速率。 分析说明 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 分析说明 T T τ 发端送入的信号f(t)为一方波 经延迟为t0和t0+τ两条路径传播 在接收点得到的波形f0(t)与f(t)比较是发生了畸变 幅度变得高低不平 波形被展宽 多径传播τ为各条路径的最大相对时延。 这种波形展宽现象称为“时间弥散”。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 时间弥散 时间弥散可能会造成前后数字波形的重叠，导致码间干扰 为减少这种影响，必须满足Tsτ——大大降低了数字波形的传输速度。 短波电离层反射媒质的信道τ＝0.2-2ms，常选码元宽度Ts=5-15ms，码元宽度与码速成反比，5毫秒宽度的码元，码速为200波特，对二进制码，它的比特速率为200b／s，当码宽为15毫秒时，码速为66.6波特，二进制时的比特速率为66.6b／s。 由于多径时延的影响，数字波形的传输速度被大大地限制了。 变参信道的多径传播对数字信号的传输带来的影响是严重的，这也是变参信道对数字信号传输的主要影响。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 变参信道对信号传输的影响 频率弥散与快衰落 频率选择性衰落和时间弥散 慢衰落 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 慢衰落 由于变参信道的传输媒质均为不同高度的大气层，对电波传播的特性总是随着昼夜、季节、时间的不同在不断地变化着，因而对被传输信号的衰减也是不断变化的。这种变化通常仍叫它为衰落现象，不同的是，这种变化比多径传播造成的衰落现象要缓慢得多。所以，通常把这种衰落现象叫“慢衰落”，而把多径传播造成的衰落称之为“快衰落”。 慢衰落特性也可用积累概率分布曲线来表示 慢衰落一般说来对所传信号频谱中的各个频率分量几乎产生同样影响，因而对信号损害不大。一般可以通过调节设备的增益来补偿。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 变参信道及其对信号传输的影响 变参信道 1 变参信道对信号传输的影响 2 变参信道特性的改善 3 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 变参信道特性的改善 变参信道对信号传输的最大危害是多径传播引起的快衰落现象和多径时延。 为了抗快衰落通常可采用多种措施，较为有效且常用的抗衰落措施就是分集接收技术 分集接收 分集方法 合并方式 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 分集接收 分集接收就是设法取得n组相互独立的信号，再按适当的方法集中起来，以便衰落强度相互补偿，使总的接收信号比较平稳，从而克服或减弱信号包络的起伏。 采用分集接收的信号质量可以大大提高，变参信道中分集接收是抗快衰落的有效方法。 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 变参信道特性的改善 分集接收 分集方法 合并方式 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 分集方式 空间分集 极化分集 角度分集 频率分集 时间分集 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 空间分集 收端使用n付同样的天线，将它们安置在有一定距离的不同位置，以降低不同天线接收信号间的相关性。 分集 接收 输出 发送端 接收端 . . . 重庆大学通信工程学院 数字通信原理 空间分集 天线放置的位置不同，效果也不同