通信工程師傳輸與接入考試分集接收

13.1.3 分集接收

在微波中繼通信系統(tǒng)中，由于多徑衰落等的存在，使通信可靠性受到嚴(yán)重威脅。采用提高設(shè)備性能、增加接收電平余量的方法，即采用保證一定衰落儲(chǔ)備量的方法在很大程度上是有效的，但對(duì)于站距較大且炎熱潮濕的平滑地形（如湖面或平原水網(wǎng)地區(qū)）的情形，有限的衰落儲(chǔ)備量仍然不能滿足要求。

采用分集接收技術(shù)是抗多徑衰落的有效措施之一。所謂分集接收，就是設(shè)法取得衰落信道傳輸中兩個(gè)或兩個(gè)以上彼此衰落不同的信號(hào)，在接收端以一定方式將其合并。這樣，當(dāng)其中一個(gè)信號(hào)發(fā)生衰落時(shí)，另外一個(gè)或多個(gè)信號(hào)不一定也衰落，只要采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)合成方法，就可保證一定的接收電平，克服或改善衰落的影響。

目前，常用的分集接收技術(shù)有頻率分集、空間分集和混合分集等3種。這3種技術(shù)都假設(shè)多個(gè)射頻信號(hào)在傳播過程不可能同時(shí)發(fā)生同樣的衰落。

頻率分集是在發(fā)信端將一個(gè)信號(hào)利用兩個(gè)間隔較大的發(fā)信頻率同時(shí)發(fā)射，在收信端同時(shí)接收這兩個(gè)射頻信號(hào)后合成，如圖13-8(a)所示。由于工作頻率不同，電磁波之間的相關(guān)性很小，各電磁波的衰落概率也不同。頻率分集抗頻率選擇性衰落特別有效，但付出的代價(jià)是成倍地增加了收發(fā)信機(jī)，且需成倍地多占用頻帶，降低了頻譜利用率空間分集是在收信端利用空間位置相距足夠遠(yuǎn)的兩副天線，同時(shí)接收同一個(gè)發(fā)射天線發(fā)出的信號(hào)，如圖13-8(b)所示。因?yàn)殡姶挪ǖ竭_(dá)高度不同的兩副天線的行程差不同，所以當(dāng)某一副天線收到的信號(hào)發(fā)生衰落時(shí)，另一副天線收到的信號(hào)不一定也衰落，當(dāng)天線高度差M足夠(AA>6m)時(shí)，對(duì)幾乎所有深衰落都不相關(guān)?？臻g分集需要增加收信機(jī)，其頻譜利用率比頻率分集高。

混合分集是將頻率分集與空間分集結(jié)合，以保持兩種分集的優(yōu)點(diǎn)。無論采用哪種分集接收技術(shù)，都要解決信號(hào)合成的問題，常用的方法有以下3種。

(1)優(yōu)選開關(guān)法

該方法根據(jù)信噪比最大或誤碼率最低的準(zhǔn)則，在兩路信號(hào)中選擇其中一路作為輸出，并由電子開關(guān)切換。開關(guān)切換既可在中頻進(jìn)行，也可在解調(diào)后的基帶上進(jìn)行。該方法電路簡(jiǎn)單，并可利用現(xiàn)有備份切換技術(shù)。

(2)線性合成法

該方法將兩路信號(hào)經(jīng)校相后線性相加，這一過程通常在中頻上進(jìn)行，電路比較復(fù)雜。當(dāng)兩路信號(hào)衰落都不嚴(yán)重時(shí)，該方法對(duì)改善信噪比很有利：當(dāng)某路信號(hào)發(fā)生深衰落時(shí)：其合成效果不如優(yōu)選開關(guān)法。

(3)非線性合成法

該方法是前面兩種方法的綜合，即當(dāng)兩路信號(hào)衰落都不太嚴(yán)重時(shí)，采用線性合成法；當(dāng)某路信號(hào)發(fā)生深衰落時(shí)；采用優(yōu)選開關(guān)法。

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