移动通信课设.docx

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移动通信课设

摘要

随着现代社会对无线通信需求的扩大，人们不断追求更高质量的无线传输速率和服务质量但无线通信中信号传输的多经衰落效应始终是困扰无线传输速率和服务质量提高的最大问题，因此，人们采用了多种抗多经衰落的技术这些技术包括分集、自适应均衡、扩频通信、交织以及纠错编码技术等，其中分集是抵抗多经衰落最主要且行之有效的技术之一，它的发展经历了从最初的时间分集，频率分集，编码分集，到最近的空间分集，由于不需要占用额外的时间和频带资源，并且可以和其他信号处理方式相结合，它能够将传统通信系统中存在的多径因素变成对用户通信性能有利的因素，在抗多径衰落，提高通信链路的通信速率和质量方面有着明显的优势，由于移动终端物理条件的制约，如终端的体积，功耗，多天线的位置设置等，限制了空间分集技术的应用由此人们从中继信道得到启发，提出了分集技术的概念。

首先，本文提出了分集接收的概念以及对移动通信系统中应用比较广泛的分集技术作了详细的介绍。

其次，通过分集接收技术在移动通信特别是第三代移动通信中的应用,介绍了传统Rake接收机，采用的典型Rake接收机的工作原理和结构框图，并且介绍了与分级相关的选择合并、最大比合并和等增益合并三种合并方式。

最后对各种合并方式和天线技术所得到的性能比较和衡量指标进行了仿真。

关键词：

分集技术，合并方式，Rake接收机，性能仿真

Abstract

Withmodernsocietytothegrowingdemandforwirelesscommunication,peopleareconstantlypursuehigherqualitywirelesstransmissionrateandservicequalitybutwirelesssignaltransmissioninthedeclineeffectitisalwayswirelesstransmissionrateandimprovetheservicequalityofthebiggestproblems,So,peoplehaveusedmanyofthedeclineofthetechnologythesetechnologiesincludediversity,anadaptiveequalization,spreadspectrumcommunication,mixedanderrorcorrectioncodingtechnology,etc,whichistoresistthediversitydeclineandeffectivemethodsofthemaintechnologyofthedevelopmentoftheexperiencefromtheinitialtimediversity,frequencydiversity,codingdiversity,tothenearestspatialdiversityprocessespeciallyspatialdiversity,becausedonotneedtotakeextratimeandfrequencyresource,andcanbeandothersignalprocessingmode,andthecombinationofItcanwilltraditionalcommunicationsystemexistingmultipathfactorsintoausercommunicationperformancefavorablefactors,inresistancetomultipathfading,improvethecommunicationlinkcommunicationrateandqualityhasobviousadvantages,Becausethemobileterminaloftheconditionsofthephysicalconstraints,suchasthevolumeoftheterminal,powerconsumption,thepositionoftheantennasetting,limitingthespatialdiversitytechnologyapplicationthusinspiredpeopletothechannel,andputsforwardtheconceptofdiversitytechnology.

Firstofall,thispaperputsforwardtheconceptofdiversityandtoreceiveinthemobilecommunicationsystemsiswidelydiversitytechnologyofdetail.Second,throughthediversityinthemobilecommunicationespeciallyreceivingtechniqueofthethirdgenerationmobilecommunicationapplication,ThispaperintroducesthetraditionalRakereceiver,thetypicalRakereceiverworkingprincipleandstructureofblockdiagram,andintroducestheclassificationandthechoiceofrelevantmerger,maximalratiocombiningandgainthreecombinedwithsuchasway.Thelasttoallsortsofmergerwayandtheantennatechnologyhavebeencomparedandperformancemeasureissimulated.

Keywords:

diversitytechnology,combinationway,Rakereceiver,performancesimulation

目录

1.概述1

1.1分集技术介绍1

1.2研究意义1

1.3发展概况2

1.4基本原理2

2分集技术的分类3

2.1空间分集3

2.1.1实现原理4

2.1.3应用4

2.2时间分集5

2.2.1时间分集的实现原理5

2.2.2时间分集的特点及作用5

2.2.3时间分集的典型应用5

2.3频率分集7

2.3.1频率分集的实现原理7

2.3.2频率分集的作用及特点8

2.4Rake接收技术9

2.4.1定义9

2.4.2基本原理9

2.4.3RAKE接收机9

2.4.4MATLAB仿真11

2.5极化分集11

2.6角度分集11

2.7场量分集12

2.8路径分集12

3合并技术12

3.1最大比合并12

3.2等增益合并14

3.4切换合并15

3.5分集技术-合并方式性能比较15

4.总结17

5.参考文献18

6.附录19

1.概述

1.1分集技术介绍

所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一信息）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。

分集技术包括2个方面：

一是分散传输,使接收机能够获得多个统计独立的、携带同一信息的衰落信号；二是集中处理,即把接收机收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。

因此，要获得分集效果最重要的条件是各个信号之间应该是“不相关”的。

分集技术是研究如何充分利用传输中的多径信号能量，以改善传输的可靠性，它也是一项研究利用信号的基本参量在时域、频域与空域中，如何分散开又如何收集起来的技术。

“分”与“集”是一对矛盾，在接收端取得若干条相互独立的支路信号以后，可以通过合并技术来得到分集增益。

从合并所处的位置来看，合并可以在检测器以前，即在中频和射频上进行合并，且多半是在中频上合并；合并也可以在检测器以后，即在基带上进行合并。

合并时采用的准则与方式主要分为四种：

最大比值合并（MRC:

MaximalRatioCombining）、等增益合并（EGC:

EqualGainCombining）、选择式合并（SC:

SelectionCombining）和切换合并（SwitchingCombining）。

衰落效应是影响无线通信质量的主要因素之一。

其中的快衰落深度可达30~40dB，如果想利用加大发射功率、增加天线尺寸和高度等方法来克服这种深衰落是不现实的，而且会造成对其它电台的干扰。

而采用分集方法即在若干个支路上接收相互间相关性很小的载有同一消息的信号，然后通过合并技术再将各个支路信号合并输出，那么便可在接收终端上大大降低深衰落的概率。

相应的还需要采用分集接收技术减轻衰落的影响，以获得分集增益，提高接收灵敏度，这种技术已广泛应用于包括移动通信，短波通信等随参信道中。

在第二和第三代移动通信系统中，这些分集接收技术都已得到了广泛应用。

1.2研究意义

分集技术就是为保障传输质量，发送端采取某种手段通过相互独立的衰落信道传输同一信号的多个副本,，以降低接收端无法识别信号的概率的一种技术。

1.3发展概况

近年来,分集技术受到很大的重视，它除了平时用得较多的分集技术（时间分集、频率分集、角度分集、空间分集）和合并技术（选择式合并、最大比值合并、等增益合并）外，又在他们的基础上发展了多种功能强大、运用简单、分集增益高的新技术，比如说MIMO信道、空时编码分集和协作分集等。

1.4基本原理

根据信号论原理，若有其他衰减程度的原发送信号副本提供给接收机，则有助于接收信号的正确判决。

这种通过提供传送信号多个副本来提高接收信号正确判决率的方法被称为分集。

分集技术是用来补偿衰落信道损耗的，它通常利用无线传播环境中同一信号的独立样本之间不相关的特点，使用一定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响。

分集的基本原理是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，由于多个信道的传输特性

不同，信号多个副本的衰落就不会相同。

接收机使用多个副本包含的信息能比较正确的恢复出原发送信号。

如果不采用分集技术，在噪声受限的条件下，发射机如果不采用分集技术，在噪声受限的条件下，发射机必须要发送较高的功率，才能保证信道情况较差时链路正常连接。

在移动无线环境中，由于手持终端的电池容量非常有限，所以反向链路中所能获得的功率也非常有限，而采用分集方法可以降低发射功率，这在移动通信中非常重要。

图1-1分集技术

分集技术也是3G演进的关键技术之一。

根据针对的衰落的不同,分集分为宏分集与微分集。

宏分集针对在传输过程中由建筑物、地面植被和地形变化导致的阴影衰落,通过移动终端对基站与基站之间的信号的分集,在软切换过程中实现。

微分集是为了抑制无线信道中在传输过程中可能出现的深度衰落而产生的,与宏分集不同的是,微分集技术是对同一个基站（移动终端）的多根天线的信号进行分集,而不是在基站之间完成。

微分集技术（下称分集技术）是本文要阐述的重点。

2分集技术的分类

分集技术