频率分集
发信端:将一个信号利用两个间隔较大的发信频率同时发射
接收端:同时接收两个射频信号后合成
优势:工作频率的不同 ⟶ \longrightarrow ⟶电磁波之间的相关性极小+各个电磁波的衰落频率不同 ⟶ \longrightarrow ⟶对抗频率选择性衰落
劣势:成倍地增加了收发信机,成倍地多占用了频带,降低了频谱利用率
空间分集
发信端:一副天线发射信号
接收端:多副天线接收信号,天线之间间隔距离大于半个波长
优势:多副接收天线的输出信号的衰落特性相互独立,利用合并电路从中挑出信号幅度较大的、信噪比最佳的信号,从而降低信道衰落的影响
极化分集
水平极化和垂直极化路径的不相关性,不同极化方向的反射系数不同
时间分集
概念:将同一信号相隔一定的时隙进行多次重发,各次发送的时间间隔大于信道的相干时间
计算:取信道衰落关于时间的平均
均衡
接收端均衡器:产生于信道相反的特性,消除信道的频率和时间的选择性
天线分集
发射端:将同一消息的一个或多个信号传递出去
接收端:将该消息的两个或多个受扰不同的信号利用选择或合并电路恢复,以获得比任何单个信号所得到的消息质量好的技术
接收分集
缺点:接收端的计算负荷很高,移动台的功率消耗很大
解决办法:在发射端使用空时编码,获得相同的分集增益,接收端解码只需要做简单的线性处理
瞬时接收信噪比
=给定信道矢量h的接收信噪比
= ∣ ∣ h ∣ ∣ 2 S N R ||h||^2SNR ∣∣h∣∣2SNR
= L S N R ∗ 1 L ∣ ∣ h ∣ ∣ 2 LSNR*\frac{1}{L}||h||^2 LSNR∗L1∣∣h∣∣2
=功率增益*分集增益
=阵列增益*分集增益
其中分集增益= 1 L ∣ ∣ h ∣ ∣ 2 \frac{1}{L}||h||^2 L1∣∣h∣∣2= 1 L ∑ i = 1 L ∣ h i [ 1 ] ∣ 2 \frac{1}{L}\sum^L_{i=1}|h_i[1]|^2 L1∑i=1L∣hi[1]∣2,即使在所有的 h i h_i hi都相互独立的情况下,随着L的增大也会存在逐渐减小的边缘回报,意思就是,根据大数定理,随着L的增加而收敛到1,而功率增益并没有受到这种限制的影响,天线数量翻一倍就会对应于增加3dB的增益
发射分集
从V-BLAST方案中可以知道多副天线的新作用:
- 分集功能
- 提供附加的通信自由度
这个方案还揭示了空时码性能分析框架的局限性,之前的方法总是能从信道中获取最大分集的方案,之后再比较它们的编码增益,编码增益又是利用可用自由度的效率的函数
V-BLAST的分集增益不如Alamouti方案,但它的空间自由度的效率更高,从而得到更大的分集增益
Alamouti方案的低复杂度的最大似然接收机——译码分解为两个正交的单码元检测问题
V-BLAST的最大似然检测需要两个码元联合检测
SIMO系统
单输入多输出系统,一根发射天线,Nr根接收天线