【正文】 地點，我們就能夠得到兩個衰落特性互不相關(guān)的在極化上面的分量。 時間分集：它是把我們將要傳輸?shù)男畔⑼ㄟ^不同的時間間隔發(fā)射出去，但要必須滿足信道想干時間小于要求重發(fā)信號的時間間隔，從而來確保重發(fā)信號在時域上的獨立性，那么我們就可以在接收端獲得衰落特性的不相干信號。這減少了信道衰落的影響，提 高了傳動的可靠性?？臻g分集接收是指合成亦或是選擇當中的一個較強的信號通過不同垂直高度的天線同時接收一個天線的微波信號。通常情況下，接收分集可以分為空間分集、頻率分集、時間分集、極化 分集、角度分集、路徑分集等。分集技術(shù)索要研究的內(nèi)容是怎樣能將多徑衰落信道分散的信號能量更為有效的收集起來?！胺帧迸c“集”它們是相互矛盾的。 分集技術(shù)是研究如何充分利用傳輸中的多徑信號能量，從而來改進傳輸?shù)目煽啃?。它可以通過的途徑有：頻率、時間、空間等等。 分集技術(shù)的充要條件：在接收端一定能夠收到承載同一個信號，還有就是在統(tǒng)計上還是互相的獨立的很多不同樣值信號。其定義可以用以下來解釋：假定有一個無線路徑通過深衰弱，則有其他的一個相對其獨立的路徑中 有可能仍然保持著比較強的信號。在移動通信中，特別是數(shù)字式移動通信和第三代移動通信中，分集技術(shù)更是有了廣泛的應(yīng)用空間：在移動通信的上行鏈路中，基站廣泛采用二重空間分集接收，在 IS95 的 CDMA 小區(qū)軟切換中同樣也是運用 Rake 進行二重空間接收，第三代移動通信中 WCDMA 和 cdma2021，都打算采用發(fā)端分集技術(shù)。 多徑分集接收技術(shù) 分集技術(shù) 分集技術(shù)它是一中對通信系統(tǒng)來說很重要的抗衰落技術(shù)，這項技術(shù)能夠很大程度的提高多徑衰落信道下的 傳輸可靠性。 多徑分集接收技術(shù)在無線擴頻通信中的應(yīng)用 12 3 系統(tǒng)的設(shè)計與性能評價 下面首先對常用分集技術(shù)的原理以及方法進行了說明，再次基礎(chǔ)上結(jié)合擴頻通信技術(shù)對多徑分集接收技術(shù)在無線擴頻通信中的應(yīng)用進行了提案。 我們對離散無記憶信道通過最大似然譯碼進行運算： ? ? ? ? ? ?1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1 2 2.. . | .. . | | .. .P y y y y y x x x x x P y x P y x? (27) 由于計算的復雜性，對上式進行對數(shù)運算： ? ? ? ? ? ?1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1 2 2l o g .. . | .. . l o g | l o g | .. .P y y y y y x x x x x P y x P y x? ? ? (28) 由公式 27 的乘法運算到公式 28 加法運算，對運算量有所減少。MM? ，那么判定發(fā)送序列為 39。下面就是 Viterbi 譯碼也就是最大似然譯碼滿足的規(guī)律： 如果 ? ? ? ?39。 鹽城工學院本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（ 2021） 11 圖 29 編碼器輸入輸出關(guān)系 圖 210 卷積碼編碼器 Viterbi 譯碼 Viterbi 譯碼算法是一九七六年由 Viterbi 所提出的，通常我們說的 Viterbi 譯碼其實就是最大似然譯碼?，F(xiàn)在我們用 ? ?,nkN 來表示卷積碼， k表示的是每次處輸入到卷積碼中的比特數(shù)， n 所表示的是每個 k 元 組碼字相對應(yīng)的由卷積碼所輸出的 n 元組碼字，N表示的是編碼的存儲率，通俗的說就是卷積碼編碼器的 k 元組的級數(shù)。我們通過 保持相互正交又有一半重疊的方式來提高頻率譜的利用率。它的英文全稱是 Gaussian Filtered Minimum Shift Keying。這項技術(shù)解決了信號的功率譜密度比較分散的問題，還對鄰信道的干擾問題有所改善，方法是在調(diào)制前對基帶信號高斯濾波處理，它能夠?qū)︻l率轉(zhuǎn)換的速度有所降低。 高斯最小頻移鍵控 GMSK 的全稱是調(diào)制前高斯濾波的最小頻移鍵控，它是一 項廣泛應(yīng)用于 GSM 系統(tǒng)的技術(shù)。 MSK的主要特點有：一是其信號在帶外產(chǎn)生的干擾噪聲很小很小，這是一個很重要的特點；還一個是擁有恒定的包絡(luò)，那么就使得系統(tǒng)可以應(yīng)用即廉價同時又高效的非線性的器件。此項技術(shù)在無線通信中有很重要的地位， OQPSK 雖然 它消除了特定相位的突變改進了包絡(luò)起伏的問題，雖然有了改進，但是不能從根本上來解決這個問題。不同之處就在于碼元周期上， OQPSK 有半個碼元周期在同相、正交的兩個支路上的碼流上相互與 QPSK 相錯開。為了產(chǎn)生一個 180? 的相位跳變，并使 QPSK隨之消失，因為如此 OQPSK 調(diào)制方式就出現(xiàn)在調(diào)制系統(tǒng)中。 正交幅度調(diào)制 QAM 是到現(xiàn)在為止應(yīng)用越來越廣泛的一種數(shù)字調(diào)制方式，通過該技術(shù)可以對系統(tǒng)的系統(tǒng)性能的可靠性、頻帶利用率都有較明顯的改善它的英文全稱多徑分集接收技術(shù)在無線擴頻通信中的應(yīng)用 10 為 Quadrature Amplitude Modulation。如果給定我們隨機變量 R，就能得到其概率密度函數(shù)： 2 /2( ) , 0R rrp r e r?? ??? (26) 其中)( 2RE??。瑞利衰落，能夠有效的描述一個大分散的障礙無線電傳播環(huán)境無線電信號的存 在。瑞利衰弱同時可以描述通過大氣層中電離層和對流層反射的無線信道，原因就是大氣中的大量粒子將會對無線信號進行較密集的散射。由于這個原因，使得無線設(shè)備中的發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備之間具有很密集的高層建筑和公共設(shè)施，從而在兩個設(shè)備之間沒有一條我們需要的直射路徑。瑞利衰落的英文名為 Rayleigh Fading，它是一種總是疊加與各種大尺度衰落效應(yīng)上的一種小尺度的衰落響應(yīng)。 瑞利衰落通道 一種信號的快衰落我們稱為瑞利衰弱。 所謂白噪聲是指其在噪聲功 率譜密度是一個不變的常數(shù)。所以一般稱之為加性噪聲或是加性干擾。它之所以被我們所熟知，是因為它具有可加性，是白噪聲同時還滿足于高斯分布。 沃爾什序列是正交的序列，它是在糾錯碼、安全碼等等通信領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，同時是一 種重要擴頻序列。 時鐘脈沖 Gold 序列 圖 28 Gold碼序列產(chǎn)生示意圖 Walsh 序列 一九二三年數(shù)學家 Walsh 證明沃爾什函數(shù)是正交函數(shù)而得名。雖然 Gold 序列是由 m序列通過相應(yīng)變幻得到的，但確切的它已不是 m序列，即使這樣， Gold 序列還是具有和 m 序列相似的地方，就是他們都擁有自相關(guān)和互相關(guān)的特性。 Gold 序列 在一九六七年是為了改進 m 序列互相關(guān)的性質(zhì)，從而提出了 Gold 序列。如果 n 的值滿足大于 2， k 值大于等于 1 且不大于 n2 時， k的游程 數(shù)占總數(shù)的一半，當中“ 0”和“ 1”的游程各占一半。 每個序列中連在一起取值相同的各個元素組合起來我們稱之為“游程”，其中元素的個數(shù)我們稱為游程長度。kja?（仍是 m序列的），即： ??ka +? ?kja? =? ?39。 m 序列的性質(zhì)有： m 序列是具有周期性質(zhì)的，它的周期為 21np??。 擴頻序列 m序列 最長線性反饋移存器序列是我們很常用的一種偽隨機序列，就是我們熟悉的 m序列。在一個框架中 ， 一塊傳輸?shù)男盘柕臄U頻碼序列的監(jiān)測。 圖 27 跳變時間工作方式框圖 跳時的作用是使發(fā)射信號在 時間域上的跳變，可以看出其于跳頻很相似。 圖 26 跳變頻率工作方式框圖 時鐘源 乘法器 調(diào)制器 發(fā)射機 載波 發(fā)生器 偽碼 發(fā)生器 混頻器 本地 振蕩器 時鐘源 偽碼 發(fā)生器 調(diào)制器 解調(diào)器 中頻 濾波器 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 調(diào)制器 混頻器 解調(diào)器 中頻 濾波器 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 頻率 合成器 偽碼 發(fā)生器 時鐘源 混頻器 發(fā)射機 時鐘源 偽碼 發(fā)生器 指令 譯碼器 發(fā)中 頻 振蕩器 指令 譯碼器 頻率 合成器 s(t) 數(shù)據(jù)源 編碼器 m序列 發(fā)生器 發(fā)射機 射頻 振蕩器 {an} d(t) c(t) cos(2?f0t+??) 中頻 濾波器 VCO m序列 發(fā)生器 射頻 濾波器 R(t) r(t) v(t) 至數(shù)據(jù) 檢測器 2cos[2?(f0+fIF+ df? )t+?? ] 鹽城工學院本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（ 2021） 7 通過擴頻碼序列進行頻移鍵控調(diào)制，達到載波頻率不斷跳變的目的，即為跳頻，也就是我們說的多頻移鍵控碼序列。相同的，我們在接收端也通過此碼序列，多信號進行解擴，從而把擴展頻譜信號轉(zhuǎn)變成原是信號。 圖 24 擴頻通信系統(tǒng)工作原理框圖 擴頻方式介紹 擴頻通信根據(jù)擴頻的方式不同，可分為： 直擴（ DS），就是指直接序列擴頻。 假設(shè) 0n 為噪聲功率譜密度的幅值，我們可以得到下面的公式： 0N nB? (22) 根據(jù)以上公式，香農(nóng)公式又能表示成： 多徑分集接收技術(shù)在無線擴頻通信中的應(yīng)用 6 0log( 1 )SCB nB?? (23) 從上式可以清楚的看出系統(tǒng)的頻帶寬度 B、信號功率、噪聲功率譜密度的幅值 0n ，三個要素同時對實際的信道容量制約著。然而，如果所發(fā)送的信號 的帶寬很窄，功率大大提高的結(jié)果 ，就是能源的高消耗功率；然而，如果通過增加信號功率減小信號的帶寬，這樣可以節(jié)省大量的能量信號功率。在實際施工中，信道噪聲功率譜密度不能自由選擇，因此，一個特定的功率譜密度，系統(tǒng)的信道容量 C 的情況下，只有系統(tǒng)的信道帶寬（ B）和（ S）之間交換的信號功率。香農(nóng)公式表明，兩個非常重要的概念：其一個是在一個特定的信道容量和傳輸信號的條件下可以用來降低功耗，增加信道帶寬的方法實現(xiàn)信道容量的要求；還有一個是通過減小增加的帶寬進而實現(xiàn)信號的功率的辦法。 它是以 香農(nóng)（ Shannon）公式： 2log (1 )SCB N?? (21) 來作為擴頻通信的依據(jù)。 擴頻通信系統(tǒng)簡介 擴頻通信基本原理 通常說擴頻，其實就是擴展頻譜的簡稱，擴展頻譜通信是通過偽隨機編碼進行調(diào)制，從而達到頻譜擴展的效果，其作用于待傳送的信息，之后進行傳輸。 受信者 信宿的全稱即為受信者。對于多路復用信號，接收設(shè)備中還包括接觸多路復用，實現(xiàn)正確分錄的功能。對于信號傳輸質(zhì)量有兩個負面的影響，一是干擾，還有就是噪聲。 信道在給傳輸信號通道的同時，還給其影響與限制。在自由空間中無線信道可能使用電磁波來傳送信息，它是由自己的特點的，就是只用來傳送高頻信號；有線信道中有較多的方式，分別有：明線、對稱、同軸電纜、光纖和光纜等等。對于多路的傳輸系統(tǒng)而言，發(fā)送設(shè)備當中包含了多路復用器。 發(fā)送設(shè)備 發(fā)送設(shè)備所含有的內(nèi)容有很多，大致上含有變換、濾波、調(diào)制等等過程。模擬信源輸出的是沒有間斷的模擬信號，像我們的麥克風是聲音向音頻信號的轉(zhuǎn)換，還有各種視頻設(shè)備是圖像向視頻信號的轉(zhuǎn)變；數(shù)字信號輸出的則是具有離散性質(zhì)的數(shù)字信號，我們用到的傳真機是字符向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，還有就是各種數(shù)字終端。 信息源 信源編碼 加密 信道編碼 數(shù)字調(diào)制 數(shù) 字解調(diào) 信道譯碼 解碼 信源譯碼 受信者 信道 噪聲源 信源 信源編碼 信道編碼 載波調(diào)制 擴頻 調(diào)制 信息輸 出 信源譯碼 信道譯碼 符號解調(diào) 解擴頻 信 道 多徑分集接收技術(shù)在無線擴頻通信中的應(yīng)用 4