通信工程学院InstituteofCommunicationsEngineering卫星通信教研室数字通信原理第1页，共37页，星期日，2025年，2月5日第2页，共37页，星期日，2025年，2月5日§8.1分集技术第3页，共37页，星期日，2025年，2月5日内容和要求内容目的无线链路传输的基本特点克服无线衰落的基本手段掌握分集的基本手段熟悉发射分集的原理掌握分集合并接收技术分集失效性原理要求难点为无线信道的基本模型与分集中的信号合并技术，分集技术、合并技术要求重点掌握。*第4页，共37页，星期日，2025年，2月5日1、无线信号的传输方式直线传输反射折射散射一、无线信号传输的特点*第5页，共37页，星期日，2025年，2月5日2、无线信道对通信产生的影响衰落码间串扰时变信道共道干扰3、信道衰落分类大尺度衰落（Large-ScaleFading）小尺度衰落（Small-ScaleFading）一、无线信号传输的特点*第6页，共37页，星期日，2025年，2月5日大尺度衰落（Large-ScaleFading）由于接收机位置在较大范围之间变化，由于建筑物的阴影、路径长度的变化而引起接收信号电的变化。一般阴影衰落呈现对数正态分布，其概率密度为： 其方差与环境具有很大关系，在市区环境下较大，在郊区环境下较小，其值一般取5-12dB，其均值一般与距离呈2-4次方的关系，在实际中一般可以通过实测获得。一、无线信号传输的特点*第7页，共37页，星期日，2025年，2月5日小尺度衰落（Small-ScaleFading） 由于在接收端的反射波、散射波成形的干涉场，同时由于周围环境或接收机位置的变化，使得接收天线不断经过干涉场的波节与波腹，造成接收信号电平的快速变化。另外接收机的移动也造成接收信号相位的变化，对信号传输产生损伤。一、无线信号传输的特点*第8页，共37页，星期日，2025年，2月5日4、接收信号电平的概率分布 一般认为：接收信号的幅度服从瑞利（没有直射分量）或莱斯分布（具有直射分量）瑞利分布：莱斯分布: 其中：K定义为直射信号功率与散射信号功率之比。一、无线信号传输的特点*第9页，共37页，星期日，2025年，2月5日5、信道参数扩展时延扩展 有多条不同时延与幅度的信号同时到达接收机。其中两条延时差最大量定义为延时扩展（有些场合也采用时延的均方根来定义）。相干带宽：其物理含意是由于延时扩展而使得在宽的频谱范围内信号的衰落呈现相关性。频率平坦性衰落：频率选择性衰落：一、无线信号传输的特点*第10页，共37页，星期日，2025年，2月5日多频勒频移扩展 当接收机产生运动时，则信号的频率分量产生的一定偏移，其偏移量为：一般定义信道的相干时间为：非时间选择性衰落信道：时间选择性衰落：一、无线信号传输的特点*第11页，共37页，星期日，2025年，2月5日角度扩展原因：接收端的角度扩展是指到达接收机信号方向（AOA）的扩展。影响：大的角度扩展使到接收机的信号以随机的方式进行信号合成，从而造成信号幅度上的变化。改善方式：采用方向性较强的天线。相关距离：角度扩展越大，则相关距离越小一、无线信号传输的特点*第12页，共37页，星期日，2025年，2月5日总结一、无线信号传输的特点*第13页，共37页，星期日，2025年，2月5日6、衰落对通信性能的影响 个典的衰落模型：对于BPSK/QPSK信号经瑞利衰落信道，其误码率不再与Eb/N0呈指数衰减关系，而是呈倒数衰减：从图中可以看出，为达到10-5的信道误码率，在瑞利衰落环境下所需的信噪比较高斯白噪声信道所需的信噪比高35dB，这将是一般通信终端所不能容忍的。一、无线信号传输的特点*第14页，共37页，星期日，2025年，2月5日例：对于一个二状态信道，如果信道处于状态1时，则信道增益为；如果信道处于状态2时，则信道增益为。处于这两个信道状态的概率分别与。为了保证发送功率的归一化（即在任何情况之下，接收接收端的平均功率是恒定的，只有在这一情况之下，对不同情况的比较才有意义），有： 在瑞利衰落环境下，接收信号电平低于x分布服从：一、无线信号传输的特点*第15页，共37页，星期日，2025年，2月5日 可以令： 也即有：物理含意：也反映了在简单二状态衰落状态下的衰落深度为，即在一状态上接收的电平会比平均电平低的数值