1、概述
衰落对传输信号的质量和传输可靠度都有很大的影响,严重的衰落甚至会使传播中断,随着移动通信技术的发展,传输的数据速率越来越高,人们对信号正确有效地接收的要求也越来越重要,在移动通信中,移动信道的多径传播、时延扩展以及伴随接收机移动过程产生的多普勒频移会使接收信号产生严重衰落;阴影效应会使接收的信号过弱而造成通信中断;信道存在的噪声和干扰也会使接收信号失真而造成误码;为了改善和提高接收信号的质量,在移动通信中就必须使用到抗衰落技术。
1)引起衰落的原因
衰落主要由多径干涉和非正常衰减引起。多径干涉,即多条射线的相互干涉,是最常见的也是最重要的衰落成因。多条射线的产生,可能是由于地面、大气不均匀层或天线附近的地形地物的反射,也可能是由于电离层多次反射、电离层中的寻常波和非常波或天波和地波的同时出现。多径干涉形成的衰落通常称为多径衰落或干涉型衰落。非正常衰减发生时,接收信号电平低于正常值,从而形成衰落。这种衰落通常称为衰减型衰落。
2)抗衰落技术的种类
在移动通信中,为了改善接收信号的质量,所采取的一系列方法、手段、措施被称为抗衰落技术。常用的抗衰落技术包括分集接收技术、均衡技术、信道编码技术和扩频技术,在实际应用中根据信道情况来应用。
2、分集技术
所谓分集技术是指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。
分集方式:
宏分集:主要用于蜂窝通信系统中,也称为“多基站”分集。这是一种减小慢衰落影响的分集技术,其作法是把多个基站设置在不同的地理位置上和不同方向上,同时和小区内的一个移动台进行通信。
微分集:是一种减小快衰落影响的分集技术,在各种无线通信系统中都经常使用。可以分为时间分集、空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集和角度分集六种,常用的只是前三种。
3、均衡技术
在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性,减少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。均衡器通常是用滤波器来实现的,使用滤波器来补偿失真的脉冲,判决器得到的解调输出样本,是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益,因而能适应信道的随机变化,使均衡器总是保持最佳的状态,从而有更好的失真补偿性能。
均衡技术可以分为线形均衡和非线性均衡。如果接收信号经过均衡后,再经过判决器的输出被反馈给均衡器,并改变了均衡器的后续输出,那么均衡器就是非线性的,否则就是线性的。
4、信道编码技术
数字信号在传输中往往由于各种原因,使得在传送的数据流中产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。提高数据传输效率,降低误码率是信道编码的任务,信道编码的本质是增加通信的可靠性。误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
常用的信道编码技术包括分组码、卷积码、Turbo码、RS编码、交织等。
5、扩频技术
扩频技术,它是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽﹔频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的,并与所传信息数据无关﹔在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。