📜  无线通信-技术

📅  最后修改于: 2020-11-22 17:58:56             🧑  作者: Mango


在某些情况下,性能会有所下降,这会影响输出。造成这种情况的主要原因可能是移动信道受损。为了解决这个问题,有三种流行的技术-

均衡器

接收器内的均衡器补偿预期信道幅度和延迟特性的平均范围。换句话说,均衡器是移动接收机处的滤波器,其脉冲响应与信道脉冲响应相反。这种均衡器在频率选择性衰落信道中得到了使用。

多元化

分集是用于补偿快速衰落的另一种技术,通常使用两个或多个接收天线来实现。它通常用于减少接收器在平坦衰落信道中经历的衰落的深度和持续时间。

通道编码

信道编码通过在传输的消息中添加冗余数据位来提高移动通信链路的性能。在发射机的基带部分,信道编码器将数字消息序列映射到另一个特定的代码序列,该序列包含比消息中包含的原始位数更多的位数。信道编码用于校正深度衰落频谱零值

均等化

ISI(符号间干扰)已被确定为通过移动无线电信道进行高速数据传输的主要障碍之一。如果调制带宽超过无线电信道的相干带宽(即,频率选择性衰落),则调制脉冲会随时间扩展,从而导致ISI。

接收机前端的均衡器补偿预期信道幅度和延迟特性的平均范围。由于移动衰落信道是随机随时间变化的,因此均衡器必须跟踪移动信道的时变特性,因此均衡器应随时间变化或自适应。自适应均衡器具有两个操作阶段:训练跟踪

训练方式

最初,发射机发送一个已知的固定长度训练序列,以便接收机均衡器可以平均到适当的设置。训练序列通常是伪随机二进制信号或固定的指定位模式。

设计训练序列以允许接收机处的均衡器在可能的最坏信道条件下获取适当的滤波器系数。因此,接收机处的自适应滤波器使用递归算法来评估信道并估计滤波器系数以补偿信道。

追踪模式

当训练序列完成时,滤波器系数接近最佳。在训练序列之后,立即发送用户数据。

当接收到用户的数据时,均衡器的自适应算法跟踪变化的信道。结果,自适应均衡器随时间连续改变滤波器特性。

多元化

分集是一种功能强大的通信接收器技术,它以相对较低的成本提供了无线链路的改进。在无线通信系统中使用分集技术主要是为了提高衰落的无线电信道的性能。

在这样的系统中,为接收机提供了相同信息信号的多个副本,这些副本是通过两个或多个真实或虚拟通信信道发送的。因此,多样性的基本思想是信息的重复冗余。在几乎所有应用中,分集决策都是由接收机做出的,而发射机则不知道。

多样性类型

衰落可分为规模衰落大规模衰落。小范围的衰落的特征在于幅度和幅度的剧烈波动,这是由于移动设备在几个波长范围内移动而引起的。对于窄带信号,这通常会导致瑞利衰落的包络。为了防止发生深度衰减,微观分集技术可以利用快速变化的信号。

如果接收器的天线元件被发射波长的一小部分隔开,则可以适当地组合信息信号的各种副本或通称为分支的各种副本,或者可以选择它们中最强的副本作为接收信号。这种分集技术被称为天线或空间分集

频率分集

相同的信息信号在不同的载波上传输,它们之间的频率间隔至少是相干带宽。

时间分集

信息信号以规则的间隔及时重复发送。发射时间之间的间隔应大于相干时间T c 。时间间隔取决于衰落速率,并且随着衰落速率的减小而增加。

极化分集

在此,携带信息的信号的电场和磁场被修改,许多这样的信号用于发送相同的信息。由此获得正交类型的偏振

角度分集

此处,定向天线用于在多个路径上创建传输信号的独立副本。

空间多样性

在空间分集中,有多个接收天线放置在不同的空间位置,从而导致接收到的信号不同(可能独立)。

分集方案之间的差异在于以下事实:在前两个方案中,由于要发送的信息信号的重复而导致带宽浪费。因此,在剩余的三种方案中避免了问题,但是增加了天线复杂性

信号之间的相关性是天线元件之间距离的函数,由以下关系式给出:

$$ \ rho = J_0 ^ 2 \ lgroup \ frac {2 \ Pi d} {\ lambda} \ rgroup $$

哪里,

  • J 0 =零阶和第一类贝塞尔函数

  • d =天线元件空间中的分离距离

  • λ =载波波长。