不同抗多径技术的原理与比较.doc

不同抗多径技术的原理和比较

目录
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无线通信中的多径传播 2
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二、单载波频域均衡 4
(SC-FDE)系统模型 4
(SC—FDE)技术原理 5
信号模型 5
9
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(DSSS)的概念 10
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直接序列扩频系统模型 11
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三、多载波传输OFDM技术 14
OFDM原理 14
OFDM系统模型 15
OFDM的系统建模与matlab仿真 16
参数设置 16
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不同抗多径技术的原理和比较
綦晓伟 13120114 研1302班

无线通信中的多径传播
多径效应(multipath effect):无线传输信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。在实际的无线电波传播信道中(包括所有波段),常有许多时延不同的传输路径。各条传播路径会随时间变化,参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化,由此引起合成波场的随机变化,从而形成总的接收场的衰落。因此,多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。

多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间,其接收信号的强度,将由各直射波和反射波叠加合成。多径效应会引起信号衰落。各条路径的电长度会随时间而变化,故到达接收点的各分量场之间的相位关系也是随时间而变化的。这些分量场的随机干涉,形成总的接收场的衰落。各分量之间的相位关系对不同的频率是不同的。因此,它们的干涉效果也因频率而异,这种特性称为频率选择性。在宽带信号传输中,频率选择性可能表现明显,形成交调。与此相应,由于不同路径有不同时延,同一时刻发出的信号因分别沿着不同路径而在接收点前后散开,而窄脉冲信号则前后重叠。
多径会导致信号的衰落和相移。
1、瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。如果各条路径传输时延差别不大,而传输波形的频谱较窄(数字信号传输速率较低),则信道对信号传输频带内各频率分量强度和相位的影响基本相同。此时,接收点的合成信号只有强度的随机变化,而波形失真很小。这种衰落称为一致性衰落,或称平坦型衰落。如果发送端发射一个余弦波Acosw,接收端接收到的一致性衰落信号是一个具有随机振幅和随机相位的调幅调相波,从频域来看,由单一频率变成了一个窄带频谱,这叫频率弥散。可见衰落信号实际上成为一个窄带随机过程,它的包络的一维统计特性服从瑞利分布,所以通常又称为瑞利衰落。
 2、频率选择性衰落如果各条路径传输时延差别较大,传输波形的频谱较宽(或数字信号传输速率较高),则信道对传输信号中不同频率分量强度和相位的影响各不相同。此时,接收点合成信号不仅强度不稳定而且产生波形失真,数字信号在时间上有所展宽,这就可能千万前后码元的波形重叠,出现码间(符号间)干扰。
这种衰落称为频率选择性衰落,有时也简称选择性衰落。

信道均衡、正交频分复用(OFDM)和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。
信道均衡技术是补偿或消除 ISI 的有效方法。最大似然序列估计(MLSE,
maximum likelihood sequence estimation)可以完全利用信号的多径分量,被认为是一种最佳检测器,但是其计算复杂度以LM 数量级呈指数增长,其中 M 为信号的调制星座点数,L 为信道冲激响应(CIR, channel impulse response)的长度,很难应用于实际系统,因此出现了很多简化的算法以及次优均衡器,比如单载波时频域均衡、判决反馈均衡(DFE, decision feedback equalization)、自适应均衡、盲均衡以及与编码相结合的复合式均衡器。均衡器可以消除 ISI,避免了匹配滤波器(MF, match filter)在多径衰落信道下的误码率―平台‖效应。但是,一般的次优均衡器