1、什么是分集接收
分集接收是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理,以降低信号电平起伏的办法。
分集包括两层含义:
分散传输,使收端获得多个统计独立并携带同一信息的衰落信号。
集中处理,使相互独立的衰落信号进行合并,以降低深度衰落的概率。
分集技术的分类:
在移动通信系统中可能用到两类分集方式:
(1)“宏分集”:主要用于蜂窝通信系统中,也称为“多基站”分集。 即把多个基站设置在不同的地理位置上(如蜂窝小区的对角上)和在不同方向上,同时和小区内的一个移动台进行通信(可以选用其中信号最好的一个基站进行通信)。
它能克服由于阴影效应或地形影响而产生的慢衰落。
(2)“微分集”:是一种减小快衰落影响的分集技术,即在同一场地采用多副天线或多个频率或多种极化等方法接收和处理由多条路径传来的信号。移动台和基站都可使用这种技术。理论和实践都表明,在空间、频率、极化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号,都呈现互相独立的衰落特性。
空间分集:
原理:空间分集的依据在于快衰落的空间独立性
实现:两个位置的距离大到一定程度,则两处所信号的衰落是不相关的。

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时间分集:
原理:同一信号在不同的时间区间多次重发,只要各次发送的时间间隔足够大,那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独立的。
实现:为了使重复传输的数字信号具有独立的特性,必须保证数字信号的重发时间间隔满足以下关系:
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应用:主要用于在衰落信道中传输数字信号;有利于克服移动信道中由多普勒效应引起的信号衰落现象。

频率分集:
原理:相干带宽之外的频率上不会出现同样的衰落
实现:多个载频上传送信号,载频间隔大于相干带宽。

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极化分集:
原理:两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性。
实现:收发端用不同极化的天线分别发送和接收信号,以获得分集效果。
极化分集是空间分集的一种特殊情况。由于射频功率分给两个不同的极化天线, 因此发射功率要损失 3 dB。

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2、合并技术
合并技术的分类:
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(1) 选择式合并(SC)。从N个接收支路中选择信噪比最高的支路作为输出。
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(2) 最大比值合并MRC
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(3) 等增益合并EGC。无需对信号加权,各支路的信号是等增益相加的。
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3、信道编码
信道编码的定义:
在信息码元中增加一些冗余码元,用来在接收端检测或纠正在有噪信道中引入的误码。
基本术语:
码字:信息码元与冗余码元一起构成的消息块称为码字。
码距(d):是指两个码字中对应码元位不相同的数目。如果是二进制码,又称为汉明距。

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信道编码分类:
按码组功能分:检错码和纠错码
按加入冗余码元方式:线性码和非线性码
按码组结构分:分组码和卷积码
按纠错能力分:纠随机错和纠突发错
4、线性分组码
CRC校验:
循环码特别适合误码检测,在实际应用中许多用于误码检测的码都属于循环码,用于误码检测的循环码称作循环冗余校验码(CRC码) 。
在CDMA蜂窝移动通信系统中,前向业务信道、半速率前向业务信道、前向链路的同步信道、寻呼信道和其他逻辑信道中都使用了CRC校验。

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分组码在移动通信的应用例子:
(1)在CDMA蜂窝移动通信的系统中,前向链路和反向链路在信道中消息是以帧的形式来传送的。例如,下图是全速率(9600bit/s)前向业务信道的帧结构。  
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(2)在GSM系统中话音信息、控制信息和同步信息在传输过程中都使用了奇偶码。例如话音编码采用规则脉冲激励-长期预测编码(RPE-LTP)。它以20ms为一帧,共260 bit,即速率为13kbit/s。
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卷积码:
卷积码的监督码元与当前码元和前若干码元有关。
卷积码编码器:
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卷积码的描述可以分为两大类型:
(1). 解析法
解析法用数学公式直接表达,包括:离散卷积法、生成矩阵法、码生成多项式法。
(2). 图形法
图形法包括:状态图、树图以及网格图。

编码器只有一个输入序列a,它经过两条不同的路径到达输出端,对应两个长度K=4的响应序列,即:

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离散卷积法:对任意的输入序列a, 对应两个输出的序列分别是a与g(1)、g(2)的离散卷积:
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卷积码状态转移图:
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卷积码的维特比译码:
是一种最大似然译码,把接收序列和所有的发送序列进行比较,选择一个汉明距离最小的序列判为发送序列。
分为硬判决和软判决译码两种:
硬判决:解调器直接判0,1。
软判决:解调器对输出进行量化。
译码不是一次比较,而是逐步比较,译码过程中的最重要的操作有两个:“加-比-选”度量值计算操作和寄存器状态回溯译码操作。

一次“加-比-选”的过程具体需要进行以下步骤:
取出两个分支在节点i的路径度量值PM;
计算两个分支在节点i+1改变的分支度量值BM;
相加得到两个分支的新PM值;
比较两个PM值,选出汉明距离最小或似然函数值较大可能者;

存储选出的幸存路径的PM值及状态转移比特。
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卷积码在蜂窝移动通信系统的应用:
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