无线通信 - 技术

在某些情况下，性能下降的范围是存在的，这会影响输出。造成这种情况的主要原因可能是移动信道损伤。为了解决这个问题，有三种常用的技术：

接收器中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，均衡器是移动接收器中的一个滤波器，其冲激响应是信道冲激响应的逆。这种均衡器在**频率选择性衰落**信道中得到应用。

分集是另一种用于补偿**快衰落**的技术，通常使用两个或多个接收天线实现。它通常用于减少平坦衰落信道中接收器所经历的衰落的深度和持续时间。

**信道编码**通过在发送的消息中添加冗余数据位来提高移动通信链路的性能。在发送端的基带部分，信道编码器将数字消息序列映射到另一个包含比消息中原始位数更多的特定码序列。信道编码用于校正**深衰落**或**频谱零点**。

均衡

ISI（符号间干扰）已被确定为高速数据在移动无线信道上传输的主要障碍之一。如果调制带宽超过无线信道的**相干带宽**（即频率选择性衰落），则调制脉冲会随时间推移而扩展，从而导致ISI。

接收器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**随机的**和**时变的**，因此均衡器必须跟踪移动信道的时变特性，因此应该是时变的或自适应的。自适应均衡器有两个操作阶段：**训练**和**跟踪**。

最初，发送器发送一个已知的固定长度训练序列，以便接收器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具有规定比特模式的固定信号。

训练序列的设计是为了允许接收器中的均衡器在最坏的信道条件下获得**合适的滤波器系数**。因此，接收器中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。

训练序列完成后，滤波器系数接近最佳。在训练序列之后立即发送用户数据。

当接收用户数据时，均衡器的**自适应算法**跟踪变化的信道。结果，自适应均衡器会随着时间的推移不断改变滤波器特性。

分集是一种强大的通信接收技术，它以相对较低的成本提供无线链路改进。**分集技术**用于无线通信系统，主要目的是提高衰落无线信道上的性能。

在这样的系统中，接收器提供相同信息信号的多个副本，这些副本通过两个或多个真实或虚拟通信信道传输。因此，分集的基本思想是**信息的重复**或**冗余**。实际上，在所有应用中，分集决策都由接收器做出，发送器不知道。

衰落可以分为**小尺度**和**大尺度衰落**。小尺度衰落以深度和快速幅度波动为特征，这些波动是当移动设备在几个波长距离内移动时发生的。对于窄带信号，这通常会导致**瑞利衰落包络**。为了防止发生深度衰落，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之间的距离为发射波长的几分之一，则信息信号的各个副本或通常称为分支可以适当地组合，或者可以选择其中最强的一个作为接收信号。这种分集技术被称为**天线或空间分集**。

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为相干带宽。

信息信号以规则的时间间隔重复发送。**发送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，并随着衰落速率的降低而增加。

在这里，携带信息的信号的电场和磁场被修改，并且许多这样的信号用于发送相同的信息。因此，**获得正交类型的极化**。

这里，使用定向天线通过多条路径创建发送信号的独立副本。

在空间分集中，有多个接收天线放置在不同的空间位置，从而产生不同的（可能是独立的）接收信号。

各种分集方案之间的区别在于，在前两种方案中，由于要发送的信息信号的**重复**，导致**带宽浪费**。因此，在其余三种方案中避免了这个问题，但代价是天线复杂度的增加。

信号之间的相关性作为天线元件之间距离的函数由以下关系给出：

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

其中，

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