分集的基本思想是將接收到的多徑信號(hào)分離成不相關(guān)的(獨(dú)立的)多路信號(hào),然后把這些多路信號(hào)分離信號(hào)的能量按一定的規(guī)則合并起來,使接收到的有用信號(hào)能量最大,進(jìn)而提高接收信號(hào)的信噪比。因此,分集接收包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是如何把接收的多徑信號(hào)分離出來使其互不相關(guān),二是將分離出來的多徑信號(hào)恰當(dāng)合并,以獲得最大信噪比。
分集的方式:分集分為宏觀分集和微觀分集兩大類。宏觀分集也稱為多基站分集,其主要作用是抗慢衰落。例如,在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,把多個(gè)基站設(shè)置在不同的物理位置上(如蜂窩小區(qū)的對(duì)角線上),同時(shí)發(fā)射相同的信號(hào),小區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)選擇其中最好的基站與之通信,以減小地形、地物及大氣等對(duì)信號(hào)造成的慢衰落。
根據(jù)信號(hào)論原理,若有其他衰減程度的原發(fā)送信號(hào)副本提供給接收機(jī),則有助于接收信號(hào)的正確判決。這種通過提供傳送信號(hào)多個(gè)副本來提高接收信號(hào)正確判決率的方法被稱為分集。分集技術(shù)是用來補(bǔ)償衰落信道損耗的,它通常利用無線傳播環(huán)境中同一信號(hào)的獨(dú)立樣本之間不相關(guān)的特點(diǎn),使用一定的信號(hào)合并技術(shù)改善接收信號(hào),來抵抗衰落引起的不良影響�?臻g分集手段可以克服空間選擇性衰落,但是分集接收機(jī)之間的距離要滿足大于3倍波長(zhǎng)的基本條件。
分集的基本原理是通過多個(gè)信道(時(shí)間、頻率或者空間)接收到承載相同信息的多個(gè)副本,由于多個(gè)信道的傳輸特性不同,信號(hào)多個(gè)副本的衰落就不會(huì)相同。接收機(jī)使用多個(gè)副本包含的信息能比較正確的恢復(fù)出原發(fā)送信號(hào)。如果不采用分集技術(shù),在噪聲受限的條件下,發(fā)射機(jī)必須要發(fā)送較高的功率,才能保證信道情況較差時(shí)鏈路正常連接。在移動(dòng)無線環(huán)境中,由于手持終端的電池容量非常有限,所以反向鏈路中所能獲得的功率也非常有限,而采用分集方法可以降低發(fā)射功率,這在移動(dòng)通信中非常重要。
分集技術(shù)包括2個(gè)方面:一是分散傳輸,使接收機(jī)能夠獲得多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的、攜帶同一信息的衰落信號(hào);二是集中處理,即把接收機(jī)收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)進(jìn)行合并以降低衰落的影響。因此,要獲得分集效果最重要的條件是各個(gè)信號(hào)之間應(yīng)該是“不相關(guān)”的。