分集接收技术及应用

分集接收是指接收端对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。

分集接收技术被认为是有效的抗衰落技术。当不同的多径分量其衰落相互独立时，可以采用分集接收技术对抗衰落。我们知道，无线信道中接收的信号是到达接收机的多径分量的合成。如果在接收端同时获得几个不同路径的信号，将这些信号采用一定的规则进行适当合并，就能够大大减小衰落产生的影响。只要几个多径信号之间是统计独立的，那么经适当合并后就能使系统性能大为改善。

1.分集的含义

分集的字面含义就是分散得到几个合成信号并集中（合并）这些信号。分集包括两重含义：

（1）分散传输

分散传输是指同一信息经过相互独立的衰落信道分别进行传输。独立信道包括两种情况，一种是从同一信号源（天线）发射，但经过不同的传输路径，不同路径包括不同的载频（对应频率分集），不同的天线（对应空间分集），或不同的时隙（对应时间分集）；另一种是从多个不同的发射天线发送相同或相关的信息，这种方式称为发射分集。无论哪种情况，分散传输的必须是同一信息，可以是相同信息，也可以是相关信息，如两个信号互为共轭转置。

（2）集中处理

集中处理指的是接收机把收到的多个统计独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。合并的方式下面介绍。

2.分集接收的分类

（1）按传输路径划分

按照信号经过不同的传输路径，可分为空间、频率、时间三大基本类型。

（2）按信号合并的方式划分

按信号合并方式的不同，可分为选择性合并、等增益合并和最大比合并。

选择性合并是选择到达信号信噪比最好的一支作为输出，该方法结构简单，但不能充分利用其他多径的信息。(www.xing528.com)

等增益合并是几个分散信号以相同的支路增益进行直接相加，相加后的信号作为接收信号。

最大比合并是控制各合并支路增益，使它们分别与本支路的信噪比成正比，然后再相加获得接收信号。

（3）按天线的数量划分

按照收发端天线的数量不同，可将分集划分为SIMO、MISO、MIMO。

接收端分集（SIMO）：发射端单天线，接收端多天线。

发射端分集（MISO）：发射端多天线，接收端单天线。

发送接收联合分集（MIMO）：发射端和接收端均采用多天线，即多输入多输出系统。

3.采用分集技术的优势

若有两路信号，假设信号和噪声的功率均为1W，幅度也为1V，其信噪比均为0dB；

两信号相加后，由于两路信号为同一信息，其幅度相加后为2V，功率为4W。

两噪声相加后，由于两路信号经过的是不同信道，其噪声必然是相互独立的不同信息，其波形和幅度不可能完全相同，只能进行功率叠加，合并后的功率为2W。

那么，在接收端进行分集接收合并后，信噪比为3dB（信号功率4W/噪声功率2W）。