分集增益

通信技术

分集技术是研究如何充分利用传输中的多径信号能量，以改善传输的可靠性，它也是一项研究利用信号的基本参量在时域、频域与空域中，如何分散开又如何收集起来的技术。

词语定义

分集增益是指在某一累积时间百分比内，分集接收与单一接收时的收信电平差。这一电平差越大，分集增益越高，说明分集改善效果越好。

定义一

描述传输特征的一个随机变量的两个值的比值，而此两个值是指在有分集接收时该随机变量超过某值的概率与无分集接收时该随机变量超过另一值的概率相同时所对应的这两个值。注：1表征传输的特征随机变量可以是，例如，接收功率，传输损耗，噪声功率，或误码率。 2选定两个值的顺序以使比值大于1。 3 当量值是功率或损耗时，分集增益一般表示为分贝。

定义二

在同样接收条件及规定的某一时间概率下，采用分集接收较之不采用分集接收时系统信噪比所获得的改善程度，以分贝计。

合并方式分类

一、最大比合并

在接收端由多个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测。在接受端各个不相关的分集支路经过相位校正，并按适当的可变增益加权再相加后送入检测器进行相干检测。在做的时候可以设定第i 个支路的可变增益加权系数为该分集支路的信号幅度与噪声功率之比。

最大比合并方案在收端只需对接收信号做线性处理，然后利用最大似然检测即可还原出发端的原始信息。其译码过程简单、易实现。合并增益与分集支路数N 成正比。

最大合并比使较强的信号加强，较弱的信号减弱。

二、等增益合并

等增益合并也称为相位均衡，仅仅对信道的相位偏移进行校正而幅度不做校正。等增益合并不是任何意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上，它才是最佳的。它输出的结果是各路信号幅值的叠加。对CDMA系统，它维持了接收信号中各用户信号间的正交性状态，即认可衰落在各个通道间造成的差异，也不影响系统的信噪比。当在某些系统中对接收信号的幅度测量不便时选用EGC。

当N （分集重数）较大时，等增益合并与最大比值合并后相差不多，约仅差1dB 左右。等增益合并实现比较简单，其设备也简单。

三、选择式合并

采用选择式合并技术时， N 个接收机的输出信号先送入选择逻辑，选择逻辑再从N 个接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。每增加一条分集支路，对选择式分集输出信噪比的贡献仅为总分集支路数的倒数倍。选择合并方式使用RSSI 作为各支路好坏的标准，其准确性会受到各支路间干扰的影响。

四、切换合并

接收机扫描所有的分集支路，并选择SNR 在特定的预设门限之上的特定分支。在该信号的SNR 降低到所设的门限值之下之前，选择该信号作为输出信号。当SNR 低于设定的门限时，接收机开始重新扫描并切换到另一个分支，该方案也称为扫描合并。由于切换合并并非连续选择最好的瞬间信号，因此他比选择合并可能要差一些。但是，由于切换合并并不需要同时连续不停的监视所有的分集支路，因此这种方法要简单得多。

对选择合并和切换合并而言，两者的输出信号都是只等于所有分集支路中的一个信号。另外，它们也不需要知道信道状态信息。因此，这两种方案既可用于相干调制也可用于非相干调制。

详细介绍

无线信号在复杂的无线信道中传播产生Rayleigh衰落，在不同空间位置上其衰落特性不同。如果两个位置间距大于天线之间的相关距(通常相隔十个信号波长以上)，就认为两处的信号完全不相关。这样就可以实现信号空间分集接收。

传统上通过分集提供独立的衰落信道在接收机接收多个发射信号的副本。从中提取发射信号。当不同的信息比特经过独立的衰落，所有的副本同时深衰落的概率非常的小，这样，接收机可以从衰落较轻的接收信号提取发送的比特。

在MIMO通信中，空时编码(STC)将数据分成多个数据子流在多个天线上同时发射，建立了空间分离和时间分离之间的关系，通过在发射天线间的时域引入编码冗余得到分集增益。其本质在于建立了空间分离和时间分离之间的关系，达到各个天线之间的相互保护的目的（也就是说各个天线发送的信号独立或者相关性很小），降低了同一个符号在所有天线上发生深度衰落的机会，降低平均误码率。

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