无线通信 - 技术

在某些情况下，性能会有所下降，从而影响输出。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 −

均衡器

接收器内的均衡器可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上的滤波器，其脉冲响应与信道脉冲响应相反。此类均衡器可用于频率选择性衰落信道。

分集

分集是另一种用于补偿快速衰落的技术，通常使用两个或更多个接收天线来实现。它通常用于减少接收器在平坦衰落信道中经历的衰落的深度和持续时间。

信道编码

信道编码通过在传输的消息中添加冗余数据位来改善移动通信链路性能。在发射器的基带部分，信道编码器将数字消息序列映射到另一个特定代码序列，该序列包含的位数比消息中包含的原始位数多。信道编码用于纠正深度衰落或频谱零点。

均衡

ISI(符号间干扰)已被确定为通过移动无线电信道进行高速数据传输的主要障碍之一。如果调制带宽超过无线电信道的相干带宽(即频率选择性衰落)，则调制脉冲会随时间扩展，从而导致 ISI。

接收器前端的均衡器会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和随时间变化的，因此均衡器必须跟踪移动信道的时变特性，因此应是随时间变化或自适应的。自适应均衡器有两个操作阶段：训练和跟踪。

训练模式

最初，发射器会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固定的规定位模式。

训练序列旨在允许接收器上的均衡器在最坏的信道条件下获取适当的滤波器系数。因此，接收器上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。

跟踪模式

当训练序列完成时，滤波器系数接近最优。紧接着训练序列，发送用户数据。

当接收到用户的数据时，均衡器的自适应算法会跟踪变化的信道。因此，自适应均衡器会随时间不断改变滤波器特性。

分集

分集是一种强大的通信接收器技术，可以相对较低的成本提供无线链路改进。 分集技术主要用于无线通信系统中，以提高衰落无线电信道的性能。

在这样的系统中，接收器会获得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，分集的基本思想是重复或信息冗余。在几乎所有应用中，分集决策均由接收器做出，而发射器则不知道。

分集类型

衰落可分为小规模和大规模衰落。小规模衰落的特点是，当移动设备在几个波长的距离内移动时，会出现深度和快速的幅度波动。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被传输波长的一小部分隔开，则可以适当组合信息信号的各个副本或统称为分支，或者可以选择其中最强的作为接收信号。这种分集技术称为天线或空间分集。

频率分集

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。

时间分集

信息信号在时间上以规律的间隔重复传输。传输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率，并随着衰落率的降低而增加。

极化分集

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

角度分集

在这里，定向天线用于在多个路径上创建传输信号的独立副本。

空间分集

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(可能独立的)接收信号。

分集方案之间的差异在于，在前两种方案中，由于要发送的信息信号的重复，存在带宽浪费。因此，其余三种方案可以避免这个问题，但代价是增加了天线复杂性。

信号之间的相关性与天线元件之间的距离的关系由关系式 − 给出。

其中，

• J₀ = 零阶第一类贝塞尔函数

• d = 天线元件在空间中的分离距离

• λ = 载波波长。