抗多徑干擾能力的分析分解備課講稿.ppt

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1、抗多徑干擾能力的分析分解抗多徑干擾能力的分析接收端收到這兩路信號為：設(shè)兩個傳輸路徑的傳輸系數(shù)相同，僅僅路程不同。由于路程差使兩個信號延遲差為?，因而信號之間有的相位差。則合成信號為式⑴每一個波束的信號功率為，令合成信號的功率為，則式⑴成為式⑵分析：合成信號功率將隨著因子（）的變化而變化。只要大于接收機(jī)所要求的功率值，系統(tǒng)正常工作。然而實(shí)際上傳播條件不斷變化，各種反射不是固定不變的，它們都在一定范圍內(nèi)起伏而且起伏方式是隨機(jī)的。當(dāng)時，合成信號的功率是0，這時通信中斷。抗多徑干擾能力的分析克服多徑衰落常用的方法是采用分集技術(shù)。通過選擇時間、工作頻率或接收點(diǎn)的位置，使得不能成立，即所謂的時間分集、

2、頻率分集或空間分集。利用分集的方法，從多個波束中選出其中最強(qiáng)的一束，同時把其他的波束抑制掉，從而避免了相互間的干涉。如利用兩高度不同的接收天線來實(shí)現(xiàn)的二重垂直空間分集，就是利用了電場在不同高度的干涉場是不一樣的，分集天線相對位置的安排，使得一個天線的接收信號處于場強(qiáng)的谷值時，另一天線正好處于干涉場的峰值。但是由于體制中，多徑衰落是一個難以解決的問題。傳播路徑的隨機(jī)性，特別是在移動通信中，利用分集的方法克服多徑衰落都不能達(dá)到比較理想的效果?？苟鄰礁蓴_能力的分析二、雙波束、多波束信號對直接序列系統(tǒng)的影響1、雙波束信號對直接序列系統(tǒng)的影響假設(shè)在高斯信道上，傳輸?shù)淖罴研盘栃问绞蔷哂邪自肼暯y(tǒng)計(jì)特性的

3、信號的情形。接收機(jī)接收到的兩路信號分別為和。于是合成信號的功率為式⑶式中，是的歸一化自相關(guān)函數(shù)，且是的自相關(guān)函數(shù)，且高斯白噪聲的自相關(guān)函數(shù)具有函數(shù)的性質(zhì)，在時有，這樣就得到抗多徑干擾能力的分析由此可見，利用具有高斯白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的信號傳送信息，當(dāng)取的任何值時，都為零，即這種通信系統(tǒng)不會發(fā)生干涉衰落，從而接收信號的平均功率因?yàn)闆]有干涉現(xiàn)象而恒定不變，因此這種通信系統(tǒng)是抗多徑干擾的理想系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用時，不可能找到理想的高斯白噪聲信號，因而這只能是理論上的極限值?？苟鄰礁蓴_能力的分析因?yàn)樵跀U(kuò)頻系統(tǒng)中，使用偽噪聲碼來逼近白噪聲信號的統(tǒng)計(jì)特性。具有和噪聲相類似的自相關(guān)函數(shù)：式⑷在直接序列系統(tǒng)中，載

4、波不是單一的正弦波，總的應(yīng)該是有偽隨機(jī)碼和擴(kuò)頻碼調(diào)制的：合成的信號功率為：其中，將帶入該式子中，可得式⑸抗多徑干擾能力的分析分析：偽隨機(jī)碼尖銳的相關(guān)特性使多徑波束完全獨(dú)立：當(dāng)時，反射信號與有用信號疊加，使合成信號的功率發(fā)生起伏，起伏的大小與和的比值有關(guān)。所以只有當(dāng)路徑傳播時延小于偽隨機(jī)編碼的碼元寬度時，直接序列系統(tǒng)才發(fā)生輕度衰落（相對于常規(guī)通信體制而言）。當(dāng)時，反射信號與有用信號疊加，接收信號的功率不發(fā)生起伏衰落，此時，多徑發(fā)射信號被直接序列系統(tǒng)當(dāng)作噪聲處理掉了。因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有抗多徑干擾能力，也即擴(kuò)頻系統(tǒng)對多徑干擾不是很敏感。抗多徑干擾能力的分析2、多波束信號對直接序列系統(tǒng)的影響以上

5、討論的是雙路徑情況，并假設(shè)了兩路徑傳播損耗是完全相同的。但在實(shí)際工程中，電波的傳播是要多于兩徑，并且每徑的傳播損耗都不可能相等，除直達(dá)波束外，其余到達(dá)接收機(jī)的波束經(jīng)過一次或多次的反射或折射，傳播損耗要大于直達(dá)波束的傳播損耗。下面分析多徑干擾對直接序列系統(tǒng)的影響：設(shè)發(fā)射信號為經(jīng)過傳播后到達(dá)接收機(jī)的信號為抗多徑干擾能力的分析其中為第j徑電波信號的幅度，為第j徑電波信號的傳播延時，為第j徑電波信號的載波相移，時的信號時所需要接收的信號,時的信號為多徑干擾信號。假設(shè)系統(tǒng)已經(jīng)同步，即,,接收機(jī)本震信號為則混頻器的輸出為式⑹式⑹中第一項(xiàng)是所期望的接收信號，第二項(xiàng)是多徑干擾信號，抗多徑干擾能力的分析由于

6、二次項(xiàng)不能通過低通濾波器，在式中已被忽略。因?yàn)榈屯V波器的帶寬很窄，第二項(xiàng)中的高頻分量不能通過，其低頻分量為式中為歸一化延遲差，令，多徑干擾信號通過低通濾波器的輸出為假設(shè)在上均勻分布，則的均值為，的方差為式⑺抗多徑干擾能力的分析式⑺在頻域表示為當(dāng)時，（當(dāng)擴(kuò)頻碼長度N足夠長時），到達(dá)接收機(jī)的多徑信號通過相關(guān)解擴(kuò)時，被作為隨機(jī)干擾抑制掉了。當(dāng)由于，所以，多徑干擾的影響消失了。抗多徑干擾能力的分析三、多波束信號對頻率跳變系統(tǒng)的影響若跳頻信號的載波頻率數(shù)為N，則跳頻信號可表示為到達(dá)接收機(jī)的信號為式⑻式⑻中，為所需要的接收信號，為多徑干擾信號。接收機(jī)本地振蕩器的輸出為抗多徑干擾能力的分析假設(shè)接收機(jī)已

7、與所需要的接收信號取得了同步，即，在忽略第二次項(xiàng)后，接收機(jī)混頻器的輸出為式⑼式中的第一項(xiàng)是所需要的信號通過混頻器后的響應(yīng)，第二項(xiàng)是多徑干擾信號通過混頻器后的響應(yīng)。只有當(dāng)時，多徑干擾才能通過中頻濾波器，所以多徑干擾信號通過中頻濾波器的輸出為抗多徑干擾能力的分析式中當(dāng)時，上式為0。在這種情況下，到達(dá)接收機(jī)的多徑信號不會對接收機(jī)的輸出產(chǎn)生影響。這一點(diǎn)很好理解，因?yàn)榈竭_(dá)接收機(jī)的多徑信號因延遲太大，接收機(jī)中本地振蕩器輸出的信號已經(jīng)