多径的影响及解决措施.doc
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1、多径的影响及解决措施在无线通信领域,多径指无线电信号从发射天线经过多个路径抵达接收天线的传播现象。大气层对电波的散射、电离层对电波的反射和折射,以及山峦、建筑等地表物体对电波的反射都会造成多径传播。在无线传输系统中,多径是指同时接收到两个副本,这两个副本经过了不同的传输途径,具有不同的传输延时。例如:从建筑物或其他物体反射的信号与直接传输的信号(非反射信号)一起被接收机接收。这在电视接收机中会引起叠影 人们可以看到在水平方向有一个衰减的回波叠加在主图像上。另外一个常见的例子是收音机(特别是调幅收音机),信号通过电离层反射后具有一定的延时,这个信号与直接传输的信号一起被收音机所接收。通常,多径对
2、系统造成了不良影响,但在MIMO系统中不同,MIMO系统专门利用不同的天线发送信号的副本,复杂的接收系统将不同码片组合起来进行处理,以改善系统性能。多径带来的影响多径会导致信号的衰落和相移。瑞利衰落就是一种冲激响应幅度服从瑞利分布的多径信道的统计学模型。对于存在直射信号的多径信道,其统计学模型可以由莱斯衰落描述。在电视信号传输中可以直观地看到多径对于通信质量的影响。通过较长的路径到达接收天线的信号分量比以较短路径到达天线的信号稍迟。因为电视电子枪扫描是由左到右,迟到的信号会在早到的信号形成的电视画面上叠加一个稍稍靠右的虚像。基于类似的原因,单个目标会由于地形反射在雷达接收机上产生一个或多个虚像
3、。这些虚像的运动方式与它们反射的实际物体相同,因此影响到雷达对目标的识别。为克服这一问题,雷达接收端需要将信号与附近的地形图相比对,将由反射产生的看上去在地面以下或者在一定高度以上的信号去除。在数字无线通信系统中,多径效应产生的符号间干扰(inter-symbol-interference,ISI)会影响到信号传输的质量。时域均衡、正交频分复用(OFDM)和Rake接收机都能用于对抗由多径产生的干扰。时域均衡的基本思想是使用横向滤波器在延迟时间内利用当前接收到的编码序列判断下一个编码序列,去除判断规则之外的错误编码,从而消除编码中存在的错误,减小码间干扰。例如已知编码序列11001的下一个应该
4、是10,若出现01,则去除,接着判断下一个序列,直到恢复正确的编码序列。正交频分复用(OFDM)技术是LTE(UMTS标准的长期演进技术)采用的关键技术之一,它的基本思想是将数据流分解成若干个独立的低速比特流,从频域上说就是分成多个子载波,然后并行发送出去。这样可以有效地降低高速传输时,由于多径传输而带来的码间干扰。为了最大程度地消除多径效应和其他因素引起的码间干扰,OFDM技术还在每个信号中设置一段空闲的传输时段,称之为保护间隔,该时间段大于信道最大时延,从而不会对下一个信号产生延时引起的码间干扰。如图所示,虚线所示为无信号的空闲段,此时尽管由于多径传输发生前后信号的重叠,但由于空闲段的无信
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