第四讲点对点通信下的分集技术.PDF

第四讲：点对点通信下的分集 技术 沈聪 2016年秋季学期 congshen@ustc.edu.cn 分集技术的核心思想 •  在频率平坦衰落信道中的通信经常会有非常差的性 能 – 来自于所谓的深衰落 •  要提高这种场景下的通信可靠性，一个重要思路是 让传输信号经过多个独立衰落的路径，从而降低整 个通信系统经历深衰落的概率 – 单个路径有较大概率经历深衰落 – 多个独立路径同时经历深衰落的概率随路径数指数递减 •  分集的形式多种多样 – 时间，频率，空间 •  需要解决的核心问题是，如何有效的利用分集 Slide 2 先考虑基本的AWGN信道 BPSK modulation 错误概率随信噪比指数递减. Slide 3 提醒：高斯检测 Slide 4 瑞利平衰落信道 BPSK: 相干检测 在信道h已知的情况下, 再根据h的分布做平均，并用一个高SNR的近似 Slide 5 Rayleigh vs AWGN Slide 6 典型错误事件是什么？ 假设信道h已知，我们有： 当 错误概率非常小. 当 错误概率比较大。我们来算一下这个事件的 概率： 这个事件（“深衰落”）的概率与前面计算出来的错误概率 在同一个量级上。 结论：典型错误事件是信道处于深衰落，而不是由于噪声过 大 Slide 7 BPSK,QPSK,4-PAM •  BPSK只用了I路调制；Q路浪费了 •  QPSK两路都用了，每个（复）符号可以传2比特 •  4-PAM也可以做到每个符号传2比特，但需要多花4dB发送功率 •  为什么？QPSK更好的利用了信道可用的自由度(degrees of freedom) •  重要结论：一个好的通信方法必然要充分利用信道所有可用的 自由度 Slide 8 时间分集 •  时间分集如何获得：交织和编码 – 必须作用在不同相干时间内（为什么？） 仅仅靠信道编码是不够的 ！ Slide 9 实际系统：GSM •  能够获得的时间分集受限于： – 系统延时要求 – 信道变化速度 •  GSM主要针对语音业务，延时要求是40ms •