多径效应解决方法,时延对多径效应影响

多径效应多径效应(multipath effect )是指电磁波在不同的路径传播后,各分量场到达接收侧的时间不同,在各个相位上相互重叠而引起干扰,使原来的信号失真例如,如果电磁波沿两个不同的路径传播,两个路径的长度相差正好一半的波长,那么两条信号到达终点时正好相互抵消。 (lydkfd和zjdcb )。 这种现象以前看模拟信号电视时很常见。 看电视的时候信号不好的话,画面上会看到重影。 这是因为电视电子枪从左向右扫描时,后面来的信号稍微向右形成了虚像。 因此,多径效应是衰退的重要原因。 多径效应对数字通信、雷达最优检测等有着非常严重的影响。

怎样克服多径效应主要通过降低符号速率来解决,例如OFDM技术将串行传输变成并行传输以降低符号速率

多径效应消除及解决方法无线通信领域中,多径指的是无线信号从发射天线经由多个路径到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、山岳、建筑等地表物体对电波的反射会引起多径传播。

在无线传输系统中,多径同时接收两个副本,这两个副本在不同的传输路径上具有不同的传输延迟。

例如,从建筑物或其它物体反射的信号与直接发送的信号(非反射光信号)一起被接收器接收。 这在电视接收机上会引起“叠影”。 在水平方向衰减的回波有时会看起来与主图像重叠。

另一典型的例子是无线电(尤其是调幅无线电),其中无线电在电离层中反射信号后具有一定的延迟,并且无线电接收该信号以及直接传送的信号。

通常,多径会不利地影响系统,但在MIMO系统中不同。 MIMO系统专门利用不同天线发送信号的副本,复杂的接收系统将不同芯片组合在一起进行处理,从而改善了系统性能。

多径带来的影响

多径会引起信号的衰落和相移。 xfdzc衰落是脉冲响应幅度取决于xfdzc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,其统计学模型可以通过无衰落来描述。

在电视信号传输中可以直观地看到多径对通信质量的影响。 通过较长路径到达接收天线的信号分量稍晚于通过较短路径到达天线的信号。 因为电视的电子枪扫描是从左到右的,所以滞后的信号会在早到的信号形成的电视屏幕上叠加稍微靠右的虚像。

由于同样的原因,一个目标通过地形的反射在雷达接收器上产生一个或多个虚像。 这些虚像的移动方式与反射的实际物体相同,因此会影响雷达对目标的识别。 为了克服这个问题,雷达接收方需要将信号与附近的地形图进行比较,去除反射引起的看起来在地面以下或一定高度以上的信号。

在数字无线通信系统中,多路径效应的符号间干扰(inter-symbol-interference,ISI )影响了信号传输的质量。 时域均衡、正交频分复用(OFDM )和Rake接收器可用于对抗由于多路径引起的干扰。

时域均衡的基本思想是使用横向滤波器在延迟时间内使用当前接收的编码序列判断下一个编码序列,通过去除判断规则以外的错误编码,消除编码中存在的错误,减少码间干扰。 例如,已知编码序列11001的次应该是10,出现01的情况下删除,判定下一个序列直到下一个正确的编码序列被复原为止。

正交频分复用(OFDM )技术是LTE ) UMTS标准的长期演进技术)中采用的关键技术之一,其基本思想是将数据流分解为几个独立的低速比特流,从频域来说,分为多个副载波进行并行发送由此,能够有效地降低高速传输时多路径传输引起的码间干扰。 为了最大限度地除去多路径效应和其他因素引起的符号间干扰,在OFDM技术中,也将为每个信号设置称为保护间隔的空闲传输期间。 该周期大于信道的最大延迟时间,不会因延迟导致下一个信号产生符号间干扰。 如图所示,虚线表示无信号跟踪的鸡,但即使此时由于多路径发送出现了前后信号的重叠,由于是跟踪的鸡的无信号,所以在重叠部分也不会出现噪声。 在实际应用中,由于在空闲时间段中没有波形,所以此时,如果是多个载波重叠部分,则正交性下降,发生多路径传输引起的信道间干扰(ICI,Inter Channel Interference ),因此在空闲时间段中也嵌入信号如果将信号波形放入图中的虚线部分,则为循环前缀。

多径效应不仅是衰退的常见原因,而且是限制传输带宽和传输速率的根本因素之一。 在短波通信中,为了保证多径传输中电路的最大延迟和最小延迟之差在某个规定值以下,工作频率需要在电路最高可用频率的某个百分比以上。 该百分比被称为多径缩减系数,是确定电路最低可用频率的重要依据之一。 显示了多路径缩小系数和路径长度的关系。 对流层传播信道中的多径措施通常包括抑制地面反射、采用窄天线波束和分集接收等。

解决多径干扰的措施

多径干扰对策主要有以下几个对策。

)1)提高接收机的距离测量精度,包括窄相关码跟踪环、相位测距、平滑伪距等;

)2)抗多径天线

智能天线使用多个天线单元的组合来进行信号处理,并自动调整发送和接收方向图,以便对于不同的信号环境获得最佳性能。 智能天线是空分多址接入(

SDMA)技术,主要包括两个方面:空域滤波和波达方向(DOA)估计。空域滤波(也称波束赋形)的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布,运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声,以获得尽可能好的信号估计。

智能天线通过自适应算法控制加权,自动调整天线的方向图,使它在干扰方向形成零陷,将干扰信号抵消,而在有用信号方向形成主波束,达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。智能天线波束成型大大降低了多用户干扰,同时也减少了小区间干扰。

(3)抗多径信号处理与自适应抵消技术等。

多址干扰是由于在多用户系统中采用传统单用户接收方案而造成的恶果。单用户接收机采用匹配滤波器作为相关判决的工具,并不考虑多址干扰的存在,每个用户的检测都不考虑其他用户的影响,是一种针对单用户检测的策略。一般说来,单个用户传输时不存在多址干扰,但在多用户环境中,当干扰用户数增加或者他们的发射功率增加时,多址干扰将不容忽视。因此多用户检测技术应允而生,其算法有最优检测算法和次优检测算法。

在CDMA系统中,多用户检测问题实际上就是从若干个随机变量线性组合后加噪声的观察值中提取出目标随机变量的过程。一般情况下,多用户接收机不仅需要知道所有用户的扩频信息而且还需随着系统的时变不断更新。此外,还需估计用户的幅值、相位以及定时信息用于接收端的检测,这样势必造成计算复杂度的增加。由于这一限制,多用户检测大都应用于基站一侧,若要将其应用于移动台一侧,一种实现方法是发送已知的训练序列自适应地将接收机参数调整到理想的工作状态。该方法有明显的弊病:当信道响应突变或者用户数目变化时,就必须重新发送训练序列,而频繁发送训练序列会造成频谱资源的极大浪费。鉴于以上原因,开发不需要所有用户的扩频信息,也不需要发送训练序列的盲多用户检测算法成为业界研究的新热点。以线性检测为例,线性盲多用户检测就是在不知道干扰用户扩频信息,也不需要训练序列的情况下求出权向量的过程。由于所有用户都以相同调制方式独立工作,可以假设各用户的信息码元及同一用户的不同码元之间都是独立同分布的,而幅度的差异可以反映在信道响应混合矩阵的系数中。

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风君子

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