分集增益

分集接收技术

多路径传播的信号到达接收机的输入端时，形成幅度衰落、时延扩展及多普

勒频谱扩展，从而导致数字信号的高误码率，严重影响通信质量。为了提高系统

抗多径效应的性能，可以采用的一个有效方法是对多路径传播的信号进行分集接

收。分集接收是指接收端先将接收到的多径信号分离成互不相关的（独立的）多

路信号，再将这些多路分离信号按一定的规则合并起来，使接收到的有用信号的

能量最大化，从而提高接收端的信噪功率比（对数字信号而言，使误码率最小）。

合并技术主要分为3种：最大比值合并、等增益合并和选择式合并。

1.空间分集

在移动通信中，空间略有变动就可能出现较大的场强变化。当使用两个接收

信道时，它们受到的衰落影响是不相关的，且两者在同一时刻经受深衰落谷点影

响的可能性也很小，由这一设想引出了利用两副接收天线独立地接收同一信号，

再合并输出的方案，如此，衰落的程度将会大大减小，这就是空间分集。空间分

集分为空间分集发送和空间分集接收两个系统。

其中，空间分集接收就是在空间不同的垂直高度上设置几副天线，使其同时

接收一个发射天线的微波信号，然后合成或选择其中一个强信号。接收端天线之

间的距离d应大于波长的1/2，以保证接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的。

从相应的合并电路中选出信号幅度较大、信噪比最佳的一路信号作为输出信号，

可以降低信道衰落的影响，提高传输的可靠性。空间分集接收的优点是分集增益

高，缺点是还需另外设置单独的接收天线。

2.频率分集

频率分集是采用两个或两个以上具有一定频率间隔的微波频率同时发送和

接收同一信息，然后进行合成或选择，利用位于不同频段的信号经衰落信道后在

统计上的不相关特性，即不同频段衰落统计特性上的差异，来实现抗频率选择性

衰落的功能。实现时可以将待发送的信息分别调制在频率不相关的载波上进行发

射。频率不相关的载波是指不同的载波之间的间隔应大于频率相干区间，即载波

频率的间隔应满足要求。

频率分集与空间分集相比较，其优点是在接收端可以减少接收天线及相应设

备的数量，缺点是要占用更多的频带资源，因此，一般又称它为带内（频带内）

分集，并且在发送端可能需要采用多个发射机。

3.极化分集

在移动环境下，两副在同一地点、极化方向相互正交的天线发出的信号呈现

出不相关的衰落特性。利用这一特点，在接收端、发送端分别装上垂直极化天线

和水平极化天线，就可以得到两路衰落特性不相关的信号。定向双极化天线就是

把垂直极化天线和水平极化天线集成到一个物理实体中，通过极化分集接收来达

到空间分集接收的效果，因此极化分集实际上是空间分集的特殊情况，其分集支

路只有两路。

这种方法的优点是它只需一根天线，结构紧凑，节省空间，缺点是它的分集

接收效果不如空间分集接收天线，并且发射功率要分配到两副天线上，会造成3

dB的信号功率损失。