什么是多径效应?多径效应怎么消除?多径效应解决⽅法
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多径效应(mulpath effect):指电磁波经不同路径传播后,各分量场到达接收端时间不同,按各⾃相位相互叠加⽽造成⼲扰,使得原来的信号失真,或者产⽣错误。⽐如电磁波沿不同的两条路径传播,⽽两条路径的长度正好相差半个波长,那么两路信号到达终点时正好相互抵消了(波峰与波⾕重合)。这种现象在以前看模拟信号电视的过程中经常会遇到,在看电视的时候如果信号较差,就会看到屏幕上出现重影,这是因为电视上的电⼦枪从左向右扫描时,⽤后到的信号在稍靠右的地⽅形成了虚像。因此,多径效应是衰落的重要成因。多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着⼗分严重的影响。
怎样克服多径效应
主要通过减⼩码元传输速率来解决,⽐如技术等将串⾏传输变为并⾏传输以便减⼩码元速率
中国上市公司全部名单>手机电话录音多径效应消除及解决⽅法
在领域,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。小学心理健康手抄报>幼儿园音乐课教案
一件难过的事
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。
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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,多径对系统造成了不良影响,但在MO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
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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。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号,因此重叠部分不会产⽣⼲扰。实际应⽤中,由于空闲传输时段⽆波形,此时若为多个载波的重叠部分,则
破坏了正交性,会由于多径传输引起信道间⼲扰(ICI,Inter Channel Interference),为此在空闲时间段也填⼊信号,称之为循环前缀,接收时则将此段信号舍弃。图中虚线部分加⼊信号波形后即成为循环前缀。
多径效应不仅是衰落的经常性成因,⽽且是限制传输带宽或传输速率的根本因素之⼀。在短波通信中,为保证在多径传输中的最⼤时延与最⼩时延差不⼤于某个规定值,⼯作频率要求不低于电路最⾼可⽤频率的某个百分数。这个百分数称为多径缩减因⼦,是确定电路最低可⽤频率的重要依据之⼀。图中为多径缩减因⼦与路径长度的关系。对流层传播信道中的抗多径措施,通常有抑制地⾯反射、采⽤窄天线波束和分集接收等。
解决多径⼲扰的措施
抗多径⼲扰主要有如下⼏个⽅⾯措施:
(1)提⾼接收机的距离精度,如窄相关码跟踪环、相位测距、平滑伪距等;
(2)抗多径天线;
智能天线利⽤多个天线阵元的组合进⾏信号处理,⾃动调整发射和接收⽅向图,以针对不同的信号环境达到最优性能。智能天线是⼀种空分多址(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。