码分复用

‘分集’与‘复⽤’辨析

姓名：王可

学号：

【钳⽜导读】复⽤与分集是两种典型的⽆线传输技术⽆线传输技术。对于分集与复⽤的概念和⽬的，以下均给出了多种不同表述⽅式，以促进全⾯理解。【钳⽜⿐⼦】⽆线传输技术分集复⽤

【钳⽜提问】‘分集’和‘复⽤’分别是什么？

【钳⽜正⽂】奋斗语录

1.分集与复⽤的概念1.1分集

  ⽅式1：分集是在多条独⽴路径上传输相同的数据，接收端通过分集合并技术，抵抗信道衰落，提⾼传输可靠性，降低误码率；

  ⽅式2：根据信号论原理，若有其他衰减程度的原发送信号副本提供给接收机，则有助于接收信号的正确判决。这种通过提供传送信号多个副本来提⾼接收信号正确判决率的⽅法被川菜的做法 称为分集。

  ⽅式3：分集是接收端对它收到的衰落特性相互独⽴地进⾏特定处理，以降低信号电平起伏的办法。分集是指分散传输和集中接收。分集是指分散传输和集中接收。所谓分

散传输是使接收端能获得多个统计独⽴的、携带同⼀信息的衰落信号。集中接收是接收机把收到的多个统计独⽴的衰落信号进⾏合并(选择与组合)以降低衰落的影响。

  ⽅式4：在通信领域，分集（Diversity）技术是指多路彼此独⽴的传输路径上传送同⼀信号。也就是说，相同的信号、独⽴的通道，同⼀信号

经过彼此独⽴的通道发送出去，显然不能提⾼通道的利⽤效率，相反，降低了通道的利⽤效率。那么，这样做的⽬的只有⼀个：提⾼信息传送的可靠性、正确性。

1.2复⽤

  ⽅式1：复⽤是在多条独⽴路径上传输不同数据，充分利⽤系统资源，提⾼系统容量，即总数据率。

  ⽅式2：复⽤技术是指⼀种在传输路径上综合多路信道，然后恢复原机制或解除终端各信道复⽤技术的过程。多路复⽤技术是在发送端将多路信号进⾏组合(如⼴电前端使⽤的混合器)，在⼀条专⽤的物理信道上实现传输，接收端再将复合信号分离出来。

  ⽅式3：复⽤（Multiplexing）技术，在通信领域，是指在同⼀个传输路径上传送多路独⽴的信号。也就是说，不同的信号、共同的通道。在发送端，将多个独⽴信号合成为⼀个多路信号，叫做复⽤；在接收端，将多路信号分解成各个独⽴信号的过程，叫做解复⽤。

2.分集与复⽤的⽬的2.1分集的⽬的

  ⽅式1：分集是⼀个信号通过多条路径送达接收端，好处是降低信号受到信道深度衰落⽽⽆法识别的可能性；分集技术是⽤来补偿衰落信道损

耗的，它通常利⽤⽆线传播环境中同⼀信号的独⽴样本之间不相关的特点，使⽤⼀定的信号合并技术改善接收信号，来抵抗衰落引起的不良影响。

空间分集⼿段可以克共享单车英语作文 服空间选择性衰落，但是分集接收机之间的距离要满⾜⼤于3倍波长的基本条件。同均衡器⼀样，它在不增加传输功率和带宽的前提下，⽽改善⽆线通信信道的传输质量。在移动通信中，基站和移动台的接收机都可以采⽤分集技术。

  ⽅式2：在⽆线传播环境中，⽆线信号会碰到各种各样的衰落，影响接收机正确地接收信号。通过分集技术，同菜花病 ⼀信号在彼此独⽴的不同路径

上传送，经历不同的衰落；在接收端把不同路径来的信号合并起来，可以获得分集增益，提⾼信号接收的正确性。2.2分集阶数与分集增益

  分集阶数（diversityorder）指独⽴的衰落⽀路数:若每对收发天线间的衰落都独⽴，则分集阶数=发射天线数NtNtN_tNt接收天线数

NrNrN_rNr；分集阶数越多，可以获得的最⼤分集增益越⼤，对系统性能改善越多；在多径信道下分集阶数还会增加，分集阶数=发射天线

数NtNtN_tNt接收天线数NrNrN_rNr信道多径数LLLL。实际空时码的设计会降低分集增益。

  分集增益（diversitygain）定义：d=−lim(lg(Pe)/lg(SNR))d=−lim(lg(Pe)/lg(SNR))d=-lim(lg(Pe)/lg

(SNR))d=−lim(lg(Pe)/lg(SNR))，为信噪⽐SNR趋于⽆穷时的极限值。系统误码率Pe=∗(SNR)−dPe=∗(SNR)−dP_e=*(SNR)^{-

d}Pe=∗(SNR)−d，前⾯的系数和原来的系数相⽐就是获得的编码增益，在⾼信噪⽐时，分集增益确定误码曲线的斜率，⽽编码增益确定误

码曲线的平移距离。2.3复⽤的⽬的

  ⽅式1：复⽤是多个信号同时通过多条路径送达接收端，好处是收发端吞吐量增⼤。

  ⽅式2：通信领域⾥，复⽤的共同特点是在保证多路收发信息传送质量的同时，提⾼某⼀传送通路资源的利⽤效率（个⼈理解：例如频分复⽤

中，在保证频率路径传送质量的同时，提⾼了时间、空间资源的利⽤率）。在数据通信中，复⽤技术提⾼了信道传输效率（这意味着，在信道容量不变的情况下，吞吐量得到提升），有⼴泛应⽤。

  附：信道容量与吞吐量的辨析：“信道容量”与“吞吐量”辨析3.分集与复⽤的分类

  把某⼀种资源划分为⼩的部分（⼦通道），分别利⽤这些⼩的⼦通道并⾏传输数据。这种技术往往叫做复⽤技术，如:TDM,FDM,OFDM。

  把这种技术⽤于区分上⾏（发送端）⽤户就叫做多址技术，如TDMA，FDMA，OFDMA。（ps：下⾏不⽤多址区分。）各种多址技术可参考下⽂：⼤规模MIMO空分多址传输

  把这种技术⽤于区分上下⾏数据，就叫做双⼯技术，如TDD和FDD。

  把这种技术⽤于区分⽆线信道中传输的不同数据，仍叫做复⽤技术。

  把这种技术⽤于传输相同数据，以降低系统错误概率，提⾼系统的性能的应⽤，叫做分集技术。3.1分集技术

  常⽤的分集⽅式主要有两种：宏分集和微分集。

  宏分集也称为“多基站分集”，主要是⽤于蜂窝系统的分集技术。在宏分集中，把多个基站设置在不同的地理位置和不同的⽅向上，同时和⼩

区内的⼀个移动台进⾏通信。只要在各个⽅向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响⽽出现严重的慢衰落，这种办法就可以保证通信不会中断。它是⼀种减少慢衰落的技术。

  微分集是⼀种减少快衰落影响的分集技术，在各种⽆线通信系统中都经常使⽤。微分集采⽤的主要技术有：空间分集、极化分集、频率分集、场分量分集、⾓度分集、时间分集等分集技术。

空间分集的基本原理是在任意两个不同的位置上接收同⼀信号，只要两个位置的距离⼤到⼀定程度，则两处所收到的信号衰落是不相关的，也就是说快衰落具有空间独⽴性。空间分集也称为天线分集，是⽆线通信中使⽤最多的分集技术。

频率分集的基本原理是频率间隔⼤于相关带宽的两个信号的衰落是不相关的，因此，可以⽤多个频率传送同⼀信息，以实现频率分集。

极化分集的基本原理是两个不同极化的电磁波具有独⽴的衰落，所以发送端和接收端可以⽤两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信

号，以获得分集效果。极化分集可以看成是空间分集的⼀种特殊情况，它也要⽤两付天线(⼆重分集情况)，但仅仅是利⽤不同极的电磁波所具有的不相关衰落特性，因⽽缩短了天线间的距离。

⾓度分集的做法是使电波通过⼏个不同的路径，并以不同的⾓度到达接收端，⽽接收端利⽤多个锐⽅向性接收天线能分离出不同⽅向来的信号分量，由于这些信号分量具有相互独⽴的衰落特性，因⽽可以实现⾓度分集并获得抗衰落的效果。

时间分集：快衰落除了具有空间和频率独⽴性以外，还具有时间独⽴性，即同⼀信号在不同时间、区间多次重发，只要各次发送的时间手机屏幕闪烁是什么原因 间隔⾜够

⼤，那么各次发送信号所出现的衰落将是彼此独⽴的，接收机将重复收到的同⼀信号进⾏合并，就能减⼩衰落的影响。时间分集主要⽤于在衰落信

道中传输数字信号。3.2复⽤技术

  多路复⽤技术主要有两⼤类：频分多路复⽤(即频分复⽤)和时分多路复⽤(即时分复⽤)，波分复⽤和统计复⽤本质上也属于这两种复⽤技术。另外还有其他复⽤技术，如码分复⽤、极化波复⽤和空分复⽤。

空分复⽤（SDM）是指让同⼀个频段在不同的空间内得到重复利⽤，在移动通信中，其基本技术就是采⽤⾃适应阵列天线实现空间分割，在不同的⽤户⽅向上形成不同的波束。

频分复⽤（FDM）：载波带宽被划分一封信的格式 为多种不同频带的⼦信道，每个⼦信道可以并⾏传送⼀路信号。FDM⽤于模手指变变变儿歌 拟传输过程。时分复⽤（TDM）：在交互时间间隔内在同⼀信道上传送多路信号。TDM⼴泛⽤于数字传输过程。

码分复⽤（CDM）：每个信道作为编码信道实现位传输（特定脉冲序列）。这种编码传输⽅式通过传输唯⼀的时间系列短脉冲完成，但在较长的位时间中则采⽤时间⽚断替代。每个信道，都有各⾃的代码，并可以在同⼀光纤上进⾏传输以及异步解除复⽤。

波分复⽤（WDM）：在⼀根光纤上使⽤不同波长同时传送多路光波信号。WDM⽤于光纤信道。WDM与FDM基于相同原理但它应⽤于光纤信道

的光波传输过程。4.分集与复⽤的⽐较

  共同点：都要使⽤多天线；

  不同点：多天线上传输的内容不同，另外在接收端进⾏的处理不同，⽐如分集在接收端就要进⾏合并，⽽复⽤在接收端就要进⾏多⽤户检测与

分离。当然分集传输稳定性可靠性强，复⽤传输吞吐量⼤，其可靠性可能还不如SISO系统。这两者往往是⽭盾的，⽆法同时追求最⼤化。

  此⽭盾性还可以从通信系统的有效性与可靠性去理解，分集是为了提升通信系统的可靠性，复⽤是为了提升通信系统的有效性，⽽可靠性与有效性往往是⼀对⽭盾。

5.分集与复⽤的进⼀步理解

  在⼀个通路中传送多路信号的复⽤技术，多路信号如何相互区分？在多个通路中传送同⼀信号的分集技术，多个通路如何彼此独⽴？也就是说，在通信领域，⽆论是复⽤技术、还是分集技术，都涉及“正交”的概念。

  举例来说，频分复⽤区别的是频率，复⽤的是时隙等其他资源，即在同⼀时隙、同⼀空间（天线单元）、同⼀正交码的情况下，将⼀个载波带宽划分为相互区别的、多个不同频点的⼦信道，分别传送不同的信号。同样的道理可以理解时分复⽤、码分复⽤、空分复⽤，如下表所⽰。

  同⼀信号必须经过相互独⽴的不同通路，才能起到分集作⽤。分集技术有很多种，如频率分集、时间分集、空间分集、⾓度分集、极化分

集，如下表所⽰。不管什么类型的分集技术，必须有相互独⽴的信息通路，保证同⼀信号经历不同的衰落，以便合并的时候有相互参考、相互补充、相互验证的效果。

  LTE使⽤多进多出的MIMO技术，可以起到空间复⽤和空间分集的作⽤。————————————————

版权声明：本⽂为CSDN博主「⽉半⽉半」的原创⽂章，遵循CC4.0BY-SA版权协议，转载请附上原⽂出处链接及本声明。