基本概念

分集的种类(空间分集 极化分集 频率分集 时间分集 协作分集 多用户分集)

基本概念

分集技术是通信中的一种用相对较低廉的投资就可以大幅度地改进无线链路性能的强有力的接收技术。与均衡不同，分集技术不需要训练码，从而节省了开销。分集技术通过查找和利用自然界无线传播环境中独立或者至少是高度不相关的多径信号来实现。在实际应用中，分集的各个方面的参数都由接收机决定，发射机并不知晓分集的情况。分集的概念可以简单地解释如下：如果一条无线传播路径中的信号经历了深度衰落，而另外一条相对独立的路径中可能仍包含着较强的信号，从而可以在多径信号中选择两个或者两个以上的信号。分集的好处是它对于接收端的瞬时信噪比和平均信噪比都有提高，通常可以提高20～30 dB。

分集的种类

空间分集

空间分集，又被称为天线分集，是无线通信中使用最多的分集形式，它既可以用于移动台，也可以用于基站，或者同时应用于两者。空间分集基于这样一个事实：在移动台端，如果天线间的相隔距离等于或者大于半个波长，或者在基站端分集天线间的相隔距离大于一定值(通常是几十个波长)，那么不同的分集天线上收到的信号包络将基本上是不相关的。空间分集按接收方法可以分为4类：反馈或扫描分集、选择分集、等增益分集及最大比率合并，分集增益依次增加。

极化分集

极化分集基于水平极化和垂直极化路径不相关这一特性。在传输信道的反射过程中，不同极化方向的反射系数不同，这使得信号的幅度和相位的变化产生差异，在经过足够多次的反射后，不同极化方向上的信号就变成相互独立或者接近相互独立。

频率分集

频率分集是在多个载频上传送信号，它基于在信道相干带宽之外的频率上不会出现相同的衰落的原理，理论上，不相关信道产生同样衰落的概率是各自产生的衰落概率的乘积。频率分集的缺点是不仅需要备用带宽，而且需要有和频率分集中采用的频道数相等的若干个接收机，所以一般应用在特殊业务中。

时间分集

时间分集是指以超过信道相干时间的时间间隔重复发送信号，以便让再次收到的信号具有独立的衰落环境，从而产生分集效果。

协作分集

协作分集是无线网络中的多个拥有独立无线的无线节点协作实现空间分集的方法。其最基本的思想是在无线接收端将直传信号（来自源节点）以及中继信号(来自中继节点)均作为有用信号以合并解码进而提升无线网络的通信性能（信道容量，可靠性等）。与通常方法相比，协作分集方法将中继信号视作有用信号，而非干扰信号。

协作分集的最简单场景包含一个源节点，一个中继节点以及一个目标节点，两两节点可以互相通信。在协作分集方法中，目标节点将收到并合并来自源节点的直传信号以及来自中继节点的中继信号。中继节点发送的中继信号亦来自源节点，但在转发之前需要进行处理。

协作分集的中继策略指中继节点对来自源节点信号的处理和转发方式。最基本的中继策略有放大转发，解码转发以及压缩转发等等。

多用户分集

多用户分集是一种提高MIMO系统容量的新方法，但与传统MIMO方案不同，它是将所有发送和接收看作一个整体才处理，不是消除信道之间的衰落而是利用信道衰落特性，即信道的随机波动性来获得增益。实现多用户增益的途径则是公平调度。

在实践中，用户数量，发送天线数，接收天线数，资源调度方法，功率分配方案，空间分集和多用户分集的联合方式等对多用户分集系统的容量有着不同程度的影响，唯有充分理解不同技术的本质才能更好地利用各自的优势，最大限度地增加系统的容量。