在无线传播环境中，由于传播路径的不同，经常会出现某一条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的信号衰落却很小；如果接收机有能力将多径信号分离并加以利用，必然可以提高接收端的信噪比。因此，分集接收是应用很广的抗衰落技术。
分集技术（Diversity Techniques）就是研究如何利用多径信号来改善系统的性能。分集技术利用多条传输相同信息且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，并在接收端对这些信号进行适当地合并（Combining），以便大大降低多径衰落的影响，从而改善传输的可靠性。
随参信道中的衰落有慢衰落和快衰落，其产生的原因是不同的。根据分集技术是为了减小慢衰落还是快衰落的影响，可分为“宏分集”和“微分集”两种。
图1-3-7所示是一个无线通信系统的快衰落和慢衰落变化情况，横坐标是接收机与发射机之间的距离变化，纵坐标是接收电平。图1-3-7中随着接收机在一个很小的范围内移动，信号衰落很快，但是随着距离的变化信号衰落很慢。因此，对于快衰落而言，如果用两个在距离上稍微分开一些的接收天线，在一个天线收到的信号很弱时，另一个天线可能收到较强的信号，那么，选择最佳接收信号，就可以减小快衰落的影响。
图1-3-7 快衰落和慢衰落图
宏分集主要用于移动通信系统中，也称为“多基站分集”。它是一种减小慢衰落影响的分集技术。慢衰落是由周围环境地形和地物的差别而导致的阴影区引起的，其衰落特性呈对数正态分布。因此，只要把多个基站设置在不同的地理位置（如蜂窝小区的对角上），同时向移动台发送信号，那么，移动台就可以选择一个信号最好的基站进行通信。只要各基站所发信号不是同时受到阴影区的影响，这种方式就能够很好地克服慢衰落对接收性能的影响。在这种分集接收方式中，由于为移动台提供信号的基站相距较远，因而称为宏分集。
微分集是一种减小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。在移动通信系统中，快衰落是由移动台附近地物的复杂反射引起的，快衰落通常导致小距离范围内信号的深度衰落，其衰落特性呈瑞利分布。为了防止深度衰落对接收性能的影响，可以采用微分集方式来处理快速变化的信号。
理论和实践表明，不同传输路径、频率、极化及不同传输时间、角度的信号都呈现相互独立的衰落特性，因此，根据获得独立衰落信号的方式不同分集技术可分为空间分集、频率分集、极化分集、时间分集和角度分集等多种方式。其中，实现空间、极化和角度分集需要多副天线，而实现频率和时间分集只要一副天线即可。这几种分集方式都可用于微分集，而宏分集实际上就是一种空间分集。下面介绍这几种分集方式的实现方法。
1.空间分集（Space diversity）
空间分集是利用了衰落的不相关性。当两个接收位点距离大于半个波长时，接收到的两路信号的衰落具有不相关性。空间分集可以通过多个接收天线实现。
空间分集发射端采用一副发射天线，接收端采用多副天线。接收端天线之间的距离d应足够大，以保证各接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的。在理想情况下，接收天线之间相隔距离d为λ/2就足以保证各支路接收的信号是不相关的。但在实际系统中，接收天线之间的间隔要视地形地物等具体情况而定。在移动通信中，空间的间距越大，多径传播的差异就越大，所收场强的相关性就越小。天线间隔，可以是垂直间隔也可以是水平间隔。但垂直间隔的分集性能太差，一般不主张采用这种方式。为获得相同的相关系数，基站两分集天线之间垂直距离应大于水平距离。
对于移动台的双重分集，如图1-3-8所示的曲线，是根据一个900MHz频段多径衰落实验数据而绘出的，图1-3-8中纵坐标为平均信号电平增量，是双重分集所获得的平均信号电平比用一副天线所接收的信号电平增加的分贝数。从此图可看出，当接收天线之间的距离d≥0.75λ，且在λ/4的奇数倍附近时，具有良好的分集接收特性。在天线间距受条件限制的场合，减小天线间距，即使d=λ/4，也能起到良好的分集效果。
图1-3-8 不同天线间距时的平均信号电平增值(www.xing528.com)
对于空间分集而言，分集的支路数M越大，分集的效果越好。但当M较大时（如M>3），分集的复杂性增加，分集增益的增加随着M的增大而变得缓慢。
2.极化分集（Polarization diversity）在移动环境下，两个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衰落特性。利用这一点，在发送端同一地点分别装上垂直极化天线和水平极化天线，就可得到两路衰落特性不相关的信号。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。
极化分集是利用不同极化方向的电磁波信号，通过不同极化方向的天线得到互不相关的分支信号。
这种方法的优点是结构比较紧凑，节省空间；缺点是由于发射功率要分配到两副天线上，信号功率将有3dB的损失。目前可以把这种分集天线集成于一副天线内实现，这样对于一个扇区只需一副Tx（发射）天线和一副Rx（接收）天线即可；若采用双工器，则只需一副收发合一的天线，但对天线要求较高。
3.角度分集（Angle diversity）
由于地形地貌和建筑物等环境的不同，到达接收端的不同路径的信号可能来自于不同的方向，在接收端，采用方向性天线，分别指向不同的信号到达方向，则每个方向性天线接收到的多径信号是不相关的。
4.频率分集（Frequency diversity）
[补充知识：相干带宽 相干带宽是描述时延扩展的，其是表征多径信道特性的一个重要参数。它是指某一特定的频率范围，在该频率范围内的任意两个频率分量都具有很强的幅度相关性，即在相干带宽范围内，多径信道具有恒定的增益和线性相位。通常，相干带宽近似等于最大多径时延的倒数。从频域看，如果相干带宽小于发送信道的带宽，则该信道特性会导致接收信号波形产生频率选择性衰落，即某些频率成分信号的幅值可以增强，而另外一些频率成分信号的幅值会被削弱]。
将要传输的信息分别以不同的载频发射出去，只要载频之间的间隔足够大（大于相干带宽），那么在接收端就可以得到衰落特性不相关的信号。当频率间隔大于相关带宽时，两个信号间的衰落可以被认为是不相关的。通常，相关带宽在几万赫兹以上，因此在窄带系统中利用时，在频谱利用率上是非常不经济的，但在跳频扩频CDMA系统中，可以将跳频看作频率分集。可以利用Rake接收机实现CDMA多径分集。
频率分集的优点是，与空间分集相比，减少了天线的数目。但缺点是，要占用更多的频谱资源，在发射端需要多部发射机。
5.时间分集（Time diversity）
[补充知识：相干时间 相干时间就是信道保持恒定的最大时间差范围，发射端的同一信号在相干时间之内到达接收端，信号的衰落特性完全相似，接收端认为是一个信号。如果该信号的自相关性不好，还可能会引入干扰，类似照相照出重影让人眼花缭乱。从发射分集的角度来理解：时间分集要求两次发射的时间要大于信道的相干时间，即如果发射时间小于信道的相干时间，则两次发射的信号会经历相同的衰落，分集抗衰落的作用就不存在了]。
时间分集是利用具有一定时间间隔的多个信号来实现分集的。当时间间隔大于信道的相干时间，信号就可以作为分支信号。交织技术可以看作时间分集技术的一种。需要注意的是信道的相干时间与多普勒频移有关，多普勒频移越小，信道的相干时间越大，所需的时间间隔越大。所以，对于静止状态的移动台，可能会为了实现时间分集而产生不能接受的时间间隔。
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