所謂分集接收，是指接收端對它收到的多個互相獨立（攜帶同一信息）的衰落特性信號進行特定的合併處理，以降低信號電平起伏的辦法。
基本介紹
- 中文名：分集接收
- 外文名：diversity reception
- 套用學科：通信
定義
分集接收是指利用電磁波在空間、頻率、極化、時間上有足夠大差異時衷落的不相干性，用分別接收、解調、然後合成，或一併接收、分別解調後合成的方法，獲取穩定信號的接收方式。衰落來源於電磁波多徑傳輸的不同路逕行程差產生的干涉，和不同路徑上傳輸媒質微弱不均勻度的增強、漂移和擴散引起行程差的隨機變化。如果發射的電磁波在空間、頻率、極化和時間上具有足夠大的差異，使路徑更加分散或分裂為夾角足夠大的兩個或兩個以上波束，分別進入時變信道參數表現出空間不相干的路由，則可採用分集接收法獲得穩定的輸出信號。
分集的兩重含義
分集有兩重含義：
（1）分散傳輸：使接收端能獲得多個統計獨立、攜帶同一信息的衰落信號。
（2）集中處理：即接收機把收到的多個統計獨立的衰落信號進行合併（包括選擇與組合）以降低衰落的影響。
分集方式
分集方式有兩種：宏分集和微分集。
宏分集：一種減小慢衰落影響的分集技術。
微分集：一種減小快衰落影響的分集技術。又可以分為：場分量分集，時間分集，極化分集，空間分集，角度分集，頻率分集。
3.1顯分集接收
顯分集接收是指使發射信號只有一維擴散性（如空間或的頻率）的分集接收方法，需用兩套以上接收系統分別接收來波信號。
3.2空間分集
空間分集是利用發射信號的功率角擴散（空間擴散）在傳輸媒質中的多徑傳輸所產生的干涉場，在接收區形成一個空間選擇性衰落場，分別在不同地點接收，即可有分集效果。兩接收點的距離至少大於10個波長乃至數十、上百個波長。發信端無需改動，是最常用的一種分集方式。
3.3頻率分集
由於傳輸媒質信道參數是頻率的函式，利用發射載有相同信息而不同頻率的兩個以上信號（頻率擴散），不同的頻率將有不同的路徑，傳輸媒質時變信道參量的空間不相干性將產生頻率選擇性衰落。分別接收不同頻率信號，可獲得分集效果。頻差應大於相關頻寬。
3.4極化分集
由於媒質的信道參量對電磁波不是各向同性的，可以發射載有同一信息的兩個極化方向互相垂直的圓極化波（極化擴散），這也將導致路徑不同，產生極化選擇性衰落（時變橢圓極化波）。以極化方向互相垂直的兩副天線分別接收，也可獲得分集效果。
3.5時間分集
以同一頻率多次發射同一信號（時間擴散），由於傳輸媒質時變信道參量的時空不相干性，以及多徑干涉的時變性，將產生時間選擇性衰落，如分時同步接收，也有分集效果。時間間隔應大於信道的相關時間。
3.6角分集
在接收天線上增加不同照射角的照射器，可起到空間分集效果。
3.7顯分集合成方式
有解調前合成和解調後合成兩種方式。前者要求載波相位一致，效果較好。有以下幾種方式：①選擇性合成，選擇最強的分集支路；②等增益合成，各支路直接相加；③加權等增益合成，選擇信噪比高的幾路進行等增益合成；④最大比值合成，控制各支路增益，信噪比高的增益加大；是一種最佳合成方法。
3.8隱分集接收
隱分集接收是一種使發射信號具有多維擴散性（如空間和頻率）的分集接收方法，只需一套接收系統，但需在內部根據擴散參量的不同進行分集合成處理。隱分集通常採用時、頻編碼，時、頻、相編碼或多徑分離技術（擴頻信號）等方法。可消除顯分集多徑傳輸的時延散差對數位訊號所產生的碼間干擾，是現代廣泛採用的分集接收方法。
合併方式
合併方式有三種：最大比值合併、選擇式合併、等增益合併
4.1最大比值合併
在接收端由多個分集支路，經過相位調整後，按照適當的增益係數，同相相加，再送入檢測器進行檢測。在接受端各個不相關的分集支路經過相位校正，並按適當的可變增益加權再相加後送入檢測器進行相干檢測。在做的時候可以設定第i個支路的可變增益加權係數為該分集之路的信號幅度與噪聲功率之比。
最大比合併方案在收端只需對接收信號做線性處理，然後利用最大似然檢測即可還原出發端的原始信息。其解碼過程簡單、易實現。合併增益與分集支路數N成正比。
4.2選擇式合併
採用選擇式合併技術時，N個接收機的輸出信號先送入選擇邏輯，選擇邏輯再從N個接收信號中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號作為輸出。每增加一條分集支路，對選擇式分集輸出信噪比的貢獻僅為總分集支路數的倒數倍。
4.3等增益合併
等增益合併也稱為相位均衡，僅僅對信道的相位偏移進行校正而幅度不做校正。等增益合併不是任何意義上的最佳合併方式，只有假設每一路信號的信噪比相同的情況下，在信噪比最大化的意義上，它才是最佳的。它輸出的結果是各路信號幅值的疊加。對CDMA系統，它維持了接收信號中各用戶信號間的正交性狀態，即認可衰落在各個通道間造成的差異，也不影響系統的信噪比。當在某些系統中對接收信號的幅度測量不便時選用EGC。
當N（分集重數）較大時，等增益合併與最大比值合併後相差不多，約僅差1dB左右。等增益合併實現比較簡單，其設備也簡單。
分集接收的原理
分集技術是用來補償衰落信道損耗的，它通常利用無線傳播環境中同一信號的獨立樣本之間不相關的特點，使用一定的信號合併技術改善接收信號，來抵抗衰落引起的不良影響。空間分集手段可以克服空間選擇性衰落，但是分集接收機之間的距離要滿足大於3倍波長的基本條件。
分集的基本原理是通過多個信道（時間、頻率或者空間）接收到承載相同信息的多個副本，由於多個信道的傳輸特性不同，信號多個副本的衰落就不會相同。接收機使用多個副本包含的信息能比較正確的恢復出原傳送信號。如果不採用分集技術，在噪聲受限的條件下，發射機必須要傳送較高的功率，才能保證信道情況較差時鏈路正常連線。在移動無線環境中，由於手持終端的電池容量非常有限，所以反向鏈路中所能獲得的功率也非常有限，而採用分集方法可以降低發射功率，這在移動通信中非常重要。
分集接收的目的
在移動通信、短波通信中存在著許多經干涉而產生的快衰落，衰落深度可達40dB，偶爾可達80dB。分集接收就是克服這種衰落的一種方法。分集接收是利用信號和信道的性質，將接收到的多徑信號分離成互不相關（獨立的）的多徑信號，然後將多徑衰落信道分散的能量更有效地接收起來處理之後進行判決，從而達到抗衰落的目的。
