數字微波通訊中的空間分集接收技術
微波訊號在空間傳播時，由於受大氣及地面的影響，引起接收點場強的高低變化，會出現各種各樣的衰落。其中多徑衰落對數字微波訊號影響最大。
所謂多徑衰落，是指：微波訊號由天線發射出來後，經過兩條以上的不同路徑，即多徑傳播，到達接收點；不同的路徑，由於路徑的位置、介面和形狀是隨機變化的，所以各路微波訊號之間的行程不一樣而存在相位差，這樣在接收點，各路微波訊號合成的場強就會產生大幅度的變化。這就是多徑衰落。
多徑傳播的模型如圖所示：
多徑衰落可引起接收電平衰落和頻率選擇性衰落，對於數字微波通訊來說，通常採用正交調製技術，而多徑衰落使訊號頻譜發生畸變，會破壞調製訊號的正交特性，產生碼間干擾；其數碼訊號的工作頻帶也較寬，也易受多徑衰落的影響。頻率選擇性衰落對數字微波通訊的影響等效為訊雜比降低。
對於實際系統來說，多徑衰落最終將影響微波通訊系統的中斷率。
對於大容量系統，由於其訊號頻帶寬，傳輸速率高；在傳輸距離大於30km或者路由是平原或者是海面時，多徑衰落對微波通訊傳輸的影響將更加嚴重。
對抗頻率選擇性衰落通常採取分集接收和加均衡器的方法；分集接收又分為頻率分集和空間分集兩種。
而空間分集是最常用最有效的方法。
如圖所示，空間分集是在發射端用一面天線發射，在收端，用兩面天線接收同一訊號，而這兩面天線在垂直方向有不同的位置。
這是二重空間分集的模型，如果計算需要，可用三面天線或者更多，這樣改善的效果更好。
空間分集的改善係數為：
is＝1.2×10-3×f×s2/d×10f/10
其中：s：分集天線的垂直間距（m）
d：站距（km）
f：工作頻率（ghz）
f：衰落深度（db）
空間分集技術就要包含兩個主要技術問題： 1. 分集天線和主天線的垂直間距的確定；2. 分集天線和主天線接收訊號如何處理。
一般來說，分集天線和主天線的垂直間距越大，接收到的訊號相關性就越小，分集改善的效果就越好。但是這會要求鐵塔有很高的高度，還要考慮地面餘隙的問題。
因此：兩天線間的最佳垂直間距可由以下公式計算出，
h＝75d/fht
式中，h：兩天線間的最佳間距（m）
d：站距（km）
f：工作頻率（ghz）
ht：相對於反射面的發射天線高度。
在大多數情況下，選擇垂直間距時，應該是當一分集通道的訊號處於深衰落時，另一分集通道的訊號處於最大值。經驗告訴，能獲得好的分集效果的天線最小垂直間距是：
分集天線和主天線接收訊號如何處理？
一般有兩種方式：1. 基帶開關選擇；2. 中頻訊號合成方式。
基帶開關選擇方式比較簡單，就是兩面天線接收的訊號，分別經過兩個接收機，解調成基帶訊號後，通過時延均衡器，使得兩路訊號相位相同，再通過監測誤碼的方法，監測兩個接收訊號的質量，從而用無損傷切換選擇使用***的一路訊號。例如，nec公司2500系列34mb容量的數字微波通訊裝置就採用此方法。
由於大容量系統的傳輸速率高，用開關選擇時，有可能引入誤碼；因此對於大容量系統，都會採用中頻訊號合成方式。
中頻訊號合成方式有三種，最小色散合成、最大功率合成、同相位合成。
由於兩路接收訊號是使用兩面天線接收的，因此，這兩路訊號所走過的路徑是不一樣的，這樣兩路訊號就會存在時延差。
最小色散合成，是為了減少由於多徑衰落所引起的帶內幅度色散。空間分集訊號的相位是通過無限移相器根據合成訊號的電平及頻譜資訊來控制。這種方式控制速度較慢，對兩路接收訊號的幅頻特性，電平及時延差要求較高。
最大功率合成，是使合成訊號輸出功率最大，同時減少由於多徑衰落造成的帶內幅度色散。此方式的控制演算法及形式雖然簡單，但控制速度較慢。
同相位合成方式，在中頻訊號時，使用鑑相器，通過比較兩路接收訊號的相位差，來控制移相器的相移，使得兩路訊號的相位相同，再進行合成。其控制速度非常快，可以達到30000度/秒，而對相位的控制精度也非常高。在大容量通訊系統中，此方法得到廣泛採用；例如，nec公司2000系列sdh數字微波通訊裝置就採用此方法。
如圖所示，主訊號和分集訊號，分別進入各自的接收機，過混頻後經成為中頻訊號，其中一路訊號經過移相，使的兩路訊號的時延相同，再進行合成。
鑑相電路比較兩路訊號的相位，當分集訊號的相位超前時，鑑相器輸出乙個正的直流電壓，其幅度隨相位差增大而增加；當相位超前大於10度時，就輸出乙個超前狀態的訊號，送給無限移相器，控制送給分集訊號混頻的本振訊號的相位，從而改變分集訊號的相位，使得分集訊號於主訊號的相位差減少，當相位差減少到10度範圍內時，進行同相合成。當相位滯後大於10度時，就輸出乙個滯後狀態的訊號，送給無限移相器。當相位差在±10度範圍內時，輸出乙個正常狀態的訊號，送給無限移相器，移相器就停止移相，分集訊號和主訊號同相合成。
控制電路是乙個積分控制器，根據鑑相器送過來的相位資訊，向無限移相器送出控制訊號，控制移相器的運作，使得兩路訊號相位相同。
無限移相器，根據控制電路提供的乙個8位元控制訊號，改變本振的相位，移相的步進為1.4度。
在同相合成的基礎上，有出現一種改進方式，即最佳比例同相合成方式，
根據兩路接收天線所接收訊號的訊雜比情況，控制合成訊號訊雜比輸出，使合成訊號的訊雜比最大。此方法保留了同相合成的所有優點，同時具有最佳的合成訊雜比輸出，在實現方式上，是採用兩路直接鑑相的方式，具有控制精度高，控制速度快，電路穩定性高等優點。
而sdh3000s在同相合成的基礎上，增加和最小色散合成。進一步改善色散衰落對幅頻特性的影響。
總之，通過使用空間分集，可有效對抗多徑衰落，其對系統中斷率的改善係數可達200倍。使得數字微波通訊，應用更廣，使用更加可靠。
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