在無線通訊行業(yè),隨著數(shù)據(jù)傳輸距離的增加和環(huán)境的多元性,信號質(zhì)量經(jīng)常受到各種干擾和損耗的影響。為了解決這個問題,提升通訊系統(tǒng)的性能,陣型增益和分集增益這兩大核心技術(shù)被廣泛使用。這二者雖然都旨在增強信號,但其實現(xiàn)方式和應(yīng)用場景卻截然不同。了解它們的區(qū)別和特點,對于設(shè)計和改進無線通信系統(tǒng)尤為重要。
陣型增益(Array Gain)是指通過多個天線協(xié)調(diào)工作,提升信號的強度專一性,從而提升全面的傳送水平。陣型增益一般用于天線陣列技術(shù)中,根據(jù)將多個天線排序在一起,形成一個陣型,從而實現(xiàn)信號的相關(guān)生成。
1.相干生成:在發(fā)射端,多個天線發(fā)送同樣信號,信號在空間中累加,產(chǎn)生更強的信號波束。在接收端,多個天線接收的信號相關(guān)累加,進而提升接收的網(wǎng)絡(luò)信號。
2.專一性提高:根據(jù)陣列天線的相位控制,能夠形成窄波束,將信號能量集中在一定方向上,降低影響和噪聲,提高信號的覆蓋面積和傳輸距離。
應(yīng)用場景:陣型增益常用于MIMO(多輸入多輸出)系統(tǒng)、毫米波通信和衛(wèi)星通訊等場景,在這些應(yīng)用中,根據(jù)陣型增益能夠顯著提高信號的傳輸效率和覆蓋面積。
分集增益(Diversity Gain)根據(jù)使用多個單獨信號途徑,來抵抗無線信道里的沒落效用,提升系統(tǒng)的可靠性。分集增益運用多元性技術(shù),保證即便某一信號途徑受到干擾或損耗,系統(tǒng)依然能夠從其他途徑獲得較好的信號。
空間分集:以在不同位置布局多個天線,接受同一信號的多個團本,這些信號因為傳送途徑不同,受干擾的狀況各異,進而可以考慮或組合出最佳的信號。
時長分集:在各個時刻推送同樣信號,根據(jù)對不同時間段的信號進行組成,降低瞬間信道衰落的危害。
頻率分集:在不同頻率上推送同樣的信息,由于不同頻段受影響的特點不同,接收端能從不同頻段的信號中恢復(fù)出較好的信息。
應(yīng)用場景:分集增益廣泛用于移動通信、無線網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi)、及其多徑散播環(huán)境里,通過提升系統(tǒng)的可靠性來對抗多徑?jīng)]落和干擾。
1.實現(xiàn)方式:
陣型增益:通過多個天線協(xié)調(diào)工作,提高信號的強度專一性,主要依賴于天線的相關(guān)生成。
分集增益:根據(jù)多元性技術(shù),從各個單獨信號路徑中挑選或組合信號,來抵抗信道沒落,提高系統(tǒng)的可靠性。
2.運用目標(biāo):
陣型增益:主要目標(biāo)是提升網(wǎng)絡(luò)信號和傳輸效率,適用必須遠距離、高速傳輸?shù)漠嬅妗?/p>
分集增益:主要目標(biāo)是提高系統(tǒng)的魯棒性和抗干擾性,適用多徑散播嚴(yán)重、信道質(zhì)量不穩(wěn)定的環(huán)境。
3.情景適應(yīng)性:
陣型增益:當(dāng)需要精確信號偏向跟高傳輸效率的應(yīng)用中效果明顯,比如衛(wèi)星通訊和毫米波通信。
分集增益:在移動通信或Wi-Fi等環(huán)境復(fù)雜、多徑效應(yīng)明顯的場景中,能夠有效提升通訊的穩(wěn)定性。
在具體的無線通信系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)信號和可靠性指標(biāo)是兩個必須并考慮的重要因素。陣型增益通過提升網(wǎng)絡(luò)信號和專一性,保證在遠距離傳輸里的信號覆蓋和品質(zhì),而分集增益則通過多路徑傳送來提高全面的魯棒性,確保信號在干擾和沒落環(huán)境下的靠譜接受。
陣型增益和分集增益各自用不同的方式方法,克服了無線通訊中的關(guān)鍵問題:網(wǎng)絡(luò)信號與穩(wěn)定性。在當(dāng)代無線通信系統(tǒng)的設(shè)計中,這二者經(jīng)常被結(jié)合使用,以在不同環(huán)境下提供最佳的通信特性。了解他們的差別和應(yīng)用場景,不僅有利于提升通訊系統(tǒng)設(shè)計,還能夠在面對復(fù)雜無線環(huán)境時提供更加高效和高效解決方案。