
【电】 space diversity
airspace; interspace; space; vacuum; void
【化】 space
【医】 keno-; space
【电】 diversity
空间分集(Spatial Diversity)是无线通信系统中用于对抗多径衰落的核心技术之一。其英文术语由"spatial"(空间的)与"diversity"(分集)构成,国际音标标注为/ˈspeɪʃəl daɪˈvɜːsɪti/。该技术通过部署多个空间分离的天线,利用电磁波传播路径的独立性,实现信号接收质量的提升。
在工程实现中,空间分集依据天线排布方式可分为水平分集与垂直分集。当相邻天线间距达到电磁波波长的4倍以上时,不同天线接收到的信号经历独立衰落概率显著增加。接收端采用最大比合并(MRC)或选择合并(SC)算法处理多路信号,使系统误码率降低约10²量级。
该技术已广泛应用于4G/5G基站部署(如3GPP TS 36.300标准)、卫星通信系统(ITU-R P.618建议书)及物联网低功耗广域网(LoRaWAN协议)。根据IEEE通信协会2023年度报告,采用空间分集的MIMO系统可使频谱效率提升至传统单天线系统的3-5倍。
典型应用场景包括:
参考文献: IEEE Transactions on Wireless Communications, vol.22, no.5 3GPP Technical Specification 36.300 V15.9.0 ITU-R Recommendation P.618-14 (2023)
空间分集是无线通信中用于对抗信号衰落的一种技术,通过利用信号在空间上的独立性来提升传输可靠性。以下是详细解释:
空间分集(Space Diversity),也称天线分集,其核心是通过多根天线接收或发送同一信号。由于信号在不同空间位置的衰落特性不同,通过合并或选择最优信号,可有效减少多径效应和信号衰落的影响。
天线间距要求
为保证信号不相关性,接收天线间距需满足一定条件。理想情况下,市区环境中天线间距应满足:
$$
d = 0.5lambda
$$
郊区环境中为:
$$
d = 0.8lambda
$$
其中$lambda$为信号波长。
信号合并方式
空间分集接收
接收端使用多根天线接收信号,通过合并电路选择最优信号输出。例如在微波通信中,垂直高度不同的天线可接收同一信号并合成。
空间分集发送
发送端采用多根天线发射信号,接收端通过分集技术处理,常见于MIMO系统。
通过上述技术,空间分集成为现代无线通信系统(如4G/5G)中的关键技术之一,尤其在提升信道容量和可靠性方面发挥重要作用。
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