无线通信中的最大比合并(MRC)分析

最大比合并是分集合并技术中的最优选择,相对于选择合并和等增益合并可以获得最好的性能,性能提升是由Array Gain带来的更高的信噪比,进而带来更好的误码率特性决定的。

最大比合并(Maximal Ratio Combining)的实现方式即通过给分集的N路不同信号乘上一个不同的系数wi,i=1,2,……,N,系数的确定与N路分支的衰落系数hi,i=1,2,……,N有关。通常有wKiom1WQ-i6SMG5NAAAeSBSGGk4481.jpg

下面来证明为什么最大比合并是最优合并方案。

如上所述,考虑一个AWGN信道,其中发送符号功率为Es,噪声功率谱密度为N0,N条之路的衰落系数为hi,i=1,2,……,N,合并加权系数为wi,i=1,2,……,N。

接收端的和信噪比为

wKiom1WQ-g2w5oTPAACotDpF2fQ224.jpg

如果需要SNR最大,则需要取到wKioL1WQ_D6SHvtZAAAoHsCpPPw048.jpg极大值,通过SNR对wi求偏导并令偏导为0可得:

wKiom1WQ-w7CFUDbAAA3K1vgHQA266.jpg,化简后有如下式子:

wKioL1WQ_UDjQ4eqAAA7MD0ev-4007.jpg

分析i=1和i=2时两个式子,经过对比作差有:

wKiom1WQ--uhvlZRAABIsNyAVSY871.jpg

故证明信噪比最大时的合并方式是MRC合并。

注:以上内容摘自百度文库《最大比合并能够获得最大信噪比的证明》



继续分析此时的和信噪比SNR,不妨令wKioL1WQ_gHByqohAAATCj9zWfA723.jpg,其中c为常数,故SNR可改写为:


wKioL1WQ_yfSgv6bAADa7JDLvqY534.jpg

为各支路信噪比之和。


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