Trong phân tập thu các đƣờng fading độc lập liên kết với nhiều anten thu đƣợc kết hợp lại để nhận đƣợc một tín hiệu kết quả thông qua một bộ giải điều chế tiêu chuẩn. Sự kết hợp có thể đƣợc thực hiện theo nhiều cách.
Hầu hết các kỹ thuật kết hợp là tuyến tính: đầu ra bộ kết hợp là tổng trọng số các đƣờng fading hoặc các nhánh khác nhau, nhƣ trong hình 3.1 phân tập M nhánh. Khi chỉ có một is khác không, thì chỉ có một đƣờng qua đƣợc bộ kết hợp. Khi có nhiều hơn một ,iskhác không thì các bộ kết hợp cộng các thành phần đa đƣờng cùng nhau, trong đó mỗi đƣờng có trọng số khác nhau.
Việc kết hợp nhiều nhánh tín hiệu đòi hỏi phải cùng pha, mà pha icủa nhánh thứ i đƣợc gỡ bỏ thông qua phép nhân i = aieji
, ai là giá trị thực. Nếu không đồng pha, tín hiệu giữa các nhánh không cộng kết hợp với nhau, do đó kết quả đầu ra có thể vẫn còn fading đáng kể do tạo và hủy của phép cộng các tín hiệu trong tất cả các nhánh.
Phép nhân bởi i có thể đƣợc thực hiện trƣớc khi tách sóng hoặc sau khi tách sóng nhƣng không có sự khác biệt về nguyên lý. Thông thƣờng kết hợp đƣợc thực hiện sau khi tách sóng, từ khi công suất tín hiệu nhánh and/or đƣợc yêu cầu để xác định giá trị thích hợp i. Nhiều nhánh kết hợp sau khi tách sóng
yêu cầu bộ thu dành riêng cho từng nhánh để xác định pha, điều đó làm tăng độ phức tạp phần cứng và công suất tiêu thụ, đặc biệt đối với một số lƣợng lớn các nhánh.
Hình 3.1: Kết hợp tuyến tính
Mục đích chính của phân tập là kết hợp các đƣờng fadinh độc lập vì thế những ảnh hƣởng của fading đƣợc giảm nhẹ. Tín hiệu ra từ các bộ kết hợp bằng tín hiệu phát gốc s(t) nhân với một biên độ phức ngẫu nhiên
iairi. Biên độ phức này là kết quả trong một SNR ngẫu nhiên tại đầu ra bộ kết hợp, với hàm phân bố của là số các đƣờng phân tập, fading phân bố trên mỗi đƣờng, và kỹ thuật kết hợp nhƣ đƣợc trình bày chi tiết dƣới đây.Phân tập đƣợc biểu thị bằng hiệu năng: độ lợi dàn và độ lợi phân tập. Độ lợi dàn là kết quả do kết hợp nhiều tín hiệu thu. Ngay cả khi không có fading, điều này dẫn đến tăng bình quân SNR thu. Trung bình độ lợi dàn là tỷ lệ SNR trung bình của bộ kết hợp với SNR trung bình của nhánh.
Ag =
.
Độ lợi dàn gặp ở tất cả các kỹ thuật phân tập nhƣng nhiều nhất ở trong MRC. Cả độ lợi dàn và độ lợi phân tập ở trong phân tập thu đều mang lại nhiều lợi ích. Độ lợi dàn cho phép một hệ thống với nhiều anten phát hoặc thu trong
kênh fading đạt đƣợc hiệu suất cao hơn so với một hệ thống không phân tập trong kênh AWGN với cùng độ lợi SNR trung bình. Chúng ta sẽ thấy điều này trong các đƣờng cong hiệu suất của MRC và EGC với một số lƣợng lớn anten.
Độ lợi phân tập là độ lợi đạt đƣợc trong SNR khi loại bỏ các tín hiệu yếu hoặc fading sâu.
Xác suất lỗi kí tự trong AWGN phụ thuộc vào SNR thu gọi là s. Trong môi trƣờng fading năng lƣợng tín hiệu nhận thay đổi ngẫu nhiên qua khoảng cách và thời gian bởi che tối và đa đƣờng. Bởi vậy trong kênh fading s là biến ngẫu nhiên với phân bố ps( ), bởi vậy Ps( s) cũng ngẫu nhiên. Độ đo hiệu năng khi sngẫu nhiên phụ thuộc vào tốc độ thay đổi của fading [5].
Xác suất gián đoạn hệ thống, Pout là xác suất mà sgiảm xuống dƣới một ngƣỡng nào đó mà ở đó Ps đạt max.
Xác suất lỗi trung bình, Ps qua phân bố s.
s P =
Ps p d 0 ) ( ) ( (3.1)Ps( ) là xác suất lỗi kí tự của điều chế s(t) trong AWGN với SNR và: Pout = p( 0) =
p d0
0
)
( (3.2)
Trong kênh fading Rayleigh xác suất gián đoạn hệ thống trở thành:
Pout = s s d e s s
0 0 / 1 = 1 - e0/s . (3.3)Sau đây chúng ta sẽ miêu tả các kỹ thuật kết hợp khác nhau và hiệu suất hệ thống đạt đƣợc khi sử dụng các kỹ thuật đó, cũng nhƣ sự phức tạp của các kỹ thuật kết hợp này.
