分集技术是无线通信中用于对抗多径衰落、提高信号传输可靠性和系统容量的关键技术，其核心思想是通过在不同维度上获取多个携带相同信息的信号副本，并利用这些副本中的不相关信息进行合并，从而有效降低深衰落对信号的影响，分集技术的分类方式多样，主要可以从信号传输方式、合并准则、信号获取途径等角度进行划分，常见的分集类型包括空间分集、频率分集、时间分集、极化分集、角度分集、协作分集以及混合分集等。
空间分集是最基础且应用广泛的分集方式，其原理是利用不同空间位置上天线接收信号的衰落特性具有低相关性，通过在接收端或发射端部署多根天线（如多输入多输出MIMO系统），获取多个独立的信号副本，空间分集的性能主要取决于天线间距和散射环境，通常天线间距需大于半个波长以保证信号间的低相关性，在接收端，空间分集可通过选择式合并（选择信噪比最高的信号）、最大比合并（对各支路信号进行加权合并，权重与信号强度成正比）等准则实现合并，其中最大比合并性能最优但实现复杂度较高，空间分集不仅能提高可靠性，还能通过波束赋形等技术提升系统容量,是5G等新一代通信系统的核心支撑技术。
频率分集则是利用不同频率信号在衰落信道中的非相关性，通过在多个载波上传输相同信息（如跳频技术或OFDM系统的子载波映射），接收端在不同频率上获取信号副本并合并，频率分集的有效性取决于频率间隔，当间隔大于信道相干带宽时，各频率分量经历的衰落可视为独立，扩频通信中的直接序列扩频（DSSS）本质上也是一种频率分集，通过将信号能量扩展到较宽频带，利用频率选择性衰落特性提升抗干扰能力，频率分集的缺点是频谱利用率较低,需通过动态频谱分配等技术进行优化。
时间分集利用时间维度上的信道衰落特性差异，通过在多个时间间隔上重复传输相同信号（如编码重传技术），接收端在不同时刻接收信号并合并，时间分集的有效性要求时间间隔大于信道相干时间，以确保各次传输经历的衰落相互独立，自动重传请求（ARQ）和前向纠错编码（FEC）结合的混合ARQ（HARQ）技术是时间分集的典型应用，通过重传冗余信息实现错误恢复，时间分集的缺点是会引入传输时延，因此适用于对时延不敏感的业务,如数据传输。
极化分集利用电磁波的不同极化方向（如垂直极化、水平极化或圆极化）在散射环境中的低相关性，通过极化正交的天线收发信号，获取独立的信号副本，极化分集的优点是天线间距较小，便于设备小型化，常用于移动终端和卫星通信，在复杂散射环境中，极化可能发生旋转，导致极化分集性能下降,需结合极化校正技术进行优化。
角度分集（或称方向分集）利用信号到达角度（AOA）的差异，通过多天线阵列接收来自不同方向的信号副本，适用于多径丰富的环境（如城市宏蜂窝场景），角度分集与波束成形技术结合，可有效分离多径信号，提升空间分辨率，智能天线系统中的自适应波束赋形本质上是一种角度分集的扩展，通过调整天线阵列的加权系数,增强目标方向信号并抑制干扰。
协作分集是一种新兴的分集技术，源于中继通信，其核心是让单天线的用户终端通过共享天线和信道资源，虚拟形成多天线阵列，实现空间分集增益，在协作分集中，终端作为中继节点转发其他终端的信号，形成分布式MIMO系统，协作分集可分为放大转发（AF）、解码转发（DF）和编码转发（CF）三种模式，能有效扩大覆盖范围并提升系统容量，适用于蜂窝网络、无线传感器网络等场景。
混合分集则是将上述两种或多种分集技术结合，以实现性能与复杂度的平衡，将空间分集与频率分集结合，通过多天线多载波传输获取更高的分集增益；将时间分集与编码技术结合，通过交织编码和重传提升纠错能力，混合分集的设计需根据具体应用场景的信道特性、业务需求和硬件成本进行优化,是未来无线通信系统的重要发展方向。
以下为相关问答FAQs：
Q1：分集技术与冗余技术有何区别？
A：分集技术与冗余技术的本质区别在于信号副本的获取方式，分集技术利用信道在不同维度（空间、频率、时间等）的衰落非相关性，获取多个独立的信号副本，通过合并提升可靠性；而冗余技术是通过重复传输相同信息（如重复编码）或增加校验位（如奇偶校验）来纠错，未利用信道特性，时间分集通过在不同时刻传输信号副本利用时间选择性衰落，而简单的重复传输仅依赖冗余量，未考虑信道时变特性,分集技术的频谱效率通常高于纯冗余技术。
Q2：MIMO技术与空间分集的关系是什么？
A：MIMO技术与空间分集密切相关但侧重点不同，空间分集是MIMO技术的核心组成部分之一，主要用于提升链路可靠性，通过多天线接收独立衰落信号并合并；而MIMO技术还包括空间复用，即利用多天线在同一频谱上并行传输多个数据流，以提升系统容量，在2×2 MIMO系统中，既可通过空间分集合并两路信号抗衰落，也可通过空间复用同时传输两路数据流提升速率，简言之，空间分集是MIMO实现可靠通信的基础,而空间复用是MIMO实现高速通信的关键。
