第三代移動(dòng)通信中RAKE接收機(jī)研究畢業(yè)設(shè)計(jì)

PAGE4PAGE31論文題目：第三代移動(dòng)通信中RAKE接收機(jī)研究專業(yè)：通信技術(shù)學(xué)生：簽名：_________指導(dǎo)教師：簽名：_________摘要WCDMA是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)最具競爭力的標(biāo)準(zhǔn)之一。本論文重點(diǎn)針對第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中RAKE接收技術(shù)進(jìn)行了研究。RAKE接收機(jī)技術(shù)是CDMA擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，作為CDMA系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多徑分集接收的核心部件，它可以分辨出接收信號中不同的多徑分量，克服多徑衰落，提高系統(tǒng)性能。本文圍繞RAKE接收機(jī)在CDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用，針對多徑衰落信道，敘述了分集接收技術(shù)，分析比較了傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于多徑干擾相消的RAKE接收技術(shù)，并與常規(guī)的RAKE接收進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，采用此技術(shù)可改善RAKE接收性能，且結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)。RAKE接收技術(shù)在不斷的完善和發(fā)展，通過與其他技術(shù)的融合和對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，它將大幅提高通信系統(tǒng)性能，在移動(dòng)通信中將有很好的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻通信多址干擾分集技術(shù)多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)論文類型：理論研究型Title:RAKEreceiverinthethirdgenerationmobilecommunicationMajor:communicationstechnologyName:Signature:_______Supervisor:Signature:_______ABSTRACTWCDMAisoneofthemostcompetitivestandardsofthethirdgenerationmobilecommunicationsystem.ThisthesismainlyfocusesontheRAKEreceivingin3G.TheRAKEreceivingtechnologyisoneofthekeystotheCDMAspreadingspectrumcommunicationsystems.Asthecorepartswhichuseseveralbase-bandcorrelatorstoindividuallyprocessseveralsignalmulti-pathcomponents,itcandistinguishmulti-pathfromreceivedsignals,overcomemulti-pathfadingandachieveimprovedcommunicationsreliabilityandperformance.ThispaperdealswithRAKEreceiverapplyingforCDMAsystems,analyzestheperformanceofconventionalRAKEreceiver.Basedonthem,amethodofmulti-pathinterferencecancellationisproposed,andcomparisonwithconventionalRAKEreceiverisperformed.ExperimentalresultsshowthatRAKEreceiverperformancecanbeimprovedusingthismethodwithsimplestructureandeasyimplementation.RAKEreceiverwillhaveimprovementanddevelopmentconstantly.Withtheintegrationofothertechnologiesandoptimizationofthestructure,itwillimprovethecommunicationsystemperformancesignificantly,whichwillbeaverygoodprospectinthemobilecommunications.Keywords:SpreadSpectrumCommunicationsMAIDiversityMultipathinterferenceCancellationoftheRAKEreceiverTypeofThesis:TheoryResearch前言在當(dāng)今這樣一個(gè)高速發(fā)展的信息時(shí)代，移動(dòng)通信技術(shù)己經(jīng)成為通信領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一。隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對通信需求的不斷提高，未來的個(gè)人移動(dòng)通信發(fā)展的最終目的是任何人(Whoever)在任何時(shí)間〔Whenever)，任何地點(diǎn)(Wherever)都可以以任何方式(Whatever)與其它任何人(Whomever)實(shí)現(xiàn)信息交換。移動(dòng)通信就是為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)而出現(xiàn)的，同時(shí)，還必須滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對語音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)并存的多媒體通信的需求。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)就是在這種背景下應(yīng)運(yùn)而生，它可以提供全球漫游服務(wù)、支持多媒體業(yè)務(wù)并有足夠的系統(tǒng)容量。在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶與基站之間可采用的多址方式有三種基本方式，頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)。此之，還有其混合方式，如時(shí)分/頻分多址(TDMA/FDMA).碼分/頻分多址(CDMA/FDMA)等，以及其他的隨機(jī)接入多址方式。隨著用戶數(shù)量和通信業(yè)務(wù)的增加，頻率資源和通信系統(tǒng)容量的矛盾愈加突出，因此尋找有效的多址方式和信號調(diào)制方式一直是移動(dòng)通信研究和開發(fā)的熱門課題。RAKE接收機(jī)最早是由Price和Green在1956年提出的。它隨著DS-CDMA通信技術(shù)的不斷發(fā)展，而長期被人們研究。特別是在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用后，RAKE接收機(jī)技術(shù)再一次引起人們的重視，各種RAKE接收機(jī)的改進(jìn)和衍生技術(shù)不斷出現(xiàn)，使RAKE接收機(jī)技術(shù)成為多重技術(shù)的復(fù)合。研究的重點(diǎn)主要集中在以下幾方面:多徑搜索、多徑分離技術(shù)、多徑選擇:固定finger數(shù)RAKE接收機(jī)、自適應(yīng)finger數(shù)RAKE接收機(jī)、all-RAKE技術(shù);多徑合并技術(shù)，如等增益合并、最大比合并、最大信噪比合并、MMSE合并等。目前國內(nèi)外研究最多的是RAKE接收機(jī)技術(shù)與多用戶檢測技術(shù)相結(jié)合的多用戶檢測RAKE接收機(jī)、RAKE接收機(jī)技術(shù)與天線技術(shù)相結(jié)合的空時(shí)二維RAKE接收機(jī)技術(shù)、與自適應(yīng)等技術(shù)相結(jié)合的D-RAKE接收機(jī)技術(shù)。但由于這些技術(shù)都比較復(fù)雜，受到硬件實(shí)現(xiàn)的限制，還未見有進(jìn)入實(shí)用的報(bào)道。國內(nèi)主要是WCDMA系統(tǒng)中的RAKE接收機(jī)的研究與實(shí)現(xiàn)，清華大學(xué)無線電系在進(jìn)行這方面的研究。3G中普遍采用的，還是傳統(tǒng)的RAKE接收機(jī)技術(shù)。論文主要對第三代移動(dòng)通信中的RAKE接收機(jī)技術(shù)進(jìn)行研究，第一章是緒論，綜述了RAKE接收機(jī)、研究背景和國內(nèi)外現(xiàn)狀。第二章介紹了分集技術(shù)的概念分類以及合并技術(shù)，由此引出下面的RAKE接收機(jī)。第三章敘述了RAKE接收機(jī)的基本原理，討論了相干和非相干RAKE接收機(jī)的異同，提出了一種基于多徑干擾相消的RAKE接收技術(shù)，把RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)接收機(jī)的比較。第四章最后對整個(gè)論文工作進(jìn)行了總結(jié)。目錄38511緒論 1311351.1第三代移動(dòng)通信中RAKE接收機(jī) 143651.2研究背景、意義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1253291.2.1研究背景、意義 129911.2．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3167451.3論文內(nèi)容安排 3119812分集技術(shù) 480922.1分集技術(shù)的概念與分類 4133552.1.1空間分集 4193832.1.2頻率分集 599442.1.3時(shí)間分集 530352.2.分集合并技術(shù) 698702.3小結(jié) 9129123RAKE接收機(jī) 1039143.1RAKE接收機(jī)的基本原理 10312103.2相干與非相干RAKE接收機(jī) 12282733.2.1相干RAKE接收機(jī) 1230283.2.2非相干RAKE接收機(jī) 15149023.3多徑干擾相消RAKE接收機(jī) 19299843.3.1接收信號 1995063.3.2多徑干擾相消 2166693.4多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的比較 23304433.4.1傳統(tǒng)的Rake接收機(jī)模型和算法 2336173.4.2多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的性能分析 24238093.5小結(jié) 2764074結(jié)束語 2830837致謝詞 2914165參考文獻(xiàn) 301緒論1.1第三代移動(dòng)通信中RAKE接收機(jī)RAKE接收是由Price和Green首先提出來的多徑分集接受技術(shù).基于傳統(tǒng)RAKE接收的時(shí)域處理時(shí)抗多徑衰落的有效途徑.RAKE接收機(jī)通過多個(gè)相關(guān)檢測器接收多徑信號,把它們合并起來.其理論基礎(chǔ)是:當(dāng)傳播時(shí)延超過一個(gè)碼片周期時(shí),多徑信號可被看作是互不相關(guān)的.RAKE接收機(jī)利用相關(guān)檢測器檢測出多徑信號中最強(qiáng)的M個(gè)支路信號,然后對每個(gè)RAKE支路的輸出進(jìn)行加權(quán)合并,以提供優(yōu)于單支路信號的接收信噪比,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行判決.擴(kuò)頻分集特性是擴(kuò)頻技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)勢,因?yàn)樵跀U(kuò)頻通信條件下,信道帶寬遠(yuǎn)大于相干帶寬,從而可以分辨出相互獨(dú)立的各多徑分量,有利于RAKE接收.擴(kuò)頻系統(tǒng)中通常采用RAKE接收機(jī)扛多徑衰落.1.2研究背景、意義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1研究背景、意義在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，用戶與基站之間可采用的多址方式有三種:頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。除此之外，還有它們的混合方式，如時(shí)分/頻分多址(TDMA/FDMA)、碼分/頻分多址(CDMA/FDMA)等。隨著用戶數(shù)量和通信業(yè)務(wù)的增加，頻率資源和通信系統(tǒng)容量的矛盾越來越突出，因此尋找有效的多址方式和信號調(diào)制方式一直是移動(dòng)通信研究和開發(fā)的熱門課題。與其它多址方式相比，CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。首先，它采用寬帶傳輸，具有抗多徑衰落，抗陰影衰落，抗Doppler效應(yīng)的特性。CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)之一就是可以通過RAKE分集接收來利用多徑，從而大大降低多徑對通信系統(tǒng)的影響。頻帶越寬,則可分離的多徑數(shù)越多。由于寬帶信號與寬帶噪聲、寬帶干擾同時(shí)發(fā)生衰落，功率同時(shí)下降，對信號與干擾的影響基本相同，因此信噪比基本維持不變。此外在寬帶系統(tǒng)中，由于相對頻移小，造成信號的失真也就相對較小。CDMA系統(tǒng)采用低功率密度傳輸，具有良好的保密性。對于CDMA系統(tǒng)，在信道中傳輸?shù)挠杏眯盘柟β时雀蓴_和噪聲的功率低，信號隱蔽在噪聲之中，信號頻譜擴(kuò)展得越寬，功率密度越低，信號隱蔽性越好。擴(kuò)頻技術(shù)使信號的功率譜密度大大降低，其平均發(fā)射功率和最大發(fā)射功率均比FDMA低得多。低功率發(fā)射信號帶來的好處是可以使手機(jī)體積小、重量輕、待機(jī)時(shí)間長。CDMA系統(tǒng)利用擴(kuò)頻地址碼的相關(guān)性獲取信息，因此它的防截獲能力和抗干擾能力也很強(qiáng)。系統(tǒng)采用偽隨機(jī)擴(kuò)頻地址碼對用戶信號進(jìn)行調(diào)制，接收端則利用擴(kuò)頻地址碼的相關(guān)性獲取信號，在未知擴(kuò)頻地址碼的條件下，要截獲信號是相當(dāng)困難的。擴(kuò)頻信號利用擴(kuò)頻地址碼對接收信號進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算。對于擴(kuò)頻接收信號，信號能量得以集中;而對于干擾信號，由于與擴(kuò)頻地址碼不相關(guān)，在相關(guān)運(yùn)算后，能量被擴(kuò)散，對噪聲信號，相關(guān)運(yùn)算前后信號特性保持不變。由于相關(guān)運(yùn)算，使得輸入輸出SNR發(fā)生變化，輸出SNR得到提高。CDMA系統(tǒng)同時(shí)還具有軟容量特性，不易發(fā)生線路擁塞，便于話音激活技術(shù)的應(yīng)用。在FDMA，TDMA系統(tǒng)的容量設(shè)計(jì)過程中，若依據(jù)忙時(shí)話務(wù)量設(shè)計(jì)頻道數(shù)或時(shí)隙數(shù)，則在統(tǒng)閑時(shí)信道被閑置無法利用，同時(shí)增加系統(tǒng)成本投入:若依據(jù)閑時(shí)話務(wù)量設(shè)計(jì)，則業(yè)務(wù)忙時(shí)造成線路擁塞，呼損率高。在CDMA系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)忙時(shí)，信噪比降低，通話質(zhì)量下降；業(yè)務(wù)閑時(shí)，信噪比增加，通信質(zhì)量提高，系統(tǒng)增加與減少一個(gè)用戶，對系統(tǒng)通信服務(wù)的影響很小。并且只要用戶在話音間歇期間，不發(fā)射信號，就可以提高CDMA系統(tǒng)中其它用戶的SNR，系統(tǒng)就可以允許接入新的呼叫，系統(tǒng)容量也因此增加約2倍。另外還需提到的是，CDMA系統(tǒng)工作頻率相同，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)軟切換漫游，而且頻率管理簡單，扇區(qū)劃分也能使系統(tǒng)容量進(jìn)一步提高。由于CDMA系統(tǒng)中，各小區(qū)采用相同的工作頻率，當(dāng)用戶終端在小區(qū)間漫游時(shí)，不需要象FDMA、TDMA系統(tǒng)那樣重新分配頻率資源和倒換時(shí)隙對小區(qū)通信信道進(jìn)行分配，也不需要額外的硬件開銷。系統(tǒng)中各小區(qū)可以采用同一頻率，系統(tǒng)不必進(jìn)行嚴(yán)格的頻率管理或頻率分配。CDMA系統(tǒng)中采用定向天線將小區(qū)劃分為幾個(gè)扇區(qū)，由于每個(gè)扇區(qū)只接收來自某個(gè)方向的信號，降低了干擾信號的接收能量，SNR得到提高，從而系統(tǒng)容量得到增加。二十世紀(jì)九十年代信息通信領(lǐng)域的三大突出成就是移動(dòng)通信和無線電通信、多媒體信息服務(wù)、Interment國際互聯(lián)網(wǎng)。九十年代末，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的開發(fā)成為通信領(lǐng)域中最熱門的話題。第三代移動(dòng)通信的理想目標(biāo)是，具有極大的通信容量，極好的通信質(zhì)量和極高的頻譜利用率。要在復(fù)雜的移動(dòng)通信環(huán)境和有限的頻率資源中實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，主要受三個(gè)因素的限制:一是多徑衰落，信號經(jīng)不同路徑傳播到達(dá)接收機(jī)，由于天線位置、方向和極化不同，其接收信號的幅度、相位都在起伏變化，為保證通信質(zhì)量，不得不增加信號功率，這直接會(huì)影響系統(tǒng)容量；二是時(shí)延擴(kuò)展，不同路徑的信號有不同的傳播時(shí)延，當(dāng)時(shí)延超過碼元寬度的10%時(shí)，碼間干擾(ISI)影響就比較明顯，從而限制了移動(dòng)通信的信道傳輸速率；三是多址干擾，來自本小區(qū)和鄰近小區(qū)的其它用戶信號的干擾，隨著小區(qū)信道數(shù)的增加而增加，隨著信號功率的增加而增加。為克服這些限制，僅采用現(xiàn)成的、常規(guī)的數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)是不能滿足要求的，還必須要采用近年來開始研究的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。具體地說包括RAKE接收技術(shù)，信道編譯碼技術(shù)，智能天線技術(shù)，多用戶檢測技術(shù)，功率控制技術(shù)等。移動(dòng)通信是在復(fù)雜的電波環(huán)境下進(jìn)行的，如何克服電波經(jīng)不同的傳播路徑到達(dá)接收天線，而形成的多徑衰落現(xiàn)象是移動(dòng)通信所必須解決的基本問題之一。在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于信號帶寬較寬，因而在時(shí)間上可以分辨出細(xì)微的多徑信號，利用這一特點(diǎn)，去盡可能多地接收來自不同路徑的信號，以增加接收信號電平，克服多徑衰落信道所造成的負(fù)面影響，這就是RAKE多徑分集技術(shù)的基本思想。RAKE多徑分集技術(shù)的另一個(gè)重要的作用是宏分集及越區(qū)軟切換技術(shù)，當(dāng)移動(dòng)臺(MT)處于越區(qū)切換狀態(tài)時(shí)，參與越區(qū)切換的基站(BTS)向MT發(fā)送相同的信息，MT把來自不同基站的信號進(jìn)行分集合并，從而改善MT處于越區(qū)切換時(shí)的接收信號質(zhì)量，保證越區(qū)切換時(shí)通信的連續(xù)性。1.2．2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀RAKE接收機(jī)最早是由Price和Green在1958年提出的。它隨著DS-CDMA通信技術(shù)的不斷發(fā)展，而長期被人們研究。特別是在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用后，RAKE接收機(jī)技術(shù)又再一次引起人們的重視，各種RAKE接收機(jī)的改進(jìn)和衍生技術(shù)不斷出現(xiàn)，使RAKE接收機(jī)技術(shù)成為多重技術(shù)的復(fù)合。研究的重點(diǎn)主要集中在以下幾個(gè)方面:多徑搜索、多徑分離與多徑選擇;固定finger數(shù)RAKE接收機(jī)、自適應(yīng)finger數(shù)RAKE接收機(jī)；多徑合并技術(shù)，如等增益合并、最大比合并、最大信噪比合并、MMSE合并技術(shù)等。目前國內(nèi)外研究最多的是RAKE接收機(jī)技術(shù)與多用戶檢測技術(shù)相結(jié)合的多用戶檢測RAKE接收機(jī)、RAKE接收機(jī)技術(shù)與天線技術(shù)相結(jié)合的空時(shí)二維RAKE接收機(jī)技術(shù)、與自適應(yīng)等技術(shù)，相結(jié)合的RAKE接收機(jī)技術(shù)。但是由于這些技術(shù)都比較復(fù)雜，受到硬件實(shí)現(xiàn)的限制，還未見有進(jìn)入實(shí)用的報(bào)道。3G中普遍采用的，還是傳統(tǒng)的RAKE接收機(jī)技術(shù)。1.3論文內(nèi)容安排論文主要對第三代移動(dòng)通信中的RAKE接收機(jī)技術(shù)進(jìn)行了研究，章節(jié)內(nèi)容安排如下:第一章是緒論，綜述了RAKE接收機(jī)、研究的背景意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。第二章介紹了分集技術(shù)的概念分類以及合并技術(shù)，由此引出下面的RAKE接收機(jī)。第三章敘述了RAKE接收機(jī)的基本原理，討論了相干RAKE接收機(jī)和非相干RAKE接收機(jī)的異同，提出了一種基于多徑干擾相消的RAKE接收技術(shù)，把RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)接收機(jī)的比較。第四章最后對整個(gè)論文工作進(jìn)行了總結(jié)。2分集技術(shù)分集技術(shù)是一項(xiàng)主要的抗衰落技術(shù)，它可以大大提高多徑衰落信道下的傳輸可靠性。分集技術(shù)通常用來減少接收時(shí)窄帶平坦衰落的深度和持續(xù)時(shí)間,用來改善鏈路的性能。其中空間分集早期已經(jīng)成功的應(yīng)用于模擬短波通信中。在移動(dòng)通信中，特別是數(shù)字移動(dòng)通信和第三代移動(dòng)通信中，分集技術(shù)有了更廣泛的應(yīng)用。在第三代移動(dòng)通信中，不論是WCDMA還是cdma2000都計(jì)劃采用發(fā)送端分集技術(shù)。2.1分集技術(shù)的概念與分類多徑衰落信道下的抗衰落技術(shù)一般采用分集技術(shù)。接收機(jī)將接收到的多徑信號分離成不相關(guān)的（獨(dú)立的）多徑信號，然后將這些多路信號分離信號的能量按一定規(guī)則合并起來，使接收的有用信號能量很大，以提高接收端功率信噪比并減少Pe.分集技術(shù)包括兩方面：如何把接收的多徑信號分離出來，使其之間互不相關(guān)。怎樣使分離出來的多徑信號合并起來，以獲得最大的信噪比收益。分集技術(shù)是研究如何充分利用信號的基本參量在時(shí)域、頻域和空域中，如何分散開又如何收集起來的技術(shù)。“分”和“集”是一對矛盾。從一開始研究如何將客觀的多徑衰落信道分散的信號能量有效的收集起來的措施，到今天如何主動(dòng)的利用信號設(shè)計(jì)技術(shù)，能將多徑衰落信道分散的信號能量更為有效的收集起來，這些都是分集技術(shù)所要研究的內(nèi)容。為了在接收端得到幾乎相互獨(dú)立的不同路徑，可以通過空域、頻域和時(shí)域的不同角度、不同的方法與措施來加以實(shí)現(xiàn)。其中最基本的有如下幾種：2.1.1空間分集空間分集是一種利用不同接收地點(diǎn)收到的衰落信號的獨(dú)立性，實(shí)現(xiàn)抗衰落的功能的技術(shù)，它的基本結(jié)構(gòu)為：發(fā)送端一副天線發(fā)送，收端N部天線接收，如圖2－1所示。圖2－1空間分集示意圖分集天線數(shù)N越大，分集效果越好，但是不分集與分集差異較大，屬于質(zhì)變。分集增益正比于分集的數(shù)量N，其改善是有限的，屬于量變，且改善程度隨分集數(shù)量N的增加而逐步減少。工程上要在性能和復(fù)雜性之間做一折中考慮，一般取N＝2～4。空間分集還有兩種變化形式：（1）極化分集：它利用在同一地點(diǎn)兩個(gè)極化方向正交的天線發(fā)出的信號，可呈現(xiàn)出不相關(guān)的衰落特性進(jìn)行分集接收。其優(yōu)點(diǎn)在于：結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省空間；缺點(diǎn)是：由于發(fā)射功率要分配到兩副天線上，因此有3dB的損失。（2）角度分集：由于地形、地貌和建筑物等接收環(huán)境的不同，使得到達(dá)接收端的不同路徑信號可能來自不同的方向，這樣在接收端可采用方向性天線，分別指向不同的到達(dá)方向。而每個(gè)方向性天線接受到的多徑信號是不相關(guān)的?？臻g分集中由于接收端有N副天線，若N副天線尺寸、增益相同，則空間分集除了可獲得抗衰落的分集增益以外，還可獲得每副天線3dB的設(shè)備增益。2.1.2頻率分集頻率分集是一種將待發(fā)送信息分別調(diào)制在不同的載波上發(fā)送至信道的技術(shù)。頻率分集與空間分集技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于減少了天線與相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目；缺點(diǎn)是要占用更多的頻譜資源，并且在發(fā)送端有可能需要采用多部發(fā)射機(jī)。2.1.3時(shí)間分集對于一個(gè)隨機(jī)衰落的信號，當(dāng)取樣時(shí)間間隔足夠大時(shí)，兩個(gè)樣點(diǎn)間的衰落是互不相關(guān)的，利用這一特性可以構(gòu)成時(shí)間分集。所以將待發(fā)送的信號每隔一定時(shí)間間隔（大于時(shí)間相關(guān)區(qū)域）重復(fù)發(fā)送，在接收端接可以得到N條獨(dú)立的分集支路。由于相干時(shí)間與移動(dòng)臺運(yùn)動(dòng)速度的關(guān)系，所以，時(shí)間分集對于靜止的移動(dòng)臺是無效的。時(shí)間分集與空間分集相比，其優(yōu)點(diǎn)在于減少了天線與相應(yīng)設(shè)備的數(shù)目；但是它占用了更多的時(shí)隙資源，從而降低了傳輸效率。2.2.分集合并技術(shù)考慮一個(gè)L（設(shè)分集重?cái)?shù)為L）重分集發(fā)射系統(tǒng)，可以是時(shí)間分集、空間分集或頻率分集的。對于任何一種分集技術(shù)，必須要有L個(gè)接收機(jī)使L個(gè)發(fā)射信號能被分別接收。在L重時(shí)間分集系統(tǒng)中，接收端可以只有一個(gè)接收機(jī)而重復(fù)使用L次，對于空間分集和頻率分集系統(tǒng)，必須有L個(gè)獨(dú)立的接收機(jī)。1）信號合并的三個(gè)準(zhǔn)則最大信噪比準(zhǔn)則：可用于模擬信號合并或數(shù)字信號合并的準(zhǔn)則。但在頻率選擇性衰落信道中，該準(zhǔn)則不一定是最佳的。眼圖最大張開度準(zhǔn)則：表征碼間干擾最小，適合數(shù)字信號合并，在頻率選擇性衰落信道中，該準(zhǔn)則成為一種最佳的信號合并準(zhǔn)則。誤碼率最小準(zhǔn)則：是數(shù)字信號合并的最終結(jié)果。因此該準(zhǔn)則就是數(shù)字信號合并的最佳準(zhǔn)則。2）合并技術(shù)的分類（1）選擇性合并（SD）在選擇性分集系統(tǒng)中，只有具有最強(qiáng)信噪比的一個(gè)信號分量被用于解調(diào)，而其它L－1個(gè)分量都被棄之不用。信號分量的選擇可以在檢測前進(jìn)行也可以在檢測后進(jìn)行，即可以對進(jìn)入接收處理之前的L個(gè)射頻接收信號進(jìn)行選擇，也可以解調(diào)后對L個(gè)基帶數(shù)據(jù)流進(jìn)行選擇。檢測前選擇性分集接收機(jī)的模型如圖2－2所示。圖2－2檢測前選擇性分集接收機(jī)模型如果我們假設(shè)在信號選擇和解調(diào)期間，隨即信號的幅度和相位保持恒定，各分集接收機(jī)的噪聲相互獨(dú)立而且方差相等，并且每個(gè)M進(jìn)制符號通道的噪聲相互獨(dú)立。那么我們可以得出L個(gè)分集路徑最大信噪比的概率密度分布函數(shù)有如下表達(dá)式:這種方法對任何調(diào)制方式下的L重分集接收均適用。其合并增益是與分集支路數(shù)L成正比的。(2)等增益合并（EGC）將各支路的符號判決統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行等增益相加就可以得到最終的總的判決統(tǒng)計(jì)量。這種方法實(shí)現(xiàn)比較容易，其設(shè)備也相對簡單。其實(shí)現(xiàn)原理如圖2－3所示。圖2－3等增益合并實(shí)現(xiàn)模型等增益合并后的平均輸出信噪比為：其合并增益為:當(dāng)分集重?cái)?shù)L較大時(shí)，等增益合并與最大比合并相差不多，相差約1dB左右。(3)最大比合并（MRC）在最大比合并（MRC）分集接收中各支路信號之間要求相位對齊（使得相互相干），而包絡(luò)則按各路的信噪比的平方根加權(quán)。最大比合并最先是由Brennan提出的，是最佳的分集合并方式，因?yàn)樗艿玫阶畲蟮妮敵鲂旁氡取Ｗ顑?yōu)合并需要精確的知道各分集信號的SNR和相位，其輸出信噪比為各支路的信噪比之和：這里為合并后的信噪比.最大比合并與等增益合并技術(shù)很相似，所不同的是這里各支路的信號所乘的系數(shù)不是相同的增益，而是一個(gè)與支路SNR平方根成正比的的增益，因此，等增益合并的性能與最大比合并相似，并可以看作為等增益合并性能的一個(gè)下界，因?yàn)樽畲蟊群喜⑹呛喜⒌淖顑?yōu)化。最大比合并技術(shù)的原理就是將接收到的復(fù)波形分別乘以復(fù)增益，然后再加起來，如圖2－4所示。圖2－4最大比合并實(shí)現(xiàn)模型其合并增益就是分集重?cái)?shù)L。2.3小結(jié)本章首先介紹了分集技術(shù)的概念、基本思想，然后講述了分集技術(shù)的分類，最后介紹了三種分集合并技術(shù)，為下面RAKE接收技術(shù)的引出作下鋪墊。3RAKE接收機(jī)3.1RAKE接收機(jī)的基本原理在移動(dòng)通信中，為了便于移動(dòng)站的使用，特別是手持終端，如手機(jī)等，移動(dòng)站的天線通常采用無方向性的低增益天線，移動(dòng)站接收來自各個(gè)方向的電磁波，并向各個(gè)方向發(fā)射電磁波，電波傳播路徑變得復(fù)雜和多途徑。通過不同路徑到達(dá)接收天線的信號，由于路徑不同造成傳播時(shí)延的不同，各信號在接收天線處的相位不同，相同相位的信號互相疊加，使得信號得以加強(qiáng)，而相反相位的信號互相疊加，使得信號相互抵消。這種接收信號無規(guī)律的強(qiáng)弱起伏就是電波傳播中的衰落效應(yīng)。對抗衰落效應(yīng)的措施之一是信號的分集接收，如頻率分集、空間分集、時(shí)間分集、極化分集、多徑分集、和其它各種隱分集技術(shù)。其中的多徑分集在CDMA系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法就是RAKE接收機(jī)技術(shù)。由于在CDMA系統(tǒng)中，信號的檢測是通過檢測本地樣本信號與接收信號之間的相關(guān)性的方式進(jìn)行的，只要不同路徑信號之間的傳播時(shí)延差大于chip寬度Tc，就能通過信號相關(guān)性檢測把它們分辨出來，加以收集利用，RAKE接收機(jī)就是針對這一基本原理設(shè)計(jì)的。在衰落信道中，不同路徑的信號是互不相關(guān)的，是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。通?？梢杂贸轭^延時(shí)線模型來描述，（3-1式中,Hi(t)為信道傳遞函數(shù)的抽頭系數(shù)，它服從Rayleigh分布;為信道傳播時(shí)延;Lpath為多徑數(shù)目，Tc為chip寬度。設(shè)某一用戶的等效基帶發(fā)送信號為:（3-2）式中，x(t)是用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)信息;Ec是chip能量;c(t)是用戶的擴(kuò)頻地址碼;gT.(t)是基帶成形脈沖。則相應(yīng)的接收基帶等效信號可表示為: （3-3）式中，為升余弦脈沖;n(t)是均值為零，單邊功率譜密度為No的復(fù)高斯白噪聲。根據(jù)式(3-3)可以得到RAKE接收機(jī)的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方法，如圖3.1所示圖3.1RAKE接收機(jī)原理圖圖中c’(t)為本地?cái)U(kuò)頻地址碼的復(fù)共軛;N為擴(kuò)頻地址碼長度;T為符號寬度;M為RAKE接收機(jī)finger數(shù);是RAKE接收機(jī)各finger的時(shí)延調(diào)整值;為各finger的相位補(bǔ)償系數(shù)，其值由下式給出(3-4)圖中，A/D變換器以至少2/Tc的速率對輸入的接收基帶信號進(jìn)行抽樣，并把采樣后的數(shù)據(jù)饋入RAKE接收機(jī)的各finger，在每個(gè)finger中首先在合適的時(shí)刻上對接收數(shù)據(jù)流進(jìn)行下抽樣和時(shí)延調(diào)整，保證各finger均獲得有效的計(jì)算數(shù)據(jù)，并且使每個(gè)chip周期內(nèi)有一個(gè)抽樣值;下一步是與本地信號樣本—本地?cái)U(kuò)頻地址碼的復(fù)共軛相乘，在整個(gè)擴(kuò)頻地址碼長度內(nèi)求和，以符號寬度為周期進(jìn)行抽樣，最后將各finger的計(jì)算值在相位補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上相加(合并)，得到RAKE接收輸出。RAKE接收機(jī)中的finger數(shù)的多少直接影響到RAKE接收機(jī)的性能，最佳情況是RAKE接收機(jī)中的finger數(shù)與接收信號的多徑數(shù)目相等，這時(shí)接收機(jī)正好收集到了信號經(jīng)空間信道傳播后到達(dá)接收天線的所有信號能量，其bit差錯(cuò)率與AWGN(高斯加性白噪聲)信道大致相同。其次是RAKE接收機(jī)中的finger數(shù)少于接收信號的多徑數(shù)目，這時(shí)接收機(jī)只收集到了信號經(jīng)空間信道傳播后到達(dá)接收天線后的部分信號能量。再其次是RAKE接收機(jī)中的finger數(shù)多于信號的多徑數(shù)目，這時(shí)接收機(jī)雖然收集了信號到達(dá)接收天線的所有能量，但引入了多余的噪聲，使得SNR下降。最差的情形是RAKE接收機(jī)有足夠的finger數(shù)，但由于多徑信號太弱，無法檢測多徑信號的時(shí)延，當(dāng)這種多徑信號占到一定比例后，就會(huì)使RAKE接收機(jī)的輸出信噪比很低,甚至可能使接收機(jī)不能工作。3.2相干與非相干RAKE接收機(jī)3.2.1相干RAKE接收機(jī)無線信道的多徑是隨機(jī)和時(shí)變的，要實(shí)現(xiàn)有效的多徑合并，需要對多徑時(shí)延進(jìn)行估計(jì)，系統(tǒng)可分離的最大多徑數(shù)為:(3-5)式中為最大多徑時(shí)延差;Tc為chip寬度。具有多徑信號相對時(shí)延估計(jì)的RAKE接收機(jī)模型如圖3.2所示。圖3.2相干RAKE接收機(jī)的模型將(3-3)式所表示的基帶接收信號，通過chip匹配波器濾波后，可為:(3-6)式中，為白噪聲n(t)經(jīng)過匹配濾波后的帶限白噪聲，均值為O，方差為,R(t)為升余弦脈沖。由圖4.2可見，第l個(gè)finger的輸出為:(3-7)在多徑相位和時(shí)延準(zhǔn)確估計(jì)的條件下，并假設(shè)在一個(gè)符號周期內(nèi)信道參數(shù)保持不變，判決抽樣時(shí)刻正確，則可得(3-8)上式中，；式中第一項(xiàng)為判決分量，第二項(xiàng)為自相關(guān)旁瓣引起的自干擾分量，第三項(xiàng)為多址干擾和白噪聲干擾分量。式(4一8)中的判決分量的功率為:（3-9）噪聲功率為:(3-10)干擾功率由〔11〕可知為: (3-11)其中,,N為擴(kuò)頻地址碼長,為多徑數(shù)，K為用戶數(shù)，假設(shè)多徑數(shù)至少與RAKE接收機(jī)的finger數(shù)L相同,即;則(3-12)式中,;的平均值為(3-13)式中,則由「12〕可知，平均誤碼率為:(3-14)若采用最大比合并，則RAKE接收機(jī)的平均誤碼率為:(3-15)3.2.2非相干RAKE接收機(jī)要實(shí)現(xiàn)非相干RAKE接收，信號的發(fā)送端要作一些改變，如圖3.3所示。圖3.3非相干RAKE接收機(jī)的發(fā)送端基帶原理框圖圖中M-ary正交調(diào)制表示，把用戶信息比特每個(gè)比特作為一組，用M進(jìn)制的Walsh函數(shù)來代替用戶信息比特進(jìn)行傳輸，因此用戶基帶發(fā)送信號可表示為:(3-16)式中，是chip能量;為用戶發(fā)送的與數(shù)據(jù)信息比特分組相對應(yīng)的Walsh函數(shù);為用戶擴(kuò)頻地址碼:是發(fā)基帶成形脈沖。則相應(yīng)的接收信號可表示為:(3-17)式中相位為信道引起的相位偏移與收發(fā)載波相差的總和。同樣,經(jīng)過匹配濾波器后的基帶信號可表示為:(3-18)式中,為白噪聲經(jīng)過chip匹配濾波器后的帶限白噪聲，均值為O，方差為;為升余弦脈沖。等增益合并的非相干RAKE接收機(jī)的原理框圖如圖3.4所示圖3.4非相干RAKE接收機(jī)模型圖中非相干RAKE接收機(jī)的某一finger的輸出為:(3-19)式中,為與發(fā)端相對應(yīng)的Walsh函數(shù)的復(fù)共軛,為擴(kuò)頻地址碼的復(fù)共軛.在準(zhǔn)確估計(jì)信道時(shí)延的條件下，并假設(shè),,則有:(3-20)上式第一項(xiàng)為用于判決的期望信號項(xiàng)，第二項(xiàng)為自相關(guān)旁瓣引入的干擾項(xiàng)，第三項(xiàng)為噪聲和多址干擾引入的干擾項(xiàng)。在求模運(yùn)算后，還會(huì)引入它們之間的交差干擾項(xiàng)。把上式展開并把干擾歸類，得:(3-21)式中，為各種干擾項(xiàng)和噪聲項(xiàng)的總和。在等增益合并時(shí)，有:(3-22)然后再根據(jù)上式來判決用戶發(fā)送了哪組Walsh函數(shù)，再由不同的Walsh函數(shù)還原用戶信息，而實(shí)現(xiàn)了用戶信號的非相干檢測。由于非相干RAKE接收機(jī)在檢測過程中將引入較多的算法自干擾，性能上將比相干RAKE接收機(jī)差，而實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度并沒有降低；它帶來的唯一好處是不要進(jìn)行信道估計(jì)和載波相位估計(jì)，因此這種算法適用于在惡劣環(huán)境中通信，如存在嚴(yán)重人為干擾的環(huán)境中，由于人為干擾的存在，將使得信道估計(jì)和載波相位估計(jì)，以及各種自適應(yīng)算法發(fā)生困難，這時(shí)相干RAKE接收機(jī)就無法工作。3.3多徑干擾相消RAKE接收機(jī)信號經(jīng)過無線信道傳播，不可避免地會(huì)產(chǎn)生多徑效應(yīng)。RAKE接收作為一種有效地抗多徑干擾技術(shù)，充分利用了經(jīng)過各條路徑到達(dá)的信號能量獲得分集增益。在各種類型的RAKE技術(shù)中，常采用并行的解調(diào)單元，在信道估計(jì)時(shí)把多徑干擾當(dāng)作噪聲采用濾波器進(jìn)行處理，而在合并時(shí)對數(shù)據(jù)符號蒙受的多徑干擾則未做處理。本章針對多徑衰落信道，在傳統(tǒng)RAKE技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種多徑干擾相消技術(shù)，以減小頻率選擇性衰落信道下的多徑干擾對RAKE接收性能的影響。3.3.1接收信號到達(dá)接收端的信號可表示為：（3-23）式中表示熱噪聲，假設(shè)是雙邊功率譜密度為的零均值復(fù)高斯隨機(jī)過程。假定第一個(gè)用戶(k=l)的接收機(jī)已理想地捕獲到第一條路徑，不失一般性，設(shè)則第一條路徑經(jīng)過相關(guān)器的輸出為：（3-24）將(3-23)式代入(3-24)式得：（3-25）其中，（3-26）它表示第一個(gè)用戶的擴(kuò)頻序列與第k個(gè)用戶的擴(kuò)頻序列的連續(xù)時(shí)間互相關(guān)函數(shù)。(3-25)式中的第一項(xiàng)表示信號項(xiàng);第二項(xiàng)表示其它條路徑信號對第一條路徑信號產(chǎn)生的多徑干擾，記為MPI，又稱自干擾;第三項(xiàng)為其它K一1個(gè)用戶對第一個(gè)用戶產(chǎn)生的多址干擾(MAI);最后一項(xiàng)為加性白高斯噪聲AWGN項(xiàng)。常規(guī)的單用戶RAKE接收機(jī)通常將式(3-25)中除第一項(xiàng)以外的其余各項(xiàng)近似當(dāng)作加性高斯噪聲來處理。若RAKE之后采用最大比合并，則常規(guī)RAKE接收輸出的判決變量為：（3-27）其中，，表示第一個(gè)用戶的第l條信道路徑的幅度估計(jì)，可采用導(dǎo)頻輔助的信道估計(jì)方法求得。是常規(guī)RAKE第l個(gè)解調(diào)器的輸出，可表示為:(3-28)3.3.2多徑干擾相消對造成(3-28)式第二項(xiàng)的多徑干擾(MPI)，可采用一種多徑干擾相消方法，其原理框圖如圖3.5所示。圖中解調(diào)器單元的作用是捕獲信道中的一條可分解路徑，與擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò);支路信號再生單元將本支路的解調(diào)輸出進(jìn)行臨時(shí)判決，然后利用擴(kuò)頻信號和對本支路信道的振幅、定時(shí)、相位等的估值再生該支路信號;延時(shí)、干擾抵消單元是將信道輸入信號減去已再生的各支路信號，得到去掉了部分自干擾的接收信號。由此可知，本支路信道的振幅、定時(shí)、相位等估值的準(zhǔn)確性對多徑干擾抵消性能有較大的影響。在盲信道估計(jì)方法中，數(shù)據(jù)信息位的硬判決會(huì)產(chǎn)生判決誤差。我們可以利用已知的導(dǎo)頻來提高上述估值的準(zhǔn)確性，從而消除硬判決誤差帶來的影響。圖3.5多徑干擾相消的RAKE接收結(jié)構(gòu)解調(diào)器1的輸出通過支路信號再生單元恢復(fù)出第一條支路信號:(3-29)接收信號減去第一條路徑的再生信號，得解調(diào)器2的輸入信號(3-30)則第二個(gè)解調(diào)器輸出的臨時(shí)判決變量為(3-31)同理，可以推出第l個(gè)解調(diào)器的輸出(3-32)其中，(3-33)則RAKE輸出的判決變量可表示如下(3-34)假設(shè)理想多徑干擾抵消，即準(zhǔn)確多徑干擾再生及精確同步，則第l個(gè)解調(diào)器的輸出可表示為(3-35)與(3-28)式相比，(3-35)式差別在于第二項(xiàng)。可以看出，在理想情況下，對第l條路徑解調(diào)而言，多徑干擾已被部分地消除。因此(3-34)式的判決變量可表示如下(3-36)3.4多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的比較Rake接收機(jī)利用經(jīng)過各條路徑到達(dá)的信號能量獲得分集增益,作為一種有效的抗多徑技術(shù),已成為第三代通信系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵技術(shù).但同時(shí),由于信道的多徑傳播特性而導(dǎo)致了同一用戶的不同徑之間存在多徑干擾,特別是在擴(kuò)頻碼的自相關(guān)特性較差時(shí),傳統(tǒng)的Rake接收機(jī)性能將會(huì)劣化.3.4.1傳統(tǒng)的Rake接收機(jī)模型和算法由于在多徑信號中含有可以利用的信息,所以CDMA接收機(jī)可以通過合并多徑信號來改善接收信號的信噪比。Rake接收機(jī)就是通過多個(gè)相關(guān)接收器接收多徑信號中各路信號,并把他們合并在一起,如圖3.6所示。圖3.6Rake接收機(jī)結(jié)構(gòu)圖假設(shè):信號s(t)通過擴(kuò)頻調(diào)制后為y(t),那么經(jīng)過傳輸路徑到達(dá)接收機(jī),接收信號r(t)可表示為r(t)=y(t)c(t),這里c(t)是此傳輸路徑的沖激響應(yīng)函數(shù),表示卷積。信號經(jīng)過多個(gè)路徑傳到接收機(jī)時(shí),由于不同路徑的時(shí)延不同,對信號幅度,相位的影響不同,所以接收信號可表示為:其中,表示由第l條路徑傳輸過來的信號,是復(fù)函數(shù),表示第l條路徑對信號幅度和相位的影響,s(t)是發(fā)送端發(fā)射的信號,是第l條路徑的傳輸時(shí)延,n(t)表示各路的加性噪聲之和。3.4.2多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的性能分析為得到判決輸出的信噪比，先分別求(3-36)式中各項(xiàng)的方差。(3-36)式的第二項(xiàng)是采用多徑干擾抵消后剩余的多徑干擾項(xiàng)。當(dāng)衰落信道中的各條路徑之間的相對延時(shí)大于一個(gè)擴(kuò)頻碼片時(shí)，則各路徑的衰落可認(rèn)為是獨(dú)立的，設(shè)服從的上均勻分布，各路徑的衰落相互獨(dú)立，則多徑干擾可近似為零均值的AWGN，(3-36)式第二項(xiàng)的方差可導(dǎo)出:(3-37)假設(shè)各條路徑的平均強(qiáng)度相等，即，并假設(shè)解調(diào)用戶(k=l)的各條路徑有相等，則可化簡為:(3-38)在上述假設(shè)情況下，當(dāng)擴(kuò)頻序列波形是由矩形脈沖構(gòu)成時(shí)則有，N為擴(kuò)頻增益。將MAI近似為零均值的AWGN，故(3-36)式的第三項(xiàng)的方差可以求出為(3-39)(3-36)式的第四項(xiàng)是噪聲項(xiàng)，其方差可求出(3-40)RAKE合并器輸出的信號平均功率可由(3-36)式的第一項(xiàng)求出為(3-41)因此，采用多徑干擾相消技術(shù)的RAKE接收機(jī)輸出的信噪比可表示如下:(3-42)式中，表示每符號的能量。進(jìn)而可以求出判決變量的符號錯(cuò)誤概率(SER)為(3-43)(3-44)對常規(guī)的RAKE接收結(jié)構(gòu)，由(3-27)式表示的判決變量中信號項(xiàng)的功率及各干擾項(xiàng)的方差可以類似地推出，從而導(dǎo)出其信噪比:(3-45)(3-42)式與(3-45)式的差別在分母的第一項(xiàng)，即多徑干擾項(xiàng)。其中的與擴(kuò)頻序列的自相關(guān)特性有關(guān)。由于擴(kuò)頻序列的非理想自相關(guān)特性，又由于多徑衰落信道各條路徑之間的相對延遲通常并不等于擴(kuò)頻碼片的整數(shù)倍，故。因此接收機(jī)在衰落信道條件下的性能會(huì)受到自干擾的影響。比較(3-42)式與(3-45)式，可以看出，多徑干擾相消技術(shù)可以減少所需解調(diào)的用戶的多徑自干擾強(qiáng)度。特別地，當(dāng)時(shí)，改善了3dB。3.5小結(jié)本章敘述了RAKE接收機(jī)的基本原理,RAKE接收機(jī)是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多徑分集接收的核心部件,由于采用寬帶擴(kuò)頻信號,使3G系統(tǒng)可以用RAKE接收機(jī)分辨出接收信號中的不同多徑分量,并實(shí)現(xiàn)分集接收,有效地克服多徑衰落的影響,提高系統(tǒng)的性能。接著討論了相干RAKE接收機(jī)和非相干RAKE接收機(jī)的異同，然后介紹了多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)，計(jì)較了多徑干擾相消得RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)性能。4結(jié)束語第三代移動(dòng)通信以CDMA為基本體制，RAKE接收技術(shù)使CDMA系統(tǒng)在多徑環(huán)境中顯示出許多突出優(yōu)點(diǎn)，使其能夠分辨和利用多徑信號，有效地克服多徑衰落對移動(dòng)通信帶來的不利影響。各種RAKE接收機(jī)的改進(jìn)和衍生技術(shù)不斷出現(xiàn)，RAKE接收機(jī)技術(shù)成為多重技術(shù)的復(fù)合。多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)具有優(yōu)良的抗多經(jīng)干擾和抗多址干擾的能力，己成為移動(dòng)通信研究的熱點(diǎn)之一。本文圍繞第三代移動(dòng)通信CDMA系統(tǒng)中RAKE接收技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，重點(diǎn)是針對移動(dòng)臺RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和技術(shù)融合?？偨Y(jié)全文，主要研究工作如下:(l)綜述了RAKE接收機(jī)的發(fā)展方向和目前國內(nèi)外的研究方法及成果。(2)分析了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中專用物理信道的特點(diǎn)，敘述了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。給出了RAKE接收機(jī)在CDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用方案;對RAKE接機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行了深入的分析比較。(3)介紹了分集接收技術(shù)的概念分類，以及分集合并技術(shù)。(4)在移動(dòng)通信中，最典型的是多徑分集的RAKE接收技術(shù)，本章首先給出了RAKE接收機(jī)的基本原理，相干RAKE接收機(jī)與非相干RAKE接收機(jī)。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于多徑干擾相消的RAKE接收機(jī)，以減小頻率選擇性衰落信道下的多徑干擾對RAKE接收性能的影響，并且比較了多徑干擾相消得RAKE接收機(jī)與傳統(tǒng)的RAKE接收機(jī)。RAKE接收技術(shù)在不斷的完善和發(fā)展，通過與其他技術(shù)的融合和對結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，它必將在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。 致謝詞三年的大學(xué)生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號，而我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對一個(gè)新的征程。三年的求學(xué)生涯在老師和親友的幫助下即將結(jié)束，在論文完成之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。在此，我首先要感謝我的導(dǎo)師，李老師多次詢問設(shè)計(jì)進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。李老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)三載，卻給以終生受益無窮之道。對李老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。其次要感謝三年來我所有的代課老師以及輔導(dǎo)員對我的教育培養(yǎng)。他們細(xì)心指導(dǎo)我的學(xué)習(xí)與研究，在此，我要向諸位老師深深地鞠上一躬。感謝我所有的同學(xué)三年來對我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助。最后，向我的父親、母親致謝，感謝他們對我的理解與支持，女兒即將畢業(yè)，走上社會(huì)，以后會(huì)好好報(bào)答您們的養(yǎng)育之恩的?；貞浫陙淼狞c(diǎn)點(diǎn)滴滴，從課堂上的悉心教導(dǎo)，到宿舍中的溫馨生活，一切的一切都?xì)v歷在目，讓人倍感留戀，倍感珍惜。這三年的大學(xué)生活，是我人生中不可或缺的一部分，我會(huì)永遠(yuǎn)銘記于心的。參考文獻(xiàn)[1]韋惠民,李國民,暴宇.移動(dòng)通信技術(shù).北京:人民郵電出版社,2006:85-98.[2]孫廣波.移動(dòng)通信中的分集接收技術(shù)和RAKE接收機(jī).現(xiàn)代電子技術(shù)(半月刊),2006,第15期總第230期.[3]胡榮,黃愛蘋,王洪玉,顧偉康.采用多徑干擾抵消的RAKE接收機(jī).電子信息學(xué)報(bào),2002.6,Vol.24No.6.[4]劉濤.第三代移動(dòng)通信中RAKE接收技術(shù)研究.西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.[5]朱近康.擴(kuò)展頻譜通信及其應(yīng)用.合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,1993.[6]朱近康.面向新一代移動(dòng)通信的智能移動(dòng)通信技術(shù).電子學(xué)報(bào),vol.27.[7]曹志剛.錢亞生.現(xiàn)代通信原理.北京:清華大學(xué)出版社,1999.[8]張賢達(dá),保錚.通信信號處理.國防工業(yè)出版社，2000,12.[9]吳偉陵.移動(dòng)通信中的關(guān)鍵技術(shù).北京郵電大學(xué)出版社,2001.[10]竇中兆,雷湘.CDMA無線通信原理.清華大學(xué)出版社,2004.[11]方敏,王京,龔克,姚彥.相關(guān)衰落信道下的2D~RAKE接收機(jī).電子學(xué)報(bào),第27卷,增刊11A,1999,11:25-28.基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用研究基于單片機(jī)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信研究與應(yīng)用基于PIC16F877單片機(jī)的莫爾斯碼自動(dòng)譯碼系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究基于單