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天线在网络优化中的作用
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肖良勇　　无线网络优化是指按照一定的准则对通信网络的规划、设计进行合理的调整，使网络运行更加可靠经济，网络服务质量优良及无线资源利用率较高，是对用户及运营商都是十分重要的。网络服务质量 ITU-T 建议E·800对服务的质量划分为六项。 而在六项服务中与网络优化有关的服务能力有三项。 　　⑴业务接入能力。即在用户请求时在一定的容量限制和其他既定条件内，得到业务的能力，在移动通信中该项性能可看作呼损
肖良勇　　无线网络优化是指按照一定的准则对通信网络的规划、设计进行合理的调整，使网络运行更加可靠经济，网络服务质量优良及无线资源利用率较高，是对用户及运营商都是十分重要的。网络服务质量 ITU-T 建议E·800对服务的质量划分为六项。 而在六项服务中与网络优化有关的服务能力有三项。 　　⑴业务接入能力。即在用户请求时在一定的容量限制和其他既定条件内，得到业务的能力，在移动通信中该项性能可看作呼损问题。 　　⑵业务保持能力。即在一经接通后就能在既定的时间及条件下，保持通信的能力，通常又称掉话问题。 　　⑶业务完善能力。即在通信中保证通话质量、防止干扰的问题。 按照前面所说到的服务能力要求可归结出网络优化的主要内容为： 　　⑴力争做到网络的无缝隙覆盖至少达到90%，覆盖区无盲区，同时保证照射区内达到最低接收电平； 　　⑵无线资源的合理配置，提高频率的复用系数，扩大网络的容量； 　　⑶减少干扰，降低掉话率，提高切换成功率。 　　上述三项内容集中起来就是网络容量及网络覆盖两个方面问题。这些都与基站天线参数的正确选择与调整密切相关。 下面我们具体分析一下天线在网络优化中的作用。 　　⑴我们都很熟悉在移动通信中由于多径传输使信号产生快衰落，衰落电平变化幅度可达30dB，每秒钟近20次，这显然是严重的干扰。目前解决多径干涉引起的快衰落主要依靠天线的空间分集与极化分集，当然第三代移动通信中利用Rake接收机技术及智能天线可以更有效地解决多径传输引起的信号快衰落效应。 　　⑵为了达到无缝隙覆盖，正确选择基站天线参数是十分重要的。目前对三扇区在话务量密集地区通常选用水平方向图，半功率波束宽度为65度的双极化定向天线。由于基站间距离大约在300米～500米，此时天线的俯仰角(波束倾角)：(式中是波束倾角，h为基站天线高度，r为站间距离)，可由此式算出，大约在10度～19度之间；对于话务量中密集区，基站间距离大于500米，此时大约在6度～16度之间；对于低话务量区，由于基站间距离可能更大一些，大约在3度～9度之间；对于话务量不大，主要考虑覆盖面积大的要求，此时基站间距大，则可用全向内置电下倾的天线。 　　为了减少照射区内由于建筑物而产生的阻抗效应，还需对天线架设高度进行调整，这样才能保证照射区内满足最低照射电平要求。 　　⑶对高话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角改善照射区的范围，使基站的业务接入能力加大；而对低话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角加大照射区范围，吸入更多的话务量，这样可以使整个网络的容量扩大，通话质量提高。 　　⑷利用赋形天线(上旁瓣抑制、下旁瓣零值填充)，可以降低其它基站带来的干扰及彻底解决塔下“黑”的问题。 　　由此可看出天线虽然在整个天线组网中仅占经费比例的1%～2%，但它在网络优化及维护工作中所占的工作量几乎是50%～60%。可以说如果没有好的天线，就不会有好的无线网络，更不会有高质量的无线移动通信服务。 　　一般说来有几种天线可以完成这种优化功能。 1、遥控电调电下倾天线 　　前面我们已经介绍了在网络优化中需要不断地调整天线的俯仰角。目前实现天线俯仰角的方法主要有两种：⑴机械下倾；⑵电下倾。 　　当下倾角度达到10度时，水平方向图严重变形，必然产生越区覆盖；而电下倾时，水平方向图基本保持不变。由此可看出采用机械下倾天线在网络优化中所存在的问题，也可看出用电下倾天线在性能上远远优于机械下倾天线。此种天线的特点是：⑴可控波束下调下倾角动态范围为2度～13度(大于进口指标)；⑵波束下倾天线增益变化仅±0.5dB ( 优于进口指标)；⑶具有下旁瓣零值填充的特性(优于进口指标)；⑷不降低无源天线原有的可靠性(优于进口指标)。 2、公路双向天线 　　使一根天线在不增加主站设备及载频条件下，替代原来的两个扇面天线，大大降低系统成本，比原用的全向天线增益提高了3dB～4dB，通信距离增大了20%，特别适用于边际网中的一体化小基站。 3、高速公路覆盖用的高增益天线 　　海天公司研制的33度、21dB高增益天线比常规天线高出3dB～5dB，覆盖距离增加30%。 4、120度双极化天线 　　使120度扇区边缘提高4dB～6dB，有效地改善了扇区边缘用户的通信能力，而进口天线仅有65度、90度双极化天线。 5、赋形天线。 　　可克服高山站的塔下“黑”问题。 摘自《通信产业报》
肖良勇　　无线网络优化是指按照一定的准则对通信网络的规划、设计进行合理的调整，使网络运行更加可靠经济，网络服务质量优良及无线资源利用率较高，是对用户及运营商都是十分重要的。网络服务质量 ITU-T 建议E·800对服务的质量划分为六项。 而在六项服务中与网络优化有关的服务能力有三项。 　　⑴业务接入能力。即在用户请求时在一定的容量限制和其他既定条件内，得到业务的能力，在移动通信中该项性能可看作呼损问题。 　　⑵业务保持能力。即在一经接通后就能在既定的时间及条件下，保持通信的能力，通常又称掉话问题。 　　⑶业务完善能力。即在通信中保证通话质量、防止干扰的问题。 按照前面所说到的服务能力要求可归结出网络优化的主要内容为： 　　⑴力争做到网络的无缝隙覆盖至少达到90%，覆盖区无盲区，同时保证照射区内达到最低接收电平； 　　⑵无线资源的合理配置，提高频率的复用系数，扩大网络的容量； 　　⑶减少干扰，降低掉话率，提高切换成功率。 　　上述三项内容集中起来就是网络容量及网络覆盖两个方面问题。这些都与基站天线参数的正确选择与调整密切相关。 下面我们具体分析一下天线在网络优化中的作用。 　　⑴我们都很熟悉在移动通信中由于多径传输使信号产生快衰落，衰落电平变化幅度可达30dB，每秒钟近20次，这显然是严重的干扰。目前解决多径干涉引起的快衰落主要依靠天线的空间分集与极化分集，当然第三代移动通信中利用Rake接收机技术及智能天线可以更有效地解决多径传输引起的信号快衰落效应。 　　⑵为了达到无缝隙覆盖，正确选择基站天线参数是十分重要的。目前对三扇区在话务量密集地区通常选用水平方向图，半功率波束宽度为65度的双极化定向天线。由于基站间距离大约在300米～500米，此时天线的俯仰角(波束倾角)：(式中是波束倾角，h为基站天线高度，r为站间距离)，可由此式算出，大约在10度～19度之间；对于话务量中密集区，基站间距离大于500米，此时大约在6度～16度之间；对于低话务量区，由于基站间距离可能更大一些，大约在3度～9度之间；对于话务量不大，主要考虑覆盖面积大的要求，此时基站间距大，则可用全向内置电下倾的天线。 　　为了减少照射区内由于建筑物而产生的阻抗效应，还需对天线架设高度进行调整，这样才能保证照射区内满足最低照射电平要求。 　　⑶对高话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角改善照射区的范围，使基站的业务接入能力加大；而对低话务量区也可通过调整基站天线的俯仰角加大照射区范围，吸入更多的话务量，这样可以使整个网络的容量扩大，通话质量提高。 　　⑷利用赋形天线(上旁瓣抑制、下旁瓣零值填充)，可以降低其它基站带来的干扰及彻底解决塔下“黑”的问题。 　　由此可看出天线虽然在整个天线组网中仅占经费比例的1%～2%，但它在网络优化及维护工作中所占的工作量几乎是50%～60%。可以说如果没有好的天线，就不会有好的无线网络，更不会有高质量的无线移动通信服务。 　　一般说来有几种天线可以完成这种优化功能。 1、遥控电调电下倾天线 　　前面我们已经介绍了在网络优化中需要不断地调整天线的俯仰角。目前实现天线俯仰角的方法主要有两种：⑴机械下倾；⑵电下倾。 　　当下倾角度达到10度时，水平方向图严重变形，必然产生越区覆盖；而电下倾时，水平方向图基本保持不变。由此可看出采用机械下倾天线在网络优化中所存在的问题，也可看出用电下倾天线在性能上远远优于机械下倾天线。此种天线的特点是：⑴可控波束下调下倾角动态范围为2度～13度(大于进口指标)；⑵波束下倾天线增益变化仅±0.5dB ( 优于进口指标)；⑶具有下旁瓣零值填充的特性(优于进口指标)；⑷不降低无源天线原有的可靠性(优于进口指标)。 2、公路双向天线 　　使一根天线在不增加主站设备及载频条件下，替代原来的两个扇面天线，大大降低系统成本，比原用的全向天线增益提高了3dB～4dB，通信距离增大了20%，特别适用于边际网中的一体化小基站。 3、高速公路覆盖用的高增益天线 　　海天公司研制的33度、21dB高增益天线比常规天线高出3dB～5dB，覆盖距离增加30%。 4、120度双极化天线 　　使120度扇区边缘提高4dB～6dB，有效地改善了扇区边缘用户的通信能力，而进口天线仅有65度、90度双极化天线。 5、赋形天线。 　　可克服高山站的塔下“黑”问题。 摘自《通信产业报》
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阳光奥美（浙江）企业管理有限公司WCDMA中，手机算RAKE接收机吗？RAKE接收机有哪些?还是它是个独立的概念？另外上行链路跟下行链路是啥意思_百度知道
WCDMA中，手机算RAKE接收机吗？RAKE接收机有哪些?还是它是个独立的概念？另外上行链路跟下行链路是啥意思
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严格来说，手机中的天线部分，集成了rake接收机，可以把手机就看做是一个具有：3个finger、1个searcher的rake接收机。是独立概念上行链路指的是手机到基站（nodeB，bts）方向下行链路指的是基站到手机方向希望能够帮到你
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> CDMA系统中2D RAKE接收机的性能研究
CDMA系统中2D RAKE接收机的性能研究
技术是无线通信中的关键技术，目前在IS-95、W、2000第三代移动通信中均有应用，然而提高CDMA容量仍然是研究的热点问题。CDMA容量受限主要是由于分配给不同用户的PN序列互相关不为零所引起的多址干扰(MAI)及用户自身引起的白干扰(即多径干扰，MPI)。因此，减少多用户引起的MAI和多径传播引起的MPI，可以提高CDMA系统的容量。CDMA系统中，为了减少多径衰落的不利影响，一般在接收端采用具有多径分集功能的。随着智能天线技术的出现，将天线阵的空域处理与传统的时域处理相结合，即构成空时(2-D RAKE)。文献[2]最初提出2-DRAKE的概念，这种接收机将空域和时域结合起来进行信号处理，相对于传统RAKE接收机而言，性能有较大改善，它可将天线阵接收到的期望用户多径信号合并到一起，同时获得时间分集和空间分集的好处。但传统的空时RAKE接收机不能有效地抑制多用户CDMA系统中的多址干扰和远近效应问题。本文引用地址：多级干扰抵消通过对干扰信号重构并从接收信号中删除来改善系统性能和容量，而自适应天线通过将主波束指向期望用户，并将零陷指向非期望用户减少干扰，与期望用户到达角不同的信号则被削弱。文献[3]中，将干扰抵消技术与自适应天线结合起来，使系统性能大有改善。空时RAKE接收机与干扰抵消结合起来称为联合空时干扰抵消接收机，但是此种接收机的主要问题是计算复杂性比较高，解决此问题的一个方法就是进行预波束赋形，利用FFT波束形成器形成正交波束，使得从不同角度获取信号功率更容易，因此，2-D RAKE接收机所需要的指峰数将减少且系统性能无损耗。本文系统地比较了传统2-D RAKE接收机，联合空时干扰抵消接收机，基于FFT匹配滤波的2-DRAKE接收机性能，主要从接收机结构、工作原理出发进行分析。首先介绍接收机的信道模型及结构，然后分析了各种接收机的性能，最后得出结论并讨论其中存在的一些问题。1 系统模型多用户直接序列扩频系统采用BPSK调制方式，则每一用户的等效传输基带信号为：式中：dk(t)是间隔为Tb的二进制数据源信号：ck(t)为用户k的扩频波形，码片间隔为Tc，有：式中：aq(k)是第k个用户在第q个码片间隔的码序列；是等概率取&1的第j个数据比特；p(&1，&2)为矩形脉冲。假定信号服从多径瑞利衰落，第k个用户到达第l个阵元的信道冲激响应为：式中：N为信道多径总数；&k,i是信道复衰落系数；&k,i为路径延时；为每一阵元的相位偏移，&k,i为第k个用户在第i条路径的到达角，d为阵元间距(一般取&／2，&为载波波长)；&k,i为路径延时，且&k,i和&k,i服从几何单反射椭圆模型。因此，在第l个阵元接收到的信号为：式中：n(l)(t)是均值为0，方差为的高斯噪声。2 接收机结构本文介绍三种接收机的结构：传统的2-D RAKE接收机，基于干扰抵消的2-D RAKE接收机和基于FFT的2-D RAKE接收机。2．1 2-D RAKE接收机在获得信道的空时模型后，空时二维RAKE接收机的主要优势在于可以利用信道的多径结构获得路径分集。传输信号的码结构使得接收机能够在时域上分离大于码片间隔Tc的多径信号，这些信号通过最大比合并能够提高输出信干噪比(SINR)。利用阵列天线在分离多径过程中加入新的空间维，使得分离多径信号成为可能，即使这些信号在时域不可分离。因此，也就产生了2-D RAKE接收机的概念。接收端的接收信号如式(3)所示，2-D RAKE接收机的结构如图1所示。2．2 联合空时干扰抵消接收机联合干扰抵消接收机结构如图2所示，每一个2-DRAKE接收机形成不同的波束指向各自的期望用户。接收机所获得的信道参数和信息比特反馈到干扰信号重构单元，由于不同用户有不同的波束指向，干扰抵消过程中所用到的信道参数和信息比特更准确。2-DRAKE由L个1-D RAKE组成，每个1-D RAKE由M个指峰、干扰抵消单元和权值合并形成。这种结构可使信号在波束赋形前将干扰删除，且权值可以在于扰抵消后重新估计，以提供更高的准确率。2．3 基于FFT匹配滤波的空时干扰抵消接收机从上述接收机结构可知，其计算复杂度较高。为了减小这种复杂度，在2-D RAKE中预先进行波束成形，利用预波束形成器实现空域滤波，则在进一步处理之前可以分离多径信号。因此，需要更少的指峰数也能达到同样的效果。图3中采用了FFT波束形成器，2-D RAKE的接收信号为：因此，经过FFT波束形成后第l个阵元的接收信号为：3 各种空时接收机的性能分析上述2-D RAKE接收机中，阵列矢量用来在空域匹配接收信号，所以它在特定空间方向的信号选择上采用标准波束成形。一般来说，利用空间选择性更高的滤波器在空间白噪声和强干扰环境下尤为重要。在多址信道中，不同用户被分配相互正交的码，可选择权向量wk，i为：这样可以使波束指向第k个用户的第i条路径。实际中，信号的多径传播和接收信号非严格地同步，使得各用户码之间的正交性很难严格满足，这将会导致远近效应。传统的RAKE接收机加入空间维将能减少远近效应。2-D RAKE接收机中，采用并行的解调单元，在信道估计时把多径干扰当作噪声采用滤波器进行处理，而在合并时对数据符号受到的多径干扰未做处理。因此联合空时干扰抵消接收机，并利用具有排序功能的串行干扰抵消单元(SIC)，将干扰信号从接收信号中删除，进一步改善系统的误码率。图1中的加权输出yk(t)包括期望用户信号、多径衰落引起的白干扰以及多用户环境引起的多址干扰。为了克服共道干扰(CCI)，利用信道参数和传输信息比特bj(k)的估计(bj(k)=sgn(yk(jTb)))重构干扰信号。多级干扰抵消可以同时消除ISI和MAI。空时干扰抵消接收机要首先将所有用户根据信号强度进行排序，由大到小对各用户进行估计与对消，即从第一级开始检测最强的用户，第二级次之，直到最后一级检测最弱的用户。因此，每一级所检测的信号为输入信号中功率最大的用户，但是其计算复杂度较高。利用FFT匹配滤波的空时干扰抵消接收机可以解决这一问题。利用FFT变换使所有的信号处理均在空间频率域进行。这种接收机通过计算阵列信号矢量的FFT在空域进行波束空间波束成形，形成多个确定波束。对每一确定波束而言，基于FFT的2-D RAKE接收机用来匹配期望用户的扩频码，然后合并空时域的信号能量。使用FFT波束形成器，由于其空域滤波性，使得多径将根据不同到达角来区分。接收信号强度各不相同，即&k,i=&k,iej&k,i(l)&G(l，&)，则每一阵元仅搜集期望信号而削弱其他信号。与空时干扰抵消接收机相比，同样条件下仅需要更少的指峰数即可达到相同的系统性能，且结构及计算复杂度降低了。基于以上分析，2-D RAKE接收机就是一种2-D匹配滤波器，权矢量wk,i也可以根据最小均方准则(MMSE，需要提供参考信号)，最大信噪比准则(MaxS-NR，必须知道噪声的统计量和期望信号的来波方向)，最小二乘法准则及最大似然准则(ML)来确定。对于联合空时干扰抵消接收机来说，也可以采取并行干扰抵消(PIC)，其处理延迟小，但计算量大，所以可采用将SIC与PIC结合提高空时接收机的性能。基于FFT匹配滤波的空时干扰抵消接收机旨在减少计算复杂度，将信号处理在空间频率域进行，可以采取基4或分裂基FFT(将基2分解和基4分解结合在一起)更大地减少计算复杂度。4 结 语空时RAKE接收机充分利用了空域和时域信息，可以提高接收机的检测性能。传统的检测技术(如匹配滤波器和RAKE合并)将MAI和ISI视为噪声，没有利用多用户以及多径之间的信息，因此来自多址干扰和符号间干扰通常会导致误码率(BER)无法降低，大大降低通信质量和系统容量。空时2-D RAKE接收机和多用户检测技术能够消除这两种干扰，因此这两种技术的结合也就成为研究的热点。2-D RAKE与PIC算法结合的空时多用户检测，尽管能够很好地消除MAI与ISI，但是由于PIC缺少弱信号的能量信息，对弱信号检测不理想，且不利于实际系统采用；2-D RAKE与SIC算法结合，其以降低强用户检测性能为代价改善接收机性能，然而这依赖于信号强度较强的用户可靠的幅度估计，准确度不好的幅度估计会导致性能增益的降低，甚至性能恶化。实际系统中，将SIC与PIC结合形成新的干扰抵消技术，组成混合型MUD接收机，通过对用户信号进行分类，减少多址干扰估计错误。此技术与2-D RAKE及FFT结合可以进一步提高系统BER，减少计算复杂度。
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微信公众号一工作过程/Rake接收机
RAKE接收机利用多个相关器分别检测多径信号中最强的M个支路信号，然后对每个相关器的输出进行加权，以提供优于单路相关器的信号检测，然后再在此基础上进行解调和判决。RAKE接收机的工作过程
技术发展及研究现状/Rake接收机
RAKE接收机1956年，Prcie和Green提出了具有抗多径衰落的RAEK 接收机概念：1937年，Forney提出的基于已知信道特性的最大似然序列检测器(MLSD)，这是一种最优的单用户接收机。美国QUALCOMM公司在80 年代坚持研究DS-CDMA技术，1989年，QUALCOMM公司进行了首次CDMA实验。验证了DS扩频信号波形非常适合多径信道的传输，以及RAKE接收机、功率控制和软切换等CDMA的关键技术 。在 1996年推动了窄带CDMA IS-95商用运行，让RAKE接收机产业化，同时也推动了RAKE接收技术的长足发展。面对未来的发展，RAKE接收机将同三项关键革新技术相结合：智能天线技术、多用户检测、MIMO系统。目前研究的热点包括：RAKE接收机如何降低复杂度；多用户检测的最优算法；MIMO系统与OFDM的结合等。
基本原理/Rake接收机
在CDMA扩频系统中，信道带宽远远大于信道的平坦衰落带宽。不同于传统的调制技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰，CDMA扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性。这样，在无线信道中出现的时延扩展，就可以被看作只是被传信号的再次传送。如果这些多径信号相互间的延时超过了一个码片的长度，那么它们将被CDMA接收机看作是非相关的噪声，而不再需要均衡了。RAKE接收机由于在多径信号中含有可以利用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径信号来改善接收信号的信噪比。其实RAKE接收机所作的就是：通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号，并把它们合并在一起。图为一个RAKE接收机，它是专为CDMA系统设计的经典的分集接收器，其理论基础就是：当传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可被看作是互不相关的。 带DLL的相关器是一个具有迟早门锁相环的解调相关器。迟早门和解调相关器分别相差±1/2（或1/4）个码片。迟早门的相关结果相减可以用于调整码相位。延迟环路的性能取决于环路带宽。由于信道中快速衰落和噪声的影响，实际接收的各径的相位与原来发射信号的相位有很大的变化，因此在合并以前要按照信道估计的结果进行相位的旋转，实际的CDMA系统中的信道估计是根据发射信号中携带的导频符号完成的。根据发射信号中是否携带有连续导频，可以分别采用基于连续导频的相位预测和基于判决反馈技术的相位预测方法。RAKE接收机RAKE接收机LPF是一个低通滤波器，滤除信道估计结果中的噪声，其带宽一般要高于信道的衰落率。使用间断导频时，在导频的间隙要采用内插技术来进行信道估计，采用判决反馈技术时，先硬判决出信道中的数据符号，在已判决结果作为先验信息（类似导频）进行完整的信道估计，通过低通滤波得到比较好的信道估计结果，这种方法的缺点是由于非线性和非因果预测技术，使噪声比较大的时候，信道估计的准确度大大降低，而且还引入了较大的解码延迟。延迟估计的作用是通过匹配滤波器获取不同时间延迟位置上的信号能量分布，识别具有较大能量的多径位置，并将它们的时间量分配到RAKE接收机的不同接收径上。匹配滤波器的测量精度可以达到1/4～1/2码片，而RAKE接收机的不同接收径的间隔是一个码片。实际实现中，如果延迟估计的更新速度很快（比如几十ms一次），就可以无须迟早门的锁相环。RAKE接收机延迟估计的主要部件是匹配滤波器，匹配滤波器的功能是用输入的数据和不同相位的本地码字进行相关，取得不同码字相位的相关能量。当串行输入的采样数据和本地的扩频码和扰码的相位一致时，其相关能力最大，在滤波器输出端有一个最大值。根据相关能量，延迟估计器就可以得到多径的到达时间量。从实现的角度而言，RAKE接收机的处理包括码片级和符号级，码片级的处理有相关器、本地码产生器和匹配滤波器。符号级的处理包括信道估计，相位旋转和合并相加。码片级的处理一般用ASIC器件实现，而符号级的处理用DSP实现。移动台和基站间的RAKE接收机的实现方法和功能尽管有所不同，但其原理是完全一样的。对于多个接收天线分集接收而言，多个接收天线接收的多径可以用上面的方法同样处理，RAKE接收机既可以接收来自同一天线的多径，也可以接收来自不同天线的多径，从RAKE接收的角度来看，两种分集并没有本质的不同。但是，在实现上由于多个天线的数据要进行分路的控制处理，增加了基带处理的复杂度。
数字模型/Rake接收机
FAKE接收机模型由推导可以得到RAKE接收机的一种实现模型，如图所示。图中把接收数据送入RA此接收机的各指峰finger，在每个fillger中首先对接收数据做下抽样和时延调整，保证各finger 均获得有效的计算数据，并且使每个chip周期内有一个抽样值；接着是与本地扩频地址码进行相关运算，随后在整个扩频地址码长度内求平均，并以符号长度为周期抽样，然后将各finger的计算值乘以信道加权系数口，后合并相加，最后得到RAKE 接收输出值x(t)RAKE接收机模型
应用/Rake接收机
WCDMA中RAKE接收机实现方案WCDMA中RAKE接收机实现方案WCDMA中的RAKE接收机的一种实现方案如图所示。在图中，RAKE接收机的每个finger由内插/下抽样、解扰、数据信道解扩、抽样、相位补偿、导频信道解扩、抽样时钟偏移跟踪、定时跟踪、相位误差跟踪等单元组成；而扰码捕获、多径捕获、RAKE finger控制等单元是整个解扩解调接收机的控制部分。RAKE接收机的每个finger负责每个多径的接收与跟踪，其中还包括信道参数的估计和补偿，RAKE接收机的控制部分负责多径捕获和多径信号取舍，合并单元将从各个finger中获得的解扩解调信号按一定的算法进行合并，以便有效地检测用户信息比特。
MATLAB仿真/Rake接收机
使用MATLAB实现CDMA系统的Rake接收机。假设信源输出用16位Walsh码扩频，进入接收机的有3径（即N=3）；假设每条径之间延时半个码片，为了进行仿真，对Walsh码进行扩展，每个码字重复一次，则长度扩展为32位，如[1 1 0]扩展为[1 1 1 1 0 0]。接收机接收解扩判决输出，利用的是最大比合并。%接收到的三径信号以及噪声信号demp=p1*path1+p2*path2+p3*path3+dt=reshape(demp,32,Dlen)';%将Walsh码重复为两次Wal16_d(1:2:31)=Wal16(8,1:16);Wal16_d(2:2:32)=Wal16(8,1:16);rdata1=dt*Wal16_d(1,:).'; %解扩后rdata1为第一径输出Wal16_delay1(1,2:32)=Wal16_d(1,1:31); %将Walsh码延迟半个码片rdata2=dt*Wal16_delay1(1,:).'; %解扩后rdata2为第二径输出%将Walsh码延迟一个码片Wal16_delay2(1,3:32)=Wal16_d(1,1:30);Wal16_delay2(1,1:2)=Wal16_d(1,31:32);rdata3=dt*Wal16_delay2(1,:).'; %解扩后rdata3为第三径输出p= rdata1'*rdata1+ rdata2'*rdata2+ rdata3'*rdata3;u1= rdata1'*rdata1/p;u2= rdata2'*rdata2/p;u3= rdata3'*rdata3/p;%最大值合并u=[u1,u2,u3];%各路径所占的功率因子maxu=max(u);if(maxu==u1)rd_m3=real(rdata1);else if(maxu==u2)rd_m3=real(rdata2);else rd_m3=real(rdata3);endend
系统性能/Rake接收机
RAKE接收机性能RAKE接收机性能我们对反向信道Rake接收行为作蒙特卡罗仿真，并对系统作以下简化:1.对Rake性能的影响接收性能作仿真，不考虑卷积编译码、交织与解交织系统。设信息比特速率为DS-UWB最高速率，不进行符号重复；2.对基带信号作仿真，忽略基带滤波器和载波调制方式的影响。3.系统抽样时间为PN码片速率8倍4.Rayleigh衰落冲击响应数据通过Jakes模型导出，最大多普勒频移为140Hz，采用COST-207城市模型。 数据接收完毕后，通过比较接收序列与原始随机序列，可以得到Rake接收机在当前噪声环境下的误码率。仿真结果如图所示。图中，仿真结果以误码率（BER/FEF）和信躁比（E/N）的关系曲线给出，E/N通过改变I值计算并显示相应的BER或FER，平均导频信道功率表现为移动台天线处的接受功率谱密度。从仿真过程可以看出，RAKE接收机能比较好的解决多径问题。白噪声干扰对Rake接收机误码率影响不大，而随着干扰用户功率增加，Rake接收机的误码率迅速上升。
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