RAKE接收机与分集接收.doc

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浅谈分集接收技术与RAKE接收机
浅谈分集接收技术与RAKE接收机
中国泰尔实验室陈永欣
摘要介绍了在移动通信系统中对抗多径衰落的一种重要技术 一一分集接收技术，并分
析了各种分集、合并技术的优缺点，提岀了 RAKE接收机的概念和结构。
关键词分集技术合并技术RAKE
一、 引言
在陆地通信系统中存在着多径干扰和衰落，在城市环境中衰落尤为严重。当不同的多径
分量其衰落相互独立时，可以采用分集接收技术以对抗衰落。其基本原理是：在多径环
境中，如果某一径的强度低于检测门限值的概率为 p,则在L径情况下，所有L个径的
强度都低于检测门限的概率为 pL远低于p。分集接收技术的代价是增加了接收的复杂度
□在CDMA系统中，由于信号宽带传输，可以认为多径分量的衰落是相互独立的，即可以采用分集接收的 技术。在第三代移动通信中分集接收技术有了更加广泛的应用。
二、 分集技术
分集技术是研究如何充分利用传输中的多径信号能量，以改善传输可靠性的技术。它也是研究利用信号
的基本参量在时域、频域和空域中，如何分散开乂如何收集起来的技术
O
为了在接收端得到儿乎相互独立的不同路径，可以通过空域、时域、频域的不同角度、
不同的方法与措施来加以实现。其中最基本的有如下儿种：
1. 空间分集：
1） 利用不同接收地点（空间）收到的信号衰落的独立性，实现抗衰落的功能。
2） 空间分集的基本结构为：发端一副天线发送，收端 N部天线接收。
3） 接收天线之间的距离d足够大，大于相干距离ARo
4） 分集天线数N越大，分集效果越好，但是不分集与分集差异很大，属于质变。分集增益正比于分集的 数量N,其改善是有限的，属于量变，且改善程度随分集数量的增加而减少。工程上折衷，一般取N=2
5）空间分集还有两类变化形式：a）极化分集：它利用在同一地点两个极化方向相互正交的天线发出的信号 可以呈现不相关的衰落待性进行分集接收，即在收发端天线上安装水平、垂直极化天线，就可以把得到的两 路衰落特性不相关的信号进行极化分集。优点：结构紧凑、节省空间；缺点：由于发射功率要分配到两幅天 线上，因此有3dB的损失。
b）角度分集：由于地形、地貌、接收环境的不同，使得到达接收端的不同路径的信号可能来自不同的方向，
这样在接收端可以采用方向性天线，分别指向不同的到达方向。而每个方向性天线接收到的多径信号是不相 关的。
2. 频率分集：
1） 将待发送的信息分别调制到不同的载波上发送至信道。
2） 不同的载波之间的间隔足够大，大于频率相干带宽 AFo
3） 频率分集与空间分集相比，其优点是减少了接收天线与相应设备的数目；缺点是占用更多的频谱资源，
有可能在发端要采用多部发射机。
3. 时间分集
1） 对于一个随机衰落信号，如果取样时间间隔足够大时，两个样点间的衰落互不相关的，利用这一特性可
以构成时间分集。
2） 将待发送的信号每隔一定时间间隔重复发送，在接收端就可以得到 N条独立的分集支
路。
3） 在时域上时间间隔At应大于相干时间ATo时间分集对于处于静止状态的移动台是无用的。
4） 时间分集与