RAKE 接收机简述
rake接收机
和移动台一样，基站侧也是有rake接收机的，但与移动台的rake接收机有些不同。
移动台的rake接收机有三个相关器和一个搜索器，其中三个相关器在软切换状态可以接收来自不同导频偏置的基站的信号（相当于时间分集，因为导频偏置就是在时间上区分），也可以接收来自同一基站的不同路径时延的信号（相当于路径分集）。
而基于IS95的基站的rake接收机有四个相关器和两个搜索器，一个基站的rake接收机使用四个相关器接收同一个移动台不同路径时延的信号。
也就是说，这里只用到了于路径分集。
“如果移动台不处于软切换状态，那接收只有一路，选择最强的多径信号，整个过程根本就没有合并多路信号的过程。
”
这是不对的，因为基站对单个移动台进行了四路的路径分集合并，一般是最大比合并，就算是选择最强的多径信号，那就是选择式合并，也算是一种合并方式啊。
“如果移动台处于软切换状态，多个基站同时接收移动台的信号，BSC选择最好的一路。
”
这也属于选择式合并，不过这已经到BSC了，是在合并多个BTS的信号，而rake接收机是针对单个BTS的，所以这跟rake接收机无关。
5 RAKE 接收机
K is the number of user L is the number of multipath
2. RAKE Receiver
RAKE接收机是由Price与Green于1958年提出来的。简单说来， RAKE接收机的原理就是使用相关接收机组，对每个路径使用一 个相关接收机，各相关接收机与同一期望（被接收的）信号的一 个延迟形式（即期望信号的多径分量之一）相关，然后这些相关 接收机的输出（称为耙齿状输出）根据它们的相对强度进行加权， 并把加权后的各路输出相加，合成一个输出。加权系数的选择原 则是使输出信噪比为最大。 由于这种接收机收集来自同一期望码所有接收路径上的信号，其 作用与农田的搂耙颇为相似，故称为RAKE接收机。 更具体地，我们假设在CDMA接收机中使用L个相关器捕获期望 码的L个最强的多径分量，然后用一个加权网络得到这L个相关器 输出的组合，用它进行期望码的比特检测
1. 信道模型
Propagation of Signal(反射,衍射,散射)
用抽头延迟线信道模型来表征多 径衰落信道
α 2e
jθ 2
α 3e
jθ 3
α1e jθ
1
接收信号模型
T (n) = ∑∑ α k ,l bk (i ) PN k (n τ k ,l ) + v(n)
k =1 l =1 N L
RAKE Receiver Block Dห้องสมุดไป่ตู้agram
Simulation result
RAKE接收技术
RAKE接收技术移动通信信道是一种多径衰落信道，RAKE接收技术就是分别接收每一路的信号进行解调，然后叠加输出达到增强接收效果的目的，这里多径信号不仅不是一个不利因素，而且在CDMA系统变成一个可供利用的有利因素。
原理：在接收端，利用PN码相关性，对接收信号中可分辨的多径分量分别进行跟踪、接收，输出基带信号进行路径合并，这种接收信号方式称为RAKE接收。
RAKE接收可以利用多径分量，等效地增加了接收后发送功率，达到抗多径衰落的目的。
RAKE接收机使用多个并行的相关器和接收多径信号。
Q-CDMA 系统移动台和基站接收机分别使用三个和四个并行相关器FINGER。
工作原理：CDMA射频接收信号经二次变频得中频（IF）信号，经中频放大、滤波和解调后，既完成A/D转换，输出基带数字信号，进入RAKE接收机。
RAKE接收机由三个相关器和一个信号搜寻支路组成。
三个相关器支路并行接收三个不同路径的信号，并进行引导PN序列解调、长码解扩以及其它与发送端相对应的解调、解扩处理，输出基带数据信号。
A/D转换后进入RAKE接收机的信号包括许多其它信道的信号，还有相邻小区基站所发的导频，采用引导PN序列相关解调，提供一个扩频增益，改进与对应的PN序列相匹配的信道信号的信噪比，抑制其它信道的干扰。
信号搜寻接收支路扫描并测定不同的路径信号强度及对应引导PN序列偏置值，提供3条最强的传输路径信号及其引导PN序列偏置值，给三个相关器接收支路作数据接收处理。
合并器调整各相关器输出时延，按各路径信噪比加权后求和。
RAKE接收技术是一种针对宽带系统的较为完善的多径接收方法。
它不是把多径信号看作干扰信号，而是利用多径信号，分辨出几路最强的信号，合并接收，从而进一步改善了系统性能。
故RAKE 接收机亦称为多径接收机。
RAKE接收利用多径传输的时延差，分别接收和组合信号，也是CDMA扩频系统的时间分集接收技术。
Rake接收机仿真
3G移动通信实验报告实验名称：Rake接收机仿真学生姓名：学生学号：学生班级:所学专业：实验日期:1.实验目的1. 了解Rake接收机的原理。
2. 分析比较三种不同合并算法的性能。
2.实验原理移动通信系统工作在VHF和UHF两个频段（30——3000MHz）,电波以直射方式（即“视距”方式）在靠近地球表面的大气中传播。
由于低层大气并非均匀介质，会产生折射和吸收现象；而且传输路径上遇到的各种障碍物（如山，高楼，树等）还可能发生反射、绕射和散射等，到达接收方的信号可能来自不同的传播路径。
即移动通信的信道是典型的多径衰落信道，如下图所示：图9-1 多径传播示意图多径传播将引起接受信号中脉冲宽度扩展，称为时延扩展。
时延扩展的时间可以用第一个码元信号至最后一个多径信号之间的时间来测量。
时延扩展会引起码间串扰，严重影响数字信号的传输质量。
分集技术是克服多径衰落的一个有效方法。
包括频率分集，时间分集、空间分集和极化分集。
其基本原理是接收端对多个携带有相同信息但衰落特性相互独立的多径信号合并处理之后进行判决，从而将“干扰”变为有用信息，提高系统的抗干扰能力。
本仿真采用在CDMA系统中广泛使用的Rake接收技术，且为时间分集。
因为当传播时延超过一个码片周期时，多径信号实际上可看成是互不相关的。
Rake接收机采用一组相关接收机，分布于每条路径上，各个接收机与同一期望信号的多径分量之一相关，根据各个相关输出的相对强度加权后合成一个输出。
根据加权系数的选择原则，有三种合并算法：选择式合并，等增益合并和最大比合并。
Rake接收机的相关器的原理如图：图9-2 Rake接收机的相关器的原理假设采用M个相关器去接收M个多径信号分支，其中12,,,Mααα是每一条分支的乘性系数，它们的取值是根据所采用组合方式（例如最大比合并、等增益合并等）而可调的。
不妨令相关器1与最强的多径支路1m同步，并且多径支路2m比多径支路1m延迟时间1τ到达接收端。
RAKE接收
RAKE接收其基本原理是将无线通信系统中，幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，对其进行延时和相位校正，使之在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合并为代数求和，有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。
英文全称：Rake Receive• 1 背景• 2 原理• 3 组成• 4 应用于CDMA系统• 5 应用于UWB• 6 相关条目•7 参考资料RAKE接收-背景RAKE接收效果仿真RAKE接收机（RAKE receiver）一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。
多径信号分离的基础是采用直接序列扩展频谱信号。
当直扩序列码片宽度为TC时，系统所能分离的最小路径时延差为TC。
RAKE接收机利用直扩序列的相关特性，采用多个相关器来分离直扩多径信号，然后按一定规则将分离后的多径信号合并起来以获得最大的有用信号能量。
这样将有害的多径信号变为有利的有用信号。
应用 RAKE接收机主要应用在直扩系统中，特别是在民用CDMA（码分多址）移动通信系统中。
下图示出一个RAKE接收机，它是专为CDMA系统设计的多径最佳接收机。
在移动通信的环境中，不但需要移动台收发器，也需要基地台收发器，因此无论移动台在通信区域内的哪一个位置，系统都能提供一条高品质的通信链路。
对于窄带系统来说，由于在传送一个符号的时间内，总会有一小部份功率较强的多径信号出现在接收机端，因此系统会通过软件来实现信道等化功能，以便更正符码之间的干扰现象（ISI：Inter-Symbol Interference）。
由于CDMA系统具有宽带的特性（也就是很高的码片速率），因此这些路径可能会超过一个CDMA位（码片）的宽度；在这种情形下，传统的等化功能将不再适用，需要一种新的技术，它必须能接收所有路径的信号，然后组成一个完整的信号。
RAKE接收机就拥有这样的功能，它可以收到所有可能路径的信号，然后再将这些路径上的信号组合成一个非常清晰的信号，强度远超过单个路径上的信号；基本上，RAKE接收机会计算参考模式与接收信号之间的相关性，然后找出个别信号的传送路径。
超宽带无线通信RAKE接收机性能分析
(6)定位精确：冲激脉冲具有很高的定位精度，采用超宽带无线电通信，很容易将定位与通信合一，而常规无线电难以做到这一点。超宽带无线电具有极强的穿透能力，可在室内和地下进行精确定位，而GPS定位系统只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内；与GPS提供绝对地理位置不同，超短脉冲定位器可以给出相对位置，其定位精度可达厘米级，此外，超宽带无线电定位器更为便宜。
学生姓名
学号
班级
指导教师
2012年 2 月 29 日
一、
超宽带的历史渊源，可以追溯到一百年前波波夫和马可尼发明越洋无线电报的时代。现代意义上的超宽带超宽带无线技术，又称脉冲无线电( Impulse Radio)技术，出现于1960年代。
与传统通信技术不同的是，超宽带是一种无载波通信技术，即它不采用载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。超宽带是利用纳秒级窄脉冲发射无线信号的技术，适用于高速、近距离的无线个人通信。按照FCC的规定，从3. 1GHz到10. 6GHz之间的7. 5GHz的带宽频率为超宽带所使用的频率范围。
从时域上讲，超宽带系统有别于传统的通信系统。一般的通信系统是通过发送射频载波进行信号调制，而超宽带是利用起、落点的时域脉冲(几十纳秒)直接实现调制，超宽带的传输把调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行，而且以这一过程中所持续的时间，来决定带宽所占据的频率范围。由于超宽带发射功率受限，进而限制了其传输距离，据资料表明，超宽带信号的有效传输距离在10m以内，故而在民用方面，超宽带普遍地定位于个人局域网范畴。
RAKE接收机相关
RAKE 接收机可以有效降低误码率，克服多径效应，是一种有效的多径分集方式，通过仿真 可知，采用三种合并方式都能提高其性能，其中，最大比值合并方式最有效。
移动通信系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，信号的传播过程中， 受地面或水面反射和大气折射的影响， 会产生多个经过不同路径到达接收机的信号，通过矢量叠加后合成时变信号，这种现象称作多径效应。
对于移动通信来说，恶劣的信道特性是不可回避的问题，陆地无线移动信道中信号强度的骤然降低 （衰落）是经常发生的，衰落深度可达30 d B 。
要在这样的传播条件下保持可以接受的传输质量，就必须采用各种技术措施来抵消衰落的不利影响。
对模拟移动通信系统来说， 多径效应引起接收信号的幅度发生变化； 对于数字移动通信系统来说，多径效应引起脉冲信号的时延扩展，时延扩展将引起码间串扰（ ISI ）,严重影响数字信号的传输质量在移动通信中多径衰落以瑞利（ Rayleigh ）衰落为主，他是移动台在移动中受到不同路径来 的同一信号源的折射或反射等信号所产生，他的变化是随机的，因此只能用统计或概率 的观点来定量描述。
RAKE 接收机基本原理一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理，而RAKE 接收机变害为利，利用多径现象来增强信号，CDMA 移动通信系统中，信道带宽远远大于信道的相关带宽，不同于传统的调制技 术需要用均衡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，在无线信道传输中出现的时延扩展， 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周期，那么它们就可看作是互不相关的。
RAKE 接收机包含多个相关器，每个相关器接收多路信号中的一路，各相关接收机与被接收 信号的一个延迟形式相关，通过多个相关检测器，检测多径信号中最强的 N 个支路信号，然后对每个相关器的输出进行加权求和，以提供优于单路相关器的信号检测，然后在此基础上进行解调和判决。
第6章(6.4)RAKE接收机(解调器)
k 1 N
g c (t ) 为码片波形。
对于 PSK 的扩谱：
sl1 (t ) bk gc (t ) ， sl 2 (t ) bk g c (t ) sl1 (t ) 。
k 1 k 1 N N
对于 QPSK 的扩谱：
sl1 (t ) (1 j ) bk g c (t ) ，
图 14-5-2 RAKE 接收机 采用两组同样的抽头延迟线来产生{ sli (t k / W ) , i=1,2}参考信号， 用来从接 收信号 rl (t ) 中分离出信道各多径分支的二进制衰落信号，以便进行分集合并。
* (t ) k e jk 中的 k 和 k 两个参数由信道估计器获得（注： 分集支路的加权因子 ck
T
L
L
（14-5-15）
k 1 n1 L T * + Re ck z ( t ) s ( t k / W ) dt , lm k 1 0
m 1,2
通常， 宽带信号 sl1 (t ) 和 sl 2 (t ) 是由伪随机序列(PN 序列)产生， 具有正交性(CDMA 就属于这种情况)，即
本章结束语：
1、第 3 类（ “时选” ）和第 4 类（ “双选” ）衰落信道模型更为复杂，对这两类 信道的最佳接收是目前研究的课题。
2、室内无线信道，多径扩展和多普勒扩展都很小，适合高速无线数据传输。
7
应用：如 WLAN，HIPERLAN，Bluetooth 等。 3、 采用信道编码可改善多径衰落信道下的系统性能（14.6 节） 。 4、 采用多天线（发、收）可实现空间分集（14.7 节） ，在多天线系统中采用空 时编码可进一步改善系统的性能，这是当前无线通信研究的热点。
Rake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 199了RAKE接收技术的长 足发展。
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系统性能
系统性能
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。
仿真
仿真
使 用 M AT L A B 实 现 C D M A 系 统 的 R a k e 接 收 机 。 假 设 信 源 输 出 用 1 6 位 W a l s h 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。
数字模型
数字模型
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接收机介绍
RAKE接收机介绍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——分集接收技术，并分析了各种分集、合并技术的优缺点，提出了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，如何分散开又如何收集起来的技术。
为了在接收端得到几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几种: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ΔR。
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=2,4。
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特性进行分集接收，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。
Rake接收机的一些知识
1 .CDMA扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性，这样，在无线信道传输中出现的时延扩展，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周期，那么它们就可看作是互不相关的（基于Matlab的CDMARAKE接收机性能仿真_李伟）可是我仿真的W ALSH码自相关性能不好应该就是这样的walsh码的互相关特性很好用于多用户之间的区分2.载波的同步：解扩解扰后的符号数据经过信道估计和频偏估计模块，进行信道补偿。
频偏估计结果反馈到多径搜索模块，对原始数据进行频偏补偿。
最后所有经过信道补偿后输出的多径符号数据进行最大比合并后输出作为RAKE 接收机的输出，进行后续的符号级处理，如信道译码（WCDMAHSUPA业务上行接收机中信道估计与多径合并技术研究_姚霈）3信道估计的工程实现方法多时隙加权平均（Weighted Multi-Slot Averaging）方法：WMSA 方法是目前较好的方法之一，其估计过程如下：1）利用单时隙平均的信道估计方法得到各个时隙的信道估计值；2）将多个时隙的估计值加权组合，得到当前时隙的信道估计值。
由于多个时隙间进行加权平均，因而有效地降低了噪声的影响。
多时隙线性/非线性插值算法：先通过多时隙加权平均（WMSA）得到各时隙的信道估计值，然后利用当前时隙和下个时隙的信道估计值进行线性内插，得到当前时隙各符号对应的信道估计值因为采用线性插值得到的时隙内各符号对应的信道估计值，因此在信道恶化时，该方法的性能比多时隙加权平均方法有所提高。
但当移动台达到较高速度时，传统线性插值算法的信道估计性能会有所降低，而非线性插值算法的运算复杂度要比线性插值方法高很多。
（WCDMAHSUPA业务上行接收机中信道估计与多径合并技术研究_姚霈）。
RAKE接收机原理及仿真设计
的崛起提供了有利的条件。美国领土面积 939 大帝国的胚胎”，但英国是崛起中的美国的天然 决定从西半球收缩，集中力量对付德国。由此可
万平方公里，它占有北美大陆最富庶的心脏地 伙伴。美国应该等待时机，忍受伦敦有时出现的 见，美国在取代英国成为全球霸主的过程中，从
带，其土地属于最肥沃和最高产的土地之列，其 专横行为，积累国家财富和力量，逐步达到显赫 来没有直接挑战英国霸权，而是成为英国的盟
本土避免了两次世界大战的破坏；南北都是弱 利的外部环境。二是奉行“韬光养晦”与“有所作 史告诉我们，丧失了制海权就等于丧失了战争
国，没有邻国的威胁，美国也成为美洲的当然领 为”相结合的策略。19 世纪末美国的工业总产 的主导权。建立一支高度现代化的海军是维护
袖。
值居世界第一位，成为以重工业为主导的工业 我国领土主权和经济安全的重要保障，是中国
rake接收机包含多个相关器每个相关器接收多路信号中的一路意思好像和原来的有些区别不知是否正确通过多个相关检测器接收多径信号中的各种信号分别检测多径信号中最强的l个支路信号感觉意思表述的不是太明确然后对每个相关器的输出进行加权求和以提供优于单路相关器的信号检测然后在此基础上进行解调和判决
科技论坛
RAKE 接收机原理及仿真设计
将导致信号的空间衰落，严重影响通信质量。克服 对第一条路径相对时延差为△3…第 N 条路径相 形。以此来作为仿真的初始信号。
多径效应是移动通信的一个关键问题。分集接收 对于第一条路径相对时延差为△N，且有
技术是一种对抗多径效应的有效方法。在 CDMA
△N>△N-1>…△3>△（2 △1=0）
移动通信系统中采用 RAKE 接收机来完成分集接
可耕地占总面积的 40%。它蕴藏有丰富的金属 的地位。在 1787 年的制宪会议上，汉密尔顿建 友，是在英国的逐步衰落中取而代之的，而德国
rake接收机仿真
Rake 接收机仿真瑞克技术既不同于均衡，也不同于分集，它由多径分离和多径合并两部分组成。
瑞克的概念是由R.Price 和P.E.Green 在1958年的文《多径信道中的一种通信技》中提出来的。
他们提出了在为高频段设计的设备应用瑞克概念的实现方法。
Rake 接收机是一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。
瑞克接收的过程相当于用一个钉耙将各个多径信号“耙”出来，然后加以收集。
1. 多径信号的分离多径信号分离的基础是采用直接序列扩展频谱信号。
当直扩序列码片宽度为TC 时，系统所能分离的最小路径时延差为TC 。
RAKE 接收机利用直扩序列的相关特性，采用多个相关器来分离直扩多径信号，然后按一定规则将分离后的多径信号合并起来以获得最大的有用信号能量。
这样将有害的多径信号变为有利的有用号。
应用 RAKE 接收机主要应用在直扩系统中，特别是在民用CDMA （码分多址）移动通信系统中。
下图示出一个RAKE 接收机，它是专为CDMA 系统设计的多径最佳接收机。
扩频调制及其自相关考虑一个被码片周期为t C 的PN 码C(t)调制的扩频信号：此信号的自相关函数为： ()()tt C t m 0cos ω=()()()()()(){}()τωττωτωττ000cos 21cos cos ⋅=++⋅=+=c m R t t C t t C E t m t mR 0τt C- t C其中R c (τ)为PN 序列的自相关函数。
多径信号的相关分离考虑一个具有n 条路径的扩频多径信号： 此信号和扩频信号的本地码z k =z(t-kt C )进行相关运算，得到：如果对某些n （记为n 1），存在某个τn1使得z k =z(t-kt C )，就有：2.多径信号的合并在瑞克接收过程中，多径信号的合并方法和分集接收过程的方法相同，如：最大比合并等。
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。
wcdma系统中rake接收机
图 2 RAKE 接收机基本结构图
假设前一级的同步模块已经完成了基本的码片同步并且认为搜索的路径在 rake 接收机 的搜索范围内，因此输入接收机的数据是已经同步的基带数字信号。WCDMA 系统中在
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DPCCH 信道的前端几个符号放置导频信号，因此可以利用 DPCCH 信道进行多径的搜索与 捕获，同时利用相应的导频信号进行信道估计，在信道多径变化不是非常剧烈的情况下，可 以认为一个 slot 数据长度内的信道是不变的，这样可以采用导频平均法进行信道估计。在下 面几节中将详细介绍这个 RAKE 接收机的各个模块的设计与实现。
(5)
上述方法通过对接收信号和接收机本地产生的扩频序列进行相干积分来检测多径成分，
在 RAKE 接收机中，是用一帧 15 个时隙去做多径搜索的，DPCCH 信道一个时隙有 10 个比 特，也即是用 150 个符号做的相干积分，相干积分的长度可以增为 256*150 个码片。
多径搜索的实现框图如下所示：
WCDMA 在上下行链路均利用导频相干检测，扩大了覆盖范围。WCDMA 空中接口包 括先进的 CDMA 接收机，它利用了多用户检测和自适应智能天线技术，这些手段是提高系 统覆盖和容量的较好方案[1]。
RAKE 接收机能够在时域充分利用信号的多径结构，提高系统的输出信噪比，成为目前 CDMA 系统中广泛应用的一种抗多径衰落技术。本文第二部分重点介绍了 WCDMA 系统上
中图分类号：TN
An Implementation Design of Uplink Rake Receiver for WCDMA system
Zhao Lin
(Beijing University of Posts and Telecommunication,Beijing 100876) Abstract: RAKE receiver is one of the core technologies in the WCDMA system,so the selection of its algorithm is key for the performance of the system.This paper provides an implementation design of uplink RAKE receiver for WCDMA system,which has good performance and is easy to be realized.The receiver is mainly made up of three parts:Multi-path Searching and Tracking,Channel Estimation and Signal Merging.Dynamic control is used in the Multi-path Searching module,which ensures that the performance can be good in large SNR range.The algorithm of the Channel Estimation module is WMSA,which uses the coherence between the channel changes to improve the precision.And MRC is selected in the Signal Merging module.The paper introduces the detailed design of the algorithm and provides the simulated result which proves that this design has good performance with low complexity and has much practical value. Keywords:WCDMA;RAKE Receiver;Multi-path Searching and Tracking;Channel Estimation;Signal Merging
超宽带无线通信室内RAKE接收机性能分析
ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆＲＡＫＥ ｅ ｅｖ ｒｉ Ｗ Ｂ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｓ ｓｅ ｕ ｄ ｒＢ Ｋ ｄ ｌｔ ｎ ｕ ｉｇ Ｍ ＲＣ ｉ ｌｔｄ ｅｆ ｒ ｎ ｅｏ ｒ ｃ ｉｅ ｎ Ｕ ｏ ｎｃ ｔ ｙ ｔｍ ｎ ｅ ＰＳ ｍｏ ｕａｉ ｓｎ ｏ ｏ ｉ ｓｍｕａｅ ． ｓ Ｔｈ ｐｉ ｍ ｉ ｇ ｒｉ ｂ ａｎ ｄｂ ｏ ｕ ｅ ｉ ｌｔ ｎ ｉ ｕａｉｎｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔｃ ｎｇ ｔｂ ｔｅ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｅｏ ｔｍｕ ｆｎ ｅ ｏ ｔｉｅ ｙｃ ｍｐ ｔｒｓｍｕａ ｉ ．Ｓｍ ｌｔ ｅ ｕｔ ｈ ｗｓｔ ａ ａ ｅ ｅｔｒｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｓ ｏ ｏ ｉ
（ ｈ ｏ ｆＩ ｆｒ ｔｏ ｎ ｍｍｕ ｉｓ ｉｎＥｎ ｉｅ ｒｎ ￣ ｏ ｌ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ａ ｄＣｏ ｏ ｎｃ ｒ ｇｎ ｅ ｉｇ，Ｇｕｌ ｉ ｅｓｔ ｆＥｌｃｒ ｎ ｉ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ 。Ｇｕｌ ４ ０ ４ ￣ｎ ） ｏ ｉ ｎＵｎｖ ｒｉ ｏ ｅ ｔ ｎｃ ｃ ｎ ｌｇ ｌ ｙ ｏ ｉｎ ５ １ ０ ，Ｃ ａ ｉ
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第 ２ 卷 第 ６期 ６ ２０ ０ ６年 １ ２月
桂 林 电 子 科 技 大 学 学 报
Ｊｏ ｎ ｌｏ ｌｌ ｉｅｓｔ ｆＥｌｃｒ ｎ ｃＴ ｃ ｎ ｌ ｙ ｕｒ ａ ｆＧｕｉｎ Ｕｎｖ ｒ ｉ ｏ ｅ ｔｏ ｉ ｅ ｈ ｏｏｇ ｙ
ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｏ ｔ ｓｎ ｈ ｐ ｉ ｍ ｉ ｇ ｒ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｍｕ ｆｎ ｅ ｈ ｎ ｏ ｈ ｒ ．Ｔｈ ａ ｉｉｙ ｂ ｈ ｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｔｍｕ ｆ ｇ ｒｉ ａ ｉａ ｅ ． Ｔｈ ｓ ｍ ｅ ｈ ｄ ｉ ｅ ｖ ｌ ｔ ｙ ｃ ｏ ｓｎ ｈ ｐ ｉ ｍ ｉ ｅ ｓ ｖ ｌ ｔ ｄ ｄ ｎ ｄ ｉ ｔ ｏ ｓ ｍｏ ｅ ｂ ｎ ｆｃａ Ｏ ｔ ｅ ｄ ｖｃ ｆＲＡＫＥ ｅ ｅｖ ｒ ｒ ｅ ｅ ｉ ｌｔ ｈ ｅ ｉｅ ｏ ｉ ｒ ｃ ｉｅ ．
超宽带Rake接收机
学院专业班级姓名学号题目UWB-PPM-THrake接收机题目类型设计开发一、选题背景及依据1、超宽带无线电技术在国内外的发展历程及研究现状。
UWB因其优良的技术特性、并可缓解日益紧张的频谱资源,在最近几年蓬勃发展。
它被看作是下一代无线通信的革命性技术。
首个UWB信号是Hertz在1887年设计产生的。
2002年，美国正式将3.1GHz-10.6GHz频带向作为室内通信用途的UWB开放，标志着UWB开始用于民用无线通信。
随后几年中，一些国家和地区如日本、新加坡和欧盟等的无线电管理部门都颁布了类似的法令。
英国将数字通信行业定义成带领整个国家走出经济困境的希望，而这个数字网络的核心就是超宽带的项目，2008年7月，BT宣布了其宏伟的超宽带战略：投资12亿英镑，在四年内覆盖英国一千万用户。
而国内，2001年11月国家863计划通信主题发布了我国第一个关于超宽带的预研课题《超宽带无线通信关键技术及其共存与兼容技术》，由东南大学移动通信国家重点实验室超宽带课题组承担。
2005年5月国家863计划通信主题发布了《基于多带体制/基于脉冲体制的超宽带无线通信关键技术研究与系统演示》课题，该课题分两个研究课题由东南大学、清华大学和中国科学技术大学承担。
在我频谱规划方面，我国从2006年开始进行UWB频谱规划的准备工作。
经过2年多的调研，2008年12月，我国的UWB频谱规划正式发布，包括UWB信号的射频指标、应用场所限制、设备核准等方面的内容。
目前在工业和信息化部的支持下，一批科研机构、高校和企业正在联合进行UWB技术标准化的工作。
2、超宽带无线电技术的生产需求状况及前景。
UWB技术是现今正被广泛研究和推向应用的一种新兴无线技术，由于其窄脉冲高浸透能力、高数据速率（100Mb/s~1.3Gb/s）、低功耗、低费用等特点，为包括宽带泛在/普适通信在内的各类无线技术新发展与新应用开辟了大量新机遇；同时，由于其占用极宽带宽资源，与其它系统共享频谱，这给干扰、协调、兼容等相关领域的研究又带来了新的挑战。
多径载波相干解调RAKE接收机的一般原理及性能的开题报告
多径载波相干解调RAKE接收机的一般原理及性能的开题报告摘要：多径传输使无线信道的接收信号由多个传输路径组成。
随着移动通信技术的不断发展，多径传输问题受到了越来越多的关注。
相干解调是一种针对多径传输的解调技术，可以有效地消除多径效应，并提高无线信道的传输性能。
RAKE接收机是相干解调的一种重要实现方式，可以利用多个接收分支并行检测多个传输路径的信号，从而实现对多径信号的有效解调和合并处理。
本文首先介绍了无线信道中的多径传输现象及其对信号传输的影响，然后详细阐述了相干解调的原理及其优势。
接着，对RAKE接收机的工作原理进行了分析，并介绍了RAKE接收机中的各个模块及其功能。
最后，本文讨论了RAKE接收机的性能指标，包括误码率、复杂度、参数选择、多址干扰等，并提出了未来的研究方向。
关键词：多径传输；相干解调；RAKE接收机；性能指标Abstract:Multipath transmission make the receiving signal of wireless channel composed of multiple transmission paths. With the continuous development of mobile communication technology, multipath transmission is receiving more and more attention. Coherent demodulation is a demodulation technology for multipath transmission, which can effectively eliminate multipath effects and improve the transmission performance of wireless channels. RAKE receiver is animportant implementation of coherent demodulation, which can use multiple receiver branches to parallelly detect signals of multiple transmission paths, so as to achieve effective demodulation and merger treatment for multipath signals.This paper firstly introduces multipath transmission phenomenon in wireless channel and its impact on signal transmission, and then elaborates the principle and advantages of coherent demodulation indetail. Then, the working principle of RAKE receiver is analyzed, and each module and its function in RAKE receiver is introduced. Finally, this paper discusses the performance indicators of RAKE receiver, includingbit error rate, complexity, parameter selection, multiple accessinterference, etc., and puts forward future research directions.Keywords: multipath transmission; coherent demodulation; RAKEreceiver; performance indicators。
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• 用Rakereceiver进行的多径接收可以有效的 抵抗由多径效应引起的快衰落。一般而言 多径效应是影响通信质量的大敌，但是在 CDMA技术中使用的多径接收合并的技术可 以变废为宝，从多径中获得增益（主要是 考虑到互相独立的多径传输各自的衰落是 独立的，在同一时间多径信号到达目的地 的时候同时处于深度衰落的概率很小，因 此可以从合并多径信号中获得增益）
RAKE 接收机的基本原理
• ——发射机发出的扩频信号，在传输过程 中受到不同建筑物、山岗等各种障碍物的 反射和折射，到达接收机时每个波束具有 不同的延迟，形成多径信号。如果不同路 径信号的延迟超过一个伪码的码片的时延， 多径信号实际上可被看作是互不相关的， 则在接收端可将不同的波束区别开来。将 这些不同波束分别经过不同的延迟线，对 齐以及合并在一起，则可达到变害为利， 把原来是干扰的信号变成有用信号组合在 一起。这就是RAKE接收机的基本原理
RAKE 接收技术有效地克服多径干 扰，提高接收性能
• 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。基带输入的数字化信号，通过相关器和本地码产生器完成对用户 数据符号的解扩和积分。 • 信道估计器使用导频符号估计信道状态；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 • 相位旋转器根据其估计的信道状态将信道造成的相位影响从接收符号 中去除； • 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。 • 而延迟均衡器就是为了补偿每一个路径中的符号到达时间差。因为不 同路径信号到达时间不一样，等到最后一个信号到达完毕后，便可以 进行合并了。把这些不同延迟点上恢复出的信号进行相加，也被称为 • 最大比合并（MRC,MaximalRadio Combining) • 最后，RAKE合并器把经过信道补偿后的符号相加，由此提供了抵抗 衰落的多径分集。