第6章(6.4)RAKE接收机(解调器)

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rake接收机

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。

通信概论自考题模拟6_真题(含答案与解析)-交互

通信概论自考题模拟6_真题(含答案与解析)-交互

通信概论自考题模拟6(总分100, 做题时间90分钟)第Ⅰ部分选择题一、单项选择题(在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)1.麦克风和摄像机都属于______SSS_SINGLE_SELA 数字信道B 模拟信道C 模拟信源D 数字信源该题您未回答:х该问题分值: 1答案:C[考点] 信源[解析] 信源是消息的发源地,其作用是通过传感器把消息转换为原始电信号,即完成非电量——电量的转换。

根据消息种类的不同,信源可以分为模拟信源和数字信源。

例如,麦克风、摄像机,这些都属于模拟信源,送出的是模拟信号;又如,电传机、计算机等各种数字终端设备是数字信源,输出的是数字信号。

2.信宿是传送消息的______SSS_SINGLE_SELA 目的地B 发源地C 媒介D 通路该题您未回答:х该问题分值: 1答案:A[考点] 信宿[解析] 信宿是传送消息的目的地。

其功能与信源相反,即将复原的原始电信号还原成相应的消息。

3.电话是______SSS_SINGLE_SELA 单工通信方式B 半双工通信方式C 全双工通信方式D 不属于上面三种通信方式该题您未回答:х该问题分值: 1答案:C[考点] 通信方式[解析] 全双工通信指通信双方可以同时进行收、发消息的工作方式;如:电话,手机通信。

4.频率为1GHz的电磁波,它的波长为______SSS_SINGLE_SELA 0.3mB 3mC 0.1mD 1m该题您未回答:х该问题分值: 1答案:A[考点] 工作波长和频率的换算[解析]5.电火花、汽车点火噪声、雷电属于______SSS_SINGLE_SELA 单频噪声B 脉冲噪声C 起伏噪声D 不属于上面三种噪声该题您未回答:х该问题分值: 1答案:B[考点] 噪声[解析] 根据噪声的性质分类:单频噪声是一种频率单一或频谱很窄的连续波干扰,如50Hz的交流电噪声。

脉冲噪声是一种在时间上无规则的突发脉冲波形。

如工业干扰中的电火花、汽车点火噪声、雷电等。

RAKE接收技术

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。

现代移动通信-蔡跃明-第三版-习题参考答案

现代移动通信-蔡跃明-第三版-习题参考答案

第一章思考题与习题1. 何为移动通信?移动通信有哪些特点?答:移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中(或者停留在某一非预定的位置上)进行信息传输和交换,这包括移动体(车辆、船舶、飞机和行人)和移动体之间的通信,移动体和固定点(固定无线电台和有线用户)之间的通信。

移动通信的特点:(1)无线电波传播复杂(2)移动台受到的干扰严重(3)无线电频谱资源有限(4)对移动设备的要求高(5)系统复杂2. 单工通信与双工通信有何特点?各有何优缺点?答:单工通信的特点:收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收;优点:设备简单、省电。

缺点:通信的时间长、使用不方便。

双工通信的特点:收发信机可以同时工作、使用方便,电源的消耗大;优点:使用方便、收发信机可以同时工作。

缺点:发射机总是工作的,电源消耗大。

第二章 思考题与习题1 蜂窝移动通信中的典型电波传播方式有哪些?答:典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。

当电波的直射路径上无障碍物时,电波直接到达接收天线;当电波的直射路径上存在障碍物时,电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波;当电波在平坦地面上传播时,因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波;当电波入射到粗糙表面时,反射能量由于散射而散布于所有方向,形成散射波。

2 设工作频率分别为900MHz 和2200MHz ,移动台行驶速度分别为30m/s 和80m/s ,求最大多普勒频移各是多少?试比较这些结果。

解:当工作频率为900MHz ,行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为:当工作频率为2200MHz ,行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为:由以上的计算结果可以知道,最大多普勒频移与移动台的速度和工作频率有关,速度越大;最大多普勒频移越大,频率越大,最大多普勒频移。

3 如果某种特殊调制在/0.1s T ∆≤时能提供合适的误比特率(BER),试确定下图(图P14)所示的无均衡器的最小符号周期(由此可得最大符号率)。

移动通信(第六版)(章坚武)课件章 (6)

移动通信(第六版)(章坚武)课件章 (6)
毫瓦以下, CDMA系统发射功率最高只有200毫瓦, 普通通话 功率可控制在零点几毫瓦,其辐射作用可以忽略不计, 对人 体健康没有不良影响。手机发射功率的降低,将延长手机的通 话时间,意味着电池、 话机的寿命长了,对环境起到了保护 作用,故称之为“绿色手机”。
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
8 . 保密性强, 通话不会被窃听 CDMA信号的扰频方式提供了高度的保密性,要窃听通
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
6.1 引言 6.2 CDMA空中接口协议层 6.3 CDMA前向信道 6.4 CDMA反向信道 6.5 功率控制 6.6 Rake接收机 6.7 CDMA 系统的容量 6.8 CDMA登记 6.9 CDMA切换过程
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统 图6-5和图6-6分别给出了速率1和速率2的前向/反向
业务信道帧结构。
图6-5 速率1的前向/反向业务信道帧结构
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统 图6-6 速率2的前向/反向业务信道帧结构
第6章 CDMA数字蜂窝移动通信系统
从声码器得到的信息为每帧20ms。速率1声码器的全速 (9600b/s)输出速率为8.6kb/s, 每20ms编码为172bit。帧质量 指示F(循环冗余码校验,CRC)与编码尾比特 T(8bit)加在 声码 器输出的信息比特之后。帧质量指示的作用有两个:一是允许 接收机在所有172bit上计 算了CRC后,确定是否有帧发生错误; 二是帮助确定接收帧的数据速率。9600b/s帧是每20 ms有 192bit(即172+12+8bit)被传输而产生的。其中,12bit为帧质 量指示,8bit为编 码尾比特。同样的过程产生在4800b/s帧上。 2400b/s和1200b/s帧没有帧质量指示的比 特字段,这是因为这 些帧的相对抗误码性能较强,且发送的大多数信息是背景噪声。

RAKE接收

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。

RAKE接收机相关

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。

Rake接收机

Rake接收机
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。
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

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。

简述rake接收机的工作原理

简述rake接收机的工作原理

简述rake接收机的工作原理
RAKE接收机是一种在CDMA通信系统中使用的接收机,用于对多径信号进行处理和解调,从而提高通信质量。

RAKE接收机的工作原理如下:
CDMA通信系统中,发送端所发出的信号可能经过多条路径到达接收端,形成多路径传播。

这些路径间存在时延、相位差等不同,因此到达接收端的信号会呈现出多普勒频移和时域展宽等现象。

RAKE接收机通过利用多径信道中的多条路径,同时解调并合成这些路径上的信号,从而提高通信质量。

具体来说,RAKE接收机将接收到的信号分为多个子信道,并针对每个子信道建立一个独立的解调器,称之为分支。

RAKE接收机原理及仿真设计

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
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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

杨阳《RAKE接收机》论文

杨阳《RAKE接收机》论文
与此相对照,陆地移动无线信道中信号强度的骤然降低即所谓衰落是经常发生的,衰落深度可达30dB。在城市环境中,一辆快速行驶车辆上的移动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。
在蜂窝移动环境中,同频干扰是一个必须考虑的问题。当发生衰落时,要接收的信号也许比同频小区基站来的干扰信号还要弱,接收机就会锁定在错误信号上。模拟移动通信多采用调频传号,调频方式的捕获效应对同频干扰有一定的抑制作用。而衰落现象会显著改变调频信号特性,消弱其捕获效应。
该发明系列专利共包括基于多径能量窗的dscdma综合扩频相干接收装置基于多径信道能量窗重心跟踪环路的导频信道跟踪方法基于多径能量窗的cdma系统初始同步与小区搜索装置一种适合于cdma多径衰落信道的频率自动校正装置rake接收机中信道估计平均长度的动态调整及方法lcr多普勒频率估计及信道估计平均长度动态调整方法基于快速信道估计子窗和保护窗的多径信道估计器cdma系统低扩频比下的rake和sova均衡级联接收方法和装置和cdma系统导频干扰抵消方法和装置等11项专利其中7项已获国家专利局授权4项已申请国际pct专利
多径时延扩展:由于多径引起的接收信号脉冲的宽度扩展现象,扩展的时间∆是最大传输时延和最小传输时延的差值。时延扩展随环境、地形、地物的状况而不同,一般与频率无关。
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[1]。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。

超宽带Rake接收机

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

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。

一种基于带通RAKE接收机的多载波解调方法

一种基于带通RAKE接收机的多载波解调方法

一种基于带通RAKE接收机的多载波解调方法
许昌龙;蒋良成;尤肖虎
【期刊名称】《电路与系统学报》
【年(卷),期】2000(005)002
【摘要】CDMA2000采用多载波和直接序列扩频两种方式来达到提供宽带数据业务的目的.针对CDMA2000前向信道的三载波调制方式,提出了一种基于带通RAKE接收机的多载波解调方法.这种方法避开了设计多比特的基带数字滤波器,从而大大降低了实现的复杂度.文章首先分析了三载波的调制结构,根据RAKE接收机的原理,推导出相应的带通RAKE接收机模型并给出解调结构.最后,用SPW软件对此模型进行仿真并给出了仿真结果.
【总页数】4页(P15-18)
【作者】许昌龙;蒋良成;尤肖虎
【作者单位】东南大学移动通信国家重点实验室,南京,210096;东南大学移动通信国家重点实验室,南京,210096;东南大学移动通信国家重点实验室,南京,210096【正文语种】中文
【中图分类】TN929.533
【相关文献】
1.降低WCDMA Rake接收机功耗的一种方法 [J], 侯晶晶;张辉
2.一种基于改进的Rake模型的GNSS接收机抗多径新技术 [J], 孙晓文;张淑芳;胡青;姜毅;张晶泊
3.Rake接收机中信道最大多普勒频移估计的一种新方法及其在信道估计中的应用[J], 董霄剑;蒋良成;尤肖虎
4.降低WCDMA RAKE接收机功耗的一种方法 [J], 侯晶晶;张辉
5.WCDMA上行链路一种基于RLS算法的空时RAKE接收机 [J], 吴芝路;闫诗文;王雪霞;任广辉
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sl (t ) bk g c (t ) ,
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。
8


(1) (1)* + Re ck 0 z (t )slm (t k / W )dt
T

L

k 1
可见多用户干扰已经完全消除。 假设发送 sl(1) 1 (t ) ,则
(1)2 (1) (1)2 (1) U1 Re 2E k k N k 2E k k N kr
k (t ) 服从瑞利分布, k (t ) 均匀分布。
{ ck (t ) },k 1, 2,..., L ,为相互统计独立(时延域相距为 1/ W 基本上可以
看做独立了)的复高斯信道系数。 注:由于时延域和频率域是一对变换域,故 Rake 接收机可以看做是频域分集 在时延域的实现。
6.4.2
信道必须辨识才能实现 MRC) ,然后通过乘法器为分集支路提供分集增益和相 位补偿。积分器用来进行相关运算,累加器起合并作用。积分器的输出即为最 大比率合并后的判决变量 U1 和 U 2 , 通过判决器判决得到当前基带数据比特的判 决值。
3
二、
判决变量
L T * U m Re ck 0 rl (t ) slm (t k / W )dt , k 1
RAKE 接收机(解调器)-(课本 14.5.2 节)
设宽带二进制发送信号(复包络) {sl1 (t ), sl 2 (t )} 由伪随机序列产生,且等概、 等能量: 一、 ①双极性 PSK,②正交 FSK Rake 接收机结构(例中为二元信号) (延迟参考配置,图 14-5-2;也可采用
延时接收信号配置,图 14-5-3)

T
* Re ck 0 z (t )sl1 (t k / W )dt = U1

L

k 1
2、 当二进制信号为正交信号(如相干检测的正交 FSK 信号), 则有
4
2 U1 Re 2E k k N k1

L
L

k 1 N
sl 2 (t ) (1 j ) bk gc (t ) ,
k 1 N
N
sl 3 (t ) (1 j ) bk g c (t ) ,
k 1
2
sl 4 (t ) (1 j ) bk gc (t ) 。
k 1
N
以下为二进制(PSK)Rake 接收机框图:
注:Rake 接收机不但适合于单用户而且适用于多用户(CDMA)
当二进制信号为双极性信号(PSK+CDMA)时,我们有 sl(1p ) (t ) sl(2p ) (t ) ,
p 1, 2, , P ,共有 P 个用户。每一个用户分配一个独特的 PN 序列(签名序
列:例如 Gold 序列) ,PN 序列的设计使得”双正交”:
条件:利用伪随机序列进行扩谱,产生频率选择性;利用 PN 序列抗路径间干 扰和多用户干扰;具有正交性(CDMA 就属于这种情况)。 例如某用户分配的扩谱 PN 序列为 bk {1,1}: k 1, 2,, N 。则扩谱后的基带波形 (又称为签名波形 signature waveform)为
( p) cn n1
L
T
( p) (1)* sln (t n / W ) slm (t k / W )dt


L (1) L (1) T (1) (1)* Re ck cn 0 sln (t n / W ) slm (t k / W )dt k 1 n1
不失一般性如果只对用户 1 的信号进行接收,则 Rake 接收机的输出判决变量 为:
5
(1) U m Re ck

L
P
0 p 1 k 1 L (1) T (1)* + Re ck z ( t ) s ( t k / W ) dt lm 0 k 1
0 sli (t n / W )sli (t k / W )dt 2 E ,
*
T
0,
k n ( i 1, 2 ) (14-5-16) k n
1、 当二进制信号为双极性信号(PSK) ,只须一个判决变量,式(14-5-15)可 简化为
2 2 U1 Re 2E k k N k 2E k k N kr
(窄带) 基带信号
一般 数字调制
非“频选” 信道
接收机 (无分集)
(窄带) 基带信号
一般 数字调制
扩频 调制
“频选” 信道
RAKE 接收机 (频率分集)
2. 对宽带基带信号——有符号间干扰信道的二进制信号 RAKE 接收机 分析:这种情况是基带数据速率很高(带宽很宽) ,不满足 Tb Tm 条件,也可 能 Tb Tm (或,W (f )c ) ,这时信道对基带数据会产生符号间干扰,信道呈 现频率选择性慢衰落。 这种情况与第一种情况的区别主要是信道产生了符号间干扰。信道 L 个分 支抽头上的信号,不仅包含当前基带数据比特的信息,而且还含有先前和后续 基带数据比特的信息即符号间干扰。RAKE 解调器对接收信号的分集合并处理 作用只是提高了接收平均信噪比,并不能消除符号间干扰。因此,RAKE 解调 输出的基带数据信号还必须通过自适应均衡器来消除符号间干扰,然后进行判 决。这种情况的 RAKE 接收机组成原理框图如图所示。

m 1,2
(14-5-13)
假设发送 sl1 (t ) , 接收:
rl (t ) cn sl1 (t n / W ) z (t ) , ( 0 t T ) ,
n 1
L
(14-5-14)
代入 U m 式中,
* U m Re ck (t k / W )dt cn 0 sl1 (t n / W )slm
分析:这种情况下,如采用一般的数字调制方式,信道呈现频率非选择性慢衰 落。若采用扩频数字调制方式,可获得频率分集的好处。扩频后,信道呈现频 率选择性慢衰落,信道信道 L 个分支抽头上的信号,都是在当前基带数据比特 间隔 Tb 内,只含有当前数据比特的信息(不存在符号间干扰) 。这样,可以采用
6
基于频率分集的 RAKE 接收机实现最佳接收。
k 1
k 1
L U 2 Re k N k 2 k 1

此式与 L 阶分集的正交 FSK 最大比合并器输出判决变量式相同。 结论:RAKE 接收机等效于 L 阶分集系统中最大比合并器,它是一种基于 信号正交性和频率分集技术的最佳接收机。 RAKE 接收机的基本原理: 在接收机中利用扩频码 PN 序列的正交性从接收信号 (信道模型多径分支的 合成信号)中分离出信道各个多径分支输出的衰落信号,然后分别对各个分支 按最大比合并进行处理(即相移补偿、加权和合并) ,从而实现时延域的分集因 (频率和时延是傅里叶变换对) 。
W WTm 个相互独立(注:相关 (f )c
系数大约在 0.7 左右就可以用来分集了)的瑞利衰落信道。在时延域仍然是不相 关信道,不相关就是独立信道,可以产生分集。 3)为了产生独立信道,一个重要的方法就是扩谱,使得 W (f )c 。一个 重要的例子就是 CDMA(或者 DSSS: Direct Sequence Spread Spectrum) 。 4)分集在时延域进行就成为 Rake 接收机,因为接收机的形状如同欧洲古 代农民打草用的 Rake。 根据
6.4 在频率选择性慢衰落信道中数字信号传输(课本 14.5 节) 6.4.1 信道模型
当发送信号参数(W,T)满足以下条件时: W (f )c , 或T Tm - 频率选择性衰落(会引起 ISI)
T (t )c , 或W Bd - 慢衰落
信道为频率选择性慢衰落信道。 1)在时延域是不相关信道,不相关就是独立信道,可以产生分集。 2)在频域,该信道按带宽 (f )c 可划分为
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