基于MATLAB的CDMA系统RAKE接收机仿真分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
关 键词： 多径 效 应 ； Ｃ Ｄ ＭＡ 系统 ； Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收 机
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １
文献标识码 ： Ａ
多 径 效 应 是 指 电磁 波 经 过 不 同 的 传 播 路 径 后 由于各 分 量 到 达 接 收 端 的 时 间 不 同而 使 得 信 号 出 现 失 真 的干扰 现 象 。多径 效 应对 于 移 动通 信 、 雷 达
２ Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接 收机理论
信号 的分集 接收技术是解决 多径衰落 问题 的 最有效途径之一 。按信号的传输 目的 ， 分集接收技
术相 比 ， Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 有着非常多 的优势 ， 例如信道容量
更大 、 可以实现软切换 、 抗干扰性能好 、 抗 多径衰
术可分 为宏观分集 和微观分集 ； 按信 号 的传输方 式， 分集接收技术可分为显分集 和隐分集 ； 按获得
一
落 。所谓瑞利 衰落是 指 由于多径效 应信号到达接 收点的场强来 自于不 同的传播路径 ， 各条路径的延
时时间并不相同 ， 而各个方 向分量波的叠加会产生 驻波场强 ， 从而最终形成的信号快衰落现象 ， 它是
一
，
它是一种 多径分集接收技术 ， 能在时 间上分辨
种常叠加 于大尺度衰落效应上 的小 尺度 衰落效
最佳检测等都有着非 常严 重的影 响。在移动通信 系统 中 ，当移 动 台所 处 的环 境 比较 复 杂 时 ， 在 信 号 传播过程 中可能会受 到诸如 大气折射 等多种因素 的影 响 而 导 致 产 生 多 个 经 过 不 同路 径 到 达接 收机
的信号 ， 这些信号经过矢量叠加合成时变信号 ， 这 是移动通信中的多径衰落现象ｎ １ 。多径衰落对移动
摘 要： 为 了解 决 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中的 多径 衰落带 来的不利影 响 ， Ｃ Ｄ Ｍ Ａ系统采 用 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接收机技 术对
多径信 号加 以利用 以达到增 强接 收效果 的 目的。仿真 结果表 明 ， Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接 收机技 术能够有效抵抗 Ｃ Ｄ ＭＡ移 动通信
系统 中的 多径效应 ， 提 高 系统的通信质量和 系统性能 。
Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 的关键 技术 有 功率 控制 技术 、 Ｐ Ｎ码 技 术 、软 切 换 技 术 、 Ｒ ＡＫ Ｅ接 收 技 术 、 语 音 压 缩 编 码技 术 和语音 激 活技 术等 口 。 功率控制技 术主要用 于解决 Ｃ Ｄ ＭＡ系统 中 的 “ 远 近效 应 ” ， 使 得所 有 用户 到 达基 站 接 收机 信号 的 平 均 功 率 相 等 。主 要 包 括 正 向链 路 功 率 控 制 和 反 向链路 功 率控 制 。 Ｐ Ｎ码 技 术 主 要 用 于 区 分 Ｃ Ｄ ＭＡ系统 的 不 同信
应。
出细微 的多径信号并将其进行加权调 整合成加强 的信 号 。因此 ， Ｒ ＡＫ Ｅ接 收机 是 一 种 能够 分 离 多 径 信号并有效合并 多径信号能量 的最终接 收机 。本 论文 主要研究 了瑞利衰 落模 型下 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中 的 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机 的性 能 。
山西大同大学学报（ 自 然科学版）
２ ０ １ ７ 年
独立路径信号 的方法 ， 分集接收技术包括时间分集 技术 、 空 间分集技术 、 多径分集技术 、 频率分集技 术、 极化分集技术 、 角度分集技术等等 。多径分集 也称码分集 ， 其概念的提 出主要基于多径信号 的时 间延 迟 扩 展 ， 若 接 收 到 的 多径 信 号 可 以分 离 ， 可 以 只接收主路径 的信 号或者将分离 的多径信号合并 以增加有用信号 的能量 ， 即多径信 号的分离与合 并 。采用直接扩展频谱信号可 以对多径信号进行 分离 ， 多径信号合并的准则有最强路径准则 、 第一 路 径准则 、 最大 比合 并准则 、自适应合 并准则 等 等 。多径分集技 术在 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中的实 现 方法 就是 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机技 术 。 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机 的原理 框 图如 图 １ 所示 【 ３ 】 。图 １ 中 的每个延迟叫做一个ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ ， 每个 ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ 首先对接收
Ｆ ｅ ｂ ２ ０ １ ７
文章 编＂ ￣： １ ６ ７ ４ － ０ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ － ０ ０ ２ ９ － ０ ３
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 ＣＤ ＭＡ系统 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接收机 仿真 分析
董亚芬
（ 运 城 学 院物 理 与 电子 工 程 系 ，山西 运城
收稿 日期： ２ ０ １ ６ — １ ０ — ０ ８
基金项 目： 运城学 院院级科研项 Ｅ ｔ ［ Ｃ Ｉ 一 ２ ０ １ ５ ０ １ ２ ］ 作者简介： 董亚芬 （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 女 ，山西运城人 ， 硕士 ， 助教 ， 研究 方 向： 信号与信息处理 。
通信 的通话质量有着非常严重的影响 ， 必须采取措
施 尽 量抵 消多 径衰 落所 带来 的不 利 影响 。 移 动 通 信 系 统 中 的 多 径 衰 落 主 要 是 瑞 利 衰
道， 对其要求是 自相关性好 、 互相关性弱 、 易于实
现并 且 编码 简单 。 软 切换 技术 是 Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 特 有 的切 换 技 术 。 在 软切 换技 术 中 ， 当移 动 台需 要 与新 的基 站 建立 连 接 时不 会直 接 切 断与 原有 基 站 的连 接 ， 而是 首先 与 新 基 站连 接再 切 断与 原有 基站 之 问 的联 系 。 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收技 术 是 Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 最关 键 的技 术 之
１ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移 动 通 信 系统
移动通信是按照多址技术来划分时代 的， 第三 代移动通信系统采用了 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 码分多址技术 ， 称为 Ｃ Ｄ ＭＡ移动 通 信 系统 。Ｃ Ｄ ＭＡ是利 用 码来 区分 不 同
的用 户 的 。与 Ｆ Ｄ ＭＡ频 分多 址 和 Ｔ Ｄ ＭＡ时分 多址 技
第３ ３ 卷第 １ 期
２ ０ １ ７ 年２ 月
山西大 同大学学报（ 自然科学版１ Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｄａ ｔ ｏ ｎ ｇ ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ｖ０ ｌ － ３ ３ ． Ｎｏ ． １
中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １
文献标识码 ： Ａ
多 径 效 应 是 指 电磁 波 经 过 不 同 的 传 播 路 径 后 由于各 分 量 到 达 接 收 端 的 时 间 不 同而 使 得 信 号 出 现 失 真 的干扰 现 象 。多径 效 应对 于 移 动通 信 、 雷 达
２ Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接 收机理论
信号 的分集 接收技术是解决 多径衰落 问题 的 最有效途径之一 。按信号的传输 目的 ， 分集接收技
术相 比 ， Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 有着非常多 的优势 ， 例如信道容量
更大 、 可以实现软切换 、 抗干扰性能好 、 抗 多径衰
术可分 为宏观分集 和微观分集 ； 按信 号 的传输方 式， 分集接收技术可分为显分集 和隐分集 ； 按获得
一
落 。所谓瑞利 衰落是 指 由于多径效 应信号到达接 收点的场强来 自于不 同的传播路径 ， 各条路径的延
时时间并不相同 ， 而各个方 向分量波的叠加会产生 驻波场强 ， 从而最终形成的信号快衰落现象 ， 它是
一
，
它是一种 多径分集接收技术 ， 能在时 间上分辨
种常叠加 于大尺度衰落效应上 的小 尺度 衰落效
最佳检测等都有着非 常严 重的影 响。在移动通信 系统 中 ，当移 动 台所 处 的环 境 比较 复 杂 时 ， 在 信 号 传播过程 中可能会受 到诸如 大气折射 等多种因素 的影 响 而 导 致 产 生 多 个 经 过 不 同路 径 到 达接 收机
的信号 ， 这些信号经过矢量叠加合成时变信号 ， 这 是移动通信中的多径衰落现象ｎ １ 。多径衰落对移动
摘 要： 为 了解 决 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中的 多径 衰落带 来的不利影 响 ， Ｃ Ｄ Ｍ Ａ系统采 用 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接收机技 术对
多径信 号加 以利用 以达到增 强接 收效果 的 目的。仿真 结果表 明 ， Ｒ Ａ Ｋ Ｅ 接 收机技 术能够有效抵抗 Ｃ Ｄ ＭＡ移 动通信
系统 中的 多径效应 ， 提 高 系统的通信质量和 系统性能 。
Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 的关键 技术 有 功率 控制 技术 、 Ｐ Ｎ码 技 术 、软 切 换 技 术 、 Ｒ ＡＫ Ｅ接 收 技 术 、 语 音 压 缩 编 码技 术 和语音 激 活技 术等 口 。 功率控制技 术主要用 于解决 Ｃ Ｄ ＭＡ系统 中 的 “ 远 近效 应 ” ， 使 得所 有 用户 到 达基 站 接 收机 信号 的 平 均 功 率 相 等 。主 要 包 括 正 向链 路 功 率 控 制 和 反 向链路 功 率控 制 。 Ｐ Ｎ码 技 术 主 要 用 于 区 分 Ｃ Ｄ ＭＡ系统 的 不 同信
应。
出细微 的多径信号并将其进行加权调 整合成加强 的信 号 。因此 ， Ｒ ＡＫ Ｅ接 收机 是 一 种 能够 分 离 多 径 信号并有效合并 多径信号能量 的最终接 收机 。本 论文 主要研究 了瑞利衰 落模 型下 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中 的 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机 的性 能 。
山西大同大学学报（ 自 然科学版）
２ ０ １ ７ 年
独立路径信号 的方法 ， 分集接收技术包括时间分集 技术 、 空 间分集技术 、 多径分集技术 、 频率分集技 术、 极化分集技术 、 角度分集技术等等 。多径分集 也称码分集 ， 其概念的提 出主要基于多径信号 的时 间延 迟 扩 展 ， 若 接 收 到 的 多径 信 号 可 以分 离 ， 可 以 只接收主路径 的信 号或者将分离 的多径信号合并 以增加有用信号 的能量 ， 即多径信 号的分离与合 并 。采用直接扩展频谱信号可 以对多径信号进行 分离 ， 多径信号合并的准则有最强路径准则 、 第一 路 径准则 、 最大 比合 并准则 、自适应合 并准则 等 等 。多径分集技 术在 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移动通信 系统 中的实 现 方法 就是 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机技 术 。 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收机 的原理 框 图如 图 １ 所示 【 ３ 】 。图 １ 中 的每个延迟叫做一个ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ ， 每个 ｆ ｉ ｎ ｇ ｅ ｒ 首先对接收
Ｆ ｅ ｂ ２ ０ １ ７
文章 编＂ ￣： １ ６ ７ ４ － ０ ８ ７ ４ （ ２ ０ １ ７ ） ０ １ － ０ ０ ２ ９ － ０ ３
基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 ＣＤ ＭＡ系统 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接收机 仿真 分析
董亚芬
（ 运 城 学 院物 理 与 电子 工 程 系 ，山西 运城
收稿 日期： ２ ０ １ ６ — １ ０ — ０ ８
基金项 目： 运城学 院院级科研项 Ｅ ｔ ［ Ｃ Ｉ 一 ２ ０ １ ５ ０ １ ２ ］ 作者简介： 董亚芬 （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 女 ，山西运城人 ， 硕士 ， 助教 ， 研究 方 向： 信号与信息处理 。
通信 的通话质量有着非常严重的影响 ， 必须采取措
施 尽 量抵 消多 径衰 落所 带来 的不 利 影响 。 移 动 通 信 系 统 中 的 多 径 衰 落 主 要 是 瑞 利 衰
道， 对其要求是 自相关性好 、 互相关性弱 、 易于实
现并 且 编码 简单 。 软 切换 技术 是 Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 特 有 的切 换 技 术 。 在 软切 换技 术 中 ， 当移 动 台需 要 与新 的基 站 建立 连 接 时不 会直 接 切 断与 原有 基 站 的连 接 ， 而是 首先 与 新 基 站连 接再 切 断与 原有 基站 之 问 的联 系 。 Ｒ Ａ Ｋ Ｅ接 收技 术 是 Ｃ Ｄ ＭＡ系 统 最关 键 的技 术 之
１ Ｃ Ｄ Ｍ Ａ移 动 通 信 系统
移动通信是按照多址技术来划分时代 的， 第三 代移动通信系统采用了 Ｃ Ｄ Ｍ Ａ 码分多址技术 ， 称为 Ｃ Ｄ ＭＡ移动 通 信 系统 。Ｃ Ｄ ＭＡ是利 用 码来 区分 不 同
的用 户 的 。与 Ｆ Ｄ ＭＡ频 分多 址 和 Ｔ Ｄ ＭＡ时分 多址 技
第３ ３ 卷第 １ 期
２ ０ １ ７ 年２ 月
山西大 同大学学报（ 自然科学版１ Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｄａ ｔ ｏ ｎ ｇ ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
Ｖ０ ｌ － ３ ３ ． Ｎｏ ． １