RAKE接收资料.ppt

扩频多径信道下RAKE接收机 姓名： 刘 琛 学号：133127314 Walsh码 RAKE接收机的原理 分集技术 Walsh码 在移动通信的发展过程中，随着通信容量和频带利用率的日益提高，会出现信道污染、交换技术复杂等问题。 为解决这些问题，近年来形成了一种新的体制，即码分多址通信（CDMA）。CDMA技术的关键就是要产生许多不同的相互正交的码序列，有多少个正交序列，就可以有多少个不用的码分信道，也就意味着有多少人可以同时使用。 Walsh码 Walsh码又称沃尔什函数，在码分多址移动通信中占据非常重要的地位。Walsh码是一种正交码，具有良好的同步正交性，但是由于它的自相关函数具有不稳定性，所以一般不直接用作扩频码，但是 可以作为地址码。 Walsh码可由哈达码（Hadamard）矩阵的行或列构成。二阶的哈达码矩阵为： Walsh码 高阶的哈达码矩阵可根据下面的递推公式，由 构成。 其中， ， 为正整数 ，于是： Walsh码 以此类推可以得到 等 任意阶的哈达矩阵。Walsh码就由哈达码矩阵的行或列构成。例如长度为4的Walsh码为 ： ， ， ， Walsh码的信号波形实际上就是一种矩形波；并且Walsh码的种类数等于其长度（位数），即N位Walsh码一共有N种。 Walsh码 图1 Walsh函数多路通信系统模型 Walsh码 在图1给出的模型中，各路输入的信息信号分别和本路的Walsh码相乘，然后，相加在一起发送给发射机。各路的Walsh函数是同步的，这样在相加器输出端得到的波形在发射机中对射频振荡进行调制，经放大后送到信道。 在收方，接收机收到的是已调制信号和信道噪声的综合。为了分出各路的信息信号，收方的Walsh码发生器应当同步的产生相应的Walsh码，他们和已调信号做相关检测，就可以分离并还原出各路信号。 RAKE接收机的原理 RAKE的概念是由R.Price和P.E.Green在1958年的《多径信道中的一种通信技术》一文中提出来的。 其基本原理是：发射机发出的扩频信号，在传输过程中经过反射和折射，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时延，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，在某一时刻使之对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合并为代数求和。 RAKE接收技术有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。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。 RAKE接收机的原理 图2 多径信号的矢量合成图 RAKE接收机的原理 在上图2中，如果不采用RAKE接收技术，多径信号的合成如图2(a)所示，是几个多径信号矢量和的形式。如果采用RAKE接收技术，多径信号的合成如图2(b)所示，是几个多径信号代数和的形式。 可见，通过RAKE接收技术，将多径信号的各条路径分离开来，相位校准，加以利用，变矢量相加为代数相加，把干扰信号变成了有利信号，有效地利用了多径分量，提高了系统的性能。 RAKE接收机的原理 图3 RAKE接收机模型 RAKE接收机的原理 假设发射端从 发射信号经过N条路径到达接收天线 ，路径1距离最短，传输延时也最小，依次是第二条路径。第三条路径，…，时延最长的是第N条路径。通过电路测定各条路径的时延差，以第一条路径为基准时，第二条路径相对于第二条路径相对于第一条路径的是相对时延差为 ，第三条路径相对于第一条路径的相对时延差为 ，…，第N条路径相对于第一条路径的相对时延差为 ，且有： RAKE接收机的原理 接收端信号经过解调后，送入N个并行相关器。图3中用户使用伪码 ，通过定时同步和调整，产生各个相关的本地码分别为 ， ， ，… 信号经过解扩（与本地码相乘）后加入积分器。每次积分时间为 ，第一支路的输出在 末尾进入电平保持电路，保持到 ，即到最后一个相关器于 产生输出。这样N个相关器的输出与 时刻通过相加求和电路