摘要:未來的時代是3G的時代，如何使信息傳遞的更為及時、準(zhǔn)確已經(jīng)成為當(dāng)前通信部門共同的研究課題，而Rake接收技術(shù)是這些關(guān)鍵技術(shù)之一，本文列舉了Rake的優(yōu)缺點，并對Rake接收技術(shù)在3G通信中各通信體制的詳細(xì)應(yīng)用進(jìn)行了闡述。
　　關(guān)鍵字:3G通信；Rake接收技術(shù)；CDMA；WCDMA
　　引言
　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,移動業(yè)務(wù)市場需求也在不斷的增長,正是在這種需求的推動下,移動通信邁入了3G時代,與3G相對應(yīng)的通信技術(shù)也在逐步的推廣應(yīng)用,盡管現(xiàn)在移動通信技術(shù)已發(fā)展的很完善,但在移動通信中,始終存在著一個問題,那就是由于受到地形地貌的影響,電波在傳播過程中會呈現(xiàn)出不同和路徑以及時間延遲,這樣的直接后果就是導(dǎo)致了移動通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量．Rake接收技術(shù)的誕生成功的解決了這個問題,它是一種專門針對多徑衰落采用分集接收裝置的接收技術(shù),大大提高了信息傳輸?shù)目煽啃?保證了通信的質(zhì)量.
　　1.Rake接收技術(shù)簡介
　　現(xiàn)今的移動通信電波多為高頻波，通信基站與移動設(shè)備之間的信號主要靠建筑物或地形的多路徑反射傳播，正是由于這種多路徑傳播，其信號的時間延遲，相位差異等造成了信號傳播的多徑干擾．尤其是當(dāng)今的3G通信采用的是基于寬頻帶傳輸?shù)臄U頻通信技術(shù),多徑干擾的效果會被成倍放大,對其的處理手段也會異常復(fù)雜,Rake接收技術(shù)就是在這樣的一種背景下誕生的,它可以對分辨出的多徑信號分別進(jìn)行接收調(diào)整,將不同時間,不同路徑的信號分離并進(jìn)行相位校準(zhǔn),最后合成為加強的信號,很大程度上降低多徑衰落造成的負(fù)面影響.這種接收技術(shù)的一個特點就是,為了實現(xiàn)相關(guān)信號的接收,必須要發(fā)送未經(jīng)調(diào)制的導(dǎo)頻符號,這樣,信號接收機才能在確知已發(fā)信號的條件下估算信號的相位,以達(dá)到準(zhǔn)確接收合并信號的目的.
　　2.Rake接收技術(shù)的優(yōu)缺點
　　對于當(dāng)前主要采用VHF及UHF頻段的移動能信,電波傳播的方式為空間波,通信基站及通信設(shè)備之間的無線信道多變且難以控制,不同信號的不同相位在接收設(shè)備處迭加,有時同相相迭加增強,反相迭加就會減弱,這樣就造成了接收到的信號幅度差距巨大,幅度衰落及時延擴展等等問題,導(dǎo)致了數(shù)字信號的高誤碼率,為提高系統(tǒng)的多徑誤差,一個最有效的辦法就是采用Rake分集接收信號技術(shù),其與普通的信號接收技術(shù)相比,具有一些獨特的優(yōu)點:(1)可將接收到的多路徑信號分離為相互獨立的信號,單獨對獨立出來的信號進(jìn)行調(diào)整接收.這樣可以最大限度的減少多路徑信號之間由于不同相位、不同時延所造成的相互影響;(2)一般的分集技術(shù)是把多徑信號作為干擾來處理掉，而Rake接收技術(shù)則是對其分離整理后再進(jìn)行加權(quán)合并,以得到最大的增益信號,大大的加強了信號的可靠性及傳遞性。
　　同時,由于Rake接收技術(shù)是根據(jù)每條路徑信號的信干比值進(jìn)行多徑選擇的,因而在多徑信號中干擾信號占多數(shù)的情況下,可最大程度的避免干擾成分對接收性能的不利影響.Rake接收技術(shù)雖有眾多的優(yōu)點,但是也存在著不足之處,那就是要計算所有搜索到的多徑信號在每個時隙的平均信干比,以此來進(jìn)行多路徑信號的分離及處理,這無疑存在著很大的數(shù)據(jù)運算量,給信號傳遞的及時性帶來一定的影響.
　　3.Rake接收技術(shù)在3G通信中應(yīng)用
　　3.1CDMA及WCDMA技術(shù)體制簡介
　　自從20世紀(jì)70年代出現(xiàn)蜂窩通信以來,各地的通信技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,在多址接入技術(shù)方面,80年代出現(xiàn)了基于TDMA體制的GSM通信系統(tǒng),90年代出現(xiàn)了碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng),由于這種系統(tǒng)具有通信容量大且質(zhì)量較好，因此在當(dāng)時成了世人所公認(rèn)的通信系統(tǒng)界的霸主。與TDMA相比，CDMA融合有擴頻、多址接入和頻率再用等多種技術(shù)，在頻、時、碼三域信號處理方面具有協(xié)作的一致性，因而具有抗干擾性好，保密性高等優(yōu)點。CDMA移動通信網(wǎng)的通信容量要比GSM的通信量大4至5倍，同時，系統(tǒng)中聲碼器可動態(tài)調(diào)節(jié)信息傳輸速率，通信質(zhì)量較高。可以說，CDMA的出現(xiàn)，是通信界的一大創(chuàng)舉，具有極其重要的意義。
　　隨著3G技術(shù)的普及，在信息傳遞上已不僅僅像以前一樣僅僅是簡單的數(shù)據(jù)傳輸，視頻會議、視頻共享、流媒體手機電視等業(yè)務(wù)的推出，迫切要求更高的數(shù)據(jù)傳輸量及傳輸?shù)募皶r性，因此在CDMA的基礎(chǔ)之上，現(xiàn)在又提出了具有更強業(yè)務(wù)性能，更大信息傳遞量的寬帶CDMA，也即WCDMA。它能確保數(shù)據(jù)以及視頻圖象等的高速及時性，并實現(xiàn)真正的全球漫游。同時，由于增加了帶寬，因而多路徑信號的分辨能力也相應(yīng)的增強了，可分辨出幾十條不同的路徑，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 　　3.2RAKE接收技術(shù)在CDMA及WCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　為了克服通信環(huán)境的復(fù)雜性，CDMA系統(tǒng)特采用Rake接收技術(shù)分別接收每一路徑的信號進(jìn)行解調(diào)，這樣不但克服了多徑衰弱給通信帶來的不利影響，同時還等效的增強了接收信號的功率，其利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準(zhǔn)則合成一路信號，其原理如圖1所示：
　　其接收過程如下：原始信號在基站
　　被擴頻及調(diào)制之后，經(jīng)多路徑信道傳輸，
　　最后到達(dá)Rake接收機中的各個接收指針
　　，在接收機組件接收器中，對每個接收到
　　的信號進(jìn)行擴展碼處理，然后對多路徑信號
　　的時延時間進(jìn)行校正，最后對各個信號進(jìn)行
　　加權(quán)合成，形成總信號并輸出。圖1Rake接收應(yīng)用示意圖
　　在當(dāng)前的CDMA系統(tǒng)應(yīng)用中，主要的Rake接收合并技術(shù)通常有四種，分別為：選擇式合并、最大比合并、等增益合并及開關(guān)式合并。最大比合并就是每個分路的信號經(jīng)過相位調(diào)整后乘以一定的增益系數(shù)然后相加，最后再進(jìn)行解調(diào)；等增益合井就是在各分路的信號經(jīng)相位調(diào)整后，乘以相同的增益系數(shù)后相加，再進(jìn)行解調(diào)；選擇式合并就是在若干不同路徑信號中選擇有最高信噪比的信號來進(jìn)行解調(diào)；開關(guān)式合并就是在不同的路徑之間進(jìn)行切換，直到某路徑功率高于預(yù)定門限值，再進(jìn)行相關(guān)調(diào)整解調(diào)。多年的實踐證明，在每條路徑衰落獨立的情況下，第一種方法也即最大比合并為最佳合并方案，但是由于采用此法的接收機制作較復(fù)雜，因而應(yīng)用較少，只解調(diào)單路信號的選擇式合并應(yīng)用最廣。
　　在WCDMA系統(tǒng)中，可利用導(dǎo)頻信息對反向鏈路進(jìn)行相干合并，只要在反向鏈路設(shè)置8徑的Rake接收，那么多路徑中的信號能量利用率可達(dá)75%以上。而應(yīng)用于WCDMA系統(tǒng)中的Rake接收技術(shù)，其抑制多址干擾的能力取決于不同信號源特征碼之間的相關(guān)性。對反向鏈路進(jìn)行合并后，對于一些信號強度很小的干擾，對它們可以不用解調(diào)，對接收到的信號質(zhì)量也不會有大的影響，而對于搜索到較大干擾強度的噪音信號時，如果對其解調(diào)反而會影響接到到的信號質(zhì)量，此時，Rake接收機會自動進(jìn)行動態(tài)選擇，在盡可能利用有用信號的前提下，對一些不可用的干擾信號會自動將其視為白噪信息處理，以減少不利或無用信號對接收性能的影響。
　　4結(jié)語
　　當(dāng)前的時代是一個信息高速傳遞的時代，而Rake接收技術(shù)又是移動通信系統(tǒng)的一個關(guān)鍵技術(shù)，它從根本上解決了通信系統(tǒng)多路徑衰落問題，但隨著科技的發(fā)展，會有更新的移動通信體制不斷出現(xiàn)，如何改進(jìn)Rake接收技術(shù)，從而使其能夠更好，更精確的完成信號的接收，還是一個值得我們深研究的課題。
　　參考文獻(xiàn)
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