cdma下行rake接收机改进方案

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1、CDMA下行RAKE接收机改进方案南京邮电大学通信与信息工程学院、江苏南京210003E-mail:fuhy@njupt.edu.cn摘要：对接收的多径射频信号而言，目前传统下行RAKE接收机普遍采用的“射频相干解调”实际上是非完全相干的，本地载波相位只做到了与最强路径信号的载波相位同步。对于其他路径来的信号，在射频解调时会引入一个解调损耗因子，这个损耗因子将严重影响RAKE接收机合并输出的性能，甚至会导致RAKE接收机的失效。在这些分析基础之上，本文提出了改进型RAKE接收和新型RAKE接收的概念，新型RAKE接收方法能更好地实现多径信号的

2、近似相干解调，可消除解调损耗因子的影响。关键词：多径传播，CDMA,RAKE接收,相干解调1.引言随着无线Internet接入用户的增加和无线多媒体业务需求的发展，3G移动通信系统应该能为用户供优质高速的下行数据业务服务。然而，在移动通信中，由于移动终端的不断变化和周围建筑物等反射体的存在，接收机收到的电波信号是来自有不同路径延迟和幅度衰减的多经传播信号之和，这种多经接收信号的包络近似于Rayleigh分布或Rician分布，造成多经衰落，影响接收机的性能。为了克服这种多经衰落的影响，人们提出了各种用来克服多径干扰的接收技术。最早在GSM系统

3、中使用时域均衡接收机[1]，一个能利用多径传播能量而无法克服多用户接入干扰（MAI）的RAKE接收机在文献[2]被研究，在其基础上出现了能消除MAI的多用户接收机[3]，在文献[4]中作者讨论了利用智能天线定向接收作用消除MAI的智能天线接收机。在多用户接收机和智能天线接收机结合的基础上，[5]提出了空时多用户检测器的概念。这种检测器同时利用定向接收和多用户检测原理减少MAI的影响，应该获得更好的MAI消除性能。然而在目前主流3G标准中，仍然广泛采用RAKE接收机技术[1]。RAKE接收机是CDMA收信机的基本组成部分。利用RAKE接收机可实

4、现移动通信无线传播环境中接收端多经信号的分离、时延调制和叠加组合三个基本的过程，从而实现多径传播能量的分集接收，大幅度提高接收机的收信信噪比和发功率利用率。RAKE接收机是克服无线多径传播衰落，即形成多径传播信号分集接收的基本手段。然而现用的RAKE接收机都是在基带上实现的，未考虑收到的多径信号载波间相位差的影响。在CDMA下行信号接收机的实现中，应该采用相干解调方式。由于收到的多径信号载波间存在相位差，收信机中恢复的一路相干载波只能与一径收信号载波保持同步，这两个信号间的相位差为0，可实现相干解调，但会导致在其他两径收信号的解调中引入10它

5、们各自的收信号载波与相位差有关的解调信号幅度损失、极性变化和干扰。当其它一径收信号载波与存在相位差时，已解调信号可简单表示为，显然相位差将影响已调制信号的极性和幅度。此相位差损失会使多径信号的功率利用率大幅下降。传统的RAKE接收机将会利用训练序列或其它信道估计方法估计的极性，以免已解调信号的极性反转，但无法估计的值，因此也不能消除它的影响。讨论RAKE接收机的相关资料[6，7，8，9，10]都未研究当一径射频信号为相干解调，其它径信号为非相干解调时，使RAKE接收机性能下降或失效的问题。为克服此问题，资料[11，12，13，14]提出了几种

6、不同的信道估计方法，但它们只能用于的极性估计，且复杂度较高，性能较差。还未检索到任何涉及多径信号相干解调RAKE接收机的文献。文章将以CDMAIS-95系统为例，首先分析和讨论多经载波信号中一经为相干解调，其它两经信号为非相干解调时，对RAKE接收机性能的影响。最后提出了对各路多径收信号实现相干接收的多径信号相干解调RAKE接收机模型，得到了一种基带处理方法，它可以准确估计各路多径收信号载波与本地相干载波的相位误差，从而消除的影响，大幅度提升RAKE接收机多径分集接收的效率，使多径收信号的功率利用率上升。该方法也可以在基带实现，使它的可用性上

7、升，应用成本下降。此外还首次提出一种利用收导频信号逆调制恢复相干载波的方法。2.CDMAIS-95下行RAKE接收机的结构图1中给出CDMAIS-95下行相干解调RAKE接收机的一般结构。设800MHz附近的射频（RF）输入信号经下变频后，变为10.7MHz的中频信号，经模/数变换后形成信号进入数字QPSK相干解调器。图1CDMAIS-95下行相干解调RAKE接收机相干解调时需要提供与收信号载波同步的本地载波。接收到的导频信号（Pilot）经载波恢复电路处理后得到一路本地恢复的收信号相干载波，其可以表示为10（1）其中为相干载波频率。在图1中

8、，载波恢复电路中输入的和应与与收导频信号中的小区地址码和扩频码同步。假设检测器检测到当前时刻最强收信号以及其它两路多径信号，其可分别表示为（2）（3）根据相干解调原