论文部分内容阅读
摘 要：3G是未来信息发展的主要方向，是信息事业进步的核心内容，在这一时代背景下，我们该如何使得信息变得更加及时、准确已成为当前通信部门共同面临的课题。Rake接收技术便是基于这种时代背景下产生的新方法，它的出现为信息事业进步做出了积极贡献。本文从Rake接收技术的特征和优缺点入手，并详细的阐述了其在3G通信中的应用，旨在为同行工作提供参考。
关键词：3G通信；Rake接收技术；信息技术
随着信息时代的到来，我国社会经济发展速度不断加快，移动业务的市场需求也在进一步的提升。正是在这种社会发展白净瑕，移动通信逐渐进入到3G时代，与此相应的通信技术也得到了更进一步的推广。尽管现在我国的移动通信技术和制度已经很完善，但是其中问题还较为严重，以地形地貌限制最为突出。基于此，Rake接收技术得到了人们的高度重视，成为未来工作中一个亟待解决的现代化问题。
1. Rake接收技术简介
近年来，随着通信事业发展进程的加快，通信电波大多都是以高频波为主开展的，这种通信信号同基站之间的信号要传输主要是依靠地形或者建筑物反射来传播的。也正是因为这种反射传播路径的限制，使得信号在传输的过程中时间、相位差异上会产生多种不同的干扰，尤其是在3G通信技术日益突出的新时期，宽带频率的应用使得这种干扰效果更加的铭心啊，由此造成的干扰损失更加突出。Rake接收技术便是在这种时代背景下产生的新技术，它的应用有效的分辨出多径信号的传输途径，并且有规律、有目的的进行整理和分析，从而将不同时间、不同路径的信号及时的分离出来，最终合成为高强新号，不仅减少了信号衰落造成的负面影响，而且还给整个信号接受提供了方便，从而达到准确、及时、迅速接收信号的目的。
2. Rake接收技术的优缺点
对于目前我们经常用到的VHF和VHF信号接受系统进行分析，电磁波的不同所表现出的空间波段方式也不尽相同，通信基站以及信号设备之间的连接主要是根据信号多变加以控制的，这些不同的信号传输和连接方式不仅无法达到及时、准确获取信号的目的，而且还会给信号造成衰落，最终影响到信号的传输功能，给通信事业发展造成一定的影响。基于这种时代背景，为了减少信号传输的误差率、提高信号传输质量和准确度，一个行之有效的方法随之而生，也就是我们目前所说的Rake接收技术。这种技术与其他的技术相比较存在着独特的优势。首先，Rake接收技术的应用能让多种路径信号分离，成为独立的信号体系，并且这些信号体系单独之间形成调整接收模式，从而最大限度的减少因为信号交叉而产生的信号干扰。其次，这种技术与一般的分集技术相比较是将多种信号作为干扰处理来进行控制，将已经分离的信号通过整理之后加以合并，以达到提高信息传输可靠性要求。但是由于这种技术是根据不同的路径进行选择的，因此在多数情况下都能有效的处理干扰问题，对其中的不利影响加以处理，因而在多数情况下都能避免信号干扰，避免了因为干扰而引发的信号接收难题。但是这种技术在应用中也存在着一定的缺陷，其主要表现在在信号搜索的时候存在着信号平均比较高，需要将以往的多种路径分离和合并，这无疑产生了复杂的信息处理和运算，给信号传输造成一定的影响。为此，在近阶段的研究中，业内同仁主要将此类重点作为工作任务，以此来保证当今信号处理工作要求。
3. Rake接收技术在3G通信中应用
3.1CDMA及WCDMA技术体制简介
自从上个世纪七十年代开始，蜂窝通信技术的出现为我国通信事业的发展指明了方向，也出现了许多新的通信体系和工作模式。而在八十年代，TDMA通信体制的实施为通信技术的发展打下了坚实基础，也使得我国整个通信事业进步日益明显。一直到近几年来，3G通信技术的出现为通信事业的进步提供了理论指导，为我国通信事业的发展指明了新方向，这种技术在信息传递上已不仅仅像以前一样仅仅是简单的数据传输，视频会议、视频共享、流媒体手机电视等业务的推出，迫切要求更高的数据传输量及传输的及时性，因此在CDMA的基础之上，现在又提出了具有更强业务性能，更大信息传递量的宽带CDMA，也即WCDMA。它能确保数据以及视频图象等的高速及时性，并实现真正的全球漫游。同时，由于增加了带宽，因而多路径信号的分辨能力也相应的增强了，可分辨出几十条不同的路径，大大提高了数据传输的可靠性。
3.2RAKE接收技术在CDMA及WCDMA系统中的应用
为了克服通信环境的复杂性，CDMA系统特采用Rake接收技术分别接收每一路径的信号进行解调，这样不但克服了多径衰弱给通信带来的不利影响，同时还等效的增强了接收信号的功率，其利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号。
在当前的CDMA系统应用中，主要的Rake接收合并技术通常有四种，分别为：选择式合并、最大比合并、等增益合并及开关式合并。最大比合并就是每个分路的信号经过相位调整后乘以一定的增益系数然后相加，最后再进行解调；等增益合井就是在各分路的信号经相位调整后，乘以相同的增益系数后相加，再进行解调；选择式合并就是在若干不同路径信号中选择有最高信噪比的信号来进行解调；开关式合并就是在不同的路径之间进行切换，直到某路径功率高于预定门限值，再进行相关调整解调。多年的实践证明，在每条路径衰落独立的情况下，第一种方法也即最大比合并为最佳合并方案，但是由于采用此法的接收机制作较复杂，因而应用较少，只解调单路信号的选择式合并应用最广。
在WCDMA系统中，可利用导频信息对反向链路进行相干合并，只要在反向链路设置8径的Rake接收，那么多路径中的信号能量利用率可达75%以上。而应用于WCDMA系统中的Rake接收技术，其抑制多址干扰的能力取决于不同信号源特征码之间的相关性。对反向链路进行合并后，对于一些信号强度很小的干扰，对它们可以不用解调，对接收到的信号质量也不会有大的影响，而对于搜索到较大干扰强度的噪音信号时，如果对其解调反而会影响接到到的信号质量，此时，Rake接收机会自动进行动态选择，在尽可能利用有用信号的前提下，对一些不可用的干扰信号会自动将其视为白噪信息处理，以减少不利或无用信号对接收性能的影响。
4. 结语
当前的时代是一个信息高速传递的时代，而Rake接收技术又是移动通信系统的一个关键技术，它从根本上解决了通信系统多路径衰落问题，但随着科技的发展，会有更新的移动通信体制不断出现，如何改进Rake接收技术，从而使其能够更好，更精确的完成信号的接收，还是一个值得我们深研究的课题。
参考文献
[1]郭梯云.数字移动通信[J].人民邮电出版社.2006
[2]A.J.Viterbi.CDMA扩频通信系统[J].人民邮电出版社.2007
[3]唐万斌.CDMA蜂窝移动通信系统中的RAKE接收技术研究[J].移动通信.2004
[4]董霄剑，蒋良成，尤肖虎.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].电路与系统学报.2000（03）
关键词：3G通信；Rake接收技术；信息技术
随着信息时代的到来，我国社会经济发展速度不断加快，移动业务的市场需求也在进一步的提升。正是在这种社会发展白净瑕，移动通信逐渐进入到3G时代，与此相应的通信技术也得到了更进一步的推广。尽管现在我国的移动通信技术和制度已经很完善，但是其中问题还较为严重，以地形地貌限制最为突出。基于此，Rake接收技术得到了人们的高度重视，成为未来工作中一个亟待解决的现代化问题。
1. Rake接收技术简介
近年来，随着通信事业发展进程的加快，通信电波大多都是以高频波为主开展的，这种通信信号同基站之间的信号要传输主要是依靠地形或者建筑物反射来传播的。也正是因为这种反射传播路径的限制，使得信号在传输的过程中时间、相位差异上会产生多种不同的干扰，尤其是在3G通信技术日益突出的新时期，宽带频率的应用使得这种干扰效果更加的铭心啊，由此造成的干扰损失更加突出。Rake接收技术便是在这种时代背景下产生的新技术，它的应用有效的分辨出多径信号的传输途径，并且有规律、有目的的进行整理和分析，从而将不同时间、不同路径的信号及时的分离出来，最终合成为高强新号，不仅减少了信号衰落造成的负面影响，而且还给整个信号接受提供了方便，从而达到准确、及时、迅速接收信号的目的。
2. Rake接收技术的优缺点
对于目前我们经常用到的VHF和VHF信号接受系统进行分析，电磁波的不同所表现出的空间波段方式也不尽相同，通信基站以及信号设备之间的连接主要是根据信号多变加以控制的，这些不同的信号传输和连接方式不仅无法达到及时、准确获取信号的目的，而且还会给信号造成衰落，最终影响到信号的传输功能，给通信事业发展造成一定的影响。基于这种时代背景，为了减少信号传输的误差率、提高信号传输质量和准确度，一个行之有效的方法随之而生，也就是我们目前所说的Rake接收技术。这种技术与其他的技术相比较存在着独特的优势。首先，Rake接收技术的应用能让多种路径信号分离，成为独立的信号体系，并且这些信号体系单独之间形成调整接收模式，从而最大限度的减少因为信号交叉而产生的信号干扰。其次，这种技术与一般的分集技术相比较是将多种信号作为干扰处理来进行控制，将已经分离的信号通过整理之后加以合并，以达到提高信息传输可靠性要求。但是由于这种技术是根据不同的路径进行选择的，因此在多数情况下都能有效的处理干扰问题，对其中的不利影响加以处理，因而在多数情况下都能避免信号干扰，避免了因为干扰而引发的信号接收难题。但是这种技术在应用中也存在着一定的缺陷，其主要表现在在信号搜索的时候存在着信号平均比较高，需要将以往的多种路径分离和合并，这无疑产生了复杂的信息处理和运算，给信号传输造成一定的影响。为此，在近阶段的研究中，业内同仁主要将此类重点作为工作任务，以此来保证当今信号处理工作要求。
3. Rake接收技术在3G通信中应用
3.1CDMA及WCDMA技术体制简介
自从上个世纪七十年代开始，蜂窝通信技术的出现为我国通信事业的发展指明了方向，也出现了许多新的通信体系和工作模式。而在八十年代，TDMA通信体制的实施为通信技术的发展打下了坚实基础，也使得我国整个通信事业进步日益明显。一直到近几年来，3G通信技术的出现为通信事业的进步提供了理论指导，为我国通信事业的发展指明了新方向，这种技术在信息传递上已不仅仅像以前一样仅仅是简单的数据传输，视频会议、视频共享、流媒体手机电视等业务的推出，迫切要求更高的数据传输量及传输的及时性，因此在CDMA的基础之上，现在又提出了具有更强业务性能，更大信息传递量的宽带CDMA，也即WCDMA。它能确保数据以及视频图象等的高速及时性，并实现真正的全球漫游。同时，由于增加了带宽，因而多路径信号的分辨能力也相应的增强了，可分辨出几十条不同的路径，大大提高了数据传输的可靠性。
3.2RAKE接收技术在CDMA及WCDMA系统中的应用
为了克服通信环境的复杂性，CDMA系统特采用Rake接收技术分别接收每一路径的信号进行解调，这样不但克服了多径衰弱给通信带来的不利影响，同时还等效的增强了接收信号的功率，其利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号。
在当前的CDMA系统应用中，主要的Rake接收合并技术通常有四种，分别为：选择式合并、最大比合并、等增益合并及开关式合并。最大比合并就是每个分路的信号经过相位调整后乘以一定的增益系数然后相加，最后再进行解调；等增益合井就是在各分路的信号经相位调整后，乘以相同的增益系数后相加，再进行解调；选择式合并就是在若干不同路径信号中选择有最高信噪比的信号来进行解调；开关式合并就是在不同的路径之间进行切换，直到某路径功率高于预定门限值，再进行相关调整解调。多年的实践证明，在每条路径衰落独立的情况下，第一种方法也即最大比合并为最佳合并方案，但是由于采用此法的接收机制作较复杂，因而应用较少，只解调单路信号的选择式合并应用最广。
在WCDMA系统中，可利用导频信息对反向链路进行相干合并，只要在反向链路设置8径的Rake接收，那么多路径中的信号能量利用率可达75%以上。而应用于WCDMA系统中的Rake接收技术，其抑制多址干扰的能力取决于不同信号源特征码之间的相关性。对反向链路进行合并后，对于一些信号强度很小的干扰，对它们可以不用解调，对接收到的信号质量也不会有大的影响，而对于搜索到较大干扰强度的噪音信号时，如果对其解调反而会影响接到到的信号质量，此时，Rake接收机会自动进行动态选择，在尽可能利用有用信号的前提下，对一些不可用的干扰信号会自动将其视为白噪信息处理，以减少不利或无用信号对接收性能的影响。
4. 结语
当前的时代是一个信息高速传递的时代，而Rake接收技术又是移动通信系统的一个关键技术，它从根本上解决了通信系统多路径衰落问题，但随着科技的发展，会有更新的移动通信体制不断出现，如何改进Rake接收技术，从而使其能够更好，更精确的完成信号的接收，还是一个值得我们深研究的课题。
参考文献
[1]郭梯云.数字移动通信[J].人民邮电出版社.2006
[2]A.J.Viterbi.CDMA扩频通信系统[J].人民邮电出版社.2007
[3]唐万斌.CDMA蜂窝移动通信系统中的RAKE接收技术研究[J].移动通信.2004
[4]董霄剑，蒋良成，尤肖虎.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].电路与系统学报.2000（03）