数字通信原理08-2课件.pptVIP

§8.2 Rake接收机 内容和要求 内容目的 了解Rake接收技术的背景 掌握Rake接收的原理 了解Rake接收的设计考虑 了解Rake接收的方式 要求 难点为Rake接收机的基本原理与DSSS频谱扩展参数的选择，要求掌握常规Rake接收机的设计方法。 一、直接序列扩频通信的基本方式 无线信号的传输方式 发送信号为： 接收：接收信号与本地扩频码相乘之后积分输出： 一、直接序列扩频通信的基本方式 2、直接序列扩频信号在解扩器中的特点 收信号s(t)中的扩频码与本地扩频码　　　　同相，即　　　，则可以解扩出数据　 。 如果相位相差大于1个码片宽度，即 　　 　　，则无信号输出。 二、直接序列扩频信号的可分解性 1、无多径传输的情况 接收信号： 二、直接序列扩频信号的可分解性 2、具有多径传输的情况 接收信号： 如果只用一个解扩相关器，则　　　　只能接收其中第一个多径支路信号，而其它支路信号则无信号输出。 如果采用两个解扩支路，则　　　　、　　　　　能接收其中二个多径支路信号，而其它多径支路信号则无信号输出。 推广：每一条解扩支路可以分解一条多径信号。 二、直接序列扩频信号的可分解性 3、直扩信号在多径接收下的路径可分解条件 所有多径分支的延时间隔大于1个切片宽度。 重要结论：对于直接序列扩频信号，在接收端可以通过地址码实现对多径信号的分离。 由于这种接收机由多个相关支路组成，结构类似于耙地用的耙子，因而英文名称之为“Rake接收机”。 Rake接收可以看成分集的一种，因而其对信号的合并算法与前面分集接收机中类似。 二、直接序列扩频信号的可分解性 探讨 直接序列扩频的Rake接收原理：可以看成一种分集技术（需讨论）。 直接序列扩频的Rake接收原理：可以看成一种时间分集接收技术（需讨论）。 三、Rake接收机的工作原理 1、Rake接收机的结构 对每个路径使用一个相关接收机，各相关接收机与被接收信号的一个延迟形式相关； 然后对每个相关器的输出进行进行加权延时，并把加权后的输出相加合成一个输出，以提供优于单路相关器的信号检测； 然后在此基础上进行解调和判决。 三、Rake接收机的工作原理 Rake接收机的结构框图 三、Rake接收机的工作原理 2、Rake接收机的设计目标 使到达判决器信号的信噪比达到最大。 对图8.7中的举例进行讨论： Rake接收机给性能带来了什么好处？ 为什么在二个接收支路中，相关输出的信号电平产生了波动：是由于接收噪声引起的？还是由于其它因素？ 三、Rake接收机的工作原理 3、Rake接收机的需解决的问题 多径状态检测（延时与幅度） 多径信号的合成 4、多径状态检测 在Rake接收机中，可以通过设置专门的有哪些信誉好的足球投注网站相关器，它主要负责对可能存在的多径支路进行检测：检测多径支路的延时与幅度相位大小。 三、Rake接收机的工作原理 5、信号合并技术 选择性合并（SD） 最大比值合并（MRC） 等增益合并（EGC） 三、Rake接收机的工作原理 最大比值合并（MRC） 加权系数 ： 特点：最大比信号合并技术将保证在检测器的输入端具有最大的信噪比。 三、Rake接收机的工作原理 等增益合并合并（MRC） 等增益合并可能不如选择性合并 原因：等增益合并RAKE接收机只有一条支路接收到较强的信号，而其它支路只收到很少的信号能量，降低了等增益合并RAKE接收机的信噪比。 采用方法：RAKE接收机的每个支路设置一个门限，当信号电平低于门限值时将该支路关闭。 三、Rake接收机的工作原理 6、Rake接收机的特点 能有效地克服多径对无线信号的传输； 具有最简单的中频传输接收硬件。 四、信号参数的选择 1、接收机复杂度与扩频带宽间的关系 扩频接收机的实现复杂性与其扩频带宽成正比，扩频带宽越大，则实现复杂度呈线性上升关系。 2、扩频接收机对时间的分辨率与扩频带宽间的关系 扩频带宽（系统带宽）为W的扩频信号的时间分辨率为1／W，一般的扩频接收机只有一个相关器，接收时间窗TW＝1／W内的多径信号能量，时间窗TW外的多径信号则被抑制掉了。从对多径信号的分离上而言，希望扩频带宽越宽越好。 四、信号参数的选择 3、扩频带宽与接收分支信号衰落特性的关系 由于扩频接收机单支路只能观察到时间窗TW＝1／W内的多径信号。时间窗口越宽，该信号衰落越严重。 4、扩频带宽的选择应考虑到不产生码间串扰 时间窗口的宽度与传输符号的宽度应不有可比性。从而保证其对于传输信息而言是一个非频率选择性衰落。 5、扩频带宽与分支数之间折衷 Ｌ个分支的Rake接收机，其有效接收时间为TW＝L／W内的多径信号（L为RAKE接收机的支路数）。希望Ｌ个分支能接收大部分的多径信号