rake接收机的工作原理是什么，rake接收机的工作原理

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RAKE接收机是一种能够分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。

RAKE接收技术是第三代CDMA移动通信系统中的一项重要技术。在CDMA移动通信系统中，由于信号带宽较宽，存在复杂的多径无线电信号，通信受到多径衰落的影响。RAKE接收技术实际上是一种多径分集接收技术，可以及时分辨出细微的多径信号，并分别调整这些分辨出的多径信号的权重，使其合成为增强信号。

因为接收机中的横向滤波器有一个类似锯齿的抽头，就像rake一样，所以该接收机被称为RAKE接收机。

CDMA扩频系统中rake接收机的工作原理，信道带宽远大于信道的平坦衰落带宽。与传统的调制技术不同，需要均衡算法来消除相邻符号间的符号间干扰，CDMA扩频码在选择时要求具有良好的自相关特性。以这种方式，无线信道中的延迟扩展可以被认为仅仅是传输信号的重传。

如果这些多径信号之间的延迟超过一个码片的长度，它们将被CDMA接收机视为不相关的噪声，不需要进行均衡。

因为多径信号包含有用的信息，所以CDMA接收机可以通过合并多径信号来提高接收信号的信噪比。实际上，RAKE接收机所做的就是通过多个相关检测器接收所有的多径信号，并将它们组合在一起。图为RAKE接收机，是专门为CDMA系统设计的经典分集接收机。其理论基础是，当传播延迟超过一个码片周期时，多径信号实际上可以被认为是不相关的。

具有DLL的相关器是一种具有早期和晚期门PLL的解调相关器。迟早，门和解调相关器之间的差分别是1/2(或1/4)码片。迟早门的相关结果的减法可用于调整代码相位。延迟环路的性能取决于环路带宽。

由于信道中快衰落和噪声的影响，实际接收到的路径的相位与原始发送信号的相位有很大的不同，因此在合并之前应该根据信道估计的结果来旋转相位。实际CDMA系统中的信道估计是根据发射信号中携带的导频符号来完成的。根据发射信号是否携带连续导频，可以分别采用基于连续导频的相位预测方法和基于判决反馈技术的相位预测方法。(1)基于连续的导频信号

非连续导频条件下使用判决反馈技术的信道估计方法LPF是一种低通滤波器，滤除信道估计结果中的噪声，其带宽一般高于信道的衰落率。

当使用不连续的导频时，应该使用插值技术来估计导频之间的信道。使用判决反馈技术时，首先要对信道中的数据符号进行硬判决，判决结果作为先验信息(类似于导频)进行完整的信道估计，通过低通滤波可以获得更好的信道估计结果。这种方法的缺点是，由于非线性和非因果预测技术，以及

时延估计的作用是通过匹配滤波器获得不同时延位置的信号能量分布，识别能量较大的多径位置，并将其时间量分配到RAKE接收机的不同接收路径上。匹配滤波器的测量精度可达1/4 ~ 1/2码片，而RAKE接收机不同接收路径的间隔为1码片。在实际实现中，如果延迟估计的更新速度非常快(例如每几十ms一次)，就不需要有早晚门的锁相环。(2)匹配滤波器的基本结构

延迟估计的主要组件是匹配滤波器。匹配滤波器的作用是将输入数据与不同相位的本地码字相关，以获得不同码字相位的相关能量。当串行输入采样数据与本地扩频码和扰码同相时，其相关能力最大，在滤波器输出处存在最大值。根据相关能量，延迟估计器可以得到多径到达时间。

从实现的角度来看，RAKE接收机的处理包括码片级和符号级。芯片级的处理包括相关器、本地码发生器和匹配滤波器。符号级处理包括信道估计、相位旋转以及组合和相加。芯片级处理一般由ASIC器件实现，符号级处理由DSP实现。虽然移动台和基站之间的RAKE接收机的实现方法和功能不同，但原理是完全一样的。

对于多个接收天线的分集接收，多个接收天线接收到的多径可以按照与上述相同的方式处理。瑞克接收机可以接收来自同一天线的多径或来自不同天线的多径。从RAKE接收的角度来看，两种分集没有本质区别。但是基带处理的复杂度增加了，因为需要对多个天线的数据进行拆分和控制。

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