RAKE的概念是由PriceR.和GreenP. E.在1958年的“多徑信道中的一種通信技術(shù)”一文中提出來的。這種技術(shù)主要是適合于直接序列擴頻通信系統(tǒng)的接收信號處理技術(shù)。RAKE接收技術(shù)可以實現(xiàn)多徑分集。

由于大氣狀況、地理位置等各種組合因素影響，信號在空間的傳輸與只有直射波時有很大不同，信號經(jīng)過多條路徑（直射、反射、折射、大氣波導）、經(jīng)過不同時延到達接收端，各個信號到達的時間不同，相位不一致，造成最終信號的幅度相互抵消，引起信號大幅度衰落。一般的分集技術(shù)把多徑信號作為干擾來處理。我們知道，直擴系統(tǒng)本身就有抗多徑的能力，在時間上能從多個路徑信號中分離出來最強路徑信號，從而降低多徑干擾。但RAKE接收技術(shù)能實現(xiàn)多徑分集技術(shù)，可以將接收的各個多徑信號組合起來，獲得加權(quán)增益，轉(zhuǎn)化為合成的信號，達到更高的抗衰落性能，實現(xiàn)了“變害為利”。但RAKE技術(shù)的接收加權(quán)合并實現(xiàn)復雜而且昂貴。

由于移動通信傳播中多徑效應引起了接收信號時延功率譜的擴散，其中最典型的有兩類：連續(xù)型時延功率譜，它一般出現(xiàn)在繁華的市區(qū)，由密集建筑物反射而形成，如圖1所示；離散型時延功率譜，它一般出現(xiàn)在非繁華市區(qū)、非密集型建筑群區(qū)，如圖2所示。

圖1：連續(xù)型時延功率譜

圖2：離散型時延功率譜

在接收端的多徑傳播信號可以用圖3所示的矢量圖來表示（假設有3條主要傳播路徑）。若采用擴頻信號設計與RAKE接收的信號處理后，3條路徑信號矢量圖可改變成如圖4所示的形式。

圖3：多徑信號的矢量合成圖

圖4：利用RAKE接收（相干檢測）后的合成矢量圖

RAKE接收就是設法將上述被擴散的信號能量充分利用起來。其主要手段是擴頻信號設計與RAKE接收的信號處理手段。在實際的移動通信中，由于用戶的隨機移動性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小（幅度）、時延（到達時間不同）、相位均為隨機變量，因此合成后的合成矢量亦為一個隨機變量。但如果能利用擴頻信號設計將各條路徑信號加以分離，再利用RAKE接收將被分離的各條路徑信號相位校準、幅度加權(quán)，并將矢量和變成代數(shù)和，從而加以充分利用。當然，這一分離、處理和利用的設想，特別對于連續(xù)型時延功率譜，受分辨率即擴頻增益和RAKE接收信號處理方式及能力所限。

根據(jù)寬帶擴頻信號的相關(guān)理論，設計適當擴頻比的擴頻信號（它主要決定分離多徑的分辨率）和相應的RAKE接收的信號處理方式就能將被擴散的信號能量分離、處理、合并，并加以有效利用。

上述時延功率譜的利用效率主要取決于實際信道多徑時延展寬的程度及多徑分離的能力。而多徑分離的能力則主要取決于擴頻增益與擴頻帶寬。

對于IS-95系統(tǒng)，在城市繁華地區(qū)，其多徑時延大約為Δτ≈5μs，而IS-95的擴頻信號帶寬為1.25MHz；其頻率分集的載波間隔應大于200kHz，對于IS-95的CDMA，在理論上可提供（1.25MHz/200kHz）= 6(重）隱分集的可能。但是由于多徑時延擴展是隨機的，實際上有利用價值的不超過（3~4）徑，即相當于（3～4）重分集效果。

假如收到的3個多徑信號經(jīng)3條路徑到達接收天線，第一條路徑最短傳輸時延最小，然后依次為2、3條。它們相對第一條有不同的相對時延差，那么接收端接收后對各個信號進行解擴時各個相關(guān)器的本地碼也分別延遲相同的時延，各路信號最終經(jīng)電平保持電路同時輸出，用等增益合并方式得出合并信號進行判決，如圖5所示。

圖5 ：RAKE接收原理方框圖

    由上面對RAKE接收的多徑分集的分析，從理論上看，它應屬于頻率分集，但是從現(xiàn)象上看，它是利用多徑時延進行的分集。實際上在第1章信道分析中已指出，正是由于時延擴散才引入了頻率選擇性衰落。它們之間是一對因果關(guān)系，正因為這樣，有人認為稱它為多徑分集更為恰當。

    對于移動通信，由于CDMA系統(tǒng)是寬帶傳輸?shù)模行诺拦蚕眍l率資源，所以CDMA系統(tǒng)可以使用RAKE接收技術(shù)，而其他兩種多址技術(shù)TDMA、FDMA則無法使用。

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