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(kuò)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(shí)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(dǎo)）、經(jīng)過不同時延到達(dá)接收端，各個信號到達(dá)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(kuò)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(qiáng)路徑信號，從而降低多徑干擾。但RAKE接收技術(shù)能實(shí)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(dá)到更高的抗衰落性能，實(shí)現(xiàn)了“變害為利”。但RAKE技術(shù)的接收加權(quán)合并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而且昂貴。

由于移動通信傳播中多徑效應(yīng)引起了接收信號時延功率譜的擴(kuò)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(shè)有3條主要傳播路徑）。若采用擴(kuò)頻信號設(shè)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(shè)法將上述被擴(kuò)散的信號能量充分利用起來。其主要手段是擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理手段。在實(shí)際的移動通信中，由于用戶的隨機(jī)移動性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小（幅度）、時延（到達(dá)時間不同）、相位均為隨機(jī)變量，因此合成后的合成矢量亦為一個隨機(jī)變量。但如果能利用擴(kuò)頻信號設(shè)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(zhǔn)、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(dāng)然，這一分離、處理和利用的設(shè)想，特別對于連續(xù)型時延功率譜，受分辨率即擴(kuò)頻增益和RAKE接收信號處理方式及能力所限。

根據(jù)寬帶擴(kuò)頻信號的相關(guān)理論，設(shè)計適當(dāng)擴(kuò)頻比的擴(kuò)頻信號（它主要決定分離多徑的分辨率）和相應(yīng)的RAKE接收的信號處理方式就能將被擴(kuò)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(shí)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(kuò)頻增益與擴(kuò)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(kuò)頻信號帶寬為1.25MHz；其頻率分集的載波間隔應(yīng)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(kuò)展是隨機(jī)的，實(shí)際上有利用價值的不超過（3~4）徑，即相當(dāng)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(dá)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(jìn)行解擴(kuò)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(jìn)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(yīng)屬于頻率分集，但是從現(xiàn)象上看，它是利用多徑時延進(jìn)行的分集。實(shí)際上在第1章信道分析中已指出，正是由于時延擴(kuò)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?yàn)檫@樣，有人認(rèn)為稱它為多徑分集更為恰當(dāng)。

    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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