CDMA系統(tǒng)中2-D RAKE接收機(jī)的性能研究

作者：時(shí)間：2009-11-10 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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2 接收機(jī)結(jié)構(gòu)
本文介紹三種接收機(jī)的結(jié)構(gòu)：傳統(tǒng)的2-D RAKE接收機(jī)，基于干擾抵消的2-D RAKE接收機(jī)和基于FFT的2-D RAKE接收機(jī)。
2．1 2-D RAKE接收機(jī)
在獲得信道的空時(shí)模型后，空時(shí)二維RAKE接收機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)在于可以利用信道的多徑結(jié)構(gòu)獲得路徑分集。傳輸信號(hào)的碼結(jié)構(gòu)使得接收機(jī)能夠在時(shí)域上分離大于碼片間隔Tc的多徑信號(hào)，這些信號(hào)通過(guò)最大比合并能夠提高輸出信干噪比(SINR)。利用陣列天線在分離多徑過(guò)程中加入新的空間維，使得分離多徑信號(hào)成為可能，即使這些信號(hào)在時(shí)域不可分離。因此，也就產(chǎn)生了2-D RAKE接收機(jī)的概念。接收端的接收信號(hào)如式(3)所示，2-D RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/188528.htm

2．2 聯(lián)合空時(shí)干擾抵消接收機(jī)
聯(lián)合干擾抵消接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2所示，每一個(gè)2-DRAKE接收機(jī)形成不同的波束指向各自的期望用戶(hù)。接收機(jī)所獲得的信道參數(shù)和信息比特反饋到干擾信號(hào)重構(gòu)單元，由于不同用戶(hù)有不同的波束指向，干擾抵消過(guò)程中所用到的信道參數(shù)和信息比特更準(zhǔn)確。2-DRAKE由L個(gè)1-D RAKE組成，每個(gè)1-D RAKE由M個(gè)指峰、干擾抵消單元和權(quán)值合并形成。這種結(jié)構(gòu)可使信號(hào)在波束賦形前將干擾刪除，且權(quán)值可以在于擾抵消后重新估計(jì)，以提供更高的準(zhǔn)確率。

2．3 基于FFT匹配濾波的空時(shí)干擾抵消接收機(jī)
從上述接收機(jī)結(jié)構(gòu)可知，其計(jì)算復(fù)雜度較高。為了減小這種復(fù)雜度，在2-D RAKE中預(yù)先進(jìn)行波束成形，利用預(yù)波束形成器實(shí)現(xiàn)空域?yàn)V波，則在進(jìn)一步處理之前可以分離多徑信號(hào)。因此，需要更少的指峰數(shù)也能達(dá)到同樣的效果。
圖3中采用了FFT波束形成器，2-D RAKE的接收信號(hào)為：

因此，經(jīng)過(guò)FFT波束形成后第l個(gè)陣元的接收信號(hào)為：

3 各種空時(shí)接收機(jī)的性能分析
上述2-D RAKE接收機(jī)中，陣列矢量用來(lái)在空域匹配接收信號(hào)，所以它在特定空間方向的信號(hào)選擇上采用標(biāo)準(zhǔn)波束成形。一般來(lái)說(shuō)，利用空間選擇性更高的濾波器在空間白噪聲和強(qiáng)干擾環(huán)境下尤為重要。在多址信道中，不同用戶(hù)被分配相互正交的碼，可選擇權(quán)向量wk，i為：

這樣可以使波束指向第k個(gè)用戶(hù)的第i條路徑。實(shí)際中，信號(hào)的多徑傳播和接收信號(hào)非嚴(yán)格地同步，使得各用戶(hù)碼之間的正交性很難嚴(yán)格滿(mǎn)足，這將會(huì)導(dǎo)致遠(yuǎn)近效應(yīng)。傳統(tǒng)的RAKE接收機(jī)加入空間維將能減少遠(yuǎn)近效應(yīng)。2-D RAKE接收機(jī)中，采用并行的解調(diào)單元，在信道估計(jì)時(shí)把多徑干擾當(dāng)作噪聲采用濾波器進(jìn)行處理，而在合并時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)受到的多徑干擾未做處理。因此聯(lián)合空時(shí)干擾抵消接收機(jī)，并利用具有排序功能的串行干擾抵消單元(SIC)，將干擾信號(hào)從接收信號(hào)中刪除，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的誤碼率。