rake接收机仿真.doc

Rake接收机仿真瑞克技术既不同于均衡，也不同于分集，它由多径分离和多径合并两部分组成。瑞克的概念是由R.Price和P.E.Green在1958年的文多径信道中的一种通信技中提出来的。他们提出了在为高频段设计的设备应用瑞克概念的实现方法。 Rake接收机是一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。瑞克接收的过程相当于用一个钉耙将各个多径信号“耙”出来，然后加以收集。1. 多径信号的分离多径信号分离的基础是采用直接序列扩展频谱信号。当直扩序列码片宽度为TC时，系统所能分离的最小路径时延差为TC。RAKE接收机利用直扩序列的相关特性，采用多个相关器来分离直扩多径信号，然后按一定规则将分离后的多径信号合并起来以获得最大的有用信号能量。这样将有害的多径信号变为有利的有用号。 应用 RAKE 接收机主要应用在直扩系统中，特别是在民用CDMA（码分多址）移动通信系统中。下图示出一个RAKE接收机，它是专为CDMA系统设计的多径最佳接收机。扩频调制及其自相关Rc(t)Rc(0)0ttC-tC考虑一个被码片周期为tC的PN码C(t)调制的扩频信号：此信号的自相关函数为：其中Rc(t)为PN序列的自相关函数。多径信号的相关分离考虑一个具有n条路径的扩频多径信号：此信号和扩频信号的本地码zk=z(t-ktC)进行相关运算，得到：如果对某些n（记为n1），存在某个tn1使得zk=z(t-ktC)，就有：2.多径信号的合并在瑞克接收过程中，多径信号的合并方法和分集接收过程的方法相同，如：最大比合并等。 RAKE接收机所作的就是通过多个相关检测器接收多径信号中的各路信号，并把它们合并在一起。其系统框图如下：求和可以表示为：这个和项分别和m0(t)及m1(t)进行相关，得到：由于线性处理，也可以在合并前先分离多径：分别对两种符号进行加权合并，得到：仿真主程序：clear all;close all;Tc = 1;N = 32;gx = 1000010111000101;%g(x) = x15+x13+x9+x8+x7+x5+1g = bin2dec(gx);state = 1;L = 213;EcN0dB = -21:-14;for k = 1:length(EcN0dB) error(k) = 0;%计数错误比特数 total(k) = 0;%计数总的传输比特数 sigma(k) = sqrt(10.(-EcN0dB(k)/10)/2); while(error(k)100) %多径结构 p1 = sqrt(0.5/2)*(randn(1,L)+j*randn(1,L); p2 = sqrt(0.3/2)*(randn(1,L)+j*randn(1,L); p3 = sqrt(0.2/2)*(randn(1,L)+j*randn(1,L); t1 = 0; t2 = 1; t3 = 2; pt = mgen(g,state,L+t3);%调用m序列发生器函数 pt = 2*pt-1; %数据产生 d = sign(randn(1,L/N);%一次64个 %扩频，先将数据扩展，然后与pt点积 dd = sigexpand(d,N); s = conv(dd,ones(1,N); st = s(1:L+t3).*pt(1:L+t3); %扩频 %经过多径信道，加入噪声 z = sigma(k)*(randn(1,L)+j*randn(1,L); rt = st(1:L).*p1 + st(t2+1:L+t2).*p2 + st(t3+1:t3+L).*p3 + z; %rake接收 r1 = rt.*conj(p1).*pt(1:L); r2 = rt.*conj(p2).*pt(t2+1:L+t2);r3 = rt.*conj(p3).*pt(t3+1:L+t3); %积分 r1 = reshape(r1,N,L/N);y1 = sum(r1); r2 = reshape(r2,N,L/N);y2 = sum(r2); r3 = reshape(r3,N,L/N);y3 = sum(r3); %合并 y = y1 + y2 + y3;%最大比合并 %判决 dc = sign(real(y); error(k) = error(k) + sum(abs(d-dc)/2); total(k) = total(k) + L/N; BitErrorRate(k) = error(k)/total(k); endendsubplot(411)stairs(s,b);subplot(412)stairs(st,y);subplot(413)stairs(dc,g);subplot(414)stairs(y，k);figuresemilogy(EcN0dB,BitErrorRate);grid on;附：子程序（1）将输入的序列扩展成间隔为N-1个0的序列functionout = sigexpand(d,M)N = length(d);out = zeros(M,N);out(1,:) = d;out = reshape(out,1,M*N);（2）序列发生器functionout = mgen(g,state,N)%输入g:m序列生成多项式（10进制输入）%state:寄存器初始状态（10进制输入）% N:输出序列长度%test g = 11;state = 3;N = 15;gen = dec2bin(g)-48;M = length(gen);curState = dec2bin(stat