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RAKE接收机对传播模型调校的影响与分析 黄海艺 摘要：本文首先介绍了RAKE接收机的结构与工作原理，然后对无线电波传播模型调校过程中，RAKE接收机对传播模型调校结果的影响进行分析。 关键词：多径传播，RAKE接收机，传播模型。 一、概述 无线电波在传播过程中会遇到很多建筑物，树木和以及起伏的地形，引起能量的吸收和穿透以及的反射，散射及绕射等，信道是充满了反射波的传播环境。移动中，到达移动台天线的信号单一路径，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时同相迭加而加强，有时反向迭加而减弱。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。这种衰落是由多径引起的，所以称为多径衰落。 图2-1 RAKE接收机的结构图 如图2-1所示，RAKE接收机由一系列Finger组成，每一个Finger包含锁相器以及相关解调器，用于分别捕捉不同时延与相位的多径信号进行相关解调，然后合并输出。 图2-2 简化无线传播环境 为了更清晰地描述RAKE接收机的工作过程，我们简化了无线传播环境，如图2-2所示，无线传播环境由两径信号组成，其中一径为直射信号，另一径为反射信号，强度比第一径信号小6dB，相位偏转180度。 图2-3 RAKE接收机工作过程 接收过程中，RAKE接收机的Finger #1捕捉第一径信号，Finger#1的锁相器将第一径信号锁定，并进行相关解调。Finger #2相对Finger #1有一定时延，捕捉第二径信号，并进行相关解调。合并器将两路解调信号合并输出。 了解RAKE接收机工作原理后，下面分析RAKE接收机对传播模型调校的影响。 三、RAKE接收机对传播模型调校的影响 我们通过采集并分析CW测试数据，建立符合覆盖目标区域传播模型，用于指导无线网络的规划工作。然而CW测试过程中，由于接收设备没有包含RAKE接收机，无法接收多径信号，因此无法模拟实际CDMA系统中RAKE接收机接收多径信号的结果，造成测试结果与实际系统有偏差。 下面就此偏差做简单分析。 无RAKE接收机 首先分析没有RAKE接收机情况下，CW测试设备对信号的接收情况。为了更好地说明问题，我们假设CW测试在简化后的无线传播环境下进行。如图3-1所示，简化后的无线传播环境由两径信号组成，其中第一径为直射信号，强度为xdBm，第二径为反射信号，强度比第一径信号小ydB，相位偏转是在（0～2π）范围内随机均匀分布。 图3-1 简化无线传播环境 CW测试设备将两路信号直接合并，那么合并结果为。其中为相位偏转，在（0～2π）范围内随机均匀分布。因此最终接收期望值为： 单位为mw。 设，那么式子可变为： ＝ 从积分的结果可以看出，当y值不变时，频谱分析仪测出的结果比第一径信号相差dB。 当y为典型值6dB时，可以看到＝0.2512，最终得到差值为 ＝-0.07 dB 表3-1列出假设第一径信号强度为-80dBm情况下，第二径与第一径信号由差值为0变为10的过程中，CW接收设备的接收功率与第一径信号功率的差值。 ①当第一径与第二径功率差值为典型值6dB时，CW接收合并功率值与第一径信号功率值相差-0.07dB。 ②当第一径与第二径功率差值为0dB时，CW接收合并功率值与第一径信号功率值相差-3.01dB。 ③当第一径与第二径功率差值为10dB时，CW接收合并功率值与第一径信号功率值相差-0.01dB。 合并信号及强度差值 第一径dBm 第二径dBm y 合并信号dBm 与第一径差值dBm -80 -80 0 -83.01 -3.01 -80 -81 1 -80.96 -0.95 -80 -82 2 -80.52 -0.52 -80 -83 3 -80.30 -0.30 -80 -84 4 -80.18 -0.18 -80 -85 5 -80.11 -0.11 -80 -86 6 -80.07 -0.07 -80 -87 7 -80.04 -0.04 -80 -88 8 -80.03 -0.03 -80 -89 9 -80.02 -0.02 -80 -90 10 -80.01 -0.01 表3-1 无RAKE接收机的接收功率表 有RAKE接收机 接下来分析有RAKE接收机情况下多径信号的接收情况。假设CW测试仍然在简化后的无线传播环境下测试：其中第一径为直射信号，强度为xdBm，第二径为反射信号，强度比第一径信号小ydB，相位偏转是在（0～2π）范围内随机均匀分布。 图3-1 简化无线传播环境 由于采用了RAKE接收机技术，对上述两径信号分别进行相关解调再合并输出，得到合并信号如下：