一种应用于RAKE接收机的高效率多径搜索器的设计与实现.pdfVIP

第 49 卷 第 6 期 复 旦 学 报 ( 自然科学版 ) Vol. 49 No. 6 2010 年 12 月 Journal of Fudan University ( Natural Science) Dec. 2010 文章编号 : 0427 7104( 2010) 06 0660 07 一种应用于 RAKE 接收机的高效率 多径搜索器的设计与实现 王丽芳 , 杨玉庆 , 谈 熙 , 闵 昊 ( 复旦大学 专用集成电路与系统国 家重点实验室 , 上海 201203) 摘 要 : 提出了一种 低复杂度、低硬件开销的多径搜 索器结 构 . 利用扰码 匹配滤 波器和 峰值检 测方法 完成初步 的多径搜索 ; 引入一 种假径搜索方法来代替非相干多帧平均的方法 , 提高 了多径搜索的正确性 , 同时 避免了采用 大量存储单元 . 仿真 结果表明 : 在给定的瑞利多径衰 落信道 条件和 信号能 量比条件 下, 该多径 搜索器 可以将搜 索错误率保持在 15% 以下 , 较 2 帧的非相干多径搜索器 , 错误率减小 5% , 同 时面积减少 31. 19% ; 较 4 帧的非相 干多径搜索器 , 错误 率减小 1% , 同时面积减少 58. 42%. 关键词 : R AK E 接收机 ; 多径搜索 ; 宽带码分多址 中图分类号 : T N 492 文献标志码 : A 在宽带码分多址 ( w ide band code division multiple access, WCDM A) 通信系统中 , 无线信号会受到严 重的多径干扰 . 表现为信号除了直接从发射天线到达接收天线外还会通过多个不同的反射和绕射路径到 达接收端 , 发射信号能量分散在这些不同路径中 , 最后各径信号以不同的幅度衰减和时间延迟在接收天线 处合成了接收机的输入信号 . 这样的传输信道成为一种频率选择性衰落信道 , 这些通过不同路径到达的信 号之间将相互干扰 , 给信号的接收和解调带来很大的困难 . RAKE 接收机技术是 Price 和 Green 在 1956 年提出的多径分集接收技术 . 由于它可以有效抵抗多径 干扰 , 因此在 WCDM A 通信系统中被广泛应用于接收机的设计 . 利用传输信号中扰码 ( Gold 序列 ) 良好的 自相关特性 , RAKE 接收机首先搜索到在时间上具有不同延迟的信号 , 送入分开的解扩频通路分别处理 , 最后按照最大比合并 ( maximum ratio combining, M RC) 技术将各路信号叠加生成较高信噪比的信号后 完成解调 . 多径搜索是 RAKE 接收机接收信号中首先进行的也是极其关键的步骤 , 多径搜索器必须在有限的精 度和时间内 , 准确地找到不同径信号的延迟 , 并且还要时时地更新搜索结果 , 以保证不同径信号可以准确 地到达各个接收通路 , 减小解调信号的误码率 . 多径搜索的第 1 步是利用一个扰码匹配滤波器在一定的延 迟宽度上对接收到的信号进行相关计算 ; 后级峰值检测结合阈值判断一起根据匹配结果找到正确的多径 延迟 . 文献 [ 1] 提出了基于功率时延谱 ( pow er delay pr ofile, PDP) 和基于最大似然估计的 2 种搜索方法 , 其中基于功率时延谱的算法由于具有低复杂度的优势 , 得到了广泛的应用 . 但是由于信号受到其他用户信 号或者同一个用户的其他信道信号影响 , 这种方法受到假径影响很大 , 搜索正确率不