文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
扩频通信中Rake接收机研究及数字化设计
姓名:方丹
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:谭晓衡
2010-04
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中文摘要
摘要
随着无线通信的进一步发展,3G 已经逐渐走进人们的生活。同时,由于码分
多址通信方式具有抗干扰、抗多径、软容量、低功率谱密度等众多优点,国际通
用的三大 3G 通信标准都以码分多址为基础。Rake 接收机是码分多址系统中完成
多径分集接收的核心部件,也是 CDMA 扩频通信技术的关键技术之一。Rake 接收
机可以分离多径信号并进行时间分集,有效地利用多径分量,从而克服多径衰落
对系统性能产生的影响,改善系统的性能。
本文在给出了基于数字匹配滤波器(DMF)的 Rake 接收机结构的基础上,深
入分析了基于 DMF 的 Rake 接收机的捕获性能和误码性能并进行仿真,采用
QUARTUS 对基于 DMF 的 Rake 接收机的扩频通信系统进行了数字化设计和 FPGA
实现。论文的主要工作如下:
首先,介绍了扩频通信的相关理论,对无线信道中的多径衰落及信道模型进
行了深入研究,并对传统接收机在多径传输信道下的误码性能进行了分析和仿真。
其次,在对几种常用的分集合并方式的合并增益仿真分析基础上,对 Rake 接
收机的工作过程和参数确定进行了深入研究,利用 Matlab/Simulink 搭建了 Rake
接收的扩频通信系统,在此基础上得到了多径信道下 Rake 接收机的误码率曲线。
仿真结果表明,和传统接收机相比,Rake 接收机有较好的抗多径能力。
给出了基于 DMF 的 Rake 接收机的结构,重点研究了基于 DMF 的 Rake 接收
机的捕获性能。根据状态转移图,推导出了基于 DMF 的单驻留和串行双驻留 Rake
接收机的平均捕获时间数学表达式,并对其检测概率和虚警概率进行了理论推导
和计算机仿真。
最后,在 QUARTUS 仿真平台上设计并实现了一个带有基于 DMF 的 Rake 接
收机的扩频通信系统。并完成了 FPGA 硬件电路板的设计、制作和调试。
关键词:CDMA,DMF,Rake 接收机,双驻留,捕获性能
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英文摘要
ABSTRACT
With the further development of munication, the 3G has been
gradually used in daily life. At the same time, due to its unique capacity of
anti-interference, anti-multipath, soft capacities and so on, the top three 3G
communication standards ,which monly used around the world, are all on the
basis of Code-Division Multiple Access (CDMA) . Rake receiver is the core part in the
CDMA systems when implementing multi-path diversity reception, and also one of the
keys to the CDKA spreading munication systems. It can separate
multi-path signals, and implement time diversity. By using multi-path vectors
effectively, It es the influence of multi-path effects, and finally receives an
improvement on the system’s performance.
In this thesis, the structure of the Rake receiver based on DMF is introduced firstly,
and then the acquisition and Bit Error Performance (BER) is deeply analyzed and
simulated. The spread munication system with Rake receiver based on
DMF is di