郑晨熹 刘绍华 王云飞
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摘要：在扩频通信中，Rake接收是抵抗多径衰落的有效方法。但是通常的做法中，在进行Rake合并时当前的径会受到其他径的干扰。在扩频倍数不小于多径数的条件下，本文给出了一类扰码的设计方法，采取该方法，可以使得解扩、Rake合并后的信号收到其他径的干扰为零，从而提高了系统的性能。
关键词：Rake接收 直接扩频 Walsh码 Chu序列
1.背景
在移动通信中，移动终端的天线通常采用无方向性的低增益天线，移动终端接收来自各个方向的电磁波，并向各个方向发射电磁波。通过不同路径到达接收天线的信号，由于路径不同造成传播时延不同，相同相位的信号互相叠加，使得信号得以加强，而相反相位的信号叠加，使得信号互相抵消。这种接收信号无规律的强弱起伏就是电波传播中的多径衰落。在扩频通信系统[1，2，3]中，由于信号频段较宽，因此在时间上可以分离出比较细微的多径信号，对分离出的多径信号进行加权调整，使合成之后的信号得以增强，从而可在较大程度上降低多径衰落信道所造成的负面影响。这种技术又称为Rake接收技术[4，5，6]。
2.扩频系统的Rake接收
在采取Rake接收技术时，当前的径会受到其他径的干扰，为了在解扩时把其他径的干扰和噪声降低，常用的方法是产生随机的扰码（或者利用m序列等其他技巧产生扰码），对扩频后的序列进行加扰，这样解扩时从统计意义上来讲，可以降低其他经的干扰的能量，使得解扩后的信干比和信噪比得以提升。由于噪声通常为高斯白噪声，对任何的扰码序列，解扩合并之后的信噪比不变，所以本文不考虑噪声，只考虑其他径的干扰。下面给出这种方法的数学模型和信干比的理论的推导。本文的Rake接收技术采取最大比合并。
1.2扩频倍数为任意正整数
在3.1节中我们给出了在扩频倍数 且 为2的幂次时的扰码设计方法，并证明了我们设计的扰码可以使得Rake合并解扩后使得信号受到其他径的干扰为0。但是由于 为2的幂次的限制，缩小了该方法的使用范围，本节给出 且 为任意正整数时扰码的设计方法，代价是需要用Chu序列作为扰码，而不是3.1节所用的 作为扰码。
首先给出Chu序列的定义。
正交。扰码产生的方法与上一节完全一样，只需要把 的矩阵 用 代替即可，这里就不再赘述。
2.最优性说明
讨论中可以看出，只要我们设计出 的复值矩阵，该矩阵任何两行正交，此时我们就可以按3.1节的方式设计出扰码，使得多经数目为 时，可以使得解扩、合并后每个符号不受其他符号的干扰。根据线性代数的知识可知，正交的向量一定是线性无关的，而 维空间中至多存在 个线性无关的向量，也就是说 ，而我们在3.1节和3.2节设计的方法中，均是 的矩阵，所以达到了最优。也就是说对于这一类的方法，在保证解扩、合并后每个符号受到干扰为0的情况下，至多只能有 条径，即 。
参考文献：
[1] 韦惠民.扩频通信技术及应用[M].西安电子科技大学出版社，2007.
[2] 吴伟陵.移动通信中的关键技术[M].人民邮电出版社，2000.
[3] 窦中兆，雷湘. CDMA无线通信原理[M].清华大学出版社，2004.
[4] Win MZ，Kostic A Z. Impact of Spreading Bandwidth on Rake Reception in Dense Multi-path Channels[J]. IEEE JSAC，1999，17（10）：1794-1806.
[5] FCC. Revision of Part 15 of the Commission's Rules Regarding Ultra-Wideband Transmission Systems [R]. First Report and Order，ETDocket 98 153，US：FCC，2002.
[6] Cheun K. Per-formance of direct-se-quence spread spectrum RAKE receivers with random spreading sequences[J].IEEE Trans. on comm，1997，45（9）：1130-1143.
论文作者:郑晨熹,刘绍华,王云飞
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/22
标签：信号论文; 干扰论文; 方法论文; 扩频论文; 序列论文; 矩阵论文; 正交论文; 《基层建设》2015年20期供稿论文;