在移動(dòng)通信中，移動(dòng)終端的天線通常采用無(wú)方向性的低增益天線，移動(dòng)終端接收來(lái)自各個(gè)方向的電磁波，并向各個(gè)方向發(fā)射電磁波。通過(guò)不同路徑到達(dá)接收天線的信號(hào)，由于路徑不同造成傳播時(shí)延的不同，各信號(hào)在接收天線處的相位不同，相同相位的信號(hào)互相疊加，使得信號(hào)得以加強(qiáng)，而相反相位的信號(hào)互相疊加，使得信號(hào)互相抵消。這種接收信號(hào)無(wú)規(guī)律的強(qiáng)弱起伏就是電波傳播中的多徑衰落。多徑衰落會(huì)嚴(yán)重影響通信質(zhì)量，為此采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來(lái)對(duì)抗衰落，分集接收技術(shù)就是減少多徑衰落的重要方法之一。
分集有兩種含義：一是分散傳輸，使接收端獲得多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的、攜帶同一信息的信號(hào)；二是集中處理，即接收機(jī)把收到的多個(gè)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的衰落信號(hào)進(jìn)行合并，以降低衰落的影響。多徑分集技術(shù)是用來(lái)補(bǔ)償衰落信道損耗的，因?yàn)樵谌我粫r(shí)刻，多個(gè)非相關(guān)的衰落信號(hào)同時(shí)處于深度衰落的概率極小，因此，一旦在多徑信號(hào)中選擇出兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)進(jìn)行處理，接收機(jī)的瞬時(shí)信噪比和平均信噪比就可以得到改善。所以，分集就是有意識(shí)地分離多徑信號(hào)并適當(dāng)合并以提供接收信號(hào)的信噪比，降低多徑干擾。
在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)頻段較寬，因此在時(shí)間上可以分離出比較細(xì)微的多徑信號(hào)，對(duì)分離出的多徑信號(hào)進(jìn)行加權(quán)調(diào)整，使合成之后的信號(hào)得以增強(qiáng)，從而可在較大程度上降低多徑衰落信道所造成的負(fù)面影響。這種技術(shù)又稱為Rake接收技術(shù)。
文中首先介紹無(wú)線移動(dòng)通信的信道特征，然后對(duì)Rake接收的基本原理和接收機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，并在不同條件下對(duì)Rake接收系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明：采用Rake接收技術(shù)能有效降低多徑衰落對(duì)通信信號(hào)的影響，降低誤碼率。
1 無(wú)線移動(dòng)通信信道
移動(dòng)通信系統(tǒng)中，移動(dòng)終端處于地形復(fù)雜的區(qū)域，其天線將接收從多條路徑傳播來(lái)的信號(hào)，再加上移動(dòng)終端自身可能在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使得移動(dòng)終端和基站之間的無(wú)線信道多變且難以控制。
移動(dòng)通信信道是一種時(shí)變信道。無(wú)線通信信號(hào)通過(guò)移動(dòng)通信時(shí)會(huì)受到各種形式的衰減損害。接收信號(hào)功率表示為：
p(d)=d-n·S(d)·R(d) (1)
式中，d表示移動(dòng)終端與基站間的距離。
式(1)是信道對(duì)傳輸信號(hào)作用的一般表示式。信號(hào)所經(jīng)歷的損耗有如下3類：
1)自由空間傳播損耗，用表示d-n，其中n一般取值為3～4;
2)陰影衰落，用S(d)表示，制式由于傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對(duì)電波屏蔽所引起的衰落。一般服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其變化率較慢，是慢衰落損耗;
3)多徑衰落，用R(d)表示，這是由于移動(dòng)傳播環(huán)境的多徑傳輸而引起的衰落，幅度一般服從瑞利分布或萊斯分布，其變化率較快，是快衰落損耗。
在移動(dòng)通信傳播環(huán)境中，到達(dá)移動(dòng)終端天線的信號(hào)不是單一路徑到達(dá)的，而是許多路徑到達(dá)的眾多反射波的合成。這樣，接收信號(hào)的幅度將急劇變化，就產(chǎn)生了衰落。這種衰落是由于多徑現(xiàn)象所引起的，稱為多徑衰落。
多徑效應(yīng)主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：
1)經(jīng)過(guò)短距離或短時(shí)間傳播后信號(hào)強(qiáng)度產(chǎn)生急劇變化;
2)在不同的多徑信號(hào)上，存在著時(shí)變多普勒頻移引起的隨機(jī)頻率調(diào)制;
3)多徑傳播試驗(yàn)引起信號(hào)的時(shí)域擴(kuò)展。
