空时RAKE接收机算法分析

科技・探索・争鸣　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　项目与ｉ瞩　空时ＲＡＫＥ接收机算法分析　梁奂晖　（广州科技职业技术学院，广东广州５１０５５０）　

【摘要】空时ＲＡＫＥ接收技术是宽带无线移动通信技术中一种重要的接收技术，本文对现今常见的多种空时ＲＡＫＥ接收机算法的性能　进行分析与研究　通过仿真．研究不同接收机结构与算法对于系统误码率性能影响的大小，并对仿真结果进行理论上的探讨　研究结果对如何　选择合适的接收机以及空时ＲＡＫＥ接收机的进一步优化有着重要的参考意叉。　【关键词】宽带智能天线；空时ＲＡＫＥ接收机；误码率；空时联合处理　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｓｔｕｄｙ　Ｏｎ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｐａｃｅ－Ｔｉｍｅ　ＲＡＫＥ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ＬＩＡＮＧ　Ｈｕａｎ－ｈｕｉ　（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　５１０５５０，Ｃｈｉｎａ）　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｓｐａｃｅ—Ｔｉｍｅ　ＲＡＫＥ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｎ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｓ－Ｔ　ＲＡＫＥ　ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ＢＥＲ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅｏｒｙ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｈａｄ　ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｎ　ｈｏｗ　ｔｏ　ｃｈｏｏｓｅ　ａ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　Ｓ－Ｔ　ｒｅｃｅｉｖｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ＣＤＭＡ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓｌＳｐａｃｅ—Ｔｉｍｅ　ＲＡＫＥ　Ｒｅｃｅｉｖｅｒ；ＢＥＲ；Ｗｉｄｅｂａｎｄ　Ｓｍａｒｔ　Ａｎｔｅｎｎａ　

０介绍　近年来．无线移动通信技术得到迅猛的发展．已经在很大程度上　改变了现代人的生活方式　随着用户数量的爆发式的增长．很多学者　对空时联合处理技术进行了大量的研究。Ｓｕａｒｄ提出单波束ＣＤＭＡ相　关接收机方案［ｔ１．Ｎａｇｕｉｂｔ２ｊ和Ｐａｕｌｒａ　提出多波束独立指向多径的单用　户空时一ＲＡＫＥ结构．Ｔａｎａｋａ和Ｋｈａｌａｊ提出基于导频辅助的相干自适　应阵列接收方案　．Ｘｕ等［６１提出先进行解扩频．然后各支路联合地进行　波束成形的方案．ＣｈｏｉＩ￣提出基于导频信号和业务信号的信号空间特　征估计的空时接收机方案．需要求逆运算．其运算量很大。张【８ｊ提出一　种用于ＷＣＤＭＡ上行链路的ＲＡＫＥ接收方案．使用ＬＭＳ算法形成单　波束．存在滤波性能和收敛性较差等问题　本文对上述多种空时ＲＡＫＥ接收机技术进行分析．研究不同的处　理算法．接收机对系统性能的影响。在比较研究中选用了典型的算法．　对系统误比特率ＢＥＲ指标在相同环境下采用不同算法得到的结果进　行比较．并从理论上对仿真比较结果进行探讨．从而得出不同算法的　适用场景．为ＣＤＭＡ无线通信系统如何选择合适的接收机．以及对空　时接收机进行进一步优化有着重要的参考意义　

１空时ＲＡＫＥ接收机　空时ＲＡＫＥ接收机可以被划分为空时结构和波束成形算法两大　部分．．空时结构是指空时域信号处理的流程和方式：一般有以下的处　理：先空域处理后时域处理或先时域处理后空域处理，形成单波束或　多波束（联合多波束或独立多波束）：智能天线形成单个波束捕捉一路　有用信号．或者形成多个波束捕捉多路有用信号；在多波束的情况下．　各支路可以独立地形成波束．或协同地形成波束。把不同的结构和算　法配置在一起．就可以实现多种不同的空时ＲＡＫＥ接收机方案　通过　对多种空时ＲＡＫＥ接收机方案的研究．从结构上可以把现有的空时　ＲＡＫＥ接收机划分为以下６种类型：（１）以码片速率采样形成单波束的　ＳＢＣＲ方案　：（２）以比特速率采样形成单波束的ＳＢＢＲ方案【　ｌ：（３）以码　片速率采样各支路独立形成多波束的ＩＭＣＲ方案口：（４）以比特速率采　样各支路独立形成多波束的ＩＭＢＲ方案［３１：（５）以码片速率采样各支　路联合形成多波束的ＪＭＣＲｔ　ｑ：（６）以比特速率采样各支路联合形成多　波束的ＪＭＢＲｔｓｌ　

２空时ＲＡＫＥ接收机的性能仿真及分析　２．１算法仿真　基于宽带无线信道模型．分别在宏蜂窝和微蜂窝环境中．在上述　６种空时ＲＡＫＥ接收机上使用相同的最优算法（ＭＭＳＥ），测试它们的　最优误码率与小区用户数的关系。小区用户数越多，则接收信号的信　干噪比越小。为分析上的简化，不失一般性，使用８阵元智能天线；采　

※基金项目：广州科技职业学院科研项目Ｉ２０１２ＺＲ０４）。　作者简介：粱奂晖（１９７７一　，男，博士，高级工程师。　

４４　Ｉ科技视界Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　

用４支路ＲＡＫＥ合并；有一个期望用户和若干个干扰用户：每个用户　有６路经历独立的瑞利衰落可分辨的多径信号：最大多普勒频移为　１２０Ｈｚ，角度扩展为２０。，仿真结果如图１。　

Ｕ　器材藏　图１宏蜂窝下８阵元ＳＴ—ＲＡＫＥ的误码性能　

２．２仿真结果分析　由仿真结果可以看出以码片速率采样形成波束（先空域处理，后时　域处理）的效果明显优于以比特速率采样形成波束（先时域处理，后空　域处理）的效果．即ＳＢＣＲ方案优于ＳＢＢＲ方案，ＩＭＣＲ方案优于ＩＭＢＲ，　ＪＭＣＲ方案优于ＪＭＢＲ方案。对此，有以下的数学分析：　设系统使用长度为Ｌ伪随机序列｛Ｃｋ｝｜０≤ｋ≤Ｌ—ｌ；ｌ≤Ｍ≤￡；ｍ＝ｎ．　Ｍ；ｃ　（ｍ＋　）是序列ｃ　的第ｍ＋ｉ个码片，对伪随机序列Ｃｐ和ｃ　的Ｍ个码　Ｍ—ｌ　片进行均值运算，部分相关系数ｐＭ（ｎ　，ｑ）＝　ｃ，，　＋　）一　＋　）；则　

有：　ｑ））＝　Ｅ　】＝｛－　Ｔ１／；　Ｐｉ　０　≠ｑ　＝　

ｆ１　ｐ＝ｑ　Ｅ　｛古（１＋　卜｝ｐ≠ｑ　

假定６　）和ｂｋ（ｎ）；ｋ≠０分别是有用信号和干扰信号的等效基带形　式；ｓ　（ｎ）和ｈ　分别是第ｋ路信号的原始信息和信道增益；Ｐ　，０）是干　扰信号ｋ伪随机序列Ｃ　与有用信号的伪随机序列ｃ。在第ｎ个比特上　的部分相关系数；如果先空域处理后时域处理，则Ｍ（下转第１７２页）　科技・探索・争鸣　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　项讨论：表达政治情感和监督政府机关的运行．通过对网络政治参与　趋势分析提出政府需要主导并且加强对其的管理　孙飞在《浅析网络　政治参与》中除了对网络政治参与的概念、特点进行叙述外，侧重点在　于说明网络政治参与对社会政治产生的重要意义——网络政治参与　是政治参与发展的必然结果：部分弥补了现实政治表达的“贫困”状　态：推动了政治社会化．增强了公民主人翁责任感；网络政治参与形成　的网络舆论起到了“晴雨表”作用．有助于政府部门加快解决有关舆论　的焦点议题。　总之．通过对已有研究成果的梳理我们不难发现．学者们对网络　政治参与的研究已经取得了阶段性的成果：国外学者在研究网络政治　时侧重于对理论基础、方法论的探讨，对网络政治日后的发展奠定了　理论及方法论基础　而我国学者对其研究的系统性显而易见。但是我　们也不难发现．当前的研究也存在着一定程度的不足：国外学者对网　络政治现象分析相对较少：我国由于公民网络政治参与在我国出现的　时间并不长．学者们对其研究集中在概念的界定上．从政治参与理论　的角度进行具体的系统阐述的文章较少．而且以往的文章理论性较　强．与实际联系不足　

３结语　随着科学技术不断更新换代．信息技术也得到了迅猛发展．互联　网逐渐走人公民的视野当中．并开始影响着公民的政治参与行为。政　治参与一直被视为民主政治的必然要求．没有公民参与的政治就不能　称为民主政治，民主政治要求公民积极地参与到社会政治生活当中。　信息技术的发展无疑拓宽了公民政治参与的渠道．但是．随着网络政　治参与主体范围不断扩大化．涉及内容丰富化．它也相应地暴露出一　些问题。为了更好地发展网络政治参与．我们必须用发展的眼光看待　它．及时发现和解决网络政治参与中存在的问题．始终将我国社会主　义民主政治发展作为目标．广泛调动公民政治参与的积极性和主动　性．真正实现人民当家作主的愿望．以确保我国社会主义民主政治建　设的顺利进行。●　

【参考文献】　

［１］『美１阿尔温．托夫勒．预测与前提『Ｍ１．国际文化出版公司，１９８４．田作高．国外　网络政治研究现状ｆＪ１．上海社会科学学院学术季刊，２００２，１：１２—１３．　［２］【美１萨缪尔．亨廷顿．变化社会中的政治秩序眦１上海三联书店，２０１０，７：５１．　［３］刘文富．网络政治：网络社会与国家治理『Ｍ１．商务印书馆，２００２．　［４］刘文富．国外学者对网络政治的研究『Ｊ］．政治学研究，２００１（２）：７０—７１．　［５］毛寿龙．“网络政治”带来了什么ｌＪ１．人民论坛，２００７：１６—１７．　［６］严小庆．透视网络民主的有限性＿Ｊ１．长白学刊，２００２（２）：１８—２１．　［７］贺筱华网络政治参与对民主的负向作用ｌ　Ｊ１．理论观察，２００６（２）：２１—２２．　［８］刘晓乾．试析网络政治参与的影响极其对策ｍ．辽宁广播电视大学学报，２００７　（３）：１－２．　ｆ９］安云初．论当代社会的网络政治参－￣［３．中南林业科技大学学报，２００８（３）：　１５—１６．　ｆｌＯ］陆俊．过度妖魔化语境中的网络［３．中国社会导刊．２００６（２２）：５５—５７．　ｆ１１］李胤珠．网络政治参与国内研究综述『ＪＩ．企业家天地下半月刊：理论版，２００９　（２）：１５．　ｆｌ２］郭小安．论网络政治参与与政治稳定的关系Ⅲ．中共四川省委党校学报，　

２００８（２）：３５．　［１３］陶建种．我国网络网络政治参与的发展条件［ＪＩ．学习与实践，２００８（５）　

［ｔ４３李斌．论网络政治参与的发展趋势ＩＪ１．中共福建省委党校学报，２００８（２）：７．　［１５］黄永炎．２ｌ世纪网络技术对中国政治参与的影响　．理论与改革，２００１（１）．　［１６］安月初．论当代社会的网络政治参与田．中南林业科技大学学报，２００８（３）：２９．　ｆ１７］房亚明，刘国建．网络民主的宪政意蕴及其规制ｌＪ１．广东行政学院学报，２００７　（５）．　［１８］柳璐，网络政治参与与政府执行力的提升　．经营管理者．２００８（１７）．　［１９１李安宁．互联网对我国政治管理的双重效应ｌＪ１．党政干部学刊，２００８（１２）：２８　『２Ｏ］刘远柱．公民政治参与和政府管理创新ｆＪｆ．学习论坛，２００８（９）：５４　［２ｌ１唐纯文．论网络政治参与在促进政府职能转变中的作用『Ｊ１．法制与社会，　２００９（９）：２２１．　ｆ２２１吕尖．关于公共政策制定过程中公民网络参与的辩证分析ｌＪＩ．南方论刊，