在移動通信中，移動終端的天線通常采用無方向性的低增益天線，移動終端接收來自各個方向的電磁波，并向各個方向發(fā)射電磁波。通過不同路徑到達接收天線的信號，由于路徑不同造成傳播時延的不同，各信號在接收天線處的相位不同，相同相位的信號互相疊加，使得信號得以加強，而相反相位的信號互相疊加，使得信號互相抵消。這種接收信號無規(guī)律的強弱起伏就是電波傳播中的多徑衰落。多徑衰落會嚴重影響通信質(zhì)量，為此采用數(shù)字信號處理技術(shù)來對抗衰落，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，使接收端獲得多個統(tǒng)計獨立的、攜帶同一信息的信號；二是集中處理，即接收機把收到的多個統(tǒng)計獨立的衰落信號進行合并，以降低衰落的影響。多徑分集技術(shù)是用來補償衰落信道損耗的，因為在任一時刻，多個非相關(guān)的衰落信號同時處于深度衰落的概率極小，因此，一旦在多徑信號中選擇出兩個或兩個以上的信號進行處理，接收機的瞬時信噪比和平均信噪比就可以得到改善。所以，分集就是有意識地分離多徑信號并適當(dāng)合并以提供接收信號的信噪比，降低多徑干擾。
在擴頻通信系統(tǒng)中，由于信號頻段較寬，因此在時間上可以分離出比較細微的多徑信號，對分離出的多徑信號進行加權(quán)調(diào)整，使合成之后的信號得以增強，從而可在較大程度上降低多徑衰落信道所造成的負面影響。這種技術(shù)又稱為Rake接收技術(shù)。
文中首先介紹無線移動通信的信道特征，然后對Rake接收的基本原理和接收機結(jié)構(gòu)進行描述，并在不同條件下對Rake接收系統(tǒng)進行了仿真。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通信信號的影響，降低誤碼率。
1 無線移動通信信道
移動通信系統(tǒng)中，移動終端處于地形復(fù)雜的區(qū)域，其天線將接收從多條路徑傳播來的信號，再加上移動終端自身可能在運動狀態(tài)，使得移動終端和基站之間的無線信道多變且難以控制。
移動通信信道是一種時變信道。無線通信信號通過移動通信時會受到各種形式的衰減損害。接收信號功率表示為：
p(d)=d-n·S(d)·R(d) (1)
式中，d表示移動終端與基站間的距離。
式(1)是信道對傳輸信號作用的一般表示式。信號所經(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電波屏蔽所引起的衰落。一般服從對數(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。
在移動通信傳播環(huán)境中，到達移動終端天線的信號不是單一路徑到達的，而是許多路徑到達的眾多反射波的合成。這樣，接收信號的幅度將急劇變化，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個方面：
1)經(jīng)過短距離或短時間傳播后信號強度產(chǎn)生急劇變化;
2)在不同的多徑信號上，存在著時變多普勒頻移引起的隨機頻率調(diào)制;
3)多徑傳播試驗引起信號的時域擴展。
