一种多径接收机 本发明涉及一种直接扩频码分多址(DS-CDMA)系统，尤其涉及该系统中的一种多径(RAKE)接收机。
近年来，CDMA无线通信系统日益普及。在CDMA通信系统中，使用伪随机码做为扩频码，数据经过扩频后发射，使用不同的扩频码序列和不同的相位区分多址。在发送端，数据用伪噪声(PN)码进行扩频(乘法)，其频带也相应变宽。
在接收端，接收数据乘以相同的PN码。由于PN码的自相干性，只有发送端和接收端使用相同的PN码，而且所使用的PN码的相位也一致时，数据才能正确地被解扩恢复出来。
与频分多址FDMA和时分多址TDMA相比，CDMA系统具有良好的抗干扰性。因此，在CDMA系统中，相邻的信道互相干扰小，频带的使用效率提高，可以使用更多信道。在FDMA和TDMA系统中，信号会受到因多径效应带来的衰落干扰。在图1中，信号从移动设备1送给基站2，这之间经过了不同的几条路径：路径P1是直接路径，信号直接从移动设备1到基站2；P2和P3是间接路径，在P2中，移动设备1发射的无线电波被建筑物3反射，送到基站2，在P3中，移动设备1发射的无线电波被建筑物3反射，送到基站2。显然，信号从移动设备1到基站2，经过不同的路径，信号延时也不一样。从图2中可以看出，信号S经过P1，P2，P3三条不同地路径，在基站2端看到三个不同的信号S1，S2，S3。这三个信号互相干扰，产生衰落。在FDMA和TDMA系统中，多径导致信号受到衰落的影响。
同样的情况也发生在CDMA系统中，但是在CDMA系统中，由于采用了RAKE(多径)分集技术，有效的减弱了多径衰落带来的影响，信噪比提高。如图3所示的用于解扩一个用户数据的RAKE接收机21，径接收器211分别处理经过P1、P2、P3路径的信号S1、S2、S3。搜索器212探测出各条路径的码字，这些码字表现为同一个扩频码的不同相位。搜索器212把这些信息配给三个径接收器211。三个径接收器211分别对接收的信号S1、S2和S3进行解调。他们的输出在合并器213中进行合并。
在扩频系统中，从不同路径接收的信号之间不会互相干扰。通过P1、P2和P3的信号分别进行解调。当不同路径的信号解调后进行合并时，信号的强度增大，信噪比提高，多径衰落的影响也大大降低。
上述的例子演示了一个RAKE接收机的核心部分。一个RAKE接收机处理一个用户。在通常的基站系统(或某些特定的终端系统)中，需要处理多个用户，因此需要多个同样的RAKE接收结构。
图4中显示了一个基站的RAKE接收机组，这些RAKE接收机21组由一个用户控制器22进行用户管理。用户控制器22负责用户的增加、减少、搬移、服务级别变化等等功能，同时也完成对上级系统的状态上报。
由于RAKE多径技术能有效提高信噪比，实现中，希望能找到尽可能多的可用径，然后用这些多径进行合并。但是如果不对径的强弱加以限制，将很弱的径合并进来，反而会影响信号的信噪比。经过性能仿真，系统设计者会最后确定系统中RAKE多径的数目，以及可用径的阈值门限。无线环境千差万别，实际系统中存在的多径数目也不相同，合适的多径数目是非常重要的。如果单用户可分配的多径数目确定得过高，很容易发生的的情况是，对于某个用户，搜索器找不到足够的符合条件的多径。对应的RAKE接收器中的对应径资源闲置，得不到应用。在这样的典型应用环境中，大量资源闲置。相反，如果单用户可分配的多径数目确定得过低，同样的物理资源可以承载较多信道/用户，但是性能达不到设计要求。
本发明的目的在于提供一种多径接收机，它不仅可以满足不同环境下对可用径数目的要求，保证多径接收机的性能，同时又能够适用于尽可能多的用户，实现资源的最大化。
本发明的目的是这样实现的，一种多径接收机，它包括由N个径接收器组成的径接收器组、一个与径接收器组相连的合并器、以及一个分别与径接收器组和合并器相连的径控制器，其中：所述的径控制器包括：径信息存储器，用于存储径和用户的映射关系、径在径接收器组中的物理位置和径的技术参数信息；径信息管理器，接收外部输入的增加径或减少径的指令，进行实时处理：当接收到增加径的指令，在径信息存储器中寻找空闲的存储位置，并在找到后，激活与存储位置对应的径接收器，同时把径的用户号，径的物理位置和径的技术参数写入径信息存储器；当接收到减少径的指令，关断相应的径接收器，把径信息存储器中此位置的存储内容清空；此外，还输出径和用户的映射关系信息；所述的合并器包括：一个交换单元，接收径信息管理器输出的径和用户的映射关系信息，对径进行整理，把属同一用户号的各径接收器解扩后的结果分别向同一累加器输出；累加器组，由若干个累加器组成，其中接收到交换单元输出的累加器立即进行合并操作，输出相应的用户数据。
由于采用了上述的技术解决方案，使本发明具有若干径的接收能力，建立了类似资源库结构的径接收器组，减少了多径之间的相互干扰，提高接收的信干比(SIR)。以单径为单位的RAKE接收机能在各个用户多径数量分布不均匀的情况下，通过软件调配，最大效率地利用有限的硬件资源，完成多径接收/合并功能。本发明不仅可以满足不同环境下对可用径数目的要求，保证RAKE接收机的性能，同时又能够适用于尽可能多的用户，实现资源的最大化。
下面结合本发明实施例及附图对本发明作进一步的说明。
图1是现有的实际情况中多径分布；
图2是图1中多个路径后的信号情况；
图3是现有的RAKE多径接收机；
图4是通信系统中的RAKE接收机组的示意图；
图5是本发明多径接收机的功能结构框图。
如图5所示，本发明多径接收机，它包括N个径接收器211组成的径接收器组21、一个与径接收器组相连的合并器4、以及一个分别与径接收器组和合并器4相连的径控制器5。
所述的径控制器5包括：
径信息存储器51，该径存储器中的位置和各径接收器211是一一对应关系，用于存储径和用户的映射关系、径在径接收器组中的物理位置，径的技术参数信息(扩频码的码字、相位等)。径与用户的对应关系是按照多径的实际情况进行分配的。例如，用户1的可用多径为5个，占用径资源库中的第0到第4个径接收器；用户2的对用多径有3个，占用径资源库中的地点5到第7个径接收器；用户3的可用多径有1个，占用径资源库中的第8个径径接收器。其它的用户情况依此类推；
径信息管理器52，接收外部输入的增加径或减少径的指令，进行实时处理：当接收到增加径的指令，在径信息存储器51中寻找空闲的存储位置，并在找到后，激活与存储位置对应的径接收器211，同时把径的用户号，径的物理位置和径的技术参数写入径信息存储器51；当接收到减少径的指令，关断相应的径接收器211，把径信息存储器51中此位置的存储内容清空；此外，还输出径和用户的映射关系信息；
所述的合并器4包括：
一个交换单元41，接收径信息管理器52输出的径和用户的映射关系信息，对径进行整理，把属同一用户号的各径接收器解扩后的结果分别向累加器组42中的一累加器输出。如果新增加的径不属于以前已有的用户号，合并器中会调用新的累加器对其进行累加，即完成增加用户的功能，反之，如果一个用户的所有径都消失，那么累加器中不再包含此用户的累加器，也接不存在这个用户的输出；
累加器组42，由若干个累加器组成，在接收到交换单元51输出的累加器中进行合并操作，输出相应的用户数据。
上述的多径接收机，其灵活的分配策略特别适用于用户应用环境发生变化造成的多径变更。例如，某个用户的可用多径增加，某个用户的服务级别增加，等等。整个结构根据实际情况，用户容量也不相同。特别的，如果用户在连接过程中，多径的数目发生增减，结构也能按照具体情况，在资源允许的情况下，灵活征用或者释放新的径接收器资源。所以一般情况下，某个特定用户在资源库中占用的多径是分散在整个资源库中间的。