WCDMA系统主要受多址干扰和多径衰落效应影响,其高数据传输速率和大传输带宽会导致信道频率选择性衰落加剧。联合使用智能天线和RAKE接收机的空时RAKE接收机,能够充分利用无线信道的空时结构特征,对信号进行空域滤波和时域合并,进而提高通信质量。本文主要研究了空时RAKE接收机技术在WCDMA上行链路的应用,包括系统结构和信号处理算法的设计等,并通过仿真验证了其对系统性能的改善。在研究了WCDMA上行链路物理信道的结构特征和无线多径矢量信道的空时特性的基础上,本文分析了WCDMA上行链路空时RAKE接收机的结构设计,并讨论了自适应波束形成技术和信道估计技术,提出了利用波束形成器的输出作为信道估计的思想,简化了算法设计。研究了一种多时隙LS空时RAKE接收机算法方案,该方案以导频比特为参考信号,对一帧内的信号使用LS算法求取波束形成权向量。为了降低计算复杂度,采用了RLS方式的递推更新。本方案因为样本数较少,导致了对自相关矩阵的时间平均估计存在一定的偏差。仿真表明,该方案在信道变化缓慢时性能较好,当信道变化迅速时性能有显著的恶化。为了进一步提高系统性能,在多时隙RLS空时RAKE接收机算法的基础上改进了一种单时隙RLS空时RAKE接收机算法方案。该方案设计了两个匹配滤波器,以一个时隙为单位,利用指峰处的采样估计期望信号,远离指峰区域的多个采样估计干扰和噪声信号的自相关矩阵,使用RLS算法自适应更新波束形成权向量。该方案计算复杂度低,收敛速度快。仿真表明,该方案能有效地抑制多址干扰和噪声,降低误比特率,并解决远近效应问题,在信道快速变化时对信道的跟踪性能良好。