1、第7章 碼分多址（CDMA）技術(shù)基礎7.1 擴頻通信基礎概述理論基礎（1）2log (1)SCWTN 其中：C為信道容量；W為信號持續(xù)時間；S/N為信噪比。仙農(nóng)公式表明了一個信道無誤差地傳輸信息的能力與信道中的信噪比以及用于傳輸信息的信道帶寬之間的關系。 理論基礎（2）f)1(log2NS(.)log2WTt信道容量所決定的三維信號體積最大的特點就是具有可塑性。即在總體積不變的條件下，三軸上的自變量間可以互換，可以互相取長補短。 理論基礎（3）1.44ln(1)SCWN（7-2） 對于干擾環(huán)境的典型情況，S/N1，那么公式可以簡化為1.44SCWN（7-3）理論基礎（4）0NN W（7-4）0

2、01.441.44SSCWN WN（7-5）擴頻方法（1）擴頻方法（2）擴頻方法（3）直擴系統(tǒng)（1）窄帶信號窄帶信號擴頻信號If擴頻偽碼振蕩調(diào)制偽碼本振解擴混頻直擴系統(tǒng)（2）-擴頻系統(tǒng)的原理直擴系統(tǒng)（3）-擴頻解擴的過程假定同步單徑BPSK信道中有K個用戶，并假定所有的載波相位為0，則接收的信號等效基帶表示為：1( )( )( )( )Kkkkks tP a t c tn t其中： 1,1ka 為第K個用戶信息比特值kP發(fā)送功率( )ks t為第k個用戶歸一化擴頻信號， 20( )1bTkst dt 直擴系統(tǒng)（4）-擴頻解擴的過程( )n t表示加性高斯白噪聲，其雙邊功率譜密度為 02N單位為

3、W/Hz 對于某一特定比特，相關器（解擴）的輸出為：0,011( )( )1( )( )bbTkkbKTkki kiikibi kkkkkys t c t dtTP bPbn t c t dtTP bMAIz直擴系統(tǒng)（5）-擴頻解擴的過程,01( )( )bTi kikbc t c t dtT 為相關系數(shù)。 上式表明：與第k個用戶本身的自相關給出了希望接收的數(shù)據(jù)項，與其它用戶的互相關產(chǎn)生出多址干擾項MAI， 與熱噪聲的相關產(chǎn)生了噪聲ZK項。 當相關系數(shù)為零時，多址干擾為零。即本小區(qū)其它用戶對被檢測用戶不產(chǎn)生干擾。 直擴系統(tǒng)（6）WPSBGB 式中，BW為發(fā)射擴頻信號的帶寬；BS為信碼的速率。其

4、中BW與所采用的偽碼（偽隨機序列或偽噪聲序列的簡稱）速率有關。為獲得高的擴頻增益，通常希望增加射頻帶寬BW，即提高偽碼的速率。 直擴系統(tǒng)（7）cff(a) 在接收機輸入端的擴展頻譜頻譜密度wBsBf(b) 接收機解擴輸出端的頻譜頻譜密度wB 有用信號譜 干擾信號譜wB 射頻帶寬sB 信息帶寬 在發(fā)端，有用信號經(jīng)擴頻處理后，頻譜被展寬如圖7-3（a）所示；在收端，利用偽碼的相關性作解擴處理后，有用信號頻譜被恢復成窄帶譜，如圖7-3（b）所示。 直擴系統(tǒng)（8）基于IS-95標準的碼分多址通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。 數(shù) 據(jù) 編 碼 和 交 織PN 源 載 波PN 源 數(shù) 字 濾 波 器 反 交 織 和

5、譯 碼數(shù) 據(jù) 載 波 外 部 干 擾f0f0 背 景 噪 聲 其 他 小 區(qū) 干 擾f0 其 他 用 戶干 擾f00 數(shù) 據(jù)f0 寬 帶 頻 譜f00-100dB/Hz 偽 信 號1.25MHz BW1.25MHz BW10kHz BW10kHz BW1.25MHz BW1.25MHz BW9.6Kbps19.2Kbps1228Kbps1228Kbps19.2Kbps9.6Kbps1228Kbps1228Kbps 圖1.1 CDMA 原 理 圖跳頻系統(tǒng)（1）信碼If調(diào)制器偽碼頻率合成器混頻器本地偽碼頻率合成器解調(diào)器混頻器信碼跳頻系統(tǒng)（2）NbbffN信道數(shù)b信道間隔時使用的信道頻率時刻f跳頻系

6、統(tǒng)（3）WPSBGBPGN（可供選用的頻率數(shù)目） 跳頻系統(tǒng)（4）第7章 碼分多址（CDMA）技術(shù)基礎7.2 地址碼技術(shù)地址碼技術(shù)m序列（1）m序列（2）1D1QCP(1)2D2QCP(2)3D3QCP(3)輸出1110010cT時鐘脈沖m序列（3）m序列（4）P11)(R01-11)(RPP +1P -1t / 由圖可見，當=0時，m序列的自相關函數(shù)Ra（）出現(xiàn)峰值1；當偏離0時，相關函數(shù)曲線很快下降；當1P-1，相關函數(shù)值為-1/P；當時=P，又出現(xiàn)峰值；如此周而復始。當周期P很大時，m序列的自相關函數(shù)與白噪聲類似。 m序列（5）11( )PcnnnRa bP對于周期為的m序列組，其最好的m

7、序列對的互相關函數(shù)值只取三個，這三個值是：這三個值被稱為理想三值，能夠滿足這一特性的m序列對稱為m序列優(yōu)選對，它們可以用于實際工程。( )21( )( )ct nPRPt nP(2) 2( )12nt n 其中：m序列（6）Gold碼（1）Gold碼（2）m 序列發(fā)生器 1m 序列發(fā)生器 2初始狀態(tài)設置Gold 序列時鐘脈沖 圖中m序列發(fā)生器1和2產(chǎn)生的m序列是一m序列優(yōu)選對，m序列發(fā)生器1的初始狀態(tài)固定不變，調(diào)整m序列發(fā)生器2的初始狀態(tài)，在同一時鐘脈沖控制下，產(chǎn)生兩個m序列經(jīng)過模2加后可得到Gold序列，通過設置m序列發(fā)生器2的不同初始狀態(tài)，可以得到不同的Gold序列。Gold碼（3）( )

8、/t nPGold碼（4）Walsh碼（1） 若對圖中的Walsh函數(shù)波形在8個等間隔上取樣，可得到離散Walsh函數(shù)，可用88的Walsh函數(shù)矩陣表示。Walsh碼（2）0000000000001111001111000011001101100110011010010101101001010101Walsh碼（3）00H 20001H 2242 2220000010100110110HHHHHHWalsh碼（4）4484 4440000000001010101001100110110011000001111010110100011110001101001HHHHHHWalsh函數(shù)矩陣的遞推關

9、系Walsh碼（5）2NNNNNHHHHHNHNH第7章 碼分多址（CDMA）技術(shù)基礎7.3 擴頻碼的同步(1)11()a t22()a t12210擴頻碼的同步(2)( )() ()iinc ta tnTt ( )ia t( )ic t( )ia t( )ic t擴頻碼的同步(3)()ic t()ic t 接收偽碼序列延時 本地偽碼序列延時 擴頻碼的同步(4)cT 0 粗同步（1）()ic t()ic t0()()() ()TiiiiRRc tc tdt0u0()iRu粗同步（2）粗同步（3）并行相關檢測（1）并行相關檢測（2）12,Ny yycT粗同步串行相關檢測（1）()iR0ucT串行相關檢測（2）(1)NT1N 粗同步匹配濾波器捕獲法（1）( )()iinc ta tnT00( )( )( )() ( )() ()()()iTiTiiiiy tc th tc thdc ta TdR tTR tT( )y t( )ia t匹配濾波器捕獲法（2）()(