擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(CDMA)浙江大學(xué)信電系余官定yuguanding@擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(CDMA)浙江大學(xué)信電系主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)CDMA的歷史擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunications)，簡稱擴(kuò)頻通信，其出現(xiàn)是通信技術(shù)的一次重大突破。擴(kuò)頻通信最早始于軍事通信，是隨著在軍事通信中的應(yīng)用而發(fā)展起來的。Shannon在1949年提出了CDMA的理論基礎(chǔ)1991年Qualcomm發(fā)布了一套CDMA系統(tǒng)測試結(jié)果，是當(dāng)時AMPS容量的10倍1993年IS-95標(biāo)準(zhǔn)制定1997年IS-95B標(biāo)準(zhǔn)完成CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA成了3G的三個主要標(biāo)準(zhǔn)CDMA技術(shù)既是一種調(diào)制技術(shù)，也是一種多址接入技術(shù)CDMA的歷史擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCDMA技術(shù)概括擴(kuò)頻通信技術(shù)采用遠(yuǎn)大于傳輸數(shù)據(jù)信息所需最小帶寬的傳輸頻帶來傳送信號，該技術(shù)可以用于克服多徑干擾、多址干擾和人為非AWGN干擾。這種調(diào)制、解調(diào)技術(shù)所要求的信號設(shè)計準(zhǔn)則不是盡可能地節(jié)省帶寬，而是克服干擾。擴(kuò)展頻譜通信方式具有如下二個特征：發(fā)射信號所占的帶寬遠(yuǎn)大于信息比特率，并且與信息比特率無關(guān)。在發(fā)送端信號頻帶的展寬是通過采用擴(kuò)譜序列信號來實(shí)現(xiàn)的。這個擴(kuò)譜序列信號與所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息無關(guān)。在接收端利用與發(fā)送端相同的擴(kuò)譜序列信號來恢復(fù)數(shù)據(jù)。CDMA技術(shù)概括擴(kuò)頻通信技術(shù)采用遠(yuǎn)大于傳輸數(shù)據(jù)信息所需最小帶擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率?？垢蓴_能力強(qiáng)，誤碼率低。保密性好?？梢詫?shí)現(xiàn)碼分多址通信?？苟鄰剿ヂ淠芰ΑＤ軌蚓_定時和測距。擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率。CDMA理論基礎(chǔ)CDMA理論基礎(chǔ)CDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－TDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－TDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－FDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－FDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－CDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－CDMACDMA分類CDMA分類CDMA分類時域擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻(DS:DirectSequence)：直接使用高碼率的雙極性或者多極性的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端對要傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)跳時(TH:TimeHopping)：采用擴(kuò)頻序列控制系統(tǒng)發(fā)射信號的有無和持續(xù)時間，使發(fā)射信號在時間軸上跳變。CDMA分類時域擴(kuò)頻CDMA分類頻域擴(kuò)頻跳頻(FH:FrequencyHopping)：同跳時類似，指采用擴(kuò)頻序列控制系統(tǒng)發(fā)射信號的頻率，使其按照一定的規(guī)律在給定的頻段內(nèi)周期跳變。多載波擴(kuò)頻(MC:MultipleCarrier)：在頻域中使用給定的擴(kuò)展碼將原始數(shù)據(jù)流在不同子載波上進(jìn)行擴(kuò)展。線性調(diào)頻：簡稱Chirp方式，指控制發(fā)射信號的頻率在一個周期內(nèi)作線性變化。CDMA分類頻域擴(kuò)頻CDMA分類混合擴(kuò)頻以上幾種擴(kuò)頻方式中的兩種或多種結(jié)合起來，構(gòu)成混合擴(kuò)頻體制，如FH/DS,TH/DS,FH/TH等?；旌蠑U(kuò)頻比單一的擴(kuò)頻具有更優(yōu)良的性能。二維擴(kuò)頻：同時在時域及頻域進(jìn)行連續(xù)擴(kuò)頻的擴(kuò)頻方式同時獲得時間分集和頻率分集效果CDMA分類混合擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻發(fā)送端直接序列擴(kuò)頻發(fā)送端直接序列擴(kuò)頻接收端直接序列擴(kuò)頻接收端直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻因子：處理增益：處理增益=擴(kuò)頻增益直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻因子：主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列(PN序列)擴(kuò)頻系統(tǒng)中的重要概念類似噪聲的二進(jìn)制隨機(jī)序列“0”和“1”的個數(shù)基本相同自相關(guān)性好互相關(guān)性小移位相關(guān)性小擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列(PN序列)擴(kuò)頻序列

離散序列的周期自相關(guān)函數(shù)為

離散序列的周期互相關(guān)函數(shù)定義為擴(kuò)頻序列離散序列的周期自相關(guān)函數(shù)擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列－m序列m序列具有很好的隨機(jī)特性平衡特性游程特性延位相加特性擴(kuò)頻序列－m序列m序列具有很好的隨機(jī)特性擴(kuò)頻序列－m序列1、平衡特性

在m序列的一個周期中“0”的個數(shù)比“1”的個數(shù)少1，為，“1”的個數(shù)為，所以，擴(kuò)頻序列－m序列1、平衡特性在m序列的一個周期中“0”的個擴(kuò)頻序列－m序列2、游程特性

把一個周期長度為的m序列首尾相接成一個圈，其中連續(xù)出現(xiàn)一串“1”（或“0”）稱為“1”（或“0”）的游程。串的長度稱為游程長度。對于m序列來說，一個周期內(nèi)共有個游程，其中“0”的游程和“1”的游程各占一半；長度為r的游程只有一個，是“1”的游程；長度為（r-1）的游程也只有一個，是“0”的游程；長度為k（k<r-1）的“0”游程和“1”的游程個數(shù)相等，為個。3、延位相加特性

m序列與它的移位序列相加后仍然是的一個移位序列。擴(kuò)頻序列－m序列2、游程特性把一個周期長度為擴(kuò)頻序列－m序列m序列波形或偽隨機(jī)波形的自相關(guān)函數(shù)

NTcTc1.01/N擴(kuò)頻序列－m序列m序列波形或偽隨機(jī)波形的自相擴(kuò)頻序列－m序列m序列的缺點(diǎn)是互相關(guān)特性差，以及序列數(shù)少；擴(kuò)頻序列－m序列m序列的缺點(diǎn)是互相關(guān)特性差，以及序列數(shù)少；擴(kuò)頻序列－m序列WelchBound已經(jīng)證明任意M個周期為N的二進(jìn)序列之間的互相關(guān)最大峰值滿足：

序列數(shù)目M很大

擴(kuò)頻序列－m序列WelchBound已經(jīng)證明任意M個周擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列的缺點(diǎn)同樣長度的m序列個數(shù)不多序列之間的互相關(guān)性并不都好Gold序列基于m序列的碼序列優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性序列數(shù)目較多擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列的缺點(diǎn)擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列優(yōu)選對如果兩個m序列的互相關(guān)函數(shù)的絕對值滿足如下條件：則稱這一對m序列為優(yōu)選對。兩個m序列優(yōu)選對的模二相加產(chǎn)生的新碼字序列為Gold序列。擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列優(yōu)選對擴(kuò)頻序列－Gold序列原理結(jié)構(gòu)圖擴(kuò)頻序列－Gold序列原理結(jié)構(gòu)圖擴(kuò)頻序列－Gold序列DDDDDDDDDD擴(kuò)頻序列－Gold序列DDDDDDDDDD擴(kuò)頻序列－Gold序列Gold序列主要性質(zhì)具有三值自相關(guān)特性，旁瓣的極大值滿足優(yōu)選對的條件兩個m序列優(yōu)選對不同移位相加產(chǎn)生的新序列都是Gold序列擴(kuò)頻序列－Gold序列Gold序列主要性質(zhì)CDMA擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)課件擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh-Hadamard碼(正交碼)用于時間同步的系統(tǒng)IS-95使用64×64的Walsh碼TDS-CDMA使用16×16Walsh碼移位相關(guān)性差擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh-Hadamard碼(正交擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh序列的產(chǎn)生擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh序列的產(chǎn)生主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)Rake接收技術(shù)分集時間分集空間分集頻率分集RAKE接收不同于傳統(tǒng)的空間、頻率與時間分集技術(shù)，它是一種典型的利用信號統(tǒng)計與信號處理技術(shù)將分集的作用隱含在被傳輸?shù)男盘栔?，因此又稱它為隱分集或帶內(nèi)分集。Rake接收技術(shù)分集Rake接收技術(shù)由于移動通信傳播中多徑引起了接收信號時延功率譜的擴(kuò)散，其中最典型的有兩類。連續(xù)型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在繁華的市區(qū)，由密集建筑物反射而形成，如下圖所示。Rake接收技術(shù)由于移動通信傳播中多徑引起了接收信號時延功率Rake接收技術(shù)離散型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在非繁華市區(qū)，非密緊型建筑群區(qū)，如下圖所示。Rake接收技術(shù)離散型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在非繁華市區(qū)，非Rake接收技術(shù)在接收端的多徑傳播信號可以用下列矢量圖表示如下：假設(shè)有三條主要傳播路徑，Rake接收技術(shù)在接收端的多徑傳播信號可以用下列矢量圖表示如Rake接收技術(shù)若采用擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理后，三條路徑信號矢量圖可改變成如下形式：Rake接收技術(shù)若采用擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理后Rake接收技術(shù)RAKE接收就是設(shè)法將上述被擴(kuò)散的信號能量充分利用起來。其主要手段是擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理手段。在實(shí)際的移動通信中由于用戶的隨機(jī)移動性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小(幅度)、時延(到達(dá)時間不同)、相位均為隨機(jī)變量，因此合成后的合成矢量亦為一個隨機(jī)變量。但是如果能利用擴(kuò)頻信號設(shè)計將各條路徑信號加以分離，再利用RAKE接收將被分離的各條路徑信號相位校準(zhǔn)、幅度加權(quán)，并將矢量和變成代數(shù)和。而加以充分利用。當(dāng)然，這一分離、處理和利用的設(shè)想，特別是對于連續(xù)型時延功率譜是受分辨率即擴(kuò)頻增益和RAKE接收信號處理方式和能力所限。Rake接收技術(shù)RAKE接收就是設(shè)法將上述被擴(kuò)散的信號能量充Rake接收技術(shù)Rake接收技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)多用戶CDMA中的多址干擾MAI-MultipleAccessInterference任何一個用戶的信號包含了其它所有用戶的干擾信號MAI指得是用戶之間的相互干擾MAI與系統(tǒng)的負(fù)載成正比MAI包括Intra-cellMAI和Inter-cellMAI多用戶CDMA中的多址干擾MAI-MultipleAcce多址干擾對CDMA系統(tǒng)的影響傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的信號檢測將于多址干擾視為高斯噪聲來處理，因而忽略多址干擾的存在，這種方法會帶來以下兩個方面的影響：系統(tǒng)容量受到限制：隨著同時接入系統(tǒng)用戶數(shù)目的增加，多址干擾的影響也會逐漸嚴(yán)重起來，導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率的上升產(chǎn)生遠(yuǎn)近效應(yīng)：遠(yuǎn)離基站用戶的信號被靠近基站用戶的信號淹沒。多址干擾對CDMA系統(tǒng)的影響傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的信號檢測將CDMA中的遠(yuǎn)近效應(yīng)在上行鏈路中，如果小區(qū)中所有用戶均以相同的功率發(fā)射，由于無線信道的衰落及移動臺與基站(BS)間距離不同，BS接收到的離BS近的MS的信號功率要比接收到的離BS遠(yuǎn)的MS的信號功率強(qiáng)，這樣，就會對遠(yuǎn)離基站的MS造成很大的影響，使其性能下降，甚至不能正常工作，這種現(xiàn)象稱為“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。解決辦法功率控制CDMA中的遠(yuǎn)近效應(yīng)在上行鏈路中，如果小區(qū)中所有用戶均以相同多址干擾的抑制方法擴(kuò)頻碼的設(shè)計提高碼之間的互相關(guān)性功率控制緩解多址干擾，但不能從本質(zhì)上消除多址干擾前向糾錯編碼空間濾波技術(shù)智能天線多用戶檢測技術(shù)利用多址干擾中包含的用戶間的互相關(guān)信息來估計干擾和降低、消除干擾的影響多址干擾的抑制方法擴(kuò)頻碼的設(shè)計CDMA中的功率控制開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制是移動臺根據(jù)接收到的基站導(dǎo)頻信號強(qiáng)度，來衡量移動臺與基站之間的傳播損耗，從而確定發(fā)射功率的大小，使移動臺的發(fā)射功率控制在一個范圍內(nèi)。估計誤差會造成開環(huán)功率控制的性能嚴(yán)重下降CDMA中的功率控制開環(huán)功率控制CDMA中的功率控制閉環(huán)(內(nèi)環(huán))功率控制基站每隔一段時間(通常是1.25ms)測量收到的移動臺信號，得到SIR的估計值，將此估計值與設(shè)定的門限值相比較估計值大于門限值，基站發(fā)出降低功率指令估計值小于門限值，基站發(fā)出提高功率指令基站通過測量接收信號的SIR，不間斷地向每個移動臺提供反饋信號，形成控制環(huán)路，控制移動臺的發(fā)射功率CDMA中的功率控制閉環(huán)(內(nèi)環(huán))功率控制CDMA中的功率控制外環(huán)功率控制基站根據(jù)接收到的反向業(yè)務(wù)信道的誤幀率(FER)的變化調(diào)整內(nèi)環(huán)功率控制的門限當(dāng)實(shí)際接收的FER高于目標(biāo)值時，基站就提高內(nèi)環(huán)門限，反之，基站就降低內(nèi)環(huán)門限內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制的關(guān)系內(nèi)環(huán)功率控制的SIR門限定義了承載業(yè)務(wù)的質(zhì)量需求外環(huán)功率控制是通過調(diào)整SIR門限維持相應(yīng)質(zhì)量需求下的通信質(zhì)量CDMA中的功率控制外環(huán)功率控制內(nèi)環(huán)和外環(huán)功率控制的關(guān)系CDMA中的切換硬切換“先斷后接”往往發(fā)生頻率的變化傳統(tǒng)的FDMA系統(tǒng)大多采用硬切換切換過程中容易產(chǎn)生掉話CDMA中的切換硬切換CDMA中的切換軟切換“先接后斷”用戶在切換過程中至少能保持一個連接在切換過程中同時有兩個連接宏分集選擇性合并往往適用于同頻蜂窩系統(tǒng)，在切換過程中頻率不發(fā)生變化。CDMA中的切換軟切換CDMA中的切換更軟切換軟切換的一個特殊情況發(fā)生在一個BS內(nèi)的切換扇區(qū)間的切換信道發(fā)生切換獲得宏分集可使用最大比合并技術(shù)CDMA中的切換更軟切換多用戶檢測技術(shù)不論是多徑干擾還是多址干擾，其本質(zhì)上并不是純粹無用的白噪聲，而是有強(qiáng)烈結(jié)構(gòu)性的偽隨機(jī)序列信號，而且各用戶間與各條路徑間的相關(guān)函數(shù)都是已知的。因此從理論上看，完全有可能利用這些偽隨機(jī)序列的已知結(jié)構(gòu)信息和統(tǒng)計信息，比如相關(guān)性，來進(jìn)一步消除這些干擾所帶來的負(fù)面影響，以達(dá)到提高系統(tǒng)性能的目的。多用戶檢測技術(shù)不論是多徑干擾還是多址干擾，其本質(zhì)上并不是純粹多用戶檢測技術(shù)多用戶檢測的主要優(yōu)點(diǎn)1、它是消除或減弱CDMA中多址干擾的有效手段，也是消除或減弱CDMA中多徑干擾的有效手段。2、能夠消除或減弱CDMA中遠(yuǎn)近效應(yīng)，簡化CDMA系統(tǒng)中的功率控制，降低功率控制的精度要求。3、彌補(bǔ)CDMA中由于正交擴(kuò)頻碼互相關(guān)性不理想所帶來的一系列消極影響，改善CDMA系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)容量、擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍。多用戶檢測的主要缺點(diǎn)大大增加CDMA系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜度，增加CDMA系統(tǒng)的處理時延，特別是對于采用自適應(yīng)算法，以及對于擴(kuò)頻碼較長的系統(tǒng)更是如此。不能用于下行鏈路多用戶檢測技術(shù)多用戶檢測的主要優(yōu)點(diǎn)多用戶檢測技術(shù)線性多用戶檢測解相關(guān)檢測器MMSE檢測器

多項式展開(PE)檢測器干擾抵消多用戶檢測器串行干擾抵消(SIC)檢測器并行干擾抵消(PIC)檢測器迫零判決反饋(ZF-DF)檢測器多用戶檢測技術(shù)線性多用戶檢測思考題CDMA系統(tǒng)對擴(kuò)頻序列設(shè)計的要求。常用的擴(kuò)頻序列有哪些？分別有什么特點(diǎn)？Rake接收機(jī)的原理。CDMA遠(yuǎn)近效應(yīng)，以及消除遠(yuǎn)近效應(yīng)的方法。開環(huán)、閉環(huán)(內(nèi)環(huán))和外環(huán)功率控制的基本原理。硬切換，軟切換，更軟切換的定義。思考題CDMA系統(tǒng)對擴(kuò)頻序列設(shè)計的要求。擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(CDMA)浙江大學(xué)信電系余官定yuguanding@擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)(CDMA)浙江大學(xué)信電系主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)CDMA的歷史擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunications)，簡稱擴(kuò)頻通信，其出現(xiàn)是通信技術(shù)的一次重大突破。擴(kuò)頻通信最早始于軍事通信，是隨著在軍事通信中的應(yīng)用而發(fā)展起來的。Shannon在1949年提出了CDMA的理論基礎(chǔ)1991年Qualcomm發(fā)布了一套CDMA系統(tǒng)測試結(jié)果，是當(dāng)時AMPS容量的10倍1993年IS-95標(biāo)準(zhǔn)制定1997年IS-95B標(biāo)準(zhǔn)完成CDMA2000,WCDMA,TD-SCDMA成了3G的三個主要標(biāo)準(zhǔn)CDMA技術(shù)既是一種調(diào)制技術(shù)，也是一種多址接入技術(shù)CDMA的歷史擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCDMA技術(shù)概括擴(kuò)頻通信技術(shù)采用遠(yuǎn)大于傳輸數(shù)據(jù)信息所需最小帶寬的傳輸頻帶來傳送信號，該技術(shù)可以用于克服多徑干擾、多址干擾和人為非AWGN干擾。這種調(diào)制、解調(diào)技術(shù)所要求的信號設(shè)計準(zhǔn)則不是盡可能地節(jié)省帶寬，而是克服干擾。擴(kuò)展頻譜通信方式具有如下二個特征：發(fā)射信號所占的帶寬遠(yuǎn)大于信息比特率，并且與信息比特率無關(guān)。在發(fā)送端信號頻帶的展寬是通過采用擴(kuò)譜序列信號來實(shí)現(xiàn)的。這個擴(kuò)譜序列信號與所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息無關(guān)。在接收端利用與發(fā)送端相同的擴(kuò)譜序列信號來恢復(fù)數(shù)據(jù)。CDMA技術(shù)概括擴(kuò)頻通信技術(shù)采用遠(yuǎn)大于傳輸數(shù)據(jù)信息所需最小帶擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率?？垢蓴_能力強(qiáng)，誤碼率低。保密性好?？梢詫?shí)現(xiàn)碼分多址通信?？苟鄰剿ヂ淠芰?。能夠精確定時和測距。擴(kuò)頻通信的優(yōu)點(diǎn)易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率。CDMA理論基礎(chǔ)CDMA理論基礎(chǔ)CDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－TDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－TDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－FDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－FDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－CDMACDMA基本原理在室內(nèi)參加宴會的一群人－CDMACDMA分類CDMA分類CDMA分類時域擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻(DS:DirectSequence)：直接使用高碼率的雙極性或者多極性的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端對要傳輸?shù)牡退贁?shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)跳時(TH:TimeHopping)：采用擴(kuò)頻序列控制系統(tǒng)發(fā)射信號的有無和持續(xù)時間，使發(fā)射信號在時間軸上跳變。CDMA分類時域擴(kuò)頻CDMA分類頻域擴(kuò)頻跳頻(FH:FrequencyHopping)：同跳時類似，指采用擴(kuò)頻序列控制系統(tǒng)發(fā)射信號的頻率，使其按照一定的規(guī)律在給定的頻段內(nèi)周期跳變。多載波擴(kuò)頻(MC:MultipleCarrier)：在頻域中使用給定的擴(kuò)展碼將原始數(shù)據(jù)流在不同子載波上進(jìn)行擴(kuò)展。線性調(diào)頻：簡稱Chirp方式，指控制發(fā)射信號的頻率在一個周期內(nèi)作線性變化。CDMA分類頻域擴(kuò)頻CDMA分類混合擴(kuò)頻以上幾種擴(kuò)頻方式中的兩種或多種結(jié)合起來，構(gòu)成混合擴(kuò)頻體制，如FH/DS,TH/DS,FH/TH等?；旌蠑U(kuò)頻比單一的擴(kuò)頻具有更優(yōu)良的性能。二維擴(kuò)頻：同時在時域及頻域進(jìn)行連續(xù)擴(kuò)頻的擴(kuò)頻方式同時獲得時間分集和頻率分集效果CDMA分類混合擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻直接序列擴(kuò)頻發(fā)送端直接序列擴(kuò)頻發(fā)送端直接序列擴(kuò)頻接收端直接序列擴(kuò)頻接收端直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻因子：處理增益：處理增益=擴(kuò)頻增益直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻因子：主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列(PN序列)擴(kuò)頻系統(tǒng)中的重要概念類似噪聲的二進(jìn)制隨機(jī)序列“0”和“1”的個數(shù)基本相同自相關(guān)性好互相關(guān)性小移位相關(guān)性小擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列(PN序列)擴(kuò)頻序列

離散序列的周期自相關(guān)函數(shù)為

離散序列的周期互相關(guān)函數(shù)定義為擴(kuò)頻序列離散序列的周期自相關(guān)函數(shù)擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列擴(kuò)頻序列－m序列m序列具有很好的隨機(jī)特性平衡特性游程特性延位相加特性擴(kuò)頻序列－m序列m序列具有很好的隨機(jī)特性擴(kuò)頻序列－m序列1、平衡特性

在m序列的一個周期中“0”的個數(shù)比“1”的個數(shù)少1，為，“1”的個數(shù)為，所以，擴(kuò)頻序列－m序列1、平衡特性在m序列的一個周期中“0”的個擴(kuò)頻序列－m序列2、游程特性

把一個周期長度為的m序列首尾相接成一個圈，其中連續(xù)出現(xiàn)一串“1”（或“0”）稱為“1”（或“0”）的游程。串的長度稱為游程長度。對于m序列來說，一個周期內(nèi)共有個游程，其中“0”的游程和“1”的游程各占一半；長度為r的游程只有一個，是“1”的游程；長度為（r-1）的游程也只有一個，是“0”的游程；長度為k（k<r-1）的“0”游程和“1”的游程個數(shù)相等，為個。3、延位相加特性

m序列與它的移位序列相加后仍然是的一個移位序列。擴(kuò)頻序列－m序列2、游程特性把一個周期長度為擴(kuò)頻序列－m序列m序列波形或偽隨機(jī)波形的自相關(guān)函數(shù)

NTcTc1.01/N擴(kuò)頻序列－m序列m序列波形或偽隨機(jī)波形的自相擴(kuò)頻序列－m序列m序列的缺點(diǎn)是互相關(guān)特性差，以及序列數(shù)少；擴(kuò)頻序列－m序列m序列的缺點(diǎn)是互相關(guān)特性差，以及序列數(shù)少；擴(kuò)頻序列－m序列WelchBound已經(jīng)證明任意M個周期為N的二進(jìn)序列之間的互相關(guān)最大峰值滿足：

序列數(shù)目M很大

擴(kuò)頻序列－m序列WelchBound已經(jīng)證明任意M個周擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列的缺點(diǎn)同樣長度的m序列個數(shù)不多序列之間的互相關(guān)性并不都好Gold序列基于m序列的碼序列優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性序列數(shù)目較多擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列的缺點(diǎn)擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列優(yōu)選對如果兩個m序列的互相關(guān)函數(shù)的絕對值滿足如下條件：則稱這一對m序列為優(yōu)選對。兩個m序列優(yōu)選對的模二相加產(chǎn)生的新碼字序列為Gold序列。擴(kuò)頻序列－Gold序列m序列優(yōu)選對擴(kuò)頻序列－Gold序列原理結(jié)構(gòu)圖擴(kuò)頻序列－Gold序列原理結(jié)構(gòu)圖擴(kuò)頻序列－Gold序列DDDDDDDDDD擴(kuò)頻序列－Gold序列DDDDDDDDDD擴(kuò)頻序列－Gold序列Gold序列主要性質(zhì)具有三值自相關(guān)特性，旁瓣的極大值滿足優(yōu)選對的條件兩個m序列優(yōu)選對不同移位相加產(chǎn)生的新序列都是Gold序列擴(kuò)頻序列－Gold序列Gold序列主要性質(zhì)CDMA擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)課件擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh-Hadamard碼(正交碼)用于時間同步的系統(tǒng)IS-95使用64×64的Walsh碼TDS-CDMA使用16×16Walsh碼移位相關(guān)性差擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh-Hadamard碼(正交擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh序列的產(chǎn)生擴(kuò)頻序列－Walsh序列Walsh序列的產(chǎn)生主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)Rake接收技術(shù)分集時間分集空間分集頻率分集RAKE接收不同于傳統(tǒng)的空間、頻率與時間分集技術(shù)，它是一種典型的利用信號統(tǒng)計與信號處理技術(shù)將分集的作用隱含在被傳輸?shù)男盘栔校虼擞址Q它為隱分集或帶內(nèi)分集。Rake接收技術(shù)分集Rake接收技術(shù)由于移動通信傳播中多徑引起了接收信號時延功率譜的擴(kuò)散，其中最典型的有兩類。連續(xù)型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在繁華的市區(qū)，由密集建筑物反射而形成，如下圖所示。Rake接收技術(shù)由于移動通信傳播中多徑引起了接收信號時延功率Rake接收技術(shù)離散型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在非繁華市區(qū)，非密緊型建筑群區(qū)，如下圖所示。Rake接收技術(shù)離散型時延功率譜：它一般出現(xiàn)在非繁華市區(qū)，非Rake接收技術(shù)在接收端的多徑傳播信號可以用下列矢量圖表示如下：假設(shè)有三條主要傳播路徑，Rake接收技術(shù)在接收端的多徑傳播信號可以用下列矢量圖表示如Rake接收技術(shù)若采用擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理后，三條路徑信號矢量圖可改變成如下形式：Rake接收技術(shù)若采用擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理后Rake接收技術(shù)RAKE接收就是設(shè)法將上述被擴(kuò)散的信號能量充分利用起來。其主要手段是擴(kuò)頻信號設(shè)計與RAKE接收的信號處理手段。在實(shí)際的移動通信中由于用戶的隨機(jī)移動性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小(幅度)、時延(到達(dá)時間不同)、相位均為隨機(jī)變量，因此合成后的合成矢量亦為一個隨機(jī)變量。但是如果能利用擴(kuò)頻信號設(shè)計將各條路徑信號加以分離，再利用RAKE接收將被分離的各條路徑信號相位校準(zhǔn)、幅度加權(quán)，并將矢量和變成代數(shù)和。而加以充分利用。當(dāng)然，這一分離、處理和利用的設(shè)想，特別是對于連續(xù)型時延功率譜是受分辨率即擴(kuò)頻增益和RAKE接收信號處理方式和能力所限。Rake接收技術(shù)RAKE接收就是設(shè)法將上述被擴(kuò)散的信號能量充Rake接收技術(shù)Rake接收技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)常見的擴(kuò)頻序列Rake接收技術(shù)CDMA系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)功率控制軟切換多用戶檢測技術(shù)主要內(nèi)容CDMA概括及理論基礎(chǔ)多用戶CDMA中的多址干擾MAI-MultipleAccessInterference任何一個用戶的信號包含了其它所有用戶的干擾信號MAI指得是用戶之間的相互干擾MAI與系統(tǒng)的負(fù)載成正比MAI包括Intra-cellMAI和Inter-cellMAI多用戶CDMA中的多址干擾MAI-MultipleAcce多址干擾對CDMA系統(tǒng)的影響傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的信號檢測將于多址干擾視為高斯噪聲來處理，因而忽略多址干擾的存在，這種方法會帶來以下兩個方面的影響：系統(tǒng)容量受到限制：隨著同時接入系統(tǒng)用戶數(shù)目的增加，多址干擾的影響也會逐漸嚴(yán)重起來，導(dǎo)致系統(tǒng)誤碼率的上升產(chǎn)生遠(yuǎn)近效應(yīng)：遠(yuǎn)離基站用戶的信號被靠近基站用戶的信號淹沒。多址干擾對CDMA系統(tǒng)的影響傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的信號檢測將CDMA中的遠(yuǎn)近效應(yīng)在上行鏈路中，如果小區(qū)中所有用戶均以相同的功率發(fā)射，由于無線信道的衰落及移動臺與基站(BS)間距離不同，BS接收到的離BS近的MS的信號功率要比接收到的離BS遠(yuǎn)的MS的信號功率強(qiáng)，這樣，就會對遠(yuǎn)離基站的MS造成很大的影響，使其性能下降，甚至不能正常工作，這種現(xiàn)象稱為“遠(yuǎn)近效應(yīng)”。解決辦法功率控制CDMA中的遠(yuǎn)近效應(yīng)在上行鏈路中，如果小區(qū)中所有用戶均以相同多址干擾的抑制方法擴(kuò)頻碼的設(shè)計提高碼之間的互相關(guān)性功率控制緩解多址干擾，但不能從本質(zhì)上消除多址干擾前向糾錯編碼空間濾波技術(shù)智能天線多用戶檢測技術(shù)利用多址干擾中包含的用戶間的互相關(guān)信息來估計干擾和降低、消除干擾的影響多址干擾的抑制方法擴(kuò)頻碼的設(shè)計CDMA中的功率控制開環(huán)功率控制開環(huán)功率控制是移動臺根據(jù)接收到的基站導(dǎo)頻信號強(qiáng)度，來衡量移動臺與基站之間的傳播損耗，從而確定發(fā)射功率的大小，使移動臺的發(fā)射功率控制在一個范圍內(nèi)。估計誤差會造成開環(huán)功率控制的性能嚴(yán)重下降CDMA中的功率控制開環(huán)功率控制CDMA中的功率控制閉環(huán)(內(nèi)環(huán))功率控制基站每隔一段時間(通常是1.25ms)測量收到的移動臺信號，得到SIR的估計值，將此估計值與設(shè)定