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文檔簡介

1、第1,1頁。碼分多址技術(shù)的特點,第2頁,(1)什么是碼分多址技術(shù)?碼分多址字面意思是碼分多址,是在數(shù)字通信技術(shù)的一個分支擴頻通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種擴頻技術(shù)。所謂的擴頻就是簡單的擴頻。碼分多址技術(shù)采用直接序列擴頻,即將比特率為Rb的數(shù)據(jù)Vi(t)用高速擴頻碼Ci(t)調(diào)制,從而獲得一個更寬的通信帶寬的頻帶來傳輸相同的數(shù)據(jù)。像頻率調(diào)制和幅度調(diào)制技術(shù)一樣,直接序列擴頻是一種調(diào)制技術(shù),它使用碼序列(高速)來調(diào)制原始數(shù)據(jù)信息(低速),從而可以高速傳輸調(diào)制后的信息。例如,S(t)=Vi(t)Ci(t)cos2f0t,第3,1頁,擴頻的實現(xiàn),擴頻(模二和),BPSK調(diào)制,信息碼,地址碼(PN碼),載波,

2、傳輸碼,Vi(t),Ci(t傳輸數(shù)據(jù),第4,2頁,解擴的實現(xiàn),解擴(乘法),BPSK混頻,接收信號,參考地址碼,參考載波,(解擴),(1)碼字的類型和特征(2)IS-95中兩個碼字的應(yīng)用(3)對系統(tǒng)性能的影響,第6,1頁,地址碼選擇,對碼分多址系統(tǒng)的影響:(1)系統(tǒng)容量(2)抗干擾能力(3)接入和切換速度等。地址碼的要求(1)可以提供足夠數(shù)量的具有尖銳相關(guān)函數(shù)特性的碼序列,以保證地址碼解擴后信號具有高信噪比。(2)可以提供接近白噪聲的特性,同時編碼方案簡單,保證了快速的同步建立速度。(1)碼字類型和特征,第7頁,相關(guān)值:測量兩個隨機信號之間相似性的參數(shù)。相關(guān)函數(shù)是通過將兩個信號相乘和積分得到的

3、。兩個相同信號的相關(guān)值為1。如果兩個信號互不相關(guān),它們就不會相互干擾。正交碼:相關(guān)值為0的碼是正交碼。例如,沃爾什碼:除了長碼和短碼之外,64位長沃爾什碼也用于碼分多址系統(tǒng)。沃爾什碼在數(shù)學(xué)上具有良好的正交性。正交性意味著說不同語言并且不理解對方語言的人不能用語言交流。沃爾什碼可以用來區(qū)分不同的前向信道。(1)偽碼,偽碼的一個重要特征是在每個移位序列之間有一個小的相關(guān)值。相關(guān)值是二進制函數(shù)。正交碼的生成:以0為種子,在水平和垂直方向上重復(fù)0,在對角線方向上補0,以此類推,直到生成合適長度的碼字。沃爾什于1923年發(fā)現(xiàn)了這種方法,并將其命名為沃爾什碼。第9頁,第10頁,(2),IS-95中碼字的應(yīng)

4、用,第11頁,第1頁和IS-95中使用的PN序列,以及IS-95中使用的三種不同的PN序列:長PN序列(n=42),它對用戶數(shù)據(jù)進行加擾,不同的相位對應(yīng)不同的用戶,實現(xiàn)多址接入。兩個短的PN序列(n=15),它們擴展前向和后向鏈路波形的正交分量,并且不同的小區(qū)使用不同的相位碼。第12頁,(2)生成偽碼,該偽碼是通過使用模2運算的本原多項式生成的。產(chǎn)生偽碼的狀態(tài)機非常簡單,由移位寄存器和異或門電路組成。偽碼是長度等于-1的最長線性反饋移位寄存器序列。在IS95中,64位沃爾什碼被用作正交碼。在前向鏈路中:在每個扇區(qū)中,每個信道由專用正交沃爾什序列來區(qū)分。在反向鏈路中,沃爾什碼被用作分組碼來調(diào)制數(shù)

5、據(jù)。2。IS-95第14,3頁的沃爾什碼。正交擴頻。信號與已知序列進行異或運算后,被發(fā)送出去,在接收端可以用相同的序列再次進行異或運算恢復(fù)出原始信號。每個符號與一個64位沃爾什碼進行異或運算。第15、4頁,定義具有正交擴頻的信道,第16、5頁,恢復(fù)擴頻信號,第17頁,(3)對系統(tǒng)性能的影響,理論上:多址信道中的信號彼此正交,因此多址干擾(MAI)為零。實際系統(tǒng):多徑信號和其他小區(qū)信號與所需信號不同步,并且存在同信道干擾(前向)。異步到達的延遲和衰減多徑信號與同步到達的基本信號之間存在干擾(反向)。第18,1頁,IS-95,(1)前向鏈路由沃爾什碼擴展后的PN序列調(diào)制。每個鏈路使用相同的偽碼序列

6、,并且具有與沃爾什正交時鐘相同的時鐘速率。目的是消除系統(tǒng)每個通道能夠提供的處理增益范圍內(nèi)的干擾。(2)在反向鏈路中,信道化基于傳統(tǒng)的PN序列擴頻碼分多址方案,沃爾什函數(shù)作為正交調(diào)制碼形成64階正交調(diào)制系統(tǒng)。(3)偽隨機序列。第19,2頁,在IS-95中應(yīng)用偽碼的原因,(1)它有利于接收機的搜索。由于PN序列的相關(guān)函數(shù)具有兩個層次的性質(zhì),當(dāng)M個不同的用戶被分配不同的PN碼相位時,移動臺在相關(guān)處理過程中檢測自身碼的能力增強。(2)簡化接收端的結(jié)構(gòu)。第20頁,長碼是周期為242-1的m序列自相關(guān)特性。偽碼的自相關(guān)函數(shù)是二進制函數(shù),只要偏移超過一個碼片,相關(guān)值就很小。移位加法特性:輸出序列Ck和Ck

7、t相加后的序列(Ck延遲T)仍然是序列Ck的時移序列。偽碼的移位是通過掩碼實現(xiàn)的。不同的遮罩對應(yīng)不同的移位。在cdmaOne系統(tǒng)的話務(wù)信道中,用戶的電子序列號被用作掩碼。長碼的功能是反向的,以提供前向信道化,用作擾碼來控制反向功率控制比特的插入。第21頁,在碼分多址系列的前向信道(從基站指向手機)中,長碼用于對業(yè)務(wù)信道進行加擾(其功能類似于加密)。在反向信道(從手機指向基站)。長碼直接用于擴頻,因為不同的接入電話是不同的。第22頁,短代碼,這是一個215周期的M序列,增加了一個全0狀態(tài)PNi,PNq的M序列。在IS-95系統(tǒng)中,從215周期的M序列中取出512個相位(步長為64),即基站的51

8、2個導(dǎo)頻偏移。(偽碼)導(dǎo)頻偏移用于區(qū)分小區(qū),第23頁。在碼分多址系統(tǒng)的前向信道(從基站指向移動電話)中,短碼用于調(diào)制前向信道,使得前向信道帶有該基站的標(biāo)記,并且不同的基站使用不同相位的短碼來相互區(qū)分。在反向信道(從移動電話到基站的方向)中,短碼用于調(diào)制反向業(yè)務(wù)信道,其效果與前向信道中的短碼相同。第24頁,前向?qū)ьl信道同步信道尋呼信道業(yè)務(wù)信道(包括功率控制子信道)反向接入信道業(yè)務(wù)信道,第4頁,IS-95A信道類型,第25頁,導(dǎo)頻信道,同步信道結(jié)構(gòu),導(dǎo)頻信道(全零),Walsh (0),qpsk去除,2.4 ksps。碼符號、重復(fù)碼符號、1.2kbps、卷積編碼r=1/2、K=9、符號重復(fù)、塊交織

9、、同步信道位、沃爾什(32)、尋呼信道位、9.6kbps、4.8kbps、19.2ksps、19.2ksps、調(diào)制符號、碼卷積編碼r=1/2、K=9、碼符號重復(fù)、塊交織、尋呼信道p的長碼掩碼、長碼發(fā)生器、抽取器、1.228 Cps、沃爾什(N)、去QPSK、去基站直接用偽碼短碼調(diào)制導(dǎo)頻信道,基站連續(xù)發(fā)射提供手機相位參考,相干呼叫幫助手機捕獲系統(tǒng),手機在信道估計和多徑搜索切換過程中測量導(dǎo)頻信道,并比較導(dǎo)頻強度,第27頁,同步信道功能, 手機通過同步信道獲得與系統(tǒng)的長碼同步:導(dǎo)頻偏移PILOT_PN系統(tǒng)時間SYS_TIME長碼狀態(tài)LC_STATE尋呼信道速率P_RAT等同步信道速率固定為1200b

10、ps,同步信道的幀長為80/3毫秒,由三幀組成的超幀為80毫秒,第28頁,尋呼信道功能,基站在尋呼信道上廣播系統(tǒng)參數(shù)消息接入?yún)?shù)消息鄰居列表碼分多址信道列表。 基站通過尋呼信道尋呼手機,分配業(yè)務(wù)信道,尋呼信道速率為9600bps或4800bps,尋呼信道幀長為20毫秒,第29頁,前向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu),前向業(yè)務(wù)信道概述適用于號碼速率設(shè)置1或號碼速率設(shè)置2不同號碼速率的聲碼器。使用不同的卷積編碼方法,首先對符號進行交織,然后用PN長碼對功率控制信息進行加擾并嵌入到幀中,然后對信號進行正交擴展,再用PN短碼對信號進行相位擴展,最后進行濾波和上變頻。第30頁,反向碼分多址信道,第31頁,前向鏈路,反向鏈路

11、,邏輯信道。IS95邏輯信道(2),兩種邏輯信道,控制信道和業(yè)務(wù)信道,語音或數(shù)據(jù),全速率,1/2速率,1/4速率,1/8速率,隨機信令,部分業(yè)務(wù)和大量信號,無業(yè)務(wù)但大量信號,反向鏈路,接入,前向鏈路,同步,呼叫,全速率,1/2速率,從多址接入的角度來看,碼分多址中的C指的是前向鏈路中沃爾什函數(shù)的復(fù)用??垢蓴_前向鏈路波形采用直接序列偽碼擴頻技術(shù)調(diào)制,用于分離特定基站的信號,降低其他基站接收信號的干擾。移動站使用偽碼的相位來區(qū)分基站信號。前向鏈路空中接口特性(1),第34頁,調(diào)制前向波形使I和Q信道的射頻載波被具有不同PN碼的雙極性基帶數(shù)據(jù)流調(diào)制,并成為一種QPSK信號脈沖整形。輸入輸出通道的基帶

12、數(shù)字脈沖形狀由FIR濾波器決定,濾波器的設(shè)計應(yīng)使發(fā)射功率譜對相鄰頻率的影響最小。偽碼的碼片速率為1.2288比特/秒,是最大數(shù)據(jù)速率9.6千比特/秒的128倍,前向鏈路空中接口特性(2),第35頁,前向鏈路空中接口特性(3),前向鏈路信號能量的有效帶寬基本控制在1.25兆赫茲的帶寬內(nèi)。根據(jù)語音的動態(tài)范圍,數(shù)據(jù)速率可以是1200、2400、4800和9600比特/秒。速率為1/2的卷積編碼和維特比解碼被應(yīng)用于糾錯編碼的前向鏈路。交織為了防止突發(fā)錯誤,前向鏈路在發(fā)送前交織符號,交織長度為20毫秒。第36頁,前向鏈路信道配置,導(dǎo)頻信道,尋呼信道1,尋呼信道7,業(yè)務(wù)信道1,業(yè)務(wù)信道24,業(yè)務(wù)信道25,

13、業(yè)務(wù)信道55,同步信道,H0、H1、H7、H8、H31、H31對尋呼專用移動臺和一個或多個移動臺的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行編碼、加密、擴頻和交織,通過單個偽碼相位提供相干參考并識別基站的未調(diào)制擴頻信號,通過編碼、交織和擴頻調(diào)制移動臺的時間同步信號、1.2288Mcps碼分多址無線信道前向鏈路,第37頁,簡化IS-95前向鏈路(基站到移動電話),1/2轉(zhuǎn)換。長偽碼發(fā)生器、短偽碼發(fā)生器、19.2 ksps、1.2288 mcps、射頻、19.2 ksps、沃爾什Hn、1.2288 Mcps、其他前向信道、正交復(fù)用、第38頁、前向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)、R=1/2卷積編碼和重復(fù)、塊交織器、長偽碼發(fā)生器、抽取器(64:1)

14、、抽取器(24:1)、印刷電路板、沃爾什碼、9600、4800、2400.尋呼信道,9600 bps或4800 bps,19.2 ksps,19.2 ksps,長碼掩碼,第40頁,前向鏈路摘要,19后最高數(shù)據(jù)速率可達19,200 SPs。200 CPS長碼擾碼長碼相位由移動臺ESN決定。信道由64個沃爾什函數(shù)(H0到H63)中的一個決定?!吧葏^(qū)前向鏈路上的碼分多址信道”正交導(dǎo)頻使用H0同步信道,并采用H32或更多尋呼信道。導(dǎo)頻只發(fā)送短碼。每個扇區(qū)都有一個導(dǎo)頻偏移來標(biāo)識不同的扇區(qū),并且該扇區(qū)的前向鏈路定義了不同的偏移。第41頁,反向鏈路反向鏈路,第42頁,反向鏈路特性(1),多址反向鏈路的信道化

15、是基于傳統(tǒng)的PN序列擴頻碼分多址方案,它總是使用不同相位偏移的42階長PN碼來區(qū)分用戶,并且相位偏移相當(dāng)于用戶的地址正交擴頻。反向鏈路數(shù)據(jù)用兩個與前向鏈路相同的短偽碼直接擴頻正交調(diào)制;調(diào)制反向鏈路波形使用64碼片序列來表示6位二進制符號,并執(zhí)行64位正交調(diào)制。I和Q通道的射頻載波由不同PN碼的雙極基帶數(shù)據(jù)流調(diào)制,Q通道的數(shù)據(jù)流延遲半個PN碼片,成為一種正交相移鍵控(OQPSK)。第43頁,反向鏈路特性(2),脈沖整形I和Q輸出通道中基帶數(shù)字脈沖的形狀由FIR濾波器決定,該濾波器旨在將發(fā)射功率譜對相鄰頻率的影響降至最低。PN碼片速率為1.2288比特/秒,是9.6千比特/秒最大數(shù)據(jù)速率的128倍.捕獲基站通過移動站發(fā)送的沒有數(shù)據(jù)的報頭捕獲和跟蹤移動站信號。第44頁,反向鏈路特性(3),語音編碼采用可變速率語音編碼,每20毫秒幀的數(shù)據(jù)速率可以是1200、2400、

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