【正文】 為很強(qiáng)抗干擾性的通信手段。然后通過中頻濾波器。 信號(hào) ??2st的相位如圖 42 中（ 7）所示。相關(guān)器完成相干解調(diào)和解擴(kuò)。這里，當(dāng) c（ t）為一碼時(shí)，已調(diào)波與載波取反相；而當(dāng) c（ t）為 0 碼時(shí)，取同相。 通常載波頻率較高，或者說載波周期 cT 較小，它遠(yuǎn)小于偽碼的周期 pT ，即滿足 cT pT 。即 ? ? ? ?11c o ss t c t A t?? （ 4— 11） 式中， ? ? 1011ct ????????????? ? ? ?????????? 當(dāng) 二 進(jìn) 制 序 列 為 碼當(dāng) 二 進(jìn) 制 序 列 為 碼 （ 4— 12） 因此，經(jīng)過擴(kuò)頻和相位調(diào)制后的信號(hào) ??1st為 ? ? ? ? 1111c o sc o sc o sAts t A c t tAt??????????? ???????? （ 4— 13） 由上面討論可知，經(jīng)過擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào) c（ t）可看作只取 ? 1 的二進(jìn)制波形，然后對(duì)載頻進(jìn)行調(diào)制，這里是采用調(diào)相（ BPSK）。其擴(kuò)展處理增益也可用下式表示 1 0 l gbp pTG T? （ 4— 10） 在 bT 一定的情況下，若偽碼速率越高，即偽碼寬度（碼片寬度） pT 越窄，則擴(kuò)頻處理增益越大。模 2 加法器的運(yùn)算規(guī)則可用下式表示 ? ? ? ? ? ?c t m t p t?? （ 4— 9） 當(dāng) m（ t）與 p（ t）符號(hào)相同時(shí)， c（ t）為 0；而當(dāng) m（ t）與 p（ t）不同時(shí)，則為 1。圖 41示出了直擴(kuò)通信系統(tǒng)的原理方框圖 中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 16 0 0 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 3） ? ? ? ? ? ?c t m t p t?? 000000 ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 4）載波 0 0 0 0 0 0? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 （ 1）信碼 m（ t） （ 2）偽碼 p（ t） （ 5） PSK 已調(diào)波 ??1st （ 7） ??2st相位 （ 6） ??1st相位 （ 9）解調(diào)輸出 （ 8）中頻調(diào)相 圖 42 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的主要相位或波形 圖 41 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的組成框圖 信息 信碼 m(t) BPSK 調(diào)制 載波 PN 碼 擴(kuò)頻解調(diào) 本地 PN 碼 BPSK 解調(diào) 本地載波 中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 17 在發(fā)送端輸入信息碼元 m（ t），它是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，圖中為 0、 1 兩個(gè)碼元，其碼元寬度為 bT 。 = 輸出端的信噪比， SL = 系統(tǒng)損耗 由此可見，抗干擾容限 jM 與 擴(kuò)頻處理增益 pG 成正比，擴(kuò)頻處理增益提高后，抗干擾容限大大提高，甚至信號(hào)在一定的噪聲湮沒下也能正常通信。一般把擴(kuò)頻信號(hào)帶寬 W 與信息帶寬 △F 之比稱為處理增益PG ， 即 P WG F? (47) 它表明了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比改善的程度。 綜上所述：將信息帶寬擴(kuò)展 100 倍，甚至用 1000 倍以上的帶寬信號(hào)來傳輸信息，就是為了提高通信的抗干擾能力，即在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全的通信。擴(kuò)頻通信就是用寬帶 傳輸技術(shù)來?yè)Q取信噪比上的好處 。為什么要用寬頻帶信號(hào)來傳輸窄帶信息呢？主要是為了通信的安全可靠性。 中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 14 4． 直接序列擴(kuò)頻 通信 技術(shù) 直接序列擴(kuò)頻的概念及理論基礎(chǔ) 直接序列擴(kuò)頻的概念 所謂直接序列 (DS： Direct Sequence)擴(kuò)頻，就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送 端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。其旁辯的極大值滿足上式表示的優(yōu)選對(duì)的條件。 例如 n=5， m序列只有 6 個(gè)，而 Gold 序列數(shù)為 52 1 33?? 。 圖中碼發(fā)生器 1 和 碼發(fā)生器 2 為 m 序列優(yōu)選對(duì)。 如有兩個(gè) m 序列，它們的互相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)值有界，且滿足以下條件： ? ? ? ?12122 1 ,21nnnRn???? ??? ?? ??為 奇 數(shù)， 為 偶 數(shù) 不 是 4 的 倍 數(shù) （ 37） 我們稱這一對(duì) m 序列為優(yōu)選對(duì)。 GoId 碼序列 m序列雖然性能優(yōu)良，但同樣長(zhǎng)度的 m 序列個(gè)數(shù)不多，且序列之間的互相關(guān)值并不都好。 如 7 位 m序列中順序出現(xiàn)的狀態(tài)為 111， 110， 101， 010， 100， 00l和 011，然后再回到初始狀態(tài) 111。 m序列的自相關(guān)函數(shù)由下式計(jì)算： ? ? ADR AD? ?? ? ， A“ 0”的位數(shù)； D“ 1”的位數(shù) （ 33） 令 p =A + D = 2n － 1 則： ? ? 1 , 01 ,0RP?????????????????? ????? ? ?????????? ??? （ 34） 設(shè) n = 3, p = 23 － 1 ＝ 7， 則： ? ? 1 , 01 ,07R ?? ???????????????? ???? ? ? ?????????? ??? （ 35） 它正是圖 31 (d)中所示的二值自相關(guān)函數(shù)。例如上述 7 位碼中有 4 個(gè)“1” 和 3個(gè) “0” 。只有一個(gè)包含 n個(gè) “l(fā)” 的游程，也只有一個(gè)包含 (n— 1)個(gè)“0” 的游程。 例如 4 級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的 15 位 的 m 序列之一為 111101011001000。不同的抽頭組合可以產(chǎn)生不同長(zhǎng)度和不同結(jié)構(gòu)的碼序列。在輸出周期為 32 － 1＝ 7 的碼序列后， D D D3 又回到 111 狀態(tài)。圖 (a)中 D D3 輸出的模二和反饋為 Dl的輸入。 圖 32 (a)為一最簡(jiǎn)單的三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的 m 序列發(fā)生器。 m 序列在擴(kuò)展頻譜及碼分多址技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并在 m序列 基礎(chǔ)上還能夠成其它碼序列，因此無(wú)論從 m序列直接應(yīng)用還是從掌握偽隨機(jī)序列基本理論而言，應(yīng)該熟悉 m序列的產(chǎn)生及其主要特性 。通常希望兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)值越小越好，則它們?cè)饺菀妆粎^(qū)分，且相互之間的干擾也小。換句話說，就是要選用互相關(guān)性小的信號(hào)來表示不同的用戶。自然這種碼序列就被稱為偽隨機(jī)碼或偽噪聲碼。 ? 0/2 范圍內(nèi)呈中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 8 三角形。例如二元碼序列1110l00 為碼長(zhǎng)為 7 位的 PN 碼。遺憾的是這種理想的情況在現(xiàn)實(shí)中是不能實(shí)現(xiàn)的。在其他 t 時(shí)，其值為 0。圖 31(b)為其自相關(guān)函數(shù)。 上式的物理概念是 f(t)與其相對(duì)延遲的 ? 的 ? ?ft?? 來比較 : 如二者不完全重疊，即 0?? ，則乘積的積分 ??a??為 0； 如二者完全重疊，即 0?? ；則相乘積分后 ??a??為一常數(shù)。理想的傳輸信 息的信號(hào)形式應(yīng)是類似噪聲的隨機(jī)信號(hào)，因?yàn)槿∪魏螘r(shí)間上不同的兩段噪聲來比較都不會(huì)完全相似。但是，真正的隨機(jī)信號(hào)和噪聲是不能重復(fù)再現(xiàn)和產(chǎn)生的。并未涉及碼的結(jié)構(gòu)和如何產(chǎn)生等問題。 在向第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)中，靠目前的 GSM和模擬系統(tǒng)已遠(yuǎn)不能滿足要求， 第三代 CDMA20xx的開發(fā)策略是對(duì)以 IS95標(biāo)準(zhǔn)為藍(lán)本的 CDMA系統(tǒng)的平滑升級(jí)， CDMA20xx 1X在商用化進(jìn)程方面處于領(lǐng)先階段， CDMA20xx 1X 技術(shù)使得運(yùn)營(yíng)商可以靈活地引入多種先進(jìn)數(shù)據(jù)服務(wù)來滿足逐漸增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，而且運(yùn)營(yíng)商可以在當(dāng)前的 頻帶內(nèi)就享用 3G 的能力。本地偽隨機(jī)碼與擴(kuò)頻信號(hào)中中的偽隨機(jī)碼一致，因此可以還原成原始窄帶信號(hào)，能順利通過窄帶濾波器，恢復(fù)話音數(shù)據(jù)，再通過 D/A 轉(zhuǎn)換器恢復(fù)原始話音。接收端經(jīng)過解調(diào)、解擴(kuò)恢復(fù)出話音數(shù)據(jù)。 4. 線性調(diào)頻（ Chirp） 如果發(fā)射的射頻脈沖信號(hào)脈沖在 一個(gè)周期內(nèi)，其載頻的的頻率做線性變化，則稱為線性調(diào)頻。也就是說，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變。 所以又被稱為“綠色手機(jī)”。 音 質(zhì)量好： CDMA 系統(tǒng)話音質(zhì)量很高，其通話質(zhì)量已經(jīng)接近了固定電話的效果。我們可以不斷地增加用戶直到整個(gè)背景噪音限制住我們的通話。 f Ci 碼 t 圖 21 CDMA 的示意圖 中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 5 2. 系統(tǒng)容量配置靈活：這是 由 CDMA 的原理決定的。 4. CDMAPCS： CDMA 個(gè)人通訊服務(wù)系統(tǒng)。 1. N－ CDMA：窄帶碼分多址系統(tǒng)，在美國(guó)又稱為 IS－ 95。也就是 說，每個(gè)用戶有自己的地址碼，地址碼彼 此之間是互相獨(dú)立、互相不影響的 。與使用時(shí)分多路的 GSM 技術(shù)不同， CDMA 并不給每一個(gè)通話者分配一個(gè)確定的頻率，而是讓每一個(gè)通信都使用全部的頻率，使大量用戶能夠共享同一個(gè)無(wú)線頻率。 中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文 4 2． CDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的介紹 2． 1 CDMA 簡(jiǎn)介 技術(shù)背景 CDMA 的英文全稱為 （ Code Division Multiple Access） ，中文意思是碼分多址。 無(wú)線擴(kuò)頻通信作為另一種有效的補(bǔ)充通信手段 ,已在金融系統(tǒng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。 擴(kuò)頻技術(shù)在發(fā)展的初始階段，就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了理論和技術(shù)上的重大突破，在此后的發(fā)展過程中主要是硬件的改善和性能的提高。 直擴(kuò)系統(tǒng)的發(fā)展 由于它的抗噪聲的特性，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)非常適合商業(yè)應(yīng)用。 對(duì)于直擴(kuò)系統(tǒng)而言，射頻帶寬很寬，譜密度很低，甚至淹沒在噪音中，就很難檢查到信號(hào)的存在。另外，擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)增加新用戶的問題。 3） 易于實(shí)現(xiàn)碼分多址（ CDMA） 直擴(kuò)通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費(fèi)了頻段？其實(shí)正相反，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。 1． 2 直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的特 點(diǎn) : ： 1） 抗干擾性強(qiáng) 抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一，比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為 100 倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了 100 倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大 100 倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的?；謴?fù)成原輸入的信息輸出。展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。 直序擴(kuò)頻 解決了短距離數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)、如：衛(wèi)星定位系統(tǒng) (GPS)、 3G 移動(dòng)通信系統(tǒng)、 WLAN (, , )和藍(lán)牙技術(shù)等應(yīng)用的關(guān)鍵問題。即便探測(cè)到信號(hào)，如果不知道正確的編碼 ，也不可能將噪聲信號(hào)重新匯編成原始的信號(hào)。 ................................................................................................................................................................................................... 1 直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的應(yīng)用背景 ................................................... 1 直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的特點(diǎn) ....................................................... 2 直擴(kuò)系統(tǒng)的發(fā)展 ........................................................... 3 2． CDMA 數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的介紹 .................................................................................................................................... 4 CDMA 簡(jiǎn)介 ................................................................. 4 CDMA 技術(shù)背景 .........................................................