【正文】 兩路并行的數(shù)字信息傳輸。 四種擴(kuò)頻調(diào)制方式 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) 又稱偽噪聲調(diào)制系統(tǒng)，簡稱 (DS)系統(tǒng)或 (PN)系統(tǒng)。發(fā)射信號(hào)的“有”、“無”同偽碼序列一樣是偽隨機(jī)的，跳時(shí)一般和跳頻結(jié)合起來使用，兩者一起構(gòu)成“時(shí)頻跳變”系統(tǒng)。反向業(yè)務(wù)信道用于從單個(gè)移動(dòng)臺(tái)向單個(gè)或多個(gè)基站傳輸用戶數(shù)據(jù)和信令業(yè)務(wù)。最常見的為 CDMA 下行對(duì) GSM 上行、固定頻率直放站等的干擾。 (2)外部干擾：外部干擾源（非 CDMA）對(duì) CDMA 信號(hào)同樣會(huì)產(chǎn)生干擾影響。在無線通信中，發(fā)射信號(hào)在傳播過程中往往受到環(huán)境中的各種物體所引起的遮擋、吸收、反射、折射和衍射的影響，形成多條路徑信號(hào)分量具有不同的傳播時(shí)延、相位和振幅，并附有信道噪聲，它們的疊加會(huì)使復(fù)合信號(hào)相互抵消或增強(qiáng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的衰落，這就需要對(duì)系統(tǒng)中的信號(hào)及信道進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)制。 對(duì)于外部干擾，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行處理，比如同頻的其他系統(tǒng)的干擾，需要將其中的一個(gè)系統(tǒng)調(diào)整為其他的頻點(diǎn)。 CDMA 系統(tǒng)，干擾可分類為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)外部干擾。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 ：同頻干擾和非同頻干擾。反向 CDMA 信道包括接人信道和反向業(yè)務(wù)信道。 時(shí)間跳變系統(tǒng) 簡稱跳時(shí) (TH)系統(tǒng)。 擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)必須滿足兩條準(zhǔn)則： (1)傳輸帶寬遠(yuǎn)大于被傳送的原始信號(hào)的帶寬或速率； (2)傳輸帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)常用的是偽隨機(jī)編碼信號(hào)，而被傳送的原始信號(hào)本身不再是確定傳輸帶寬的決定因素。而且，通過研究還發(fā)現(xiàn)，在存在多徑和衰落時(shí) , π/4 QPSK 的性能優(yōu)于 OQPSK. 正交振幅調(diào)制 (QAM)是一種幅度和相位聯(lián)合鍵控 (APK)的調(diào)制方式。 π/4 QPSK 信號(hào)在 QPSK 和 OQPSK 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與 QPSK 和 OQPSK相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)： 在四進(jìn)制碼元轉(zhuǎn)換時(shí) 刻，當(dāng)前碼元的相位相對(duì)于前一碼元的相位改變 177。 CDMA通信系統(tǒng)中常 采用的調(diào)制方式有以下幾種 : 最小頻移鍵控（ MSK） ； 高斯濾波最小頻移鍵控（ GMSK） ； 四相相移鍵控（ QPSK） ； 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 偏移四相相移鍵控（ OQPSK） ； 四相相對(duì)相移鍵控（ DQPSK） ； π/4正交相移鍵控（ π/4－ DQPSK） ； 正交幅度調(diào)制 (QAM)； 正交頻分復(fù)用 (OFDM)； 擴(kuò)頻調(diào)制 ； 所謂“最小”是指這種調(diào)制方式能以最小的調(diào)制指數(shù) ()獲得正交信號(hào)； 所謂“快速”是指在給定同樣的頻帶內(nèi)， MSK 能比 2PSK 的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，且在帶外的頻譜分量要比 2PSK 衰減的快。接收端必須恢復(fù)所傳送的消息才能加以利用，這就是解調(diào)。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。時(shí)隙用于在時(shí)域上區(qū)分不同用戶信號(hào)，具有 TDMA的特性。 ，還利用了用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡urbo 編碼技術(shù)。 傳輸信道是物理層提供給上層的服務(wù)接入點(diǎn)，上層如果需要物理層提供的服務(wù)，就只能通過傳輸信道來接入，同樣，上層生成的數(shù)據(jù)也由映射到不同物理信道的傳輸信道在空中傳送。無線幀是物理信道的基本單元，對(duì)應(yīng) 38400chip，包括 15 個(gè)等長的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)2560chip。 (4)可變幀長。 ： (1)反向相干解調(diào)。 CDMA2021 支持 5ms、 10ms、 20ms、 40ms 和 80ms 的幀。為了保持調(diào)制信道的帶寬不變， Walsh 碼長度隨著信息速率的增大而減?。?Walsh 碼的階數(shù)隨信息速率增大而升高）。 ： (1)發(fā)射分級(jí)。前向鏈路物理信道分為前向鏈路公用物理信道和前向鏈路專用物理信道兩大類。除非仔細(xì)觀察考慮讀出的方法，否則一般最小間隔都是減少的。連續(xù)的數(shù)據(jù)處理要求有兩個(gè)矩陣：一個(gè)用于數(shù)據(jù)寫入，另一個(gè)用于數(shù)據(jù)的讀出 /解交織過程也要求有兩個(gè)矩陣，用于反轉(zhuǎn)交織過程。一般來說，這種延時(shí)也出現(xiàn)在解交織時(shí)。塊 交織很容易實(shí)現(xiàn)，而卷積交織有很好的性能。這種為獲得時(shí)間分集的重排過程稱為交織，可以以兩種方法考慮：塊交織和卷積交織。如果信息序列表示成 d=(1010100100000101)，相應(yīng)的多項(xiàng)式為 。 每個(gè)生成序列直接由從編碼器級(jí)到各自模 2 加法器的連接序列確定， 1 表示連接， 0 表示斷開。信息數(shù)據(jù)序列劃分成許多長度為 k 的小塊，每段小塊被編碼長度為 n 的碼字符號(hào)。作為擴(kuò)頻碼的偽隨機(jī)碼（或同時(shí)用作地址碼）具有類似的白噪聲的特征。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 CDMA 碼序列 地址碼和擴(kuò)頻碼的設(shè)計(jì)是碼分多址體制的關(guān)鍵技術(shù)之一。且對(duì)其他通信系統(tǒng)及人體的干擾與影響也小。 干擾容限直接反映了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)接收機(jī)允許的極限干擾強(qiáng)度，它往往能比擴(kuò)頻增益更確切地表征系統(tǒng)的抗干擾能力。 (2)擴(kuò)頻增益 在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，經(jīng)過對(duì)信息信號(hào)帶寬的擴(kuò)展和解擴(kuò)處理，獲得了擴(kuò)頻增益 (Gp )。 通信系統(tǒng)原理 CDMA 系統(tǒng)原理框圖如圖 ： 信 源 數(shù) 據(jù) 調(diào) 制 擴(kuò) 頻 調(diào) 制 信 道 擴(kuò) 頻 解 碼 數(shù) 據(jù) 調(diào) 制 接 受擴(kuò) 頻 碼 發(fā)生擴(kuò) 頻 編 碼發(fā) 生同 步 電 路圖 CDMA系統(tǒng)原理框圖 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 擴(kuò)頻碼分多址是數(shù)字移動(dòng)通信中的一種多址接入方式，特別是在第三代移動(dòng)通信中，它已成為最主要的多址接入方式。 本文以 CDMA 移動(dòng)通信系統(tǒng)為研究對(duì)象，根據(jù)不同的訓(xùn)練系列和干擾，研究它的調(diào)制解調(diào)過程，并對(duì)部分計(jì)算模型進(jìn)行仿真。用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同的 CDMA 載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴(kuò)展簡單。 CDMA 系統(tǒng)發(fā)射功率最高只有 200 毫瓦，普通通話功率可控制在零點(diǎn)幾毫瓦，其輻射作用可以忽 略不計(jì)，對(duì)健康沒有不良影響。另外， 多小區(qū)之間可根據(jù)話務(wù)量和干擾情況自動(dòng)均衡。 與 FDMA 和 TDMA 相比， CDMA 具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來的。 我國提出的 TDSCDMA 建議標(biāo)準(zhǔn)與歐洲、日本提出的 WCDMA 和美國提出的CDMA2021 標(biāo)準(zhǔn)一起被列入該建議，成為世界三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著移動(dòng)通信對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增加， 1998年 2 月，美國高通公司宣布 將 IS95B 標(biāo)準(zhǔn)用于 CDMA 基礎(chǔ)平臺(tái)上。 CDMA 是 CodeDivision Multiple Access（碼 分多址）的縮寫，是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（ 2G） 早在 20 世紀(jì) 70 年代末，一些發(fā)達(dá)國家 就已開始研制數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。從那時(shí)起，移動(dòng)通信的發(fā)展大體可分為三代，即模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)、數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)和現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)。 利用 MATLAB 仿真軟件對(duì) CDMA 通信 中調(diào)制 系統(tǒng)進(jìn)行仿真，得到基帶信號(hào)源與通過 CDMA 調(diào) 制 系統(tǒng)的接收信號(hào)的 頻譜 圖。本文對(duì) CDMA 系統(tǒng)原理部分進(jìn)行研究，主要包括系統(tǒng)理論模型，對(duì)部分計(jì)算模型進(jìn)行仿真 。 模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)（ 1G） 從 1946 年美國使用 150MHz 單工無線電話開始到 20 世紀(jì) 90 年代初，主要發(fā)展了第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)由于采用了多種數(shù)字技術(shù)，使得這種系統(tǒng)具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、可提供多種形式的服務(wù)、與 ISDN 兼容性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出 CDMA 技術(shù)，其思想初衷是防止敵方對(duì)己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術(shù)。在 2G階段， CDMA 增強(qiáng)型 IS95A 與GSM 在技術(shù)體制上屬于同一時(shí)代產(chǎn)品，提供大致相同的業(yè)務(wù)。 多址接入方式的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是信號(hào)的正交分割原理。 。同時(shí)，門限值 根據(jù)背西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 景噪聲的改變而改變，這樣即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質(zhì)量。 客戶在使用移動(dòng)電話時(shí)往往擔(dān)心自己的移動(dòng)電話被別人監(jiān)聽或盜打，但是要竊聽通話必須要找到碼址。 。 第三章介紹 CDMA 信道以及調(diào)制解調(diào)的基本知識(shí)，在不同的訓(xùn)練系列和干擾，研究 CDMA 調(diào)制解調(diào)原理。 (1)窄帶和寬帶通信系統(tǒng) 定義：設(shè) R 為待傳送信息碼元速率， T 為信息碼元的接續(xù)時(shí)間， F 為傳送信號(hào)擴(kuò)頻碼序列 (chip)所占用的帶寬。而任何不匹配的輸入信號(hào)則被本地碼擴(kuò)展至本地碼的帶寬或更寬的頻帶上。這就是擴(kuò)頻通信的基本原理，即用頻帶換取信噪比。 ，擴(kuò)頻系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)多種形式分集接收并提高抗干擾性。理想的地址碼和擴(kuò)頻碼主要應(yīng)具有如下特點(diǎn)： 1. 有足夠多的地址碼； ； 的互相關(guān)特性； ； 。但是 PN 碼由于其互相關(guān)值不是處處為零，用作擴(kuò)頻碼且同時(shí)作為地址碼時(shí)，系統(tǒng)的性能將受到一定的影響。特別地，當(dāng) k=1 時(shí)，信息序列不再分成小塊，以便可以連續(xù)處理，因此，卷積碼的發(fā)展產(chǎn)生了很多有線和無線通信信道數(shù)字傳輸?shù)膶?shí)際應(yīng)用。前向 CDMA 信道使用碼率 、約束長度為 9 的 (2,1,8)卷積碼。 k的大小隨著信息速率的不同而不同。如果傳送時(shí)發(fā)生突法錯(cuò)誤，恢復(fù)原來順序就可以在時(shí)間上分散錯(cuò)誤。 有幾個(gè)描敘交織器性能的參數(shù)。為了達(dá)到較好的交織器性能，最小間隔越大越好，延時(shí)和存儲(chǔ)容量越小越好。兩個(gè)錯(cuò)誤之間的最小 間隔可以由下式給出 : (213) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 交織延時(shí)在發(fā)端是 IJ,在接收端是 IJ，因此總延時(shí)是 2D I J?? (214) 為了連續(xù)的操作 ,需要兩個(gè)矩陣 ,存儲(chǔ)的要求就是 2M I J?? (215) 交織器的最小間隔可以通過改變讀出的行順序來改變 ,延時(shí)和存儲(chǔ)要求在這個(gè)操作中不變。例如，反向鏈路通過矩陣之中以非傳統(tǒng)的方法讀出各行數(shù)據(jù)以改變最小間隔特性。 CDMA2021 支持與 IS95 兼容的前向公共信道的目的是為了支持系統(tǒng)的平滑演進(jìn)。 (2)快速功率控制。當(dāng) Walsh 碼數(shù)量受限時(shí)，可以乘以相應(yīng)的掩碼生成準(zhǔn)正交函數(shù)來補(bǔ)充。 (6)QPSK 調(diào)制。 (2)反向功率控制。反向信道采用卷積碼或 Turbo 碼進(jìn)行編碼， Turbo 碼主要用于反向補(bǔ)充信道傳輸高速數(shù)據(jù)。上行鏈路公共物理信道分為隨機(jī)接入物理信道和公共分組物理信道。 WCDMA 系統(tǒng)物理層的特點(diǎn)如下： ，復(fù)擾碼由 GODL 序列生成。 TDSCDMA 系統(tǒng)的物理層 TDSCDMA 系統(tǒng)存在三種信道模式：邏輯信道、傳輸信道和物理信道。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 第三章 CDMA 在不同訓(xùn)練序列下的調(diào)制解調(diào)過程 調(diào)制解調(diào)的概念 調(diào)制就是用基帶信號(hào)去控制載波信號(hào)的某個(gè)或幾個(gè)參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號(hào)傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號(hào)的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號(hào)。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。與調(diào)制的分類相對(duì)應(yīng)，解調(diào)可分為正弦波解調(diào)（有時(shí)也稱為連續(xù)波解調(diào)）和脈沖波解調(diào)。然后利用同相分量和正交分量分別對(duì)兩個(gè)正交的載波進(jìn)行 2PSK 調(diào)制，最后將調(diào)制結(jié)果疊加，得到 QPSK 信號(hào)。 如果能夠使已調(diào)信號(hào)的相位在兩組之間交替跳變，則相位跳變值就只能有 π/4，從而避免了 QPSK信號(hào)相位突變的現(xiàn)象。 正交頻分復(fù)用 （ OFDM） 是一種多載波傳輸技術(shù)，它不是如今才發(fā)展起來的新技術(shù)，早期主要用于軍用的無線高頻通信系統(tǒng)，由于其實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。它是用一個(gè)速率很高的數(shù)字編碼序列去直接調(diào)制射頻載波，從而使射頻帶寬較原始信號(hào)帶寬大得多的一種擴(kuò)頻通信方式。 CDMA 信道調(diào)制 反向信道調(diào)制 反向 CDMA 信道由接人信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。 （ 1）反向接入信道的調(diào)制原理框圖如圖 ： 西北工業(yè)大