【正文】 兩路并行的數(shù)字信息傳輸。 四種擴頻調(diào)制方式 直接序列擴頻系統(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)射信號的“有”、“無”同偽碼序列一樣是偽隨機的，跳時一般和跳頻結(jié)合起來使用，兩者一起構成“時頻跳變”系統(tǒng)。反向業(yè)務信道用于從單個移動臺向單個或多個基站傳輸用戶數(shù)據(jù)和信令業(yè)務。最常見的為 CDMA 下行對 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 CDMA 信號同樣會產(chǎn)生干擾影響。在無線通信中，發(fā)射信號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，形成多條路徑信號分量具有不同的傳播時延、相位和振幅，并附有信道噪聲，它們的疊加會使復合信號相互抵消或增強，導致嚴重的衰落，這就需要對系統(tǒng)中的信號及信道進行適當?shù)恼{(diào)制。 對于外部干擾，需要根據(jù)具體情況進行處理，比如同頻的其他系統(tǒng)的干擾，需要將其中的一個系統(tǒng)調(diào)整為其他的頻點。 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)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 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)務信道。 時間跳變系統(tǒng) 簡稱跳時 (TH)系統(tǒng)。 擴展頻譜系統(tǒng)必須滿足兩條準則： (1)傳輸帶寬遠大于被傳送的原始信號的帶寬或速率； (2)傳輸帶寬主要由擴頻函數(shù)決定，此擴頻函數(shù)常用的是偽隨機編碼信號，而被傳送的原始信號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 , 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 信號在 QPSK 和 OQPSK 基礎上發(fā)展起來的，與 QPSK 和 OQPSK相比，它有以下優(yōu)點： 在四進制碼元轉(zhuǎn)換時 刻，當前碼元的相位相對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)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 20 偏移四相相移鍵控（ OQPSK） ； 四相相對相移鍵控（ DQPSK） ； π/4正交相移鍵控（ π/4－ DQPSK） ； 正交幅度調(diào)制 (QAM)； 正交頻分復用 (OFDM)； 擴頻調(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； 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。時隙用于在時域上區(qū)分不同用戶信號，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。 傳輸信道是物理層提供給上層的服務接入點，上層如果需要物理層提供的服務，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，對應 38400chip，包括 15 個等長的時隙，每個時隙對應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小（即 Walsh 碼的階數(shù)隨信息速率增大而升高）。 ： (1)發(fā)射分級。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)處理要求有兩個矩陣：一個用于數(shù)據(jù)寫入，另一個用于數(shù)據(jù)的讀出 /解交織過程也要求有兩個矩陣，用于反轉(zhuǎn)交織過程。一般來說，這種延時也出現(xiàn)在解交織時。塊 交織很容易實現(xiàn)，而卷積交織有很好的性能。這種為獲得時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)，相應的多項式為 。 每個生成序列直接由從編碼器級到各自模 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。作為擴頻碼的偽隨機碼（或同時用作地址碼）具有類似的白噪聲的特征。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 10 CDMA 碼序列 地址碼和擴頻碼的設計是碼分多址體制的關鍵技術之一。且對其他通信系統(tǒng)及人體的干擾與影響也小。 干擾容限直接反映了擴頻通信系統(tǒng)接收機允許的極限干擾強度，它往往能比擴頻增益更確切地表征系統(tǒng)的抗干擾能力。 (2)擴頻增益 在擴頻通信系統(tǒng)中，經(jīng)過對信息信號帶寬的擴展和解擴處理，獲得了擴頻增益 (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 頻 調(diào) 制 信 道 擴 頻 解 碼 數(shù) 據(jù) 調(diào) 制 接 受擴 頻 碼 發(fā)生擴 頻 編 碼發(fā) 生同 步 電 路圖 CDMA系統(tǒng)原理框圖 擴頻通信系統(tǒng) 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 8 擴頻碼分多址是數(shù)字移動通信中的一種多址接入方式，特別是在第三代移動通信中，它已成為最主要的多址接入方式。 本文以 CDMA 移動通信系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)不同的訓練系列和干擾，研究它的調(diào)制解調(diào)過程，并對部分計算模型進行仿真。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)絡規(guī)劃靈活，擴展簡單。 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幾毫瓦，其輻射作用可以忽 略不計，對健康沒有不良影響。另外， 多小區(qū)之間可根據(jù)話務量和干擾情況自動均衡。 與 FDMA 和 TDMA 相比， CDMA 具有許多獨特的優(yōu)點，其中一部分是擴頻通信系統(tǒng)所固有，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術所帶來的。 我國提出的 TDSCDMA 建議標準與歐洲、日本提出的 WCDMA 和美國提出的CDMA2021 標準一起被列入該建議，成為世界三大主流標準之一。隨著移動通信對數(shù)據(jù)業(yè)務需求的增加， 1998年 2 月，美國高通公司宣布 將 IS95B 標準用于 CDMA 基礎平臺上。 CDMA 是 CodeDivision Multiple Access（碼 分多址）的縮寫，是第三代移動通信系統(tǒng)的技術基礎。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 2 數(shù)字移動通信系統(tǒng)（ 2G） 早在 20 世紀 70 年代末，一些發(fā)達國家 就已開始研制數(shù)字移動通信系統(tǒng)。從那時起，移動通信的發(fā)展大體可分為三代，即模擬移動通信系統(tǒng)、數(shù)字移動通信系統(tǒng)和現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)。 利用 MATLAB 仿真軟件對 CDMA 通信 中調(diào)制 系統(tǒng)進行仿真，得到基帶信號源與通過 CDMA 調(diào) 制 系統(tǒng)的接收信號的 頻譜 圖。本文對 CDMA 系統(tǒng)原理部分進行研究，主要包括系統(tǒng)理論模型，對部分計算模型進行仿真 。 模擬移動通信系統(tǒng)（ 1G） 從 1946 年美國使用 150MHz 單工無線電話開始到 20 世紀 90 年代初，主要發(fā)展了第一代移動通信系統(tǒng)。數(shù)字移動通信系統(tǒng)由于采用了多種數(shù)字技術，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、與 ISDN 兼容性強等優(yōu)點。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，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應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。在 2G階段， CDMA 增強型 IS95A 與GSM 在技術體制上屬于同一時代產(chǎn)品，提供大致相同的業(yè)務。 多址接入方式的數(shù)學基礎是信號的正交分割原理。 。同時，門限值 根據(jù)背西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 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。 客戶在使用移動電話時往往擔心自己的移動電話被別人監(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，在不同的訓練系列和干擾，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 R 為待傳送信息碼元速率， T 為信息碼元的接續(xù)時間， F 為傳送信號擴頻碼序列 (chip)所占用的帶寬。而任何不匹配的輸入信號則被本地碼擴展至本地碼的帶寬或更寬的頻帶上。這就是擴頻通信的基本原理，即用頻帶換取信噪比。 ，擴頻系統(tǒng)易于實現(xiàn)多種形式分集接收并提高抗干擾性。理想的地址碼和擴頻碼主要應具有如下特點： 1. 有足夠多的地址碼； ； 的互相關特性； ； 。但是 PN 碼由于其互相關值不是處處為零，用作擴頻碼且同時作為地址碼時，系統(tǒng)的性能將受到一定的影響。特別地，當 k=1 時，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)膶嶋H應用。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。如果傳送時發(fā)生突法錯誤，恢復原來順序就可以在時間上分散錯誤。 有幾個描敘交織器性能的參數(shù)。為了達到較好的交織器性能，最小間隔越大越好，延時和存儲容量越小越好。兩個錯誤之間的最小 間隔可以由下式給出 : (213) 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 14 交織延時在發(fā)端是 IJ,在接收端是 IJ，因此總延時是 2D I J?? (214) 為了連續(xù)的操作 ,需要兩個矩陣 ,存儲的要求就是 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 ,延時和存儲要求在這個操作中不變。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。 (2)快速功率控制。當 Walsh 碼數(shù)量受限時，可以乘以相應的掩碼生成準正交函數(shù)來補充。 (6)QPSK 調(diào)制。 (2)反向功率控制。反向信道采用卷積碼或 Turbo 碼進行編碼， Turbo 碼主要用于反向補充信道傳輸高速數(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)物理層的特點如下： ，復擾碼由 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)大學明德學院本科畢業(yè)設計論文 19 第三章 CDMA 在不同訓練序列下的調(diào)制解調(diào)過程 調(diào)制解調(diào)的概念 調(diào)制就是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復原始的基帶信號。脈沖調(diào)制也可以按類似的方法分類。與調(diào)制的分類相對應，解調(diào)可分為正弦波解調(diào)（有時也稱為連續(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兩個正交的載波進行 2PSK 調(diào)制，最后將調(diào)制結(jié)果疊加，得到 QPSK 信號。 如果能夠使已調(diào)信號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信號相位突變的現(xiàn)象。 正交頻分復用 （ OFDM） 是一種多載波傳輸技術，它不是如今才發(fā)展起來的新技術，早期主要用于軍用的無線高頻通信系統(tǒng)，由于其實現(xiàn)的復雜限制了它的進一步應用。它是用一個速率很高的數(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帶寬大得多的一種擴頻通信方式。 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