【正文】 ? 抗干擾性強(qiáng)，可在較低的信噪比條件下，保證系統(tǒng)傳輸質(zhì)量； ? 抗衰落能力強(qiáng)； ? 能實(shí)現(xiàn)碼分多址復(fù)用（ CDMA）； 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 偽隨機(jī)碼與正交碼 偽碼： 偽隨機(jī)噪聲序列 (PN,Pseudonoise Sequence),是具有類(lèi)似于隨機(jī)噪聲統(tǒng)計(jì)特性的確定序列。 多址系統(tǒng)中 ， m序列作地址碼就不夠用了 。 只要接收端按相同頻率跳變調(diào)諧 移動(dòng)通信 瞬時(shí)帶寬 ：跳頻信號(hào)在每一個(gè)瞬間都是窄帶已調(diào)信號(hào)，帶寬為 B 跳頻帶寬 ：快速的頻率跳變形成了宏觀的寬帶信號(hào) ， 所覆蓋的整個(gè)頻譜范圍 ， W 跳頻處理增益： hWGB??跳頻系統(tǒng)具有碼分多址和頻帶共享的組網(wǎng)能力。 最終鎖定在 ， 跟蹤范圍為 2Tc ( 0 , )cT???21ff? ( , 0)cT?? ? ?ff?0???一般來(lái)講 ， 檢測(cè)電路中兩路本地偽碼的時(shí)延差可以是碼片的若干分之一 。 11()at ??22at ??12??? 21 0? ? ?? ? ? ? 擴(kuò)頻碼同步 ?通常在碼分多址系統(tǒng)中 ， 所采用的地址碼都是周期性重復(fù)的序列 ， 即為： 其中 T是 長(zhǎng)度 。 隨著 n的增加 ， Gold序列數(shù)以 2的 n次冪增長(zhǎng) ,比 m序列多很多 b) Gold序列的特性 偽隨機(jī)碼與正交碼 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 ? 平衡的 Gold序列是指在一個(gè)周期內(nèi) ’ 1’ 碼元數(shù)比 ‘ 0’ 碼元數(shù)僅多一個(gè) ， 只有平衡 Gold序列才可以用到碼分多址通信系統(tǒng)中去 ? 對(duì)于周期 2n1的 m序列優(yōu)選對(duì)生成的 Gold序列 ， 當(dāng) n是奇數(shù)時(shí) ，有 2n1+1個(gè) Gold序列是平衡的 ， 約占 50%；當(dāng) n是偶數(shù) （ 不是 4的倍數(shù) ） 時(shí) ， 有 2n1+ 2n2+ 1個(gè) Gold序列是平衡的 ， 約占 75% ? 在 WCDMA系統(tǒng)中 ， 下行鏈路采用 Gold碼區(qū)分小區(qū)和用戶(hù) ， 上行鏈路采用 Gold碼區(qū)分用戶(hù) b) 平衡的 Gold序列 偽隨機(jī)碼與正交碼 移動(dòng)通信 Walsh碼 a) Walsh函數(shù)波形 Walsh函數(shù)集是完備的非正弦型正交函數(shù)集 ， 相應(yīng)的離散 Walsh 函數(shù)就是 Walsh碼 (序列 ) N階 Walsh函數(shù)集可定義為 N個(gè)子函數(shù)的集合 ， 記為 {Wal(j,t), j=0,1,2,..,N1}, Wal(j,t)在 {1,+1}中取值 ， j表示每個(gè)子函 數(shù)符號(hào)改變次數(shù) ， 任意兩個(gè)子函數(shù)具有正交性 8階 Walsh函數(shù)波形 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 偽隨機(jī)碼與正交碼 對(duì) Walsh函數(shù)波形在 8個(gè)等間隔上取樣，并用 0、 1表示，可得到Walsh序列 ,可用 8 8的 Walsh矩陣表示 00 00 00 0000 00 11 1100 11 11 0000 11 00 1101 10 01 1001 10 10 0101 01 10 1001 01 01 01移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 b) Walsh函數(shù)矩陣的遞推關(guān)系 Walsh序列可由哈達(dá)瑪矩陣產(chǎn)生 。由 n級(jí)寄存器組成的線(xiàn)性反饋電路所產(chǎn)生的序列周期 (長(zhǎng)度 )不會(huì)超過(guò) 2n1, 其中周期等于 2n1的序列即為 m序列。移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 第六章 擴(kuò)頻通信技術(shù) 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 ? 概述 ? 偽隨機(jī)碼和正交碼 ? 擴(kuò)頻通信原理 ? 抗多徑干擾和 RAKE接收機(jī) ? 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) ? 偽碼的同步 ● 主要內(nèi)容 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 概述 擴(kuò)頻通信具有頻率分集和時(shí)間分集的特點(diǎn) ， 是第三代移動(dòng)通信無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)闹髁骷夹g(shù) 。 在第 7個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，移存器回到初始狀態(tài)，因此序列周期為 7，三級(jí)移存器產(chǎn)生的序列周期 不會(huì)超過(guò) 231 狀態(tài)變化圖 非全 0初始狀態(tài)下?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)移圖 全 0初始狀態(tài)下?tīng)顟B(tài)轉(zhuǎn)移圖 偽隨機(jī)碼與正交碼 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 由 n級(jí)具有線(xiàn)性反饋移位寄存器組成的碼序列發(fā)生器如圖 反饋輸出 an與移存器狀態(tài) an1an2an3…a 0關(guān)系為 1 1 2 2 3 3 0n n n n nc a c a c a c a? ? ?? ? ? ? 偽隨機(jī)碼與正交碼 PN序列輸出 Ck=0表示反饋斷開(kāi)， Ck=1表示反饋連接 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 反饋邏輯可由 n階移位寄存器的特征多項(xiàng)式 f(x)描述， 20 1 2() nnf x c c x c x c x? ? ? ? ?通常反饋支路總是接入的， c0=1. ?不同特征多項(xiàng)式對(duì)應(yīng)不同的序列。通過(guò)設(shè)置 m序列發(fā)生器 2的不同初始狀態(tài) ， 可以得到不同的Gold序列 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 ? 相關(guān)特性 具有與 m序列優(yōu)選對(duì)相類(lèi)似的自相關(guān)和互相關(guān)特 性 ： 當(dāng) τ= 0時(shí)自相關(guān)函數(shù)與 m序列相同 ， 具有尖銳的自相關(guān)峰；當(dāng)1≤τ≤N 1 時(shí)自相關(guān)函數(shù)取三個(gè)理想的值 ? Gold序列的數(shù)量 周期 (長(zhǎng)度 )N=2n 1的 m序列優(yōu)選對(duì)生成的 Gold序列 ， 由于其中一個(gè) m序列每次不同移位都產(chǎn)生新的 Gold序列 ， 總共有 N+2=2n +1個(gè) 。 電控學(xué)院 綜合樓 823 ?在碼分系統(tǒng)中相關(guān)接收要求本地地址碼（偽碼）與收到的發(fā)送來(lái)的）地址碼同步。 時(shí)延差越小 ， 跟蹤范圍越小 ， 但跟蹤精度越高 。 跳頻擴(kuò)頻通信 FHSS ?跳頻信號(hào)的數(shù)字調(diào)制方式，一般采用 FSK和非相干解調(diào) PN碼發(fā)生器按指定節(jié)拍不斷更新輸出 m位比特 ， 形成一個(gè) 2m進(jìn)制的跳頻指令序列 ，混頻器按指令把MFSK信號(hào)搬移到各跳頻載波頻率點(diǎn)上 ， 實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻 。 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 偽隨機(jī)碼與正交碼 Gold序列 ? m序列尤其是 m序列優(yōu)選對(duì) ， 是特性很好的偽隨機(jī)序列 ， 但數(shù)目很少 ， 不便于在碼分多址系統(tǒng)中應(yīng)用 。 正交 Walsh碼： 一組二值的非正弦型的正交函數(shù) 。 概述 ?80年代冷戰(zhàn)結(jié)束 ， 美國(guó)軍方解除了對(duì)展頻技術(shù)的管制 ， 允許其應(yīng)用于民用領(lǐng)域 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 ?1985年高通公司在加州成立 ， 研發(fā)出了 CDMA系統(tǒng) ， 基礎(chǔ)就是 ? 展頻 ? 和 ? 跳頻 ? 技術(shù) 概述 ?當(dāng)前主要的三大 3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： WCDMA、 CDMA2023 都源于高通公司對(duì) CDMA技術(shù)的開(kāi)發(fā) 。 m序列游程總數(shù)為 （ N+1)/2,長(zhǎng)度為 1的游程占游程總數(shù)的 1/2， 長(zhǎng)度為 2的游程占 1/4， 長(zhǎng)度為 k的游程占 1/2k。 a) 解擴(kuò) 擴(kuò)頻通信原理 要正確解擴(kuò) ,要求本地的 PN碼序列和發(fā)射機(jī)的PN碼序列嚴(yán)格同步 解擴(kuò)和相關(guān)解調(diào)波形如圖 移動(dòng)通信 電控學(xué)院 綜合樓 823 結(jié)論： ?DS系統(tǒng)在發(fā)送端直接用 高碼率的