【文章內容簡介】 000000011111111000000000000000011111111 57 0101010110101010101010100101010110101010010101010101010110101010 58 0011001111001100110011000011001111001100001100110011001111001100 59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001 60 0000111111110000111100000000111111110000000011110000111111110000 61 0101101010100101101001010101101010100101010110100101101010100101 62 0011110011000011110000110011110011000011001111000011110011000011 63 0110100110010110100101100110100110010110011010010110100110010110 舉例說明 : 第 23號 Walsh 碼和第 59號 Walsh 碼的相關特性 23 0110100101101001100101101001011001101001011010011001011010010110 59 0110011010011001100110010110011010011001011001100110011010011001 Sum 0000111111110000000011111111000011110000000011111111000000001111 獨特的性質 : 相互正交 Walsh碼 CDMA中 :用 64階 Walsh函數進行前向擴頻，區(qū)分扇區(qū)內前向碼分信道 ,反向做正交調制 Walsh碼在 CDMA中的應用 CDMA系統中的 PN碼 ? 偽隨機序列 (PN碼 )：具有類似噪聲序列的性質，是一種貌似隨機但實際上有規(guī)律的周期性二進制序列。 ? m序列的定義 ? m序列是一種重要的二進制的偽隨機序列。 ? m序列是“最長線性反饋移位寄存器序列”的簡稱。 ?具體定義如下：如果 n級線性移位寄存器輸出序列的周期是P=2n – 1，則該序列稱為 m序列。 m序列發(fā)生器由：移位寄存器、反饋抽頭、模 2加法器組成。 PN短碼 :以四位移位寄存器為例 注意 :PN序列如何產生 ? PN序列的長度周期 ? PN序列相關與正交性 ? 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 XOR PN sequence 0 1 0 0 X4 X0 X1 X2 X3 PN短碼序列 ? 短碼序列 I和 Q均為 32,768chip， ? 短碼序列可以看作具有 I和 Q兩種不同成分序列的二維二進制矢量，每一個的長度為32,768chip ? 每一個短碼序列均與它自身完全相關，即與時間偏置為零的短碼序列完全相關。 ? 一個零偏置短碼序列與它自身的任何非零偏置的短碼序列正交。 ? 實際中以 64chips偏移做為一個偏移序號(PN_OFFSET_INDEX), 即可用的 PN 碼是 0511 I Q 32,768 chips long 26 2/3 ms. (75 repetitions in 2 sec.) I Q I Q 100%相關：所有比特 = 0 Short PN Sequence vs. Itself @ 0 Offset I Q I Q 正交 : 16,384個 1 + 16,384個 0 Short PN Sequence vs. Itself @ Any Offset 特性 : PN長碼序列 ? 每個移動臺使用一個唯一的用戶長碼序列，該序列是根據 42位長碼寄存器的內容、 32位的 ESN及掩碼生成的，長碼寄存器在移動臺初始化期間與 CDMA系統建立同步 ? 速率 ，周期為 41天 10小時 12分鐘 ? 通話期間，雖然不同移動臺產生的用戶長碼不是嚴格正交的，但彼此非常不同，在反向鏈路上足以對其可靠解碼 長碼寄存器 (@ MCPS) 公共長碼掩碼 (靜態(tài) ) 用戶長碼序列 (@ MCPS) 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 P E R M U T E D E S N AND = S U M 模 2加 PN碼在 CDMA中的應用 ? CDMA系統中有兩個序列的 PN碼： ? PN長碼： 242 – 1 (n = 42) ? PN短碼： 215 (n = 15) ? 不同的用途 ? 前向信道 ? 長碼擾碼，短碼正交擴頻（標識基站） ? 反向信道 ? 長碼擴頻（標識用戶），短碼正交調制 三種擴頻碼特征和功能總結 Cell ? 每種擴頻序列在前向鏈路和反向鏈路上具有不同的用途 ?但這些序列在兩個方向上均用于生成用戶的碼分信道 沃氏碼 短碼 序列 長碼 序列 序列類型 互相正交 除 0偏置外正交 近似正交 特性 64 2 1 數量 64 chips 1/19,200 sec. 32,768 chips 262/3 ms 75x in 2 sec. 242 chips ~41 days 長度 正交調制 四相擴頻(0偏置 ) 區(qū)分用戶 反向鏈路 功能 用戶識別 區(qū)分基站和扇區(qū) 數據擾碼 前向鏈路功能 I Q 32,768 chips long 262/3 ms. (75 repetitions in 2 sec.) 64 codes 64 chips long AND = S U M Modulo2 Addition ? CDMA含義和實現 ? 擴頻通信定義、特點及分類 ? CDMA中使用的擴頻碼 主要內容 ? 擴頻理論 ? PN碼及其應用 ? WALSH碼及其應用 單元二小結 CDMA原理之單元三 ? IS95前向信道的作用與結構 ? IS95反向信道的作用與結構 ? 1XRTT新增加的前反向信道 主要內容 IS95系統前反向物理信道 前向導頻信道 ? 用于移動臺初始系統捕獲 ? 基站在前向信道上不停地發(fā)射 ? 所有基站共享相同的 PN序列 ?通過相位偏置區(qū)分每個基站 導頻信道的生成 ? 導頻信道使用沃氏函數 0擴頻 ? 采用短 PN序列偏置，允許每個 CDMA載頻最多可有 512個不同的導頻信道 ? 特定導頻 PN序列的 PN偏置指數 (0511)乘以 64可確定實際偏置 ? 例 : 15(偏置指數 ) x 64 = 960 PN chip ? 結果 : 導頻 PN序列的起始將會延遲 960chip x ?s/chip = ?s ? 四相擴頻和基帶濾波與其它前向和反向碼分信道一樣。 Pilot Channel (All 0) Mcps I PN Q PN Walsh Function 0 導頻信道的捕獲 ? 移動臺自身開始產生 I和 Q PN短碼序列，并用其與接收到的復合信號中的每一種可能偏置的信號進行相關運算 ? 在 15秒內 (典型值 2到 4秒 )， 所有可能的偏置 (32,768)均檢查一遍 ? 移動臺記住具有最佳相關性（ Ec/I0最佳）的信號的偏置 ? 移動臺開始用沃氏碼 32解調信號 00...01 00...01 00...01 00...01 00...01 00...01 00...01 導頻信道 (Walsh Code 0) 前向同步信道 ? 用于提供系統基本參數 ? 系統捕獲階段采用 ? 比特率為 1200bps ? 移動臺在每次呼叫結束時重新與系統同步 (Acquired Pilot) 同步信道 同步信道的生成 ? 沃氏碼 32用于擴展每個調制符，因而導致速率增加256倍；輸出的 0和 1叫比特片（或碼片 chip） ?一個同步信道幀中有 32,768個碼片 (每初始比特對應 1024個碼片 ) 1200 bps Walsh Function 32 Mcps I PN Q PN Convolutional Encoder and Repetition Block Interleaver R = 1/2 Modulation Symbols 4800 sps 4800 sps Bits Chips 前向尋呼信道 ? 單個 CDMA載頻最多可支持七個尋呼信道 ? 信道 1(沃氏函數 1)為基本尋呼信道 ? 其它附加的尋呼信道用沃氏函數 2到 7 ? 不用的尋呼信道可用于前向業(yè)務信道 ? 支持兩種速率： 9600和 4800bps 尋呼信道 基站用尋呼信道 發(fā)送系統開銷信息 和與特定移動臺相關的消息 . 尋呼信道的生成 ? 沃氏碼 1(或 2, ... 或 7)用于擴頻， 因此其速率增加 64倍，為 Mcps ?就是說，每尋呼信道幀 24,576個 chips，或者說 9600 [4800]bps時，每個初始比特對應 128 [256]個比特片。 9600 bps 4800 bps Walsh function Mcps Q PN Mcps Ksps Ksps 尋呼信道 Address Mask R = 1/2 Decimator Convolutional Encoder amp。 Repetition I PN Block Interleaving Scrambling Long PN Code Generator 尋呼信道消息 移 動 臺 指 示 消 息 接入 參數 消息 擴展的系統參數消息 擴展的鄰道消息 系統參數消息 CDMA信道列表消息 全局業(yè)務重定向消息 配置參數消息 開銷消息 ACC_CONFIG_SEQ CONFIG_SEQ ? 在呼叫期間，業(yè)務信道用于向某一特定移動臺發(fā)送用戶信息和信令信息 ?業(yè)務信道的最大數目： 64減去一個導頻信道、一個同步信道、 一到七個尋呼信道 ? 這樣， 每個 CDMA載頻最少可以有 55個業(yè)務信道 ? 不用的尋呼信道可以額外提供 6個信道 前向業(yè)務信道 前向業(yè)務信道 Sync Paging 前向業(yè)務信道 前向業(yè)務信道 Pilot CDMA基站 前向業(yè)務信道 ?碼符號重復為塊交織器提供一恒定速率的數據輸入 。 ?低速率碼符號降低功率發(fā)送 ?當信號集成時，不同速率的每比特能量是相同的 。 ?全體信號總的功率要求降低了，因此降低了噪聲 。 數據率 (bps) 每調制符能量 9600 4800 2400 1200 E =E /2 s b E =E /4 s b E =E /8 s b E =E /16 s b Full Energy 1/2 Energy 1/4 Energy 1/8 Energy 符號重復 ? 一幀中的 384個調制符輸入到一個 24乘 16的塊交織器陣列 (從左向右按列讀出 ) ?該陣列表示 20ms幀的信息。 1 2 5 4 9 7 3 9 7 1 2 1 1 4 5 1 6 9 1 9 3 2 1 7 2 4 1 2 6 5 2 8 9 3 1 3 3 3 7 3 6 12 2 6 5 0 7 4 9 8 1 2 2 1 4 6 1 7 0 1 9 4 2 1 8 2 4 2 2 6 6 2 9 0 3 1 4 3 3 8 3 6 23 2 7 5 1 7 5 9 9 1 2 3 1 4 7 1 7 1 1 9 5 2 1 9 2 4 3 2 6 7 2 9 1 3 1 5 3 3 9 3 6 34 2 8 5 2 7 6 1 0 0 1 2 4 1 4 8 1 7 2 1 9 6 2 2 0 2 4 4 2 6 8 2 9 2 3 1 6 3 4 0 3 6 45 2 9 5 3 7 7 1 0 1 1 2 5 1 4 9 1 7 3