【文章內容簡介】 綜合樓 823 ? 相關特性 具有與 m序列優(yōu)選對相類似的自相關和互相關特 性 ： 當 τ= 0時自相關函數(shù)與 m序列相同 ， 具有尖銳的自相關峰；當1≤τ≤N 1 時自相關函數(shù)取三個理想的值 ? Gold序列的數(shù)量 周期 (長度 )N=2n 1的 m序列優(yōu)選對生成的 Gold序列 ， 由于其中一個 m序列每次不同移位都產生新的 Gold序列 ， 總共有 N+2=2n +1個 。 隨著 n的增加 ， Gold序列數(shù)以 2的 n次冪增長 ,比 m序列多很多 b) Gold序列的特性 偽隨機碼與正交碼 移動通信 電控學院 綜合樓 823 ? 平衡的 Gold序列是指在一個周期內 ’ 1’ 碼元數(shù)比 ‘ 0’ 碼元數(shù)僅多一個 ， 只有平衡 Gold序列才可以用到碼分多址通信系統(tǒng)中去 ? 對于周期 2n1的 m序列優(yōu)選對生成的 Gold序列 ， 當 n是奇數(shù)時 ，有 2n1+1個 Gold序列是平衡的 ， 約占 50%；當 n是偶數(shù) （ 不是 4的倍數(shù) ） 時 ， 有 2n1+ 2n2+ 1個 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 ， 上行鏈路采用 Gold碼區(qū)分用戶 b) 平衡的 Gold序列 偽隨機碼與正交碼 移動通信 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表示每個子函 數(shù)符號改變次數(shù) ， 任意兩個子函數(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 偽隨機碼與正交碼 對 Walsh函數(shù)波形在 8個等間隔上取樣，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移動通信 電控學院 綜合樓 823 b) Walsh函數(shù)矩陣的遞推關系 Walsh序列可由哈達瑪矩陣產生 。 哈達瑪矩陣是一方陣 ， 各行（ 列 ） 之間是正交的 ， 最低階哈達瑪矩陣為二階 20001H ?遞推公式： 2NNNNNHHHH?其中 N取 2的冪， 是的 補 NH 偽隨機碼與正交碼 224 2 22200 0001 0100 1101 10HHHHHH?? ? ?如： 448 2 44400 00 00 0001 01 01 0100 11 00 1101 10 01 1000 00 11 1101 01 10 1000 11 11 0001 10 10 01HHHHHH?? ? ?QualmCDMA數(shù)字系統(tǒng)中采用 64階 walsh碼作為前向碼分信道 ， 可支持 64個信道 ， 并采用 64位的正交Walsh函數(shù)來用作反向信道的編碼調制 移動通信 電控學院 綜合樓 823 c) Walsh函數(shù)的頻域特性和相關特性 ?同長度不同編號的 Walsh函數(shù)頻帶寬度是 不同的 ，頻帶寬度取決于其最短游程的寬度 ?周期性互相關函數(shù) 0( ) ( , ) ( , )TijR W i t W j t dt?????分析表明 ，而 (0) 0ijR ?( ) 0 , 0ijR ????在同步狀態(tài)下 ， 互相關為 0， 而在不同步狀態(tài)下 ， 其自相關和互相關旁瓣值都比較大 ， 不利于在異步碼分多址系統(tǒng)中應用 偽隨機碼與正交碼 移動通信 電控學院 綜合樓 823 擴頻通信原理 擴頻和解擴 直擴系統(tǒng)抗窄帶干擾的能力 移動通信 電控學院 綜合樓 823 直擴系統(tǒng)擴展信號帶寬方法是 ， 用一個 PN序列和數(shù)據相乘 ，以 2PSK為例 ， 直接擴頻系統(tǒng)如圖 ， 信道理想 ， 不考慮噪聲 圖 直 接 序 列 擴 頻 通 信 系 統(tǒng) 0Tbdt?c o sct? c o sct?c ( t )c ( t )x ( t ) s ( t ) r ( t )b ( t )y (Tb)y ( t )e ( t )判決信道 b(t)和 c(t)為雙極性 NRZ碼，通常， b(t)一個比特長度 Tb=NTc， b(t)帶寬為 Bb=1/Tb,c(t)帶寬為 Bc=1/Tc 擴頻通信原理 擴頻與解擴 a) 擴頻 ( ) ( ) ( )x t b t c t?移動通信 電控學院 綜合樓 823 直接序列擴頻系統(tǒng)波形 b(t)和 c(t)相乘的結果使攜帶信息的基帶信號的帶寬被擴展到近似為c(t)的帶寬 Bc， 擴展的倍數(shù)就等于PN序列一周期的碼片數(shù) ： cbbcBTNBT?? 擴頻通信原理 B ( f )f01 / Tb 1 / Tb( a ) 信 息 數(shù) 據 的 頻 譜C ( f )f01 / Tc 1 / Tc( b ) m 序 列 的 頻 譜X ( f )f01 / Tb+ 1 / Tc ( 1 / Tb+ 1 / Tc)( c ) 擴 頻 后 的 頻 譜圖 直 接 序 列 擴 頻 信 號擴頻后的基帶信號進行 2PSK調制，得到信號 s(t)： ( ) ( ) c os ( ) ( ) c oscct x t t b t c t t?? ??調制后信號 s(t)帶寬為 2Bc 而信號的功率譜密度下降到原來的 1/N 移動通信 電控學院 綜合樓 823 不考慮信道噪聲及各種干擾信號 ， 接收機接收到的信號r(t)=s(t)， 接收到的信號首先和本地產生的 PN碼 c(t)相乘 。 由于 c2(t)=（ 177。 1） 2=1,所以 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) c os ( ) ( ) c osccr t c t s t c t b t c t t c t b t t??? ? ? ?相乘所得信號是帶寬為 2/Tb的窄帶 2PSK信號 ， 這一操作過程就是解擴 。 a) 解擴 擴頻通信原理 要正確解擴 ,要求本地的 PN碼序列和發(fā)射機的PN碼序列嚴格同步 解擴和相關解調波形如圖 移動通信 電控學院 綜合樓 823 結論： ?DS系統(tǒng)在發(fā)送端直接用 高碼率的擴頻碼去展寬數(shù)據信號頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼進行解擴，還原成原始的窄帶信號； ?擴頻后帶寬擴展了 N倍，功率譜下降到 1/N； ?擴頻碼與傳輸信息無關，僅是起擴展信號頻譜帶寬作用； 擴頻通信原理 移