【文章內(nèi)容簡介】 的應用。 m 序列的性質(zhì)有： m 序列是具有周期性質(zhì)的，它的周期為 21np??。 m 序列 ??ka 和序列 ? ?kja? （ ??ka 的位移序列）的模 2 之和為序列 ? ?39。kja?（仍是 m序列的），即： ??ka +? ?kja? =? ?39。kja? (24) 在每一個周期 21np??之內(nèi)， 0出現(xiàn)的次數(shù)為 121n?? 次， 1 出現(xiàn)的次數(shù)為 12n? 次，一比零多出現(xiàn)一次。 每個序列中連在一起取值相同的各個元素組合起來我們稱之為“游程”，其中元素的個數(shù)我們稱為游程長度。在每一個周期之內(nèi)，“ 0”的游程數(shù)與“ 1”的游程數(shù)是相等的，總游程數(shù)為 12n? ，“ 0”和“ 1”游程平分。如果 n 的值滿足大于 2， k 值大于等于 1 且不大于 n2 時， k的游程 數(shù)占總數(shù)的一半，當中“ 0”和“ 1”的游程各占一半。游程總數(shù)中，同時有且僅有一個長度為 n1 的“ 0”游程元素和長度為 n 的“ 1”游程元素。 Gold 序列 在一九六七年是為了改進 m 序列互相關的性質(zhì)，從而提出了 Gold 序列。Gold 碼是由碼長、碼時速率相同的 m序列的對模 2與的組合，其實就是 m序列的復 載波 f0 調(diào)制器 高頻 開關 偽碼 發(fā)生器 高頻 開關 存儲器 偽碼 發(fā)生器 存儲器 解調(diào)器 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 多徑分集接收技術在無線擴頻通信中的應用 8 合碼。雖然 Gold 序列是由 m序列通過相應變幻得到的，但確切的它已不是 m序列，即使這樣， Gold 序列還是具有和 m 序列相似的地方，就是他們都擁有自相關和互相關的特性。就是因為 Gold 序列的構(gòu)造比較簡單，然而它所產(chǎn) 生的序列的數(shù)目卻很多，所以 Gold 序列得到了很廣泛的應用。 時鐘脈沖 Gold 序列 圖 28 Gold碼序列產(chǎn)生示意圖 Walsh 序列 一九二三年數(shù)學家 Walsh 證明沃爾什函數(shù)是正交函數(shù)而得名。其是一個正交函數(shù)系，在函數(shù)中，所有函數(shù)都互相正交。 沃爾什序列是正交的序列，它是在糾錯碼、安全碼等等通信領域有廣泛應用，同時是一 種重要擴頻序列。 沃爾什序列的主要性質(zhì)有： 在非位移情況下，沃爾什序列具有很好的自相關性； 沃爾什序列具有很好的互相關性，沃爾什序列的互相關函數(shù)為 0 是在非位移情況下； 如果把上面正交序列，以它的補碼，就是將序列中的“ +1”變?yōu)椤?1”，“ 1”變?yōu)椤?+1”，可以得到另外一序列，正交序列的補序列同樣是正交的； 如果把正交序列和它的補序列結(jié)合在一起，組成長度為 2N 的序列，就成為雙正交序列，根據(jù)公式： ? ?1 1111H ????? ??????,? ?21111111111111111H????????????? ????????????… (25) m 序列發(fā)生器 A m 序列發(fā)生器 B 初始狀態(tài)設置 鹽城工學院本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（ 2021） 9 無線通信信道極其特征 AWGN 信道 作為做基礎的噪聲和干擾模型加性高斯白噪聲是一種對于各個頻譜和幅度分別服從均勻分布和高斯分布的噪聲信號。它之所以被我們所熟知，是因為它具有可加性，是白噪聲同時還滿足于高斯分布。 通常把 n（ t）記作累積噪聲信號，即所說的加性噪聲，要說明的一點是無論有沒有信號， n（ t）它都是永遠存在的。所以一般稱之為加性噪聲或是加性干擾。 我們把服從高斯分布的白噪聲稱為高斯白噪聲。 所謂白噪聲是指其在噪聲功 率譜密度是一個不變的常數(shù)。白噪聲是一個大的概念，加性高斯白噪聲只是其中的一種，作為一種理想的噪聲信號，加性高斯白噪聲更有利于分析。 瑞利衰落通道 一種信號的快衰落我們稱為瑞利衰弱。這種快衰落的產(chǎn)生是由于來自不同傳播的途徑，這里的路徑時延它們都是各不相同的，然而各個方向的分量又互相累積，所進行多徑傳播達到收端的場強。瑞利衰落的英文名為 Rayleigh Fading，它是一種總是疊加與各種大尺度衰落效應上的一種小尺度的衰落響應。 這一信道模型比較適用于來描述無線信道所處在建筑物比較緊湊的城市的中心繁華地 區(qū)。由于這個原因，使得無線設備中的發(fā)射設備和接收設備之間具有很密集的高層建筑和公共設施，從而在兩個設備之間沒有一條我們需要的直射路徑。同時由于這些高層物體的原因，使得我們所要傳輸?shù)臒o線信號將會被削弱，比如我們知道的衰減、折射等等。瑞利衰弱同時可以描述通過大氣層中電離層和對流層反射的無線信道，原因就是大氣中的大量粒子將會對無線信號進行較密集的散射。 兩個互相正交的高斯噪聲信號的數(shù)學相加包絡就服從瑞利分布，瑞利分布是我們比較常見的一種分布類型。瑞利衰落，能夠有效的描述一個大分散的障礙無線電傳播環(huán)境無線電信號的存 在。如果散射信道中沒有主要的信號分量，一般情況下這個條件是指沒有直射信號，那么這個過程平均值為 0 的相位為均勻分布從 0 到 2π。如果給定我們隨機變量 R，就能得到其概率密度函數(shù)： 2 /2( ) , 0R rrp r e r?? ??? (26) 其中)( 2RE??。 數(shù)字調(diào)制技術 當今的幾種現(xiàn)代數(shù)字調(diào)制技術主要包 括：正交幅度調(diào)制、交錯正交相移鍵控、 最小頻移鍵控、 高斯最小頻移鍵控、正交頻分復用，這幾種技術廣泛應用在實際的通信系統(tǒng)之中。 正交幅度調(diào)制 QAM 是到現(xiàn)在為止應用越來越廣泛的一種數(shù)字調(diào)制方式，通過該技術可以對系統(tǒng)的系統(tǒng)性能的可靠性、頻帶利用率都有較明顯的改善它的英文全稱多徑分集接收技術在無線擴頻通信中的應用 10 為 Quadrature Amplitude Modulation。 交錯正交相移鍵控 OQPSK：同時我們也稱之為偏移四相相移鍵控，就是對 QPSK的改進。為了產(chǎn)生一個 180? 的相位跳變，并使 QPSK隨之消失，因為如此 OQPSK 調(diào)制方式就出現(xiàn)在調(diào)制系統(tǒng)中。在這種調(diào)制的方式下，頻帶的利用率是比較高的， OQPSK在 QPSK 技術上改進的同時，也有著與其相同之處，它們的相位關系的一致的，都是先把要輸入的碼流進行分割，分成兩路之后對其正交調(diào)制。不同之處就在于碼元周期上， OQPSK 有半個碼元周期在同相、正交的兩個支路上的碼流上相互與 QPSK 相錯開。 最小頻移鍵控 MSK，有時我們稱其為快速移頻鍵控，確切的說它應該是屬于 2FSK的范疇，它是 2FSK 的特例。此項技術在無線通信中有很重要的地位， OQPSK 雖然 它消除了特定相位的突變改進了包絡起伏的問題，雖然有了改進，但是不能從根本上來解決這個問題。最小頻移鍵控將優(yōu)于它們，最小頻移鍵控中的“最小”的意思是它能以最小的調(diào)制的指數(shù) 。 MSK的主要特點有：一是其信號在帶外產(chǎn)生的干擾噪聲很小很小，這是一個很重要的特點；還一個是擁有恒定的包絡，那么就使得系統(tǒng)可以應用即廉價同時又高效的非線性的器件。它的英文全稱是 Minimum Frequency Shift Keying。 高斯最小頻移鍵控 GMSK 的全稱是調(diào)制前高斯濾波的最小頻移鍵控，它是一 項廣泛應用于 GSM 系統(tǒng)的技術。同時它是以最小頻移鍵控發(fā)展而來的一項技術。這項技術解決了信號的功率譜密度比較分散的問題，還對鄰信道的干擾問題有所改善，方法是在調(diào)制前對基帶信號高斯濾波處理，它能夠?qū)︻l率轉(zhuǎn)換的速度有所降低。我們要得到高斯脈沖包絡平滑無拐點的路徑，方法就是對基帶信號高斯濾波之后對形成的高斯脈沖調(diào)制。它的英文全稱是 Gaussian Filtered Minimum Shift Keying。 正交頻分復用 OFDM 中的正交指各個載波都是相互正交的，此項技術是相比之下效率較高的多載波傳輸技術。我們通過 保持相互正交又有一半重疊的方式來提高頻率譜的利用率。 編碼與解碼 卷積碼 卷積碼（ convolutional code）是伊利亞斯（ ）在一九五五年發(fā)明的一種非分組碼，這是一種很有前途的編碼方式。現(xiàn)在我們用 ? ?,nkN 來表示卷積碼， k表示的是每次處輸入到卷積碼中的比特數(shù)， n 所表示的是每個 k 元 組碼字相對應的由卷積碼所輸出的 n 元組碼字，N表示的是編碼的存儲率，通俗的說就是卷積碼編碼器的 k 元組的級數(shù)。卷積碼的編碼器是由存儲記憶性的，它的編碼過程中有 nN個相互關聯(lián)的碼元，每當在編碼器輸出的比特數(shù)都與當前輸入的 k 比特相關 ，同時與前1N?個輸入的 k 比特相關。 鹽城工學院本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（ 2021） 11 圖 29 編碼器輸入輸出關系 圖 210 卷積碼編碼器 Viterbi 譯碼 Viterbi 譯碼算法是一九七六年由 Viterbi 所提出的，通常我們說的 Viterbi 譯碼其實就是最大似然譯碼。假定所有信息序列都是相等概率出現(xiàn)的，可證明采用最大似然碼可使譯碼錯誤概率達到最小。下面就是 Viterbi 譯碼也就是最大似然譯碼滿足的規(guī)律： 如果 ? ? ? ?39。YYPPXM XM???? ? ?????? ?? 對于 39。MM? ，那么判定發(fā)送序列為 39。M 條件概率 ? ?YPX???????稱為似然函數(shù)。 我們對離散無記憶信道通過最大似然譯碼進行運算： ? ? ? ? ? ?1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1 2 2.. . | .. . | | .. .P y y y y y x x x x x P y x P y x? (27) 由于計算的復雜性，對上式進行對數(shù)運算： ? ? ? ? ? ?1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 1 2 2l o g .. . | .. . l o g | l o g | .. .P y y y y y x x x x x P y x P y x? ? ? (28) 由公式 27 的乘法運算到公式 28 加法運算，對運算量有所減少。所以最大似然譯碼我們可以看成是對于給定序列對其對數(shù)似然函數(shù)的累加值為最大值的路徑。 多徑分集接收技術在無線擴頻通信中的應用 12 3 系統(tǒng)的設計與性能評價 下面首先對常用分集技術的原理以及方法進行了說明，再次基礎上結(jié)合擴頻通信技術對多徑分集接收技術在無線擴頻通信中的應用進行了提案。最后對提案的幾種系統(tǒng)分別應用計算機仿真進行了系統(tǒng)評價。 多徑分集接收技術 分集技術 分集技術它是一中對通信系統(tǒng)來說很重要的抗衰落技術，這項技術能夠很大程度的提高多徑衰落信道下的 傳輸可靠性。有一種技術已成功應用在短波模擬通信中，就是空間分集技術。在移動通信中，特別是數(shù)字式移動通信和第三代移動通信中，分集技術更是有了廣泛的應用空間：在移動通信的上行鏈路中，基站廣泛采用二重空間分集接收，在 IS95 的 CDMA 小區(qū)軟切換中同樣也是運用 Rake 進行二重空間接收，第三代移動通信中 WCDMA 和 cdma2021，都打算采用發(fā)端分集技術。 分集作為一種非常有用的通信接收途徑，它是通過很低的成本來改進系統(tǒng)的個性能。其定義可以用以下來解釋：假定有一個無線路徑通過深衰弱，則有其他的一個相對其獨立的路徑中 有可能仍然保持著比較強的信號。那么，當多徑信號中選擇的信號數(shù)不小于兩個時，接收機的當時的信噪比和平均信噪比就能得到改進，其幅度一般情況下是 20~30dB。 分集技術的充要條件：在接收端一定能夠收到承載同一個信號，還有就是在統(tǒng)計上還是互相的獨立的很多不同樣值信號。這些個不同樣值的信號能偶經(jīng)過不同的方式來獲得。它可以通過的途徑有：頻率、時間、空間等等。它的主要作用是怎樣來很有效的來分開可接收的統(tǒng)計上獨立不同樣值，但同時含有同一個信息的內(nèi)容。 分集技術是研究如何充分利用傳輸中的多徑信號能量，從而來改進傳輸?shù)目煽啃?。同時它也是一種研究如何利用信號的基本參量在時域、頻域和空域中，如何分散開又收集起來的技術?！胺帧迸c“集”它們是相互矛盾的。從開始研究如何將客觀的多徑衰落信道分散的信號能量有效的收集起來的方法，直到現(xiàn)在如何主動的利用信號設計技術。分集技術索要研究的內(nèi)容是怎樣能將多徑衰落信道分散的信號能量更為有效的收集起來。 分集接收技術 多徑分離技術：我們所說的分集接收，就是指接收端把收到的很多衰落特性相互獨立的信號進行特定處理，從而減小信號電平起伏的一種方式。通常情況下，接收分集可以分為空間分集、頻率分集、時間分集、極化 分集、角度分集、路徑分集等。 空間分集：