【正文】
。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(fù)合信號相互抵消或增強(qiáng)，導(dǎo)致嚴(yán)重的衰落，這就需要對系統(tǒng)中的信號及信道進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)制。 對于外部干擾，需要根據(jù)具體情況進(jìn)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(diǎn)。 (3)寬頻直放站干擾：主要存在于上行頻段，這種干擾的特點(diǎn)是頻帶寬，幾乎占據(jù)整個上行頻段。微波、電視發(fā)射臺、無線尋呼等放大功率設(shè)備可能引起這種干擾。 (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。 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。 (3)寬頻直放站干擾：這種干擾信號頻率不變，此起彼伏，一般為 EMI 問題或有意干擾。這種干擾的頻率幾乎不變，或在小范圍內(nèi)抖動，上下行都可能存在。最常見的為 CDMA 下行對 GSM 上行、固定頻率直放站等的干擾。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 25 ：同頻干擾和非同頻干擾。 , k = 9碼 符 號重 復(fù)塊 交 織數(shù) 據(jù) 擾碼W a l s h 函 數(shù) 正交 擴(kuò) 譜Q P S K 調(diào)制基 帶 濾波射 頻 調(diào)制 圖 前向?qū)ず粜诺赖恼{(diào)制原理框圖 (4) 前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制的原理框圖如圖 : 前 向 業(yè) 務(wù)信 道 的 信息 比 特增 加 幀 的 質(zhì) 量 指示 比 特（ 9 6 0 0 b i t / s 或4 8 0 0 b i t / s 時 ）增 加 8 個尾 比 特卷 積 編 碼 r = 189。這些信道每路都經(jīng)過適當(dāng)?shù)?Wash 函數(shù)正文擴(kuò)展，然后以 交相位導(dǎo)頻 PN 序列擴(kuò)展 。反向業(yè)務(wù)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(wù)。反向 CDMA 信道包括接人信道和反向業(yè)務(wù)信道。反向 CDMA 信道是從移動臺到基站的反向鏈路。反向信道上發(fā)送的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過卷積編碼、塊交織、 64 階正交調(diào)制和長碼直接序列擴(kuò)展再發(fā)送。發(fā)射信號的“有”、“無”同偽碼序列一樣是偽隨機(jī)的，跳時一般和跳頻結(jié)合起來使用，兩者一起構(gòu)成“時頻跳變”系統(tǒng)。 時間跳變系統(tǒng) 簡稱跳時 (TH)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的載波頻率在一個給定的脈沖時間間隔內(nèi)線性地掃過 — 個很寬的頻段。 跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng) 跳頻是指在無線電設(shè)備工作過程中，載波頻率不斷自動跳變，用簡略的術(shù)語表達(dá)就是“多頻、選碼、頻移鍵控。 四種擴(kuò)頻調(diào)制方式 直接序列擴(kuò)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)。 擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)必須滿足兩條準(zhǔn)則： (1)傳輸帶寬遠(yuǎn)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(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)常用的是偽隨機(jī)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。 擴(kuò)展頻譜技術(shù)的理論基礎(chǔ)是：香農(nóng)建立的關(guān)于通信系統(tǒng)效能的理論；即增加頻帶可以降低接收的信噪比 門限值，這就是擴(kuò)頻通信的基本，即用頻帶來換取信噪比。直到 20 世紀(jì) 80 年代，人們提出了采用離散傅里葉變換來實(shí)現(xiàn)多個載波的調(diào)制，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得 OFDM 技術(shù)更趨于實(shí)用化。 正交振幅調(diào)制是用兩路獨(dú)立的基帶數(shù)字信號對兩個相互正交的同頻載波進(jìn)行抑制載波的雙邊帶調(diào)制，利用已調(diào)信號在同一帶寬內(nèi)頻譜正交 的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。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。 需要指出的是， π/4 QPSK 的優(yōu)勢還在于它可以采用差分檢測，這是 因?yàn)?π/4 QPSK 信號內(nèi)的信息完全包含在載波的兩個相鄰碼元之間的相位差中。而且相鄰碼元間至少有 π/4的相位變化，西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 21 從而使接收機(jī)容易 進(jìn)行時鐘恢復(fù)和同步。1350； （ 2)可以使用非相干解調(diào)，避免 QPSK 信號相干解調(diào)中的“倒 π現(xiàn)象”。 π/4 QPSK 信號在 QPSK 和 OQPSK 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與 QPSK 和 OQPSK相比，它有以下優(yōu)點(diǎn)： 在四進(jìn)制碼元轉(zhuǎn)換時 刻，當(dāng)前碼元的相位相對于前一碼元的相位改變 177。 如果采用相干解調(diào)方式，理論上 OQPSK 信號的誤碼性能與相干解調(diào)的QPSK 相同。 對 QPSK 做正交調(diào)制時，將正交分量 Q(t)的基帶信號相對于同向分量 I(t)的基帶信號延遲半個碼元間隔（ TS/2 一個比特間隔）。 QPSK 信號是利用正交調(diào)制方法產(chǎn)生的，其原理：先對輸入數(shù)據(jù)作串 /并變換，即將二進(jìn)制數(shù)據(jù)每兩比特分成一組，得到四種組合： （ 1， 1）、（ 1， 1）、（ 1，1）和 （ 1， 1），每組的前一比特為同相分量，后一比特為正交分量。 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(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)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(fù)用 (OFDM)； 擴(kuò)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。對于多重調(diào)制需要配以多重解調(diào)。正弦波解調(diào)還可再分為幅度解調(diào)、頻率解調(diào)和相位解調(diào)。調(diào)制方式不同，解調(diào)方法也不一樣。接收端必須恢復(fù)所傳送的消息才能加以利用，這就是解調(diào)。 解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復(fù)消息的過程。此外還有復(fù)合調(diào)制和多重調(diào)制等。此外還有一些變異的調(diào)制，如單邊帶調(diào)幅、殘留邊帶調(diào)幅等。調(diào)制的載波分別是脈沖，正弦波和光波等。用模擬信號調(diào)制稱為模擬調(diào)制；用數(shù)據(jù)或數(shù)字信號調(diào)制稱為數(shù)字調(diào)制。 調(diào)制的種類很多，分類方法也 不一致。還介紹了 CDMA 通信系統(tǒng)的基本組成以及工作流程等，同時還闡述了 CDMA 通信系統(tǒng)中的一些物理層技術(shù)基本理論，這些都將 為下面的信道調(diào)制和仿真提供理論基礎(chǔ)。時隙用于在時域上區(qū)分不同用戶信號，具有 TDMA的特性。傳輸信道作為物理層提供給高層的服務(wù)，通常 被分為公共傳輸信道和專用傳輸信道。邏輯信道是 MAC 子層向上層（ RLC 子層）提供的服務(wù)，它描述的是承載什么類型的信息；傳輸信道作為物理層向高層提供的服務(wù)，它描述的是所承載信息的傳送方式。 ，如：智能天線、多用戶檢測等。 ，還利用了用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡urbo 編碼技術(shù)。 QPSK 調(diào)制，反向鏈路采用 HPSK 調(diào)制，上下行鏈路均采用相干解調(diào)技術(shù)。前向擾碼可選用長擾碼或短 擾碼，其中長擾碼周期 2251；反向擾碼周期為 2181。其中，西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 17 公共傳輸信道分為廣播信道、前向接入信道、隨機(jī)接入信道、尋呼信道、公共分組信道和下行共享信道；專用傳輸信道包括上行專用信道和下行專用信道。 傳輸信道是物理層提供給上層的服務(wù)接入點(diǎn)，上層如果需要物理層提供的服務(wù)，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。下行鏈路公共物理信道分為公共導(dǎo)頻信道、主公共控制物理信道、輔公共控制物理信道、同步信道、下行共享信道、捕獲指示信道、接入前導(dǎo)請求指示信道、沖突檢測 /信道分配指示信道、尋呼指示信道和狀態(tài)指示信道。上行鏈路專用物理信道分為專用物理數(shù)據(jù)信道和專用物理控制信道。上行鏈路物理信道分為上行公共物理信道和上行專用物理信道兩大類。無線幀是物理信道的基本單元，對應(yīng) 38400chip，包括 15 個等長的時隙，每個時隙對應(yīng)2560chip。 WCDMA 物理層 WCDMA 系統(tǒng)的物理信道按時間分為三層結(jié)構(gòu)：超幀、無線幀和時隙。 (6)混合移向鍵控（ HPSK）。 (5)信道編碼。 (4)可變幀長。 (3)可變 Walsh 碼。反向鏈路采用三種不同的功控方式：開環(huán)、閉環(huán)和外環(huán)。通過相干解調(diào)，反向鏈路的性能得到了改善。 ： (1)反向相干解調(diào)。 (7)調(diào)制和擴(kuò)頻。前向鏈路在擴(kuò)頻前采用 QPSK 調(diào)制，每兩個信息比特映射為一個 QPSK 符號。較短的幀長可以減少端到端的時延，而對較長的幀而言，幀頭占的比重小，因而要求的Eb/No 也小。 CDMA2021 支持 5ms、 10ms、 20ms、 40ms 和 80ms 的幀。 Turbo 編碼主要用于高速數(shù)據(jù)的傳輸。 (4)信道編碼。同時，不同的 Walsh碼分配算法對系統(tǒng)容量也有影響。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?。?Walsh 碼的階數(shù)隨信息速率增大而升高）。 (3)可變 Walsh 碼區(qū)分前向信道。前向鏈路采用了快速功率控制，在 CDMA2021 標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了快速功率控制的算法。發(fā)射分集可以減少所需的 Eb/No，增加系統(tǒng)容量。 ： (1)發(fā)射分級。為了實(shí)現(xiàn)沖突控制， CDMA2021 采用了相 應(yīng)的隨機(jī)接入機(jī)制。反向鏈路物理信道也分為反向鏈路西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 15 公共物理信道和反向鏈路專用物理信道兩大類。其中前三種是和 IS95 系統(tǒng)兼容的前向鏈路信道，后面的信道則是 CDMA2021 新添加的類型。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。 與 IS95 系統(tǒng)相比， CDMA2021 系統(tǒng)提出了更多種類的物理信道。 CDMA 系統(tǒng)的物理層技術(shù) CDMA2021 物理層 CDMA2021 的物理層處于其體系結(jié)構(gòu)的底層，用于完成高層信息與空中無線信號件的相互轉(zhuǎn)換，同時也是這種無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，所有的 IS95 的交織器在塊數(shù)據(jù)上操作嚴(yán)格地說，并沒有用塊交織，但是交織的類型設(shè)計要依賴于信道和原始數(shù)據(jù)率。除非仔細(xì)觀察考慮讀出的方法，否則一般最小間隔都是減少的。其他的方法可以減小 時的最小間隔而增加 時的最小間隔。 情況下，最大的最小間隔由上面所說的讀出方法 得到。假使突發(fā)錯誤的長度為 B。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。數(shù)據(jù)按列寫入，按行讀出。所以性能通?？捎米钚￠g隔與延時的比 S/D 以及最小間隔和存儲容量的比 S/M 來描述。而剛提到，處理過程需要一些 存儲單元，用 M 來表示。一般來說，這種延時也出現(xiàn)在解交織時。不論如何排列，錯誤之間總是相互挨著的。重要的參數(shù)之一是最小間隔 S，指突發(fā)連續(xù)錯誤分布的最小距離。 IS95 用了以類似塊交織技術(shù)為基礎(chǔ)的交織形式，將在下面進(jìn)一步討論。塊 交織很容易實(shí)現(xiàn)，而卷積交織有很好的性能。這種方式常在數(shù)據(jù)分塊分幀的情況下使用，入 IS95 系統(tǒng)。如果交織器設(shè)計良好，那么錯誤將會隨機(jī)地分布，用編碼技術(shù)極容易糾正。符號在進(jìn)入突發(fā)信道傳送之前被改變順序或進(jìn)行交織。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。使用了兩種西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 處理技術(shù)：用于提高額外冗余的交織技術(shù)和用于前向糾錯的編碼技術(shù)。 直接擴(kuò)頻 CDMA 支持同時在數(shù)量很大的用戶群體而不只是單個用戶之間的數(shù)字通信服務(wù)。對于卷積編碼器，兩個生成序列分別為： ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )1 1 , 0 1 , 1 1 , 2 1 , 3 1 , 4 1 , 5 1 , 6 1 , 7 1 ,8( , , , , , , , , ) ( 11 11 01 01 1 )g g g g g g g g g g?? (26) 和 ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 )1 1 , 0 1 , 1 1 , 2 1 , 3 1 , 4 1 , 5 1 , 6 1 , 7 1 ,8( , , , , , , , , ) ( 1 0 1 1 1 0 0 0 1 )g g g g g g g g g g (27) 利用方程 ()，對于 i=1 和 j=1， 2，有 : (1) (1) (1)1,0gilic d g?????? (28)