【正文】 了頻帶的利用率。在直擴(kuò)系統(tǒng)中，射頻帶寬很寬，頻譜度很低，甚至淹沒在噪音中，就很難檢查到信號的存在。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng)，美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴(kuò)頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。抗干擾性強(qiáng)：抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一，比如信號擴(kuò)頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大100倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。信源 擴(kuò)頻 調(diào)制PN 碼 振蕩器高放 混頻 解擴(kuò)本振 PN 碼解調(diào)同步圖 34 直接序列擴(kuò)頻通信原理 直接序列擴(kuò)頻的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)直擴(kuò)系統(tǒng)射頻帶寬很寬，小部分頻譜衰落不會使信號頻譜嚴(yán)重的畸變。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制。這樣下來，信源速率就被提高了 11 倍，同時也使處理增益達(dá)到10dB 以上，從而有效地提高了整機(jī)的信噪比。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，具體說，就是將信源與一定的 PN 碼（偽噪聲碼）進(jìn)行模二加。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理直接序列擴(kuò)頻就是用比信息速率高很多倍的偽隨機(jī)噪聲碼相乘來達(dá)到擴(kuò)展信號的帶寬，擴(kuò)頻通信是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的最小帶寬。由于 PN 碼的帶寬很寬，所以可以在不丟失信息的情況下，將信號能量降低到噪聲限度以下，通常將輸出功率頻譜主瓣的零值到零值的帶寬（2 ）認(rèn)定為cR直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的帶寬。這解調(diào)的射頻信號和噪聲信號的功率最接近時它的功率最高，并且和信道的噪聲最“相關(guān)” 。然后用一個雙重平衡混頻器將射頻載波和經(jīng) PN 碼調(diào)制的載波相乘來進(jìn)行解調(diào)。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)通過將射頻載波和偽噪聲（PN）數(shù)字信號有效地相乘來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。由于他的抗噪聲性，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)也非常適合商業(yè)運(yùn)用。它最初的用途是為軍事通信提供安全保障，由于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)是將窄帶信息信號擴(kuò)展成帶寬噪聲信號，所以敵人很難探測到信號。 不 同 的 物 理 信 道 用 不 同 的 信 道碼 Cch， 在 一 個 小 區(qū) 內(nèi) 擾 碼 Cscramb 是 相 同 的 。 下行鏈路的擴(kuò)頻/ 調(diào)制下 行 鏈 路 DPCH 的 擴(kuò) 頻 /調(diào) 制 原 理 如 圖 32 所 示 。對于一條數(shù)據(jù)速率為 1024kb/s 碼道，擴(kuò)頻增益為 4，約 6dB，增益余量為，這意味著在 5MHz 帶寬內(nèi)，若要求 BER 為 106，共可傳輸一條速率為1024kb/s 的碼道。區(qū)別僅在于：數(shù)據(jù)速率小于 1024kb/s 時，每條 DPDCHi 被不同的信道碼Cch，di(di=1，2，…)擴(kuò)頻；數(shù)據(jù)速率等于 2048kb/s 時，每對 DPDCH2di1 和DPDCH2di 被一個相同的 Cch，di 擴(kuò)頻。 上行鏈路的擴(kuò)頻/ 調(diào)制WCDMA 的上行鏈路擴(kuò)頻/調(diào)制原理如圖 31 所示：圖 31 WCDMA 上行鏈路 DPDCH/DPCCH 擴(kuò)頻/ 調(diào)制從圖中可以看出在 5MHZ 帶寬內(nèi)，多路專用物理數(shù)據(jù)信道（ DPDCH）的總數(shù)據(jù)速率小于等于 1024kb/s 時上行 DPDCH 的復(fù)用原理。擴(kuò)頻調(diào)制是指 I 和 Q 支路信道碼和擾碼擴(kuò)頻，經(jīng)濾波和載波調(diào)制后輸出。在 WCDMA 系統(tǒng)中,調(diào)制可分為數(shù)據(jù)調(diào)制和擴(kuò)頻調(diào)制。頻帶的擴(kuò)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成的，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)，與傳的信息數(shù)據(jù)無關(guān)。第 3 章 WCDMA 系統(tǒng)中的擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)擴(kuò)展頻譜（SS：Spread Spectrum）通信簡稱擴(kuò)頻通信。在接收端需將以調(diào)信號還原成要傳輸?shù)脑夹盘?，也就是基帶信號從載波中提取出來以便接收者（信宿）處理和理解過程。調(diào)制可以通過是高頻載波隨信號幅度的變化而改變載波的幅度、相位、或者頻率來實(shí)現(xiàn)。 調(diào)制與解調(diào)在通信系統(tǒng)中，信號的調(diào)制與解調(diào)只是一個頻譜搬移的過程。M 序列是最常用的一種偽隨機(jī)序列，它是最長線性反饋移位寄存器序列的簡稱，WCDMA 使用的擾碼是由 m 序列的不同相位異或而成。從更廣泛的意義上來說，擾碼能使數(shù)字傳輸系統(tǒng)對各種數(shù)字信息具有透明性，這不但因?yàn)閿_碼能改善未定時回復(fù)的質(zhì)量，還因?yàn)閿_碼能夠使信號頻譜彌散而保持穩(wěn)恒，相當(dāng)于數(shù)字信號的功率拓展，使其分散開了，因此擾亂過程又稱為“能量分散”過程。這樣破壞了系統(tǒng)設(shè)計的前提，破壞了傳輸信道的碼平衡，使得系統(tǒng)有可能回不到設(shè)計的性能指標(biāo)。 加擾與解擾數(shù)字通信理論在設(shè)計通信系統(tǒng)時都是假設(shè)所傳輸?shù)谋忍亓髦小?” 、 “1”出現(xiàn)的概率是相等的，實(shí)際應(yīng)用中的通信系統(tǒng)以及其中的數(shù)字通信技術(shù)的設(shè)計性能指標(biāo)首先也是這一假設(shè)為前提的。由于改變了數(shù)據(jù)流的傳輸順序，必須要等整個數(shù)據(jù)塊接收后才能糾錯，加大了處理延時，因此交織深度應(yīng)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求選擇；在特殊情況下，若干個隨機(jī)獨(dú)立差錯有可能交織為突發(fā)差錯。如圖 22 所示為碼序列的相關(guān)性。 在 WCDMA 系統(tǒng)中提到的交織技術(shù)，它通常跟信道編碼結(jié)合使用。卷積碼主要用在語音業(yè)務(wù)，約束長度為9，加 8 個尾比特；Turbo 碼主要用在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，兩個 8 狀態(tài)的并行級聯(lián)碼（PCCC）構(gòu)成，加 6 個尾比特。這樣來增加符號間的相關(guān)性的，以便在收到干擾的情況下恢復(fù)信號的作用。解碼器具有獨(dú)特的重構(gòu)隨機(jī)激勵矢量的相位彌散處理。解碼器包括：發(fā)送參數(shù)譯碼（LP參數(shù)、自適應(yīng)碼本矢量、自適應(yīng)碼本增益、固定碼本矢量、固定碼本增益） ，合成重建語音。AMR 編碼器功能包括 9 大部分：預(yù)處理；先行預(yù)測分析和量化；開環(huán)基因分析；沖擊響應(yīng)計算；目標(biāo)信號計算；自適應(yīng)碼本；代數(shù)碼本；自適應(yīng)和固定碼本增益的量化；存儲器更新。下面介紹 AMR 編碼器、解碼器功能。根據(jù)此時的語音質(zhì)量可以把 8 中速率分成高、中、低3 類速率，高速率提供的語音質(zhì)量比低速率提供的語音質(zhì)量有很大提高。此外，還有低速率的噪聲編碼模式，編碼器能夠根據(jù)命令在每 20ms語音幀中改變它的速率。WCDMA 系統(tǒng)采用 AMR（Adaptive MultiRate）語音編碼。自適應(yīng)多速率（AMR）是以智能的方式解決信源解碼和信道解碼的速率分配問題。經(jīng)過信源編碼的含有信息的數(shù)據(jù)成為“ 比特” ；經(jīng)過信道編碼和交織后的數(shù)據(jù)成為“符號” ；經(jīng)過最終擴(kuò)頻得到的數(shù)據(jù)稱為“碼片” ，WCDMA 的擴(kuò)頻速率為 。TDD 模式在很大程度上是基于 FDD 模式的概念和思想的，加入它是為了彌補(bǔ)基本 WCDMA 系統(tǒng)的不足，也是為了能使用 ITU 為 IMT2022 分配的那些不成對頻譜 [7]。信源編碼信道編碼交織擴(kuò)頻加擾調(diào)制射頻發(fā)射無 線 信 道信源解碼去交織信解碼解頻解擾解調(diào)射頻接收在 FDD 模式下，上行鏈路和下行鏈路分別使用兩個獨(dú)立的 5MHz 的載波；在TDD 模式下只使用一個 5MHz 的載波，在上下行鏈路之間分時共享。這種快速的無線容量分配一般由網(wǎng)絡(luò)來控制，以達(dá)到分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最佳吞吐量。在每個 10ms 期間，用戶數(shù)據(jù)速率是恒定的。實(shí)際的載頻要根據(jù)載頻間的干擾情況，以 200kHz 為一個基本單位在大約 5MHz 之間選擇 [6]。WCDMA 所固有的較寬的載波帶寬使其能夠支持高的用戶數(shù)據(jù)速率，并且也具有某些性能方面的優(yōu)勢，例如增強(qiáng)的多徑分集能力。使用 的碼片速率需要大概5MHz 的載波帶寬。WCDMA 是一個帶寬直擴(kuò)碼分多址（DSCDMA）系統(tǒng)，即通過用戶數(shù)據(jù)與由 CDMA 擴(kuò)頻碼得來的偽隨機(jī)比特（稱為碼片）相乘，從而把用戶信息比特擴(kuò)展到寬的帶寬上去。表 11 是移動通信幾種技術(shù)方案的比較。雖然它們同屬 3G 的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然分為兩類：CDMA202 WCDMA 并作一類，TD—SCDMA 則單獨(dú)成一類。而未來 VoIP 技術(shù)的采用也將把全 IP 化的優(yōu)勢突顯出來 [4]。從WCDMA 標(biāo)準(zhǔn)版本的演進(jìn)（HSPDA→HSUPA→ HSPA→HSPA+→LTE ）可以清晰地判斷出全 IP 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正逐步成為 WCDMA 的趨勢。美國的ATamp。WCDMAFDD/TDD（現(xiàn)稱高碼片速率 TDD）和 TDSCDMA（融和后現(xiàn)稱低碼片速率TDD）都是由 3GPP 開發(fā)和維護(hù)的規(guī)范，這些技術(shù)都是以 CDMA 技術(shù)為核心的。日本運(yùn)營商 NTT DoCoMo 在 1996 年推出了一套 WCDMA 技術(shù)的發(fā)展，加快了 WCDMA 的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，并最終使WCDMA 技術(shù)成為 ITU 批準(zhǔn)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)。在這些早期研究中，對各種不同的接入技術(shù)包括TDMA、CDMA 、OFDM 等進(jìn)了試驗(yàn)和評估，為 WCDMA 奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。1992—1995 年之間歐洲開始了 RACE II 程序。 WCDMA 的產(chǎn)生和發(fā)展歷程WCDMA 主要起源于歐洲和日本的早期第三代無線研究活動，GSM 的巨大成功對第三代系統(tǒng)在歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生重大影響。固定網(wǎng)與移動網(wǎng)的融合也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要趨勢。從現(xiàn)在的發(fā)展來看，采用 OFDMA（正交頻分多址）技術(shù)的 LTE 系統(tǒng)已經(jīng)成為了現(xiàn)在 3G 的主流研究對象。首先，在空中接口技術(shù)方面，3G 繼續(xù)向著更高數(shù)據(jù)傳輸率、更高頻譜利用率的方向演進(jìn)。3G 技術(shù)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了普及階段， 3G 技術(shù)自身也在不斷演進(jìn)。國際電聯(lián) ITU 稱為 IMT2022。這一切都要求移動通信系統(tǒng)必然要發(fā)生另一場革命。(3)通信容量不足。 （2）無法實(shí)現(xiàn)全球漫游，由于沒有形成全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（歐洲建立GSM 系統(tǒng) 。第二代系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，也越來越暴露出其不足：(1)業(yè)務(wù)仍然較單一。其產(chǎn)品類型又可分為兩大類，即第一類數(shù)字式 TDMA 系統(tǒng)和第二類數(shù)字式窄帶 CDMA 系統(tǒng)。第二代移動通信（2G）起于 90 年代初期，流行于 90 年代中后期。隨著市場的發(fā)展，模擬蜂窩系統(tǒng)的頻譜利用率低、價格昂貴、設(shè)備復(fù)雜、業(yè)務(wù)種類有限、系統(tǒng)不兼容等問題變得越來越突出，而且還面臨著阻塞概率增高、呼叫中斷率增高、蜂窩系統(tǒng)迫切需要增容的壓力。我國于 1983 年規(guī)定蜂窩式移動電話系統(tǒng)頻段為 870~ 與 915~，頻道間隔為 25kHz。模擬蜂窩網(wǎng)移動系統(tǒng)采用的是頻率再用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)制大容量公用移動電話系統(tǒng)，1975 年到 1978 年，美國 ATamp。而在現(xiàn)實(shí)生活中，我們經(jīng)常按代（Generation ）來劃分移動通信的發(fā)展。目前，在我國，各種移動通信系統(tǒng)如蜂窩網(wǎng)、無線電尋呼、無繩電話和集群系統(tǒng)都以極快的速度在發(fā)展 [1]。1974 年制定了民用無線電話機(jī)的技術(shù)條件，簡稱 74 系列標(biāo)準(zhǔn)。建國后有幾家生產(chǎn)無線電臺的工廠，主要為部隊(duì)提供通信設(shè)備。移動通信已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個部門和人民的各個領(lǐng)域之中，將在新世紀(jì)對人類的生活和社會發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。在這些新技術(shù)的推動下，無線通信技術(shù)獲得了巨大的發(fā)展。 Strong interference目錄摘 要 ................................................................................................................................IABSTRACT......................................................................................................................II第 1 章 緒 論..................................................................................................................1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程和 3G 的現(xiàn)狀 ..........................................................1 WCDMA 的產(chǎn)生和發(fā)展歷程 ............................................................................3 3G 移動通信技術(shù)方案的比較 ...........................................................................4第 2 章 WCDMA 系統(tǒng) ......................................................................