【正文】 ? ? ? (211) 輸出符號 ( (1) (2),cc??)連接成單個序列，即發(fā)送到塊交織器的編碼符號序列 : ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 )0 0 1 1 23 23( , , ..., )c c c c c c c? = ( 111000011001010000000000111001110010111 000111011 ) (212) 對于前向和反向的 CDMA 信道，每當信息速率小于 9600b/s 時，每個卷積編碼的符號重復(fù) k次后再發(fā)送到塊交織器。 k的大小隨著信息速率的不同而不同。 直接擴頻 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)。這將反映在如何利用額外的維數(shù)和冗余來提高性能。使用了兩種西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(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)。 交 織是排列符號序列的過程。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。 交織常重復(fù)或編碼相結(jié)合，是一種防止突發(fā)錯誤的時間分集形式。符號在進入突發(fā)信道傳送之前被改變順序或進行交織。如果傳送時發(fā)生突法錯誤，恢復(fù)原來順序就可以在時間上分散錯誤。如果交織器設(shè)計良好，那么錯誤將會隨機地分布，用編碼技術(shù)極容易糾正。 最常見的交織技術(shù)的兩種中，最常見的類型是塊交織。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)。另一方面，卷積交織對連續(xù)少數(shù)據(jù)流來說是比較實用的類型。塊 交織很容易實現(xiàn)，而卷積交織有很好的性能。連續(xù)操作使得卷積交織的初始開銷變得不重要。 IS95 用了以類似塊交織技術(shù)為基礎(chǔ)的交織形式，將在下面進一步討論。 有幾個描敘交織器性能的參數(shù)。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。一般來說這個參數(shù)依賴于突發(fā)長度，突發(fā)長度增加則 S變小。不論如何排列，錯誤之間總是相互挨著的。交織時，讀取一部分符號同時需要存儲另一些符號，因此就帶來了延時。一般來說，這種延時也出現(xiàn)在解交織時。延時 D 表示交織和解交織時帶來的額外讀 /寫操作量。而剛提到，處理過程需要一些 存儲單元，用 M 來表示。為了達到較好的交織器性能，最小間隔越大越好，延時和存儲容量越小越好。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。 一個 (I,J)的塊交織器可以看成是一個 J 行 I 列的存儲矩陣。數(shù)據(jù)按列寫入，按行讀出。符號從矩陣的左上角開始寫入，從右下角開始讀出。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。 塊交織器特性很容易通過觀察矩陣得到。假使突發(fā)錯誤的長度為 B。兩個錯誤之間的最小 間隔可以由下式給出 : (213) 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 交織延時在發(fā)端是 IJ,在接收端是 IJ，因此總延時是 2D I J?? (214) 為了連續(xù)的操作 ,需要兩個矩陣 ,存儲的要求就是 2M I J?? (215) 交織器的最小間隔可以通過改變讀出的行順序來改變 ,延時和存儲要求在這個操作中不變。 情況下，最大的最小間隔由上面所說的讀出方法 得到。然而，這種方法使得 時 。其他的方法可以減小 時的最小間隔而增加 時的最小間隔。IS95 就用了這樣的技術(shù)。除非仔細觀察考慮讀出的方法，否則一般最小間隔都是減少的。 IS95 系統(tǒng)交織一幀之內(nèi)的數(shù)據(jù)，除了同步信道之外，其他信道都是 20 毫秒，同步信道的一幀周期上 毫秒。因此，所有的 IS95 的交織器在塊數(shù)據(jù)上操作嚴格地說，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。例如，反向鏈路通過矩陣之中以非傳統(tǒng)的方法讀出各行數(shù)據(jù)以改變最小間隔特性。 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)。為了滿足 3G 業(yè)務(wù)的需求， CDMA2021 提出了更多種類的物理信道，其中有一部分是為了保持后相兼容，也有一部分是為了支持其要求的數(shù)據(jù)傳輸以及信令需求。 與 IS95 系統(tǒng)相比， CDMA2021 系統(tǒng)提出了更多種類的物理信道。其可分為前向鏈路物理信道和反向鏈路物理信道。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。前向鏈路公 共物理信道包括：導頻信道、同步信道、尋呼信道、廣播控制信道、快速尋呼信道、公共功率控制信道、公共支配信道和公共控制信道。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。 CDMA2021 支持與 IS95 兼容的前向公共信道的目的是為了支持系統(tǒng)的平滑演進。反向鏈路物理信道也分為反向鏈路西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(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。反向鏈路公共物理信道包括：反向接入信道、反向公共控制信道和反向增強接入信道，這些信道是多個移動臺共享的。為了實現(xiàn)沖突控制， CDMA2021 采用了相 應(yīng)的隨機接入機制。在公共信道中， RACH 屬于 CDMA2021 中的后向兼容信道，與 IS95 兼容。 ： (1)發(fā)射分級。前向鏈路采用的發(fā)射分集為多載波發(fā)射分集、正交發(fā)射分集和空時擴展分集三種。發(fā)射分集可以減少所需的 Eb/No，增加系統(tǒng)容量。 (2)快速功率控制。前向鏈路采用了快速功率控制，在 CDMA2021 標準中詳細規(guī)定了快速功率控制的算法。功率控制信道與反向?qū)ьl信道時分復(fù)用，功控速率為 900Hz。 (3)可變 Walsh 碼區(qū)分前向信道。與 IS95 標準不同， CDMA2021 系統(tǒng)采用了可變長度的 Walsh 碼，不同的前向信道之間是正交的。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）。不同長度 Walsh 碼之間的正交性需要研究。同時，不同的 Walsh碼分配算法對系統(tǒng)容量也有影響。當 Walsh 碼數(shù)量受限時，可以乘以相應(yīng)的掩碼生成準正交函數(shù)來補充。 (4)信道編碼。信道編碼采用卷積編碼和 Turbo 碼，卷積編碼適合低速數(shù)據(jù)的傳輸，約束長度為 9，編碼速率根據(jù)信道配置的不同而不同。 Turbo 編碼主要用于高速數(shù)據(jù)的傳輸。 (5)可變幀長。 CDMA2021 支持 5ms、 10ms、 20ms、 40ms 和 80ms 的幀。交織器的時間跨度是權(quán)衡時延、交織器內(nèi)存的要求和 Eb/No 要求而得。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。 (6)QPSK 調(diào)制。前向鏈路在擴頻前采用 QPSK 調(diào)制，每兩個信息比特映射為一個 QPSK 符號。與 BPSK 相比，可用的 Walsh 碼數(shù)量增加一倍。 (7)調(diào)制和擴頻。前向鏈路中，用戶的數(shù)據(jù)首先經(jīng)過長 PN 碼加擾，然后經(jīng) 過I 路和 Q 路映射、信道增益、功控比特擊穿和 Walsh 碼擴頻，最后進行復(fù)擴頻。 ： (1)反向相干解調(diào)。與 IS95 系統(tǒng)不同， CDMA2021 系統(tǒng)的反向鏈路為每個西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設(shè)計論文 16 業(yè)務(wù)信道都配備了一個導頻信道，所以反向鏈路也可進行相干解調(diào)，這是CDMA2021 系統(tǒng)的一大特點。通過相干解調(diào)，反向鏈路的性能得到了改善。 (2)反向功率控制。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)。反向快速功率控制的速率可達 800Hz。 (3)可變 Walsh 碼。反向鏈路也才用了可 變長度的 Walsh 碼序列，以適應(yīng)不同速率的信道。 (4)可變幀長。與前向鏈路類似，反向鏈路也采用了可變的幀長，幀長為 5ms、10ms 或 20ms。 (5)信道編碼。反向信道采用卷積碼或 Turbo 碼進行編碼， Turbo 碼主要用于反向補充信道傳輸高速數(shù)據(jù)。 (6)混合移向鍵控（ HPSK）。反向鏈路采用了混合移向鍵控的調(diào)制方式，降低了峰均值和過零率。 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。一個超幀的時長為 720ms，分為 72 個 無線幀，每個無線幀的時長為 10ms。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 分為上行鏈路物理信道和下行鏈路物理信道。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。上行鏈路公共物理信道分為隨機接入物理信道和公共分組物理信道。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。下行鏈路物理信道分為下行公共物理信道和下行專用物理信道兩大類。下行鏈路公共物理信道分為公共導頻信道、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。下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。 傳輸信道是物理層提供給上層的服務(wù)接入點，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。傳輸信道分為公共傳輸信道和專用傳輸信道。其中，西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(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。 WCDMA 系統(tǒng)物理層的特點如下： ，復(fù)擾碼由 GODL 序列生成。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。 ，采用正交可變擴頻因子作為信道碼，擴頻因子為 4~512。 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)。 ，同時，為了充分利用資源，采用包括速率匹配在內(nèi)的信道復(fù)用技術(shù)。 ，還利用了用于高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)腡urbo 編碼技術(shù)。 GPS 系統(tǒng)，所以是一個準同步的 系統(tǒng)，具有獨特的小區(qū)搜索過程。 ，如：智能天線、多用戶檢測等。 TDSCDMA 系統(tǒng)的物理層 TDSCDMA 系統(tǒng)存在三種信道模式：邏輯信道、傳輸信道和物理信道。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。 TDSCDMA 通過物理信道模式直接把需要傳輸?shù)男畔l(fā)送出去，即在空中傳輸物理信道承載的信息。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。 TDSCDMA 的物理信道由四層結(jié)構(gòu)組成，即系統(tǒng)幀、無線幀、子幀和時隙。時隙用于在時域上區(qū)分不同用戶信號，具有 TDMA的特性。 本章小結(jié) 本章主要介紹了關(guān)于 CDMA 的一些基本概念及其基本原理，所謂 CDMA，西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設(shè)計論文 18 即在發(fā)送端使用各不相同的、相互（準）正交的偽隨機地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號；在接收端則采用同樣的偽隨機地址碼從混合信號中解調(diào)檢測出相應(yīng)的信號。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)。 西北工業(yè)大學明德學院本科畢業(yè)設(shè)計論文 19 第三章 CDMA 在不同訓練序列下的調(diào)制解調(diào)過程 調(diào)制解調(diào)的概念 調(diào)制就是用基帶信號去控制載波信號的某個或幾個參量的變化，將信息荷載在其上形成已調(diào)信號傳輸，而解調(diào)是調(diào)制的反過程，通過具體的方法從已調(diào)信號的參量變化中將恢復(fù)原始的基帶信號。 調(diào)制的種類很多，分類方法也 不一致。按載波的形式可分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。用模擬信號調(diào)制稱為模擬