第09讲-多址2祥解.ppt

第八讲 无线通信的多址技术（2） 码分多址 CDMA技术的分类 直扩码分多址（DS-FHMA） 跳频码分多址（FH-CDMA） 混合码分多址（Hybrid-CDMA） CDMA特点 方法：窄带调制信号与伪随机序列（PN码）直接相乘（直扩），或由PN序列控制载波发射频率（跳频），达到展宽频谱的目的。 性能： （1）各用户使用同一频段，频谱效率较高； （2）具有抗多径、抗干扰特性； （3）采用RAKE接收机提高抗多径性能； （4）PN码具有类似噪声的性能； （5）发射谱密度低，信号隐蔽。 直扩码分多址（DS-CDMA） 扩频方法： 用PN码进行乘法调制。 解扩方法：相关、匹配滤波等。 处理增益：G＝W/B。 多址时存在远近效应。 具有一定的抗干扰、抗衰落特点。 工作原理 这是子码域上的正交分割。信号集采用互相正交的地址码序列，算符集采用地址码相关器。 工作原理（续） 令发送信号为： nc(t)为一组和地址码性质相近的序列。 工作原理（续） 这时n?k的选址输出为： 工作原理（续） 关于码型噪声的讨论。在忽略Lik,aij,Iij(t)各项的情况下，码型噪声取决于： 这实际上是全部地址码互相关之和。 如果：nc’(t)=0，地址码理想正交，属于正交分割； 如果：nc’(t)?0，地址码非正交，属于非正交分割。 码分多址的首要问题是选择尽量好的正交码组。 信道配置 DS-CDMA信道配置图 DS-CDMA系统的参数 信息速率：原始信息的速率 码片（chip）速率：地址码速率 扩频比：码片速率和信息速率的比值 地址码周期、地址码码长 地址码的正交性及数目 地址码的同步及捕获性能 扩频的实现 扩频过程框图 扩频的实现（续） 扩频过程波形 解扩的实现 解扩过程框图 扩频的实现（续） 解扩过程波形 DS-CDMA关键技术 地址码的选择 地址码的捕获与跟踪 远近效应与功率控制 地址码的选择 介绍一种常用的地址码：PN码（伪噪声码）。 最典型的是m序列，即：最长线性移位寄存器序列。 地址码的选择（续） m序列的性质：类似于噪声，所以也称为伪噪声序列 －由n级移位寄存器产生的m序列，其周期为2n－1。 －除全0状态外，n级移位寄存器可能出现的各种状态都在m序列的一个周期中出现，而且只出现一次。 －m序列中“0”码和“1”码个数大致相同。 －将m序列循环移位后还是一组m序列。 －m序列的自相关函数： 地址码的选择（续） m序列具有很好的自相关及互相关特性，因而在无线及移动通信中有广泛的使用。但是，应该注意m序列不是一种理想正交序列，因此当用户数增加时，会引入很大的码型噪声干扰。 如何选择正交码组？ －对m序列的改进，如：插入一些“0”。 －构造新的地址码，如：Gold序列、Walsh序列。 良好自相关、互相关及正交的前提是地址码的同步，如果不能达到准确的同步，会引入附加的码型噪声，严重影响CDMA系统的正常工作。 地址码的捕获与跟踪 这是码分多址的一项关键技术，可以分为二个过程： （1）确定地址码的相位，称为捕获。 （2）维持地址码相位的同步，称为跟踪。 采用方法举例： （1）捕获可以采用匹配滤波器。 （2）跟踪可以采用延迟锁定环。 地址码的捕获与跟踪（续） 匹配滤波器和延迟锁定环的组合。 地址码的捕获与跟踪（续） 延迟锁定环的鉴相特性 远近效应与功率控制 什么叫做远近效应？ 首先说明CDMA系统是一种干扰受限系统，这是由于地址码不可能完全正交。即使采用理想的正交码和理想的正交分割，但由于信道传输及同步电路的不理想，会产生码型噪声。 假定所有的用户发送功率都一样，则来自不同地址的码型噪声由于传输距离不同（即传输衰减不同）就会有很大的差别，特别对于那些距离很近的用户，产生的码型噪声将会很大，因而造成接收干扰的提高，有效用户数的降低。这就是CDMA系统的远近效应。 远近效应与功率控制（续） 解决远近效应的方法之一：功率控制 开环功率控制 闭环功率控制 DS-CDMA的优点 用户共享一个频率，无需频率规划； PN码的正交性； 远近效应：功率控制； 具有软容量限制，用户越多，性能越差，用户减少，性能就变好； 抗多径衰落：固有的频率分集； 利用宏分集可以实现软越区切换； 多用户干扰：PN码不完全正交； 利用多用户检测提高系统性能和容量； 利用多径，采用RAKE技术提高系统性能。 跳频码分多址（FH-CDMA） 实现方法：在发送端用PN码控制频率合成器，发射频率随PN序列在一定带宽跳变；在接收端实现本振的同步跳频，然后还原成某个固定中频，进行解调。 处理增益：G＝W/B。 多址通信时没有远近效应。 具有良好的抗干扰特点。 跳频码分多址（续）（FH-CDMA） 进一步说明 采用跳频实现多址； 每个