东北大学移动通信系统.ppt

一 码分多址的特征 在CDMA通信系统中，不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分的，而是用各不相同的编码序列来区分的。换句话说，是靠信号的不同波形来区分的。如果从频率是时域来观察，多个CDMA信号是互相重叠的，接受机用相关器可以在多个CDMA信号中选出其中使用预定码型的信号。 在CDMA蜂窝通信系统中，用户之间的信息传输也是由基站进行转发和控制的。为了实现双工通信，正向传输和反向传输可以使用不同的频率，即通常所谓的频分双工（FDD）；也可以使用不同的时帧，即通常所谓的时分双工（TDD）。无论正向传输还是反向传输，除去传输业务信息外，还必须传送相应的控制信息。为了传送不同的信息，需要设置不同的信道。但是CDMA通信系统既不分频道又不分时隙，无论传送何种信息的信道，都靠采用不同的码型来区分。 二 扩展频谱调制 扩频调制 ⒈扩频通信系统类型 扩频通信的一般原理如图所示。在发端输入的信息经信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽以后的信号再对载频进行调制（如PSK或QPSK、OQPSK等），通过射频功率放大送到天线上发送出去。在收端，从接收天线上收到的宽带射频信号，经过输入电路、高频放大器后送入变频器，下变频至中频，然后由本地产生的与发端完全相同的扩频码序列去解扩，最后经信息解调，恢复成原始信息输出。 扩频通信原理框图 由图可见，扩频通信系统与普通数字通信系统相比较，就是多了扩频调制和解扩部分。按照扩展频谱的方式不同，目前的扩频通信系统可分：直接序列（DS）扩频、跳频（FH）、跳时（TH）、线性调频（Chirp）以及上述几种方式的组合。下面分别作一些简要的说明。 ⒈直接序列（DS）扩频 所谓直接序列（DS，Direct Sequency）扩频,就是直接用具有高码率的扩频 码序列在发端去扩展信号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。直接序列扩频的原理如图所示。例如我们摘脉冲序列对某一载波进行二相相移键控调制，如果采用平衡调制器，则调制后的输出为二相相移键控信号，它相当于载波抑制的调幅双边信号。 直接序列扩展频谱示意图 图中输入载波信号的频率为fc,窄脉冲序列的频谱函数为G﹙f﹚它具有很宽的频带。平衡调制器的输出则为两倍脉冲频谱宽度，而fc被抑制的双边带扩频信号，其频谱函数为G﹙f+ fc ﹚。以后我们将说明，在接收端应用相同的平衡调制器作为解扩器，可将频谱为G﹙f+ fc ﹚的扩频信号，用相同的码序列进行再调制，将起恢复成原始信号的载波信号fc。关于直接序列扩频系统的组成和工作原理及抗干扰性能等问题，我们将在下面作较为详细的介绍。 跳频（DS）系统 （a) 原理示意图 (b) 频率跳变图案 发端信息码序列与扩频码序列组合以后按照不同的码字去控制频率合成器。其输出频率根据码字的改变而改变，形成了频率的跳变，故称跳频。从图中可以看出，在频域上输出频谱在一宽频带内所选择的某些频率随即地跳变。在收端，为了解调跳频信号，需要有与发端完全相同的本地扩频码发生器去控制本地频率合成器，使其输出的跳频信号能在混频器中与接收信号差频出固定的中频信号，然后经中频带通滤波器及信号解调器输出恢复的信息。从上述作用原理可以看出，跳频系统也占用了比信息带宽要宽得多的频带。 直扩通信系统原理 (a)系统组成框图 (b) 主要波形或相位 访问位置寄存器（VLR）是存储用户位置信息的动态数据库。当漫游用户进入某个MSC区域时，必须向与该MSC相关的VLR登记，并被分配一个移动用户漫游号（MSRN），在VLR中建立该用户的有关信息，其中包括移动用户识别码（MSI）、移动台漫游号（MSRN）、所在位置区的标志以及向用户提供的服务等参数，这些信息是从相应的HLR中传递过来的。MSC在处理入网和出网呼叫时需要查询VLR中的有关信息。一个VLR可以负责一个或若干个MSC区域。网络中设置认证中心（AUC）进行拥护鉴权和认证。 认证中心是认证移动用户的身份以及产生相应认证参数的功能实体。这些参数包括随机号码（RAND）、期望的响应SRES（Signed Response)和密钥（KC）等。认证中心对认识试图入网的用户进行身份认证，只有合法用户才能接入网中并得到服务。 在构成实际网络时，根据网络资源、所在地域以及其它因素，上述功能实体可有各种配置方式。通常将MSC和 VLR设置在一起，而将HLR、EIR和AUC合设于另一个物理实体中。在某些情况下，MSC、VLR、