第三章-码分多址技术基础.pptVIP

扩频通信的实现方法 跳频系统中载波频率改变的规律，叫做跳频图案。有什么样的跳频指令就会产生什么样的跳频图案。 图 3-13 跳频图案 扩频通信的实现方法 一个好的跳频图案应具备以下几点： 图案本身的随机性要好，要求参加跳频的每个频率出现的概率相同。 要求跳频图案的数目要足够多，这样抗破译的能力强。 各图案之间出现频率重叠的机会要尽量的小，要求图案的正交性要好，这样有利于组网通信和多用户的码分多址。 内容提要 概述 码分多址的基本原理 扩频通信系统 CDMA的地址码和扩频码 CDMA技术的特点 CDMA的地址码和扩频码 理想的地址码和扩频码应具有如下特性： 有足够多的地址码码组 有尖锐的自相关特性 有处处为零的互相关特性 不同码元数平衡相等 尽可能大的复杂度 相关函数 （偶）周期自/互相关函数 设含有J个序列的序列集A={a0，a1，…，aJ-1}，集合中任意两个序列ai和aj的周期互相关函数（CCF）定义为： （3-6） 式中，“*”为共轭操作；mod为取模运算；整数x为两个序列间的相对位移；K为序列的长度；aik为序列ai的第k个元素。当i=j时，θi，j（x）即为序列的周期自相关函数（ACF） 相关函数 非周期（部分）自/互相关函数 序列集A中任意两个序列ai和aj的非周期部分CCF定义为： （3-7） 式中，整数x为两个序列间的相对位移。当i=j时，Ci，j（x）即为序列的非周期部分ACF。其中绝对值最大的取值可以称为主瓣，次极值可以称为旁瓣。 相关函数 在CDMA系统中，一个用户可以占用系统提供的所有频带和时隙进行通信，不同用户的信号是通过分到的不同地址码来区分的。 发送信号经过多径衰落信道后，接收信号中含有多个时延不同的发送信号分量。解扩序列与发送信号的分量不同步，导致了多径干扰（MI），干扰大小取决于扩频序列的自相关函数旁瓣。 CDMA是多用户同时共用无线信道，当本地解扩序列与接收到的信号采用不同的扩频序列时，如果序列的互相关函数不为零，则存在多址接入干扰（MAI），大小由扩频序列间的互相关特性决定。 如果扩频序列具有理想的相关特性，即自相关函数（ACF）旁瓣为零，互相关函数（CCF）处处为零，则在同步和异步条件下，系统均可实现无多径干扰Ml和多址接入干扰MAI，从而提高系统的频谱效率和系统容量。 PN码 二进制序列是指序列的元素只有两个取值{0，1}或{+1，-1}。 根据其自相关和互相关特性的不同又可分为准正交序列、狭义正交序列等。 其中，准正交序列相关函数的旁瓣与主瓣的比值较小，但并不为零，较为典型的有m/M序列和Gold序列。 狭义正交序列在0偏移处满足理想的自相关性和互相关性。walsh码和正交可变扩频因子（OVSF）序列是两种典型的狭义正交序列 PN码 m序列又称伪随机序列或PN序列，它是最长线性反馈移位寄存器序列的简称，其自相关特性与白噪声的自相关特性类似，而且又可再生，因此常被用作扩频通信的扩频码。 m序列发生器是由移位寄存器、线性反馈逻辑和模2加法器组成的。周期为P=2n-1的m序列可以由n级线性反馈移位寄存器（LFSR）产生。 图 3-14 3级m序列发生器 PN码 表 3-3 模2加运算规则 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 输出 输入 PN码 表3-4 各输出端的输出序列 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 末级输出 第二级输出 第一级输出 第一级输入 PN码 可以看出，它具有以下三个特性: 平衡特性，即每个周期序列中有2n个1，2n-1个0 游程特性，在一个序列中连续出现的相同码称为一个游程，连码的个数称为游程的长度。一个m序列中共有2n-1个游程：长度为R（1≤R≤n-2）的游程数占游程总数的1/2R；长度为n-1的游程只有1个，且是连0码；长度为n的游程也只有1个，且是连1码。 相关特性 PN码 相关特性 设周期为P的m序列a=（a0，a1，…，ak，…，aP-1），其中第k个元素ak∈{+1，-1}，则周期ACF为： （3-8） 可见，ACF的主瓣（x=0，±P，±2P，…）为P，旁瓣为-1，旁瓣的绝对值与主瓣的比值为1/P。 PN码 例如，周期为P=7的m序列a=（-1，-1，-1，