移动通信多址技术与扩频通信.pptVIP

5.3.1窄带与宽带通信系统设R为待传送的信源码元速率(或带宽)，T为码分的持续时间，F为传送至信道的扩频序列(chip)信号速率(或带宽)。若，即当或者(带宽)，称该系统为窄带通信系统。通常数字通信系统中的移幅、移频、移相均属窄带通信系统。若，即，则称该系统为宽带通信系统。宽带通信系统是窄带通信系统通过扩频方式来实现的。码分多址CDMA就是一类最典型的扩频通信系统。125.3.2直扩式码分多址DS-CDMA扩频技术可以划分为直扩式和非直扩式两类，直扩式实现较简单，民用移动通信中多采用这类方式，非直扩方式中常采用的有跳频、跳时、时－频编码等方式，尤其是跳频在军事通信中经常采用。本节重点介绍直扩，首先以一个最简单的7位伪随机的ｍ序列为例加以说明。5.3.2直扩式码分多址DS-CDMA扩频后的性能分析：有效性性能：扩频后频带扩展七倍，直接有效性下降七倍，但是若不考虑实际多径影响，七位扩频码每错开一位可供一个新用户，共可供七个用户用，这正好抵消了扩展频带的七倍下降位。但是实际上必须要考虑多径影响，这时有效性性能将会产生下降。可靠性性能：根据伪码自相关特性，当码位对齐时可以将7位伪码(chip)信号能量累加起来增加7倍，码位不对齐时均下降至-1。若采用自相关接收，其接收门限可定在3.5V上(假设信号电平均归一化为1伏)，然而，若不扩频，接收信号的门限值只能定在0.5伏上，两者相比，扩频后抗干扰增加倍。实际上在扩频系统中抗干扰的改善是与扩频成正比的。5.3.2直扩式码分多址DS-CDMADS-CDMA系统实现框图如下所示。发送端：5.3.2直扩式码分多址DS-CDMA接收端：DS-CDMA发、收端实现框图与传统的通信系统相比较，发送端增加扩频调制部分，收端则增加相应的扩频解调部分。5.3.3直扩系统的主要技术指标干扰容限：表示在正常工作的条件下，接收机输入端所允许的干扰最大强度值(用分贝表示)。处理增益：表示扩频系统通过扩频与解扩以后信噪比的改善程度。它有两个等效定义：表示发送端信息码元(速率)扩展的倍数或表示发送端信号带宽扩展的倍数直扩系统的主要技术指标有两项：扩频处理增益与干扰容限。5.3.4扩频通信的优缺点扩频通信的主要优点包括：抗干扰性强低功率谱密度必威体育官网网址性能好潜在地址多，容量大扩频通信的主要缺点包括：占用信号频带宽，扩频的后码序列(chip)带宽远远大于扩频前的信源信息码元带宽，这对于频率资源极其宝贵的无线通信是一个主要弱点。系统实现复杂，它与不扩频相比系统实现显然要复杂得多。在衰落时变信道中实现同步、实现信道估值都比较困难，比较复杂。目前在寻求性能好、数量多的扩频码分多址方面仍存在不少问题。5.3.4扩频通信的优缺点5.4码分多址CDMA中的地址码由于在移动通信中2G的IS-95与3G中的主流体制CDMA2000与WCDMA均采用码分多址，本节将重点讨论CDMA中的地址码，并侧重从应用角度介绍。在CDMA中地址码主要可以划分为三类：用户地址码：用于区分不同移动用户。信道地址码：用于区分每个小区(或扇区)内的不同信道，它又可分为：单业务、单速率信道地址码，主要用于2G移动通信IS-95；多业务、多速率的信道地址码，主要用于3G移动通信WCDMA与CDMA2000。基站地址码：在移动蜂窝网中用于区分不同的基站小区(或扇区)。5.4.1地址码分类与设计要求5.4.2信道地址码工程中往往需要寻找一类有限元素的正交函数系，数学上符合条件的有很多函数，比如离散付氏级数、离散余弦函数、Hadamard函数、Walsh函数等等。CDMA的信道地址码选用Walsh函数系构成正交信道地址码。单击此处添加小标题IS-95系统的地址码单击此处添加小标题在IS-95中选用正交Walsh函数系作为信道地址码。即采用64种长度为64位的等长Walsh码作为信道地址码。单击此处添加小标题Walsh函数有多种等价的构造方法，而最常用的是采用Hadamard编号法，IS-95所采用的就是这一方法。在IS-95标准中所给出的“64阶Walsh函数”表实际上是按Hadamard函数序列编号列出的表。二进制0/1码序列与实数值序列具有下列转换关系：，。单击此处添加小标题2阶哈达码矩阵H2为：或4阶哈达码矩阵H2为：或其中为H2取反。Wa