多址接入技術(shù)課件

第6章多址接入技術(shù)現(xiàn)代移動(dòng)通信BTS總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告AbisA接口MSBSSOMC-R操作維護(hù)中心BSC基站控制器MSC移動(dòng)交換中心BTS基站收發(fā)信機(jī)BTS基站收發(fā)信機(jī)BTS基站收發(fā)信機(jī)MSMSUm第6章多址接入技術(shù)現(xiàn)代移動(dòng)通信BTS總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告Ab1多址接入技術(shù)

所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一個(gè)無線通信信道,以提高頻譜利用率的技術(shù)。即把同一個(gè)無線信道按照時(shí)間、頻率等進(jìn)行分割,使不同的用戶都能夠在不同的分割段中使用這一信道,而又不會(huì)明顯地感覺到他人的存在,就好像自己在專用這一信道一樣。占用不同的分割段就像是擁有了不同的地址,使用同一信道的多個(gè)用戶就擁有了多個(gè)不同的地址。這就是多址技術(shù),亦稱多址接入技術(shù)。

多址接入技術(shù)所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一2多址接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式多址方式的基本類型有三種，即頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA及它們的混合應(yīng)用。

多址接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式多址方式的基本類型有三種，3頻分多址（FDMA）—以頻率區(qū)分信道FDMA是以不同的頻率信道來實(shí)現(xiàn)多址通信

頻分多址技術(shù)按照頻率來分割信道,即給不同的用戶分配不同的載波頻率以共享同一信道。頻分多址技術(shù)是模擬載波通信、微波通信、衛(wèi)星通信的基本技術(shù),也是第一代模擬移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在FDMA系統(tǒng)中,信道總頻帶被分割成若干個(gè)間隔相等且互不相交的子頻帶(地址),每個(gè)子頻帶分配給一個(gè)用戶,每個(gè)子頻帶在同一時(shí)間只能供給一個(gè)用戶使用,相鄰子頻帶之間無明顯的干擾。頻分多址（FDMA）—以頻率區(qū)分信道FDMA是以不同的頻率信4

☆FDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖☆FDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖5FDMA在移動(dòng)通信中，最典型的頻分多址方式有北美800MHz的AMPS體制，歐洲與我國900MHz的TACS體制。主要技術(shù)特點(diǎn)每個(gè)信道傳送一路電話，帶寬較窄。TACS為25KHz，AMPS為30KHz。當(dāng)系統(tǒng)為移動(dòng)臺(tái)分配了信道，移動(dòng)臺(tái)與基站之間會(huì)連續(xù)不斷收、發(fā)信號(hào)。由于收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，為了收發(fā)隔離，必須使用雙工器。公用設(shè)備成本高，F(xiàn)DMA采用每載波（信道）單路方式，一個(gè)基站30個(gè)信道，則每基站需要30套收發(fā)信機(jī)設(shè)備，不能公用。F1F2F1F2Fn…FnfFDMAF1F2F1F2Fn…Fnf6時(shí)分多址（TDMA）TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信

時(shí)分多址技術(shù)按照時(shí)隙來劃分信道,即給不同的用戶分配不同的時(shí)間段以共享同一信道。時(shí)分多址技術(shù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信和第二代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在TDMA系統(tǒng)中,時(shí)間被分割成周期性的幀,每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙(地址)。無論幀或時(shí)隙都是互不重疊的。然后,根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則,使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào),在滿足定時(shí)和同步的條件下,基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不混擾。同時(shí),基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排,在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸。各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收,就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來。時(shí)分多址（TDMA）TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信7

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時(shí)分多址（TDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖☆時(shí)分多址（TDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖8TDMA在移動(dòng)通信中，最典型的時(shí)分多址方式有北美D-AMPS與歐洲和我國GSM-900，DCS-1800及日本的PDC。主要技術(shù)特點(diǎn)每載波8個(gè)時(shí)隙信道，每個(gè)信道可提供一個(gè)數(shù)字語音用戶，因此每個(gè)載波最多可提供8個(gè)用戶；采用突發(fā)脈沖序列傳輸，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射是不連續(xù)的，只有在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)才發(fā)送脈沖序列；傳輸開銷大，GSM幀結(jié)構(gòu)分為時(shí)隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀5個(gè)層次，每個(gè)層次需占用一些非信息位的開銷，總開銷比較大。T1T2T1T2Tn…TntTDMAT1T2T1T2Tn…Tnt9

碼分多址技術(shù)按照碼序列來劃分信道,即給不同的用戶分配一個(gè)不同的編碼序列以共享同一信道,即使用不同的信號(hào)波形區(qū)分不同的用戶。碼分多址技術(shù)是第二代移動(dòng)通信的演進(jìn)技術(shù)和第三代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)中,每個(gè)用戶被分配給一個(gè)唯一的偽隨機(jī)碼序列(擴(kuò)頻序列),各個(gè)用戶的碼序列相互正交,因而相關(guān)性很小,由此可以區(qū)分出不同的用戶。與FDMA劃分頻帶和TDMA劃分時(shí)隙不同,CDMA既不劃分頻帶又不劃分時(shí)隙,而是讓每一個(gè)用戶使用系統(tǒng)所能提供的全部頻譜,因而CDMA采用擴(kuò)頻技術(shù)能夠使多個(gè)用戶在同一時(shí)間、同一載頻以不同碼序列來實(shí)現(xiàn)多路通信。CDMA示意圖如圖所示。碼分多址（CDMA）碼分多址技術(shù)按照碼序列來劃分信道,即10碼分多址（CDMA）CDMA以不同的碼序列來實(shí)現(xiàn)多址通信碼分多址（CDMA）CDMA以不同的碼序列來實(shí)現(xiàn)多址通信1112

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碼分多址（CDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖12☆碼分多址（CDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖12CDMACDMA與FDMA、TDMA劃分的形式不同，F(xiàn)DMA與TDMA屬于一維（頻域或時(shí)域）劃分，CDMA屬于二維（時(shí)、頻域）劃分。CDMA的地址劃分是基于特征，CDMA中所有用戶可同時(shí)占用同一時(shí)隙、同一頻段，只要它們具有可分離的各自特征。區(qū)分用戶的特征是用戶地址碼的相關(guān)特性。移動(dòng)通信中，最典型的碼分多址方式有：2G的窄帶CDMA系統(tǒng)（IS-95體制）；3G的寬帶CDMA系統(tǒng)（cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA體制）CDMA13多址技術(shù)多址技術(shù)14

以上三種多址技術(shù)相比較,CDMA技術(shù)的頻譜利用率最高,所能提供的系統(tǒng)容量最大,它代表了多址技術(shù)的發(fā)展方向;其次是TDMA技術(shù),目前技術(shù)比較成熟,應(yīng)用比較廣泛;FDMA技術(shù)由于頻譜利用率低,將逐漸被TDMA和CDMA所取代,或者與后兩種方式結(jié)合使用,組成TDMA/FDMA、CDMA/FDMA方式。以上三種多址技術(shù)相比較,CDMA技術(shù)的頻譜利用率最15FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較2）無線小區(qū)容量的m計(jì)算

m=B/(N*?f)(單位為：信道/小區(qū))其中B為頻帶寬帶，?f為頻道間隔，N為cluster中小區(qū)數(shù)。a）模擬TACS系統(tǒng)（FDMA）

信道間隔25KHz

信道總數(shù)1.25MHz/25KHz=50

簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N=7

系統(tǒng)容量mFDMA=50/7=7.1（信道/小區(qū)）1)系統(tǒng)容量的定義：指能容納的用戶總數(shù)或系統(tǒng)最大容納的信道數(shù)或系統(tǒng)輸入話務(wù)量（愛爾蘭）。假設(shè)B=1.25MHz,則：FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較2）無線小區(qū)容量16b）數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式信道間隔

200kHz

每載頻時(shí)隙數(shù)8

信道總數(shù)（1.25MHz/200KHz）×8=50

簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N=4

系統(tǒng)容量mTDMA=50/4=12.5（信道/小區(qū)）c）數(shù)字CDMA系統(tǒng)

CDMA的基礎(chǔ):擴(kuò)頻通信技術(shù)與CDMA多址技術(shù)FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較為了進(jìn)一步說明為什么采用擴(kuò)頻技術(shù)以支持CDMA，從而贏得系統(tǒng)容量和質(zhì)量，我們先來了解擴(kuò)頻通信技術(shù)。b）數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式c）數(shù)字CDMA系統(tǒng)FD17擴(kuò)頻通信技術(shù)擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)頻通信技術(shù)18擴(kuò)頻通信SS:SpreadSpectrum，指擴(kuò)展頻譜的通信擴(kuò)頻通信定義擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式；發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬收端采用與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)和解擴(kuò)，恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信的基本概念19發(fā)送信息的頻譜被展寬發(fā)送的信息通過擴(kuò)頻，將信號(hào)能量擴(kuò)展到很寬的頻帶上，使擴(kuò)頻通信的信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá)l00~1000，屬于寬帶通信；擴(kuò)頻方法：擴(kuò)頻碼序列調(diào)制數(shù)字脈沖信號(hào)寬度越窄，其頻譜就越寬。如果很窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)；該窄脈沖序列稱為擴(kuò)頻信號(hào)，即擴(kuò)頻碼序列；接收端相關(guān)解調(diào)解擴(kuò)接收端則用與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻碼序列與收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，恢復(fù)所傳信息。擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念發(fā)送信息的頻譜被展寬擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念20問題的提出：在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，我們總是想方設(shè)法使信號(hào)所占頻譜盡量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源的利用率。那么為什么還要用寬頻帶信號(hào)來傳輸窄帶信息呢?擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)問題的回答：利用擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)碼分多址方式。在傳統(tǒng)的TDMA和FDMA之外又提供了一種新的多址方式。問題的提出：擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)問題的回答：21香農(nóng)(Shanon)公式擴(kuò)頻通信是以香農(nóng)公式的理論發(fā)展起來的一種通信方式；香農(nóng)公式：C=Blog2(1+S/N)=1.44Bln

(1+S/N)C為信道容量，單位為b/s；B為傳輸?shù)男盘?hào)頻帶寬度，單位為Hz；S為信號(hào)平均功率，N為噪聲平均功率；香農(nóng)公式反映的重要結(jié)論：頻帶B和信噪比可以互換；采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)香農(nóng)(Shanon)公式擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)22信息傳輸差錯(cuò)概率的公式Pe

f（Eb/N0）Pe是信號(hào)能量Eb與噪聲功率譜密度N0之比的函數(shù)信號(hào)的傳輸差錯(cuò)概率是輸入信號(hào)的信噪比和信號(hào)帶寬與信息帶寬之比二者乘積的函數(shù)增加信號(hào)的頻帶寬度，可在較低的信噪比的條件下以任意小的差錯(cuò)概率來傳輸信息；再次說明信噪比和帶寬是可以互換的。同樣說明了通過增加帶寬可換取信噪比的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)信息傳輸差錯(cuò)概率的公式擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)23數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜幅度為+1，持續(xù)時(shí)間為Tb的數(shù)字矩形脈沖R(t)經(jīng)Fourier變換后的頻譜為是sinx/x類型的函數(shù)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理第1零點(diǎn)位于1/Tb，表示該信號(hào)的能量集中在第1零點(diǎn)內(nèi)。它所占的頻帶寬度與Tb的大小相關(guān)，當(dāng)脈沖越寬，其頻譜帶寬越窄。數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理第1零點(diǎn)位于1/Tb，表24幅度為+1和-1，持續(xù)時(shí)間為Tb的周期性脈沖R(t)，其頻譜包絡(luò)的形狀與單矩形脈沖完全一樣;第1零點(diǎn)處的頻率正好為該周期性脈沖的傳輸速率1/Tb數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理幅度為+1和-1，持續(xù)時(shí)間為Tb的周期性脈沖R(t)，其頻譜25

擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法將頻譜的1/Tb第1零點(diǎn)向無限遠(yuǎn)推，即增大1/Tb的值；減小數(shù)字脈沖的持續(xù)時(shí)間，縮小Tb的值。減小Tb值等價(jià)于提高數(shù)字信號(hào)的傳輸速率1/Tb，擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜。數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理26數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過程高速數(shù)字碼序列C(t)對(duì)用戶低速信息數(shù)據(jù)調(diào)制低速信息數(shù)據(jù)的脈沖持續(xù)時(shí)間為Tb，其時(shí)間長度是TC的N倍。Tb=N·TC高速碼序列C(t)乘上信息數(shù)據(jù)d(t)，最后得到的信號(hào)y(t)頻譜與高速碼序的頻譜相同，起到頻譜擴(kuò)展的作用。y(t)=di(t)Ci(t)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過程數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理27數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理符號(hào)+1-1+1-1-1-1-1+1+1+1擴(kuò)頻解擴(kuò)頻碼片di（t）Ci（t）yi（t）-1+1yr（t）Ci（t）dr（t）接收的信號(hào)為：yr（t）=di（t）·Ci（t）解擴(kuò)輸出信號(hào)dr（t）=yr（t）·Ci（t）=di（t）·Ci（t）·Ci（t）=di（t）數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理符號(hào)+1-1+1-1-128擴(kuò)頻抗干擾原理擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理，有用信號(hào)頻譜被恢復(fù)為窄帶譜;窄帶干擾信號(hào)則在解擴(kuò)過程中被擴(kuò)展成為寬帶譜。解調(diào)后有用信號(hào)為窄帶譜，無用信號(hào)和干擾為寬帶譜，可以借助于解調(diào)后濾波器去除帶外的無用信號(hào)，帶內(nèi)的信噪比就可以大大提高，起到了抑制干擾和無用信號(hào)的目的。擴(kuò)頻調(diào)制信道擴(kuò)頻解調(diào)d(t)d(t)c(t)c(t)-Rb(t)-Rb(t)Rb(t)Rb(t)-Rc(t)Rc(t)干擾-Rc(t)Rc(t)AABBCCDDy(t)yr(t)干擾擴(kuò)頻抗干擾原理擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理，有29擴(kuò)頻因子定義：SF=Bw/Bs擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益，反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比的改善程度。擴(kuò)頻增益與抗干擾容限Bw為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬，Bs為信息帶寬。擴(kuò)頻增益Gp定義為：擴(kuò)頻因子擴(kuò)頻增益與抗干擾容限Bw為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬，Bs為信息帶30DS-SS：直接序列擴(kuò)頻發(fā)端直接用高速碼序列去擴(kuò)展輸入信息的帶寬FH：跳頻用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變；發(fā)端信息碼序列與擴(kuò)頻碼序列組合構(gòu)造的不同碼字控制頻率合成器，使其輸出頻率根據(jù)碼字的改變而改變，形成了頻率的跳變。TH：跳時(shí)用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片時(shí)移鍵控；時(shí)間軸分為多個(gè)時(shí)片，哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行控制。由于發(fā)送信號(hào)采用的時(shí)片很窄，也就展寬了信號(hào)的頻譜。擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法DS-SS：直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法31隱蔽性和保密性抗干擾和抗多徑衰落能力強(qiáng)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)、增加容量、提高頻率復(fù)用率。占用頻帶較寬，系統(tǒng)復(fù)雜性增加。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)隱蔽性和保密性擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)32擴(kuò)頻碼選擇

擴(kuò)頻通信當(dāng)中，擴(kuò)頻碼常常采用偽隨機(jī)序列。1.偽隨機(jī)序列

偽隨機(jī)序列（PN：Pseudorandom-Noise）碼具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。

擴(kuò)頻碼選擇33對(duì)PN碼的要求PN碼序列的碼片長度決定擴(kuò)展頻譜的寬度，直接影響擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能。在直接擴(kuò)頻系統(tǒng)中對(duì)PN碼有如下要求：＊PN碼的比特率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要；＊PN碼的自相關(guān)要大，互相關(guān)要小。＊PN碼應(yīng)具有近似噪聲的頻譜性質(zhì)，近似連續(xù)譜，

且均與分布。PN碼有一個(gè)很大的家族，如m序列、Gold序列、M序列、R-S碼和復(fù)合碼等，經(jīng)常使用的主要有m序列和Gold序列。CDMA系統(tǒng)中擴(kuò)頻碼采用m序列。PN碼可通過邏輯電路得到。對(duì)PN碼的要求PN碼序列的碼片長度決定擴(kuò)展頻譜的寬度，34m序列：最長線性反饋移位寄存器序列。m序列組成：n級(jí)移位寄存器、適當(dāng)?shù)某轭^反饋和模2加法器；n級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的最大長度的碼序列：P=2n–1位n級(jí)移位寄存器：2n–1個(gè)狀態(tài)（除去全零狀態(tài)）生成多項(xiàng)式Gn(x)=C0X0+C1X1+C2X2+…+CnXnm序列m序列：最長線性反饋移位寄存器序列。m序列35碼的平衡性好一個(gè)周期內(nèi)“1”和“0”的個(gè)數(shù)大體相同（1比0多1個(gè)）m序列與其移位后的序列模2加所得的序列仍為m序列，但相位不同舉例：0111001向左移兩位再模2加所得序列仍為m序列，相位移了一位m序列特性碼的平衡性好m序列特性36長度為k的游程占總游程的1/2k（1kn-2）

連續(xù)為1和0的那些元素稱為游程。游程中元素個(gè)數(shù)為游程長度。一個(gè)m序列的周期為：P=2n–1，在該周期內(nèi)：長度為1的（單個(gè)“0”和單個(gè)“1”）游程占總游程的1/2長度為2（00和11）的游程占總游程的1/4長度為3（000和111）的游程占總游程的1/8兩個(gè)游程例外：（n–1）個(gè)連“0”的游程只有一個(gè)

n個(gè)連“1”的游程只有一個(gè)m序列特性長度為k的游程占總游程的1/2k（1kn-2）m37周期為15的m序列的游程分布情況。m序列111101011001000的游程分布情況周期為15的m序列的游程分布情況。m序列11110101138m序列的自相關(guān)性考察某個(gè)m序列與其后移位的序列的相似性。m序列與其移位后的序列逐位模2加所得序列中，“0”的位數(shù)為A，“1”的位數(shù)為D：A：0的個(gè)數(shù)（對(duì)應(yīng)于碼元相同的數(shù)目）；D：1的個(gè)數(shù)（對(duì)應(yīng)于碼元不同的數(shù)目）；P=A+D（序列周期長度）Ra()Ra()11-1/PP位移比特0m序列特性m序列的自相關(guān)性Ra()Ra()11-1/PP位移比特39m序列特性m序列自相關(guān)特性應(yīng)用m序列特性m序列自相關(guān)特性應(yīng)用40

IS-95CDMA系統(tǒng)給每個(gè)基站分配一個(gè)PN序列的初始相位，該P(yáng)N序列周期為2^15-1=32767個(gè)碼片的m序列，每64個(gè)碼片為一個(gè)初始相位，共有512個(gè)初始相位，分配給512個(gè)基站。由于PN碼序列對(duì)互相關(guān)性都不夠好,CDMA系統(tǒng)選用自相關(guān)性好的PN碼作為擴(kuò)頻碼及基站與用戶地址碼,又另選互相關(guān)性好（處處為0）的Walsh碼作為信道地址碼?；ハ嚓P(guān)性定義為相同周期的不同m序列對(duì)之間的一致性；互相關(guān)值不等于0，且呈現(xiàn)多值性m序列對(duì)互相關(guān)特性差別很大，不能實(shí)際使用

m序列特性IS-95CDMA系統(tǒng)給每個(gè)基站分配一個(gè)PN41Walsh函數(shù)Walsh函數(shù)是一種非正弦的完備正交函數(shù)系，由于它僅有可能的取值+1和-1（或0，1），比較適合用來表達(dá)和處理數(shù)字信號(hào)，它可由遞推公式產(chǎn)生，以證明其正交性的數(shù)學(xué)家Walsh命名的。遞推公式：Walsh函數(shù)Walsh函數(shù)是一種非正弦的完備正交函數(shù)系，由42Walsh碼的正交特性Walsh碼的正交特性43碼分多址系統(tǒng)的容量分析理論上CDMA系統(tǒng)不受載頻頻道資源的限制，因?yàn)橐粋€(gè)載頻可有N個(gè)碼分信道。因而CDMA系統(tǒng)的無線容量不再由頻率資源決定而是由總干擾量決定，稱為干擾受限系統(tǒng)，總的干擾量大，容量就小，反之，亦然?？偢蓴_量是基于基站接收機(jī)總的接收干擾總量，因而CDMA系統(tǒng)容量的計(jì)算亦是基于基站接收機(jī)總的接收干擾量，即基于基站接收機(jī)的輸出載干比C/I

是每一信道在滿足性能指標(biāo)下所需的輸入載干比，取決于系統(tǒng)對(duì)誤碼率或信息傳輸質(zhì)量的要求，并與系統(tǒng)的調(diào)制、編碼方案有關(guān)。（1）碼分多址系統(tǒng)的容量分析理論上CDMA系統(tǒng)不受載頻頻道44

單小區(qū)工作的容量

（2）（3）CDMA系統(tǒng)總要采用功率控制技術(shù)，對(duì)于基站來講，不管MS在小區(qū)的任何位置，總會(huì)使所有MS發(fā)送功率到達(dá)基站接收機(jī)輸入端功率相等。

CDMA系統(tǒng)的主要干擾為多址干擾，基站接收機(jī)的輸入載干比為：在同一蜂窩小區(qū)內(nèi)，同時(shí)工作的用戶數(shù)m越大，多址干擾就越強(qiáng)。無線容量是在保證接收機(jī)輸出載干比C/I值大于或等于某一門限值時(shí)，小區(qū)內(nèi)同時(shí)工作的用戶數(shù)的最大值。由（1）、（2）兩式可得m為：

單小區(qū)工作的容量

（2）（3）CDMA系統(tǒng)總要采用45單小區(qū)工作的容量例：IS-95CDMA系統(tǒng)，W=1.25MHz,Rb=8kb/s,Eb/N0=7dB，（10^0.7=5.01）則代入公式（3）得:m=32.25(信道/小區(qū)）單小區(qū)工作的容量例：IS-95CDMA系統(tǒng)，W=1.2546I）采用話音激活技術(shù)提高了系統(tǒng)容量式中d為話音占空比，通常為0.35II）利用扇形劃分提高系統(tǒng)容量式中G是扇形分區(qū)系數(shù)，通常為2.55III）鄰近蜂窩小區(qū)的干擾對(duì)系統(tǒng)容量的影響式中F為信道復(fù)用效率，通常為0.6單小區(qū)工作的容量I）采用話音激活技術(shù)提高了系統(tǒng)容量式中d為話音占空比，通常為47給定系統(tǒng)帶寬2.5MHz，分別計(jì)算TACS（N=7）、

GSM（N=4）和IS-95CDMA（Rb=9.6kb/s、Eb/N0=7dB、d=0.35、G=2.55、F=0.6)的系統(tǒng)容量。P152，第15題補(bǔ)充作業(yè)：給定系統(tǒng)帶寬2.5MHz，分別計(jì)算TACS（N=7）、補(bǔ)充作48第6章多址接入技術(shù)現(xiàn)代移動(dòng)通信BTS總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告AbisA接口MSBSSOMC-R操作維護(hù)中心BSC基站控制器MSC移動(dòng)交換中心BTS基站收發(fā)信機(jī)BTS基站收發(fā)信機(jī)BTS基站收發(fā)信機(jī)MSMSUm第6章多址接入技術(shù)現(xiàn)代移動(dòng)通信BTS總體方案設(shè)計(jì)報(bào)告Ab49多址接入技術(shù)

所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一個(gè)無線通信信道,以提高頻譜利用率的技術(shù)。即把同一個(gè)無線信道按照時(shí)間、頻率等進(jìn)行分割,使不同的用戶都能夠在不同的分割段中使用這一信道,而又不會(huì)明顯地感覺到他人的存在,就好像自己在專用這一信道一樣。占用不同的分割段就像是擁有了不同的地址,使用同一信道的多個(gè)用戶就擁有了多個(gè)不同的地址。這就是多址技術(shù),亦稱多址接入技術(shù)。

多址接入技術(shù)所謂多址技術(shù)就是使多個(gè)用戶接入并共享同一50多址接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式多址方式的基本類型有三種，即頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA及它們的混合應(yīng)用。

多址接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)的主要方式多址方式的基本類型有三種，51頻分多址（FDMA）—以頻率區(qū)分信道FDMA是以不同的頻率信道來實(shí)現(xiàn)多址通信

頻分多址技術(shù)按照頻率來分割信道,即給不同的用戶分配不同的載波頻率以共享同一信道。頻分多址技術(shù)是模擬載波通信、微波通信、衛(wèi)星通信的基本技術(shù),也是第一代模擬移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在FDMA系統(tǒng)中,信道總頻帶被分割成若干個(gè)間隔相等且互不相交的子頻帶(地址),每個(gè)子頻帶分配給一個(gè)用戶,每個(gè)子頻帶在同一時(shí)間只能供給一個(gè)用戶使用,相鄰子頻帶之間無明顯的干擾。頻分多址（FDMA）—以頻率區(qū)分信道FDMA是以不同的頻率信52

☆FDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖☆FDMA通信系統(tǒng)的工作示意圖53FDMA在移動(dòng)通信中，最典型的頻分多址方式有北美800MHz的AMPS體制，歐洲與我國900MHz的TACS體制。主要技術(shù)特點(diǎn)每個(gè)信道傳送一路電話，帶寬較窄。TACS為25KHz，AMPS為30KHz。當(dāng)系統(tǒng)為移動(dòng)臺(tái)分配了信道，移動(dòng)臺(tái)與基站之間會(huì)連續(xù)不斷收、發(fā)信號(hào)。由于收發(fā)信機(jī)同時(shí)工作，為了收發(fā)隔離，必須使用雙工器。公用設(shè)備成本高，F(xiàn)DMA采用每載波（信道）單路方式，一個(gè)基站30個(gè)信道，則每基站需要30套收發(fā)信機(jī)設(shè)備，不能公用。F1F2F1F2Fn…FnfFDMAF1F2F1F2Fn…Fnf54時(shí)分多址（TDMA）TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信

時(shí)分多址技術(shù)按照時(shí)隙來劃分信道,即給不同的用戶分配不同的時(shí)間段以共享同一信道。時(shí)分多址技術(shù)是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信和第二代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在TDMA系統(tǒng)中,時(shí)間被分割成周期性的幀,每一幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙(地址)。無論幀或時(shí)隙都是互不重疊的。然后,根據(jù)一定的時(shí)隙分配原則,使各個(gè)移動(dòng)臺(tái)在每幀內(nèi)只能按指定的時(shí)隙向基站發(fā)送信號(hào),在滿足定時(shí)和同步的條件下,基站可以分別在各時(shí)隙中接收到各移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)而互不混擾。同時(shí),基站發(fā)向多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)都按順序安排,在預(yù)定的時(shí)隙中傳輸。各移動(dòng)臺(tái)只要在指定的時(shí)隙內(nèi)接收,就能在合路的信號(hào)中把發(fā)給它的信號(hào)區(qū)分出來。時(shí)分多址（TDMA）TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)多址通信55

☆

時(shí)分多址（TDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖☆時(shí)分多址（TDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖56TDMA在移動(dòng)通信中，最典型的時(shí)分多址方式有北美D-AMPS與歐洲和我國GSM-900，DCS-1800及日本的PDC。主要技術(shù)特點(diǎn)每載波8個(gè)時(shí)隙信道，每個(gè)信道可提供一個(gè)數(shù)字語音用戶，因此每個(gè)載波最多可提供8個(gè)用戶；采用突發(fā)脈沖序列傳輸，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)發(fā)射是不連續(xù)的，只有在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)才發(fā)送脈沖序列；傳輸開銷大，GSM幀結(jié)構(gòu)分為時(shí)隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀5個(gè)層次，每個(gè)層次需占用一些非信息位的開銷，總開銷比較大。T1T2T1T2Tn…TntTDMAT1T2T1T2Tn…Tnt57

碼分多址技術(shù)按照碼序列來劃分信道,即給不同的用戶分配一個(gè)不同的編碼序列以共享同一信道,即使用不同的信號(hào)波形區(qū)分不同的用戶。碼分多址技術(shù)是第二代移動(dòng)通信的演進(jìn)技術(shù)和第三代移動(dòng)通信的基本技術(shù)。在CDMA系統(tǒng)中,每個(gè)用戶被分配給一個(gè)唯一的偽隨機(jī)碼序列(擴(kuò)頻序列),各個(gè)用戶的碼序列相互正交,因而相關(guān)性很小,由此可以區(qū)分出不同的用戶。與FDMA劃分頻帶和TDMA劃分時(shí)隙不同,CDMA既不劃分頻帶又不劃分時(shí)隙,而是讓每一個(gè)用戶使用系統(tǒng)所能提供的全部頻譜,因而CDMA采用擴(kuò)頻技術(shù)能夠使多個(gè)用戶在同一時(shí)間、同一載頻以不同碼序列來實(shí)現(xiàn)多路通信。CDMA示意圖如圖所示。碼分多址（CDMA）碼分多址技術(shù)按照碼序列來劃分信道,即58碼分多址（CDMA）CDMA以不同的碼序列來實(shí)現(xiàn)多址通信碼分多址（CDMA）CDMA以不同的碼序列來實(shí)現(xiàn)多址通信5960

☆

碼分多址（CDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖12☆碼分多址（CDMA）通信系統(tǒng)的工作示意圖60CDMACDMA與FDMA、TDMA劃分的形式不同，F(xiàn)DMA與TDMA屬于一維（頻域或時(shí)域）劃分，CDMA屬于二維（時(shí)、頻域）劃分。CDMA的地址劃分是基于特征，CDMA中所有用戶可同時(shí)占用同一時(shí)隙、同一頻段，只要它們具有可分離的各自特征。區(qū)分用戶的特征是用戶地址碼的相關(guān)特性。移動(dòng)通信中，最典型的碼分多址方式有：2G的窄帶CDMA系統(tǒng)（IS-95體制）；3G的寬帶CDMA系統(tǒng)（cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA體制）CDMA61多址技術(shù)多址技術(shù)62

以上三種多址技術(shù)相比較,CDMA技術(shù)的頻譜利用率最高,所能提供的系統(tǒng)容量最大,它代表了多址技術(shù)的發(fā)展方向;其次是TDMA技術(shù),目前技術(shù)比較成熟,應(yīng)用比較廣泛;FDMA技術(shù)由于頻譜利用率低,將逐漸被TDMA和CDMA所取代,或者與后兩種方式結(jié)合使用,組成TDMA/FDMA、CDMA/FDMA方式。以上三種多址技術(shù)相比較,CDMA技術(shù)的頻譜利用率最63FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較2）無線小區(qū)容量的m計(jì)算

m=B/(N*?f)(單位為：信道/小區(qū))其中B為頻帶寬帶，?f為頻道間隔，N為cluster中小區(qū)數(shù)。a）模擬TACS系統(tǒng)（FDMA）

信道間隔25KHz

信道總數(shù)1.25MHz/25KHz=50

簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N=7

系統(tǒng)容量mFDMA=50/7=7.1（信道/小區(qū)）1)系統(tǒng)容量的定義：指能容納的用戶總數(shù)或系統(tǒng)最大容納的信道數(shù)或系統(tǒng)輸入話務(wù)量（愛爾蘭）。假設(shè)B=1.25MHz,則：FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較2）無線小區(qū)容量64b）數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式信道間隔

200kHz

每載頻時(shí)隙數(shù)8

信道總數(shù)（1.25MHz/200KHz）×8=50

簇內(nèi)小區(qū)數(shù)N=4

系統(tǒng)容量mTDMA=50/4=12.5（信道/小區(qū)）c）數(shù)字CDMA系統(tǒng)

CDMA的基礎(chǔ):擴(kuò)頻通信技術(shù)與CDMA多址技術(shù)FDMA、TDMA、CDMA三種系統(tǒng)容量比較為了進(jìn)一步說明為什么采用擴(kuò)頻技術(shù)以支持CDMA，從而贏得系統(tǒng)容量和質(zhì)量，我們先來了解擴(kuò)頻通信技術(shù)。b）數(shù)字GSM系統(tǒng)，采用TDMA方式c）數(shù)字CDMA系統(tǒng)FD65擴(kuò)頻通信技術(shù)擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)頻通信技術(shù)66擴(kuò)頻通信SS:SpreadSpectrum，指擴(kuò)展頻譜的通信擴(kuò)頻通信定義擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式；發(fā)端采用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬收端采用與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)和解擴(kuò)，恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信的基本概念擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信的基本概念67發(fā)送信息的頻譜被展寬發(fā)送的信息通過擴(kuò)頻，將信號(hào)能量擴(kuò)展到很寬的頻帶上，使擴(kuò)頻通信的信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá)l00~1000，屬于寬帶通信；擴(kuò)頻方法：擴(kuò)頻碼序列調(diào)制數(shù)字脈沖信號(hào)寬度越窄，其頻譜就越寬。如果很窄的脈沖序列被所傳信息調(diào)制，則可產(chǎn)生很寬頻帶的信號(hào)；該窄脈沖序列稱為擴(kuò)頻信號(hào)，即擴(kuò)頻碼序列；接收端相關(guān)解調(diào)解擴(kuò)接收端則用與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻碼序列與收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，恢復(fù)所傳信息。擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念發(fā)送信息的頻譜被展寬擴(kuò)頻通信定義的三個(gè)概念68問題的提出：在傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)中，我們總是想方設(shè)法使信號(hào)所占頻譜盡量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源的利用率。那么為什么還要用寬頻帶信號(hào)來傳輸窄帶信息呢?擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)問題的回答：利用擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)碼分多址方式。在傳統(tǒng)的TDMA和FDMA之外又提供了一種新的多址方式。問題的提出：擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)問題的回答：69香農(nóng)(Shanon)公式擴(kuò)頻通信是以香農(nóng)公式的理論發(fā)展起來的一種通信方式；香農(nóng)公式：C=Blog2(1+S/N)=1.44Bln

(1+S/N)C為信道容量，單位為b/s；B為傳輸?shù)男盘?hào)頻帶寬度，單位為Hz；S為信號(hào)平均功率，N為噪聲平均功率；香農(nóng)公式反映的重要結(jié)論：頻帶B和信噪比可以互換；采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)香農(nóng)(Shanon)公式擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)70信息傳輸差錯(cuò)概率的公式Pe

f（Eb/N0）Pe是信號(hào)能量Eb與噪聲功率譜密度N0之比的函數(shù)信號(hào)的傳輸差錯(cuò)概率是輸入信號(hào)的信噪比和信號(hào)帶寬與信息帶寬之比二者乘積的函數(shù)增加信號(hào)的頻帶寬度，可在較低的信噪比的條件下以任意小的差錯(cuò)概率來傳輸信息；再次說明信噪比和帶寬是可以互換的。同樣說明了通過增加帶寬可換取信噪比的好處。擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)信息傳輸差錯(cuò)概率的公式擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)71數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜幅度為+1，持續(xù)時(shí)間為Tb的數(shù)字矩形脈沖R(t)經(jīng)Fourier變換后的頻譜為是sinx/x類型的函數(shù)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理第1零點(diǎn)位于1/Tb，表示該信號(hào)的能量集中在第1零點(diǎn)內(nèi)。它所占的頻帶寬度與Tb的大小相關(guān)，當(dāng)脈沖越寬，其頻譜帶寬越窄。數(shù)字信號(hào)的波形與頻譜數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理第1零點(diǎn)位于1/Tb，表72幅度為+1和-1，持續(xù)時(shí)間為Tb的周期性脈沖R(t)，其頻譜包絡(luò)的形狀與單矩形脈沖完全一樣;第1零點(diǎn)處的頻率正好為該周期性脈沖的傳輸速率1/Tb數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理幅度為+1和-1，持續(xù)時(shí)間為Tb的周期性脈沖R(t)，其頻譜73

擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法將頻譜的1/Tb第1零點(diǎn)向無限遠(yuǎn)推，即增大1/Tb的值；減小數(shù)字脈沖的持續(xù)時(shí)間，縮小Tb的值。減小Tb值等價(jià)于提高數(shù)字信號(hào)的傳輸速率1/Tb，擴(kuò)展了信號(hào)的頻譜。數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理擴(kuò)展周期性脈沖的頻譜方法數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理74數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過程高速數(shù)字碼序列C(t)對(duì)用戶低速信息數(shù)據(jù)調(diào)制低速信息數(shù)據(jù)的脈沖持續(xù)時(shí)間為Tb，其時(shí)間長度是TC的N倍。Tb=N·TC高速碼序列C(t)乘上信息數(shù)據(jù)d(t)，最后得到的信號(hào)y(t)頻譜與高速碼序的頻譜相同，起到頻譜擴(kuò)展的作用。y(t)=di(t)Ci(t)數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻過程數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理75數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理符號(hào)+1-1+1-1-1-1-1+1+1+1擴(kuò)頻解擴(kuò)頻碼片di（t）Ci（t）yi（t）-1+1yr（t）Ci（t）dr（t）接收的信號(hào)為：yr（t）=di（t）·Ci（t）解擴(kuò)輸出信號(hào)dr（t）=yr（t）·Ci（t）=di（t）·Ci（t）·Ci（t）=di（t）數(shù)字信號(hào)擴(kuò)頻原理符號(hào)+1-1+1-1-176擴(kuò)頻抗干擾原理擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理，有用信號(hào)頻譜被恢復(fù)為窄帶譜;窄帶干擾信號(hào)則在解擴(kuò)過程中被擴(kuò)展成為寬帶譜。解調(diào)后有用信號(hào)為窄帶譜，無用信號(hào)和干擾為寬帶譜，可以借助于解調(diào)后濾波器去除帶外的無用信號(hào)，帶內(nèi)的信噪比就可以大大提高，起到了抑制干擾和無用信號(hào)的目的。擴(kuò)頻調(diào)制信道擴(kuò)頻解調(diào)d(t)d(t)c(t)c(t)-Rb(t)-Rb(t)Rb(t)Rb(t)-Rc(t)Rc(t)干擾-Rc(t)Rc(t)AABBCCDDy(t)yr(t)干擾擴(kuò)頻抗干擾原理擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理，有77擴(kuò)頻因子定義：SF=Bw/Bs擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益，反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比的改善程度。擴(kuò)頻增益與抗干擾容限Bw為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬，Bs為信息帶寬。擴(kuò)頻增益Gp定義為：擴(kuò)頻因子擴(kuò)頻增益與抗干擾容限Bw為擴(kuò)頻信號(hào)帶寬，Bs為信息帶78DS-SS：直接序列擴(kuò)頻發(fā)端直接用高速碼序列去擴(kuò)展輸入信息的帶寬FH：跳頻用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變；發(fā)端信息碼序列與擴(kuò)頻碼序列組合構(gòu)造的不同碼字控制頻率合成器，使其輸出頻率根據(jù)碼字的改變而改變，形成了頻率的跳變。TH：跳時(shí)用一定碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片時(shí)移鍵控；時(shí)間軸分為多個(gè)時(shí)片，哪個(gè)時(shí)片發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行控制。由于發(fā)送信號(hào)采用的時(shí)片很窄，也就展寬了信號(hào)的頻譜。擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法DS-SS：直接序列擴(kuò)頻擴(kuò)頻的實(shí)現(xiàn)方法79隱蔽性和保密性抗干擾和抗多徑衰落能力強(qiáng)實(shí)現(xiàn)多址技術(shù)、增加容量、提高頻率復(fù)用率。占用頻帶較寬，系統(tǒng)復(fù)雜性增加。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)隱蔽性和保密性擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)80擴(kuò)頻碼選擇

擴(kuò)頻通信當(dāng)中，擴(kuò)頻碼常常采用偽隨機(jī)序列。1.偽隨機(jī)序列

偽隨機(jī)序列（PN：Pseudorandom-Noise）碼具有類似噪聲序列的性質(zhì)，是一種貌似隨機(jī)但實(shí)際上是有規(guī)律的周期性二進(jìn)制序列。

擴(kuò)頻碼選擇81對(duì)PN碼的要求PN碼序列的碼片長度決定擴(kuò)展頻譜的寬度，直接影響擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能。在直接擴(kuò)頻系統(tǒng)中對(duì)PN碼有如下要求：＊PN碼的比特率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要；＊PN碼的自相關(guān)要大，互相關(guān)要小。＊PN碼應(yīng)具有近似噪聲的頻譜性質(zhì)，近似連續(xù)譜，

且均與分布。PN碼有一個(gè)很大的家族，如m序列、Gold序列、M序列、R-S碼和復(fù)合碼等，經(jīng)常使用的主要有m序列和Gold序列。CDMA系統(tǒng)中擴(kuò)頻碼采用m序列。PN碼可通過邏輯電路得到。對(duì)PN碼的要求PN碼序列的碼片長度決定擴(kuò)展頻譜的寬度，82m序列：最長線性反饋移位寄存器序列。m序列組成：n級(jí)移位寄存器、適當(dāng)?shù)某轭^反饋和模2加法器；n級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的最大長度的碼序列：P=2n–1位n級(jí)移位寄存器：2n–1個(gè)狀態(tài)（除去全零狀態(tài)）生成多項(xiàng)式Gn(x)=C0X0+C1X1+C2X2+…+CnXnm序列m序列：最長線性反饋移位寄存器序列。m序列83碼的平衡性好一個(gè)周期內(nèi)“1”和“0”的個(gè)數(shù)大體相同（1比0多1個(gè)）m序列與其移位后的序列模2加所得的序列仍為m序列，但相位不同舉例：0111001向左移兩位再模2加所得序列仍為m序列，相位移了一位m序列特性碼的平衡性好m序列特性84長度為k的游程占總游程的1/2k（1kn-2）

連續(xù)為1和0的那些元素稱為游程。游程中元素個(gè)數(shù)為游程長度。一個(gè)m序列的周期為：P=2n–1，在該周期內(nèi)：長度為1的（單個(gè)“0”和單個(gè)“1”）游程占總游程的1/2長度為2（00和11）的游程占總游程的1/4長度為3（000和111）的游程占總游程的1/8兩個(gè)游程例外：（n–1）個(gè)連“0”的游程只有一個(gè)

n個(gè)連“1”的游程只有一個(gè)m序列特性長度為k的游程占總游程的1/2k（1kn-2）m85周期為15的m序列的游程分布情況。m序列1111010