無線通信工程第講－多址2

無線通信工程姚彥教授清華大學微波與數(shù)字通信國家重點實驗室2001年12月8日第八講無線通信的多址技術(shù)（2）碼分多址CDMA技術(shù)的分類直擴碼分多址（DS-FHMA）跳頻碼分多址（FH-CDMA）混合碼分多址（Hybrid-CDMA）CDMA特點方法：窄帶調(diào)制信號與偽隨機序列（PN碼）直接相乘（直擴），或由PN序列控制載波發(fā)射頻率（跳頻），達到展寬頻譜的目的。性能：（1）各用戶使用同一頻段，頻譜效率較高；（2）具有抗多徑、抗干擾特性；（3）采用RAKE接收機提高抗多徑性能；（4）PN碼具有類似噪聲的性能；（5）發(fā)射譜密度低，信號隱蔽。直擴碼分多址

（DS-CDMA）擴頻方法：用PN碼進行乘法調(diào)制。解擴方法：相關(guān)、匹配濾波等。處理增益：G＝W/B。多址時存在遠近效應(yīng)。具有一定的抗干擾、抗衰落特點。工作原理這是子碼域上的正交分割。信號集采用互相正交的地址碼序列，算符集采用地址碼相關(guān)器。i1i2iNCi1(t)Ci2(t)CiN(t)i地址發(fā)ij地址收Cij(t)工作原理（續(xù)）令發(fā)送信號為：nc(t)為一組和地址碼性質(zhì)相近的序列。

工作原理（續(xù)）這時nk的選址輸出為： 工作原理（續(xù)）關(guān)于碼型噪聲的討論。在忽略Lik,aij,Iij(t)各項的情況下，碼型噪聲取決于：這實際上是全部地址碼互相關(guān)之和。如果：nc’(t)=0，地址碼理想正交，屬于正交分割； 如果：nc’(t)0，地址碼非正交，屬于非正交分割。碼分多址的首要問題是選擇盡量好的正交碼組。 信道配置DS-CDMA信道配置圖頻率時間代碼C1C2CNDS-CDMA系統(tǒng)的參數(shù)信息速率：原始信息的速率碼片（chip）速率：地址碼速率擴頻比：碼片速率和信息速率的比值地址碼周期、地址碼碼長地址碼的正交性及數(shù)目地址碼的同步及捕獲性能擴頻的實現(xiàn)擴頻過程框圖擴頻（模二和）BPSK調(diào)制信息碼地址碼載波發(fā)端已調(diào)信號發(fā)送碼擴頻的實現(xiàn)（續(xù)）擴頻過程波形111001011100101110010111001011100101110010101110000110111100100001101000110100011011110010信息碼地址碼發(fā)送碼0000000000000000000000發(fā)端已調(diào)信號解擴的實現(xiàn)解擴過程框圖解擴（相乘）BPSK解調(diào)接收信號參考地址碼參考載波收端信息碼接收信號（擴頻）（解擴）擴頻的實現(xiàn)（續(xù)）解擴過程波形11100101110010111001011100101110010111001010111000收端信息碼參考地址碼接收信號（解擴）0000000000000000000000接收信號（擴頻）DS-CDMA關(guān)鍵技術(shù)地址碼的選擇地址碼的捕獲與跟蹤遠近效應(yīng)與功率控制地址碼的選擇介紹一種常用的地址碼：PN碼（偽噪聲碼）。最典型的是m序列，即：最長線性移位寄存器序列。模二和TTT移位時鐘m序列輸出地址碼趨的選擇夜（續(xù)）m序列爹的性質(zhì)：類似于府噪聲，所荒以也稱為選偽噪聲序廁列－由n級只移位寄存續(xù)器產(chǎn)生的奇m序列，瞇其周期為歉2n－1。－除全0崗狀態(tài)外稿，n級園移位寄傻存器可奧能出現(xiàn)概的各種叼狀態(tài)都食在m序題列的一掏個周期延中出現(xiàn)敏，而且斗只出現(xiàn)朝一次。－m序列絡(luò)中“0”誕碼和“1巧”碼個數(shù)帽大致相同況。－將m備序列循旋環(huán)移位勉后還是獲一組m個序列。－m序列正的自相關(guān)調(diào)函數(shù)：2n－1－1012移位數(shù)地址碼的片選擇（續(xù)溜）m序列刃具有很斗好的自距相關(guān)及煩互相關(guān)旦特性，預(yù)因而在暢無線及脖移動通云信中有賽廣泛的問使用。介但是，殼應(yīng)該注帳意m序智列不是案一種理匯想正交掏序列，在因此當叛用戶數(shù)遍增加時猜，會引救入很大萌的碼型騾噪聲干侍擾。如何選衛(wèi)擇正交匙碼組？－對m稍序列的教改進，餡如：插吉入一些名“0”婚。－構(gòu)造謙新的地糊址碼，拘如：G彼old叛序列、廚Wal材sh序列。良好自相蹦關(guān)、互相盜關(guān)及正交召的前提是消地址碼的柏同步，如讓果不能達瘡到準確的喬同步，會箭引入附加畫的碼型噪幼聲，嚴重蘿影響CD甲MA系統(tǒng)零的正常工汽作。地址碼的硬捕獲與跟陪蹤這是碼分共多址的一清項關(guān)鍵技現(xiàn)術(shù)，可以賓分為二個賓過程：（1）確震定地址碼臉的相位，忘稱為捕獲庸。（2）墻維持地枝址碼相蠢位的同惜步，稱例為跟蹤更。采用方法所舉例：（1）捕趕獲可以采斑用匹配濾蹦波器。（2）累跟蹤可度以采用觸延遲鎖戀定環(huán)。地址碼一幀捕獲跟蹤地址碼鎮(zhèn)的捕獲神與跟蹤畏（續(xù)）匹配濾鉗波器和吳延遲鎖乓定環(huán)的卡組合。匹配濾波器鑒相鑒相低通低通相加環(huán)路濾波器VCOPN碼發(fā)生器超前碼遲后碼接收碼延遲鎖定環(huán)地址碼混的捕獲定與跟蹤修（續(xù)）延遲鎖渡定環(huán)的受鑒相特業(yè)性/Tc0.511.5-0.5-1-1.5遠近效應(yīng)披與功率控即制什么叫做租遠近效應(yīng)吩？首先說明匹CDMA系統(tǒng)是咸一種干屠擾受限降系統(tǒng)，俗這是由慶于地址莖碼不可漫能完全偵正交。做即使采仗用理想防的正交抓碼和理償想的正朱交分割焰，但由餓于信道容傳輸及制同步電洲路的不索理想，顫會產(chǎn)生偶碼型噪架聲。假定所有銅的用戶發(fā)是送功率都酒一樣，則槽來自不同蓋地址的碼戲型噪聲由南于傳輸距欄離不同（乒即傳輸衰肥減不同）秤就會有很循大的差別授，特別對寒于那些距障離很近的惱用戶，產(chǎn)蘇生的碼型邪噪聲將會災(zāi)很大，因能而造成接壞收干擾的淘提高，有每效用戶數(shù)畝的降低。辨這就是C電DMA系墾統(tǒng)的遠近廢效應(yīng)。遠近效應(yīng)心與功率控楚制（續(xù)）解決遠饒近效應(yīng)萄的方法概之一：醉功率控負制開環(huán)功率帳控制閉環(huán)功率班控制基站移動臺用移動臺檢測下行的衰落，控制移動臺的發(fā)送功率用基站檢測上行的衰落，并把信息發(fā)給移動臺，控制移動臺的發(fā)送功率DS-抓CDM享A的優(yōu)薄點用戶共享推一個頻率嫂，無需頻暑率規(guī)劃；PN碼爹的正交放性；遠近效仙應(yīng)：功古率控制道；具有軟容凍量限制，香用戶越多捷，性能越辭差，用戶謎減少，性擺能就變好舍；抗多徑巧衰落：宴固有的掉頻率分槽集；利用宏刻分集可斑以實現(xiàn)衡軟越區(qū)匠切換；多用戶干兄擾：PN沫碼不完全鬧正交；利用多用室戶檢測提督高系統(tǒng)性腸能和容量旋；利用多徑留，采用R搖AKE技狂術(shù)提高系和統(tǒng)性能。跳頻碼分殺多址

（紫FH-C些DMA）實現(xiàn)方法螺：在發(fā)送格端用PN伏碼控制頻要率合成器州，發(fā)射頻涌率隨PN倉序列在一侮定帶寬跳剪變；在接定收端實現(xiàn)覆本振的同彩步跳頻，芒然后還原控成某個固員定中頻，墊進行解調(diào)州。處理增探益：G胳＝W/比B。多址通信濫時沒有遠健近效應(yīng)。具有良好零的抗干擾猾特點。跳頻碼分妙多址（續(xù)驢）

（F判H-CD肉MA）發(fā)送信息碼中頻調(diào)制上變頻跳頻本振跳頻碼發(fā)送信號跳頻本振下變頻解調(diào)跳頻碼捕獲參考中頻接收信號接收信息碼進一步說炕明采用跳頻強實現(xiàn)多址親；每個地址匙分配不同蛙的跳頻序聲列；安全性能仗好、抗干頁擾能力強圓；跳頻同步溉跟蹤是關(guān)綱鍵技術(shù)難暢點；存在深度劫衰落、存孩在頻率碰薄撞問題；一般要求寄采用糾錯肚編碼和交銅織編碼措聚施；純跳頻摘系統(tǒng)多顫用于軍收方抗干或擾通信額中?？辗侄嗯恐犯拍羁辗侄嗖侵贩椒ㄙu之一：戒蜂窩劃佳分空分多址憤方法之二妖：扇區(qū)劃獨分ABCDEFGHIABCDEFGH利用天線所實現(xiàn)空分夜多址控制用戶原的空間輻恢射能量；使用定臘向波束過天線服盲務(wù)于不畏同用戶棋；扇形天線欣是一種基佛本方式；自適應(yīng)產(chǎn)天線，餃效果更兇好；最適合和館TDMA柔及CDM譽A系統(tǒng)結(jié)秤合。關(guān)鍵技泡術(shù)問題需要很牧好解決愈天線的曠自適應(yīng)社定向問鄰題。目標：天傍線具有良呼好的波束需，并能對李用戶進行游快速跟蹤財。方法：價天線陣碌技術(shù)和胡自適應(yīng)富技術(shù)?；旌隙嘀坊旌隙嘀蜂浖夹g(shù)混合頻分勺/碼分多智址（F/輝CDMA沸）混合直逃擴/跳悼頻碼分壺多址（浙DS/巾FH-督CDM直A）混合直擴桃/時分多抖址（DS阿/TDM踐A）混合跳頻童/時分多餅址（FH蒸/TDM剝A）混合頻相分/碼穿分多址F/CD賠MA寬帶C歐DMA努頻譜窄帶CD述MA頻譜混合直雞擴/跳朽頻碼分梨多址DS/唱FH-悔CDM償A信道中的代碼組其它碼組據(jù)信道DS/F替H-CD送MA系統(tǒng)胞頻譜直擴/時喝分多址雪（DS/藝TDMA習）不同小區(qū)洋分配不同建的擴頻碼玩；一個小區(qū)宅分配用戶私一個特定屢時隙；不存在遠吉近效應(yīng)；實際上是紙TDMA蒸，擴頻只受是抗干擾惰。跳頻/欲時分多德址（F之H/T善DMA脫）實際上是妨TDMA夫；一幀一跳叔；避免鄰遞近小區(qū)府同信道肯干擾問歉題；抗嚴重衰評落和碰撞辭事件；GSM慕標準采牲用，能黎成倍增仙加容量朋。謝謝觀看/歡迎下載BY填FAI膛TH乖IM泰