cdma系統(tǒng)原理

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1、CDMA系統(tǒng)原理CDMA原理概述CDMA系統(tǒng)是基于碼分技術(shù)（擴(kuò)頻技術(shù)）和多址技術(shù)的通信系統(tǒng)，系統(tǒng)為每個(gè)用戶分配各自特定地址碼。地址碼之間具有相互準(zhǔn)正交性，從而在時(shí)間、空間和頻率上都可以重疊；將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原有的數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，接收端進(jìn)行相反的過程，進(jìn)行解擴(kuò)，增強(qiáng)了抗干擾的能力。在發(fā)端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜。展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)。

2、再經(jīng)信息解調(diào)、恢復(fù)成原始信息輸出。由此可見，—般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，擴(kuò)頻通信就是多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。Cdma系統(tǒng)發(fā)射機(jī)框圖擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指將待傳輸信息的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)擴(kuò)展后成為寬頻帶信號(hào)，送入信道中傳輸。在接收端利用相應(yīng)手段將信號(hào)解壓縮，從而獲取傳輸信息的通信系統(tǒng)。也就是說在傳輸同樣信息時(shí)所需的射頻帶寬，遠(yuǎn)比我們已熟知的各種調(diào)制方式要求的帶寬要寬得多。擴(kuò)頻帶寬至少是信息帶寬的幾十倍甚至幾萬倍。信息不再是決定調(diào)制信號(hào)帶寬的一個(gè)

3、重要因素，其調(diào)制信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)來決定。信號(hào)頻譜被展寬了。在常規(guī)通信中，為了提高頻率利用率，通常都是采用大體相當(dāng)帶寬的信號(hào)來傳輸信息，即在無線電通信中射頻信號(hào)的帶寬和所傳信息的帶寬是屬于同一個(gè)數(shù)量級(jí)的，但擴(kuò)頻通信的信號(hào)帶寬與信息帶寬之比則高達(dá)100～1000，屬于寬帶通信，原因是為了提高通信的抗干擾能力，這是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號(hào)頻譜。由信號(hào)理論知道，脈沖信號(hào)寬度越窄，其頻譜就越寬，信號(hào)的頻帶寬度和脈沖寬度近似成反比，因此，越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)。擴(kuò)頻碼序列就是很窄的脈沖序列擴(kuò)頻技術(shù)直接序列擴(kuò)頻CDM

4、A（DS-CDMA）：用待傳信息信號(hào)與高速率的偽隨機(jī)碼序列相后，去控制射頻信號(hào)的某個(gè)參量而擴(kuò)展頻譜。常用的偽隨機(jī)序列有m序列和Gold序列。m序列是最長(zhǎng)線性移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱。它是由多級(jí)移位寄存器或其他延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生的最長(zhǎng)的碼序列。直接序列擴(kuò)頻實(shí)驗(yàn)一GOLD序列特性實(shí)驗(yàn)觀察GOLD序列的波形（頻譜）。觀察GOLD序列的自相關(guān)和互相關(guān)特性m序列雖然性能優(yōu)良，但同樣長(zhǎng)度的m序列個(gè)數(shù)不多，且序列之間的互相關(guān)值并不都好。Gold序列是m序列的復(fù)合碼，它是由兩個(gè)碼長(zhǎng)相等、碼時(shí)鐘速率相同的m序列優(yōu)選對(duì)模二和構(gòu)成的。其中m序列優(yōu)選對(duì)是指在m序列集中，其互相關(guān)函數(shù)最大值的絕對(duì)值最接近

5、或達(dá)到互相關(guān)值下限（最小值）的一對(duì)m序列。線性移位寄存器Gold序列是m序列的復(fù)合碼，它是由兩個(gè)碼長(zhǎng)相等、碼時(shí)鐘速率相同的m序列優(yōu)選對(duì)模二和構(gòu)成的。其中m序列優(yōu)選對(duì)是指在m序列集中，其互相關(guān)函數(shù)最大值的絕對(duì)值最接近或達(dá)到互相關(guān)值下限（最小值）的一對(duì)m序列。這里我們定義優(yōu)選對(duì)為：設(shè)A是對(duì)應(yīng)于n級(jí)本原多項(xiàng)式f（x）所產(chǎn)生的m序列，B是對(duì)應(yīng)于n級(jí)本原多項(xiàng)式g（x）所產(chǎn)生的m序列，當(dāng)他們的互相關(guān)函數(shù)滿足：串聯(lián)型和并聯(lián)型序列發(fā)生器即GOLD序列就是很窄的脈沖序列構(gòu)成的擴(kuò)頻函數(shù)。它能展寬信號(hào)頻譜，提高通信抗干擾能力實(shí)驗(yàn)二GOLD序列的捕獲與跟蹤實(shí)驗(yàn)觀察滑動(dòng)相關(guān)電路各點(diǎn)波形（頻譜），理解滑動(dòng)相

6、關(guān)電路的工作原理。觀察延遲鎖定電路各點(diǎn)波形（頻譜），理解延遲鎖定電路的工作原理。觀察擴(kuò)頻碼的捕獲和跟蹤過程。在擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)中，為了使接收端能夠正確恢復(fù)信碼，必須使接收端產(chǎn)生的解擴(kuò)用的偽隨機(jī)碼和發(fā)送端的偽隨機(jī)碼同步。偽隨機(jī)碼的同步一般分兩步進(jìn)行。第一步是搜索和捕獲偽隨機(jī)碼的初始相位，使與發(fā)端的碼相位誤差小于1bit，這就可保證解擴(kuò)后的信號(hào)通過相關(guān)器后面的窄帶中頻濾波器，通常稱這一步為初始同步或捕獲；第二步是在初始同步的基礎(chǔ)上，使碼相位誤差進(jìn)一步減小，使所建立的同步保持下去，通常稱這一步為跟蹤?；瑒?dòng)相關(guān)捕獲原理實(shí)現(xiàn)跟蹤也是利用偽隨機(jī)碼的相關(guān)特性實(shí)現(xiàn)的。一般采用延遲鎖定環(huán)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)接收

7、到的信號(hào)和本地的PN序列達(dá)到同步以后，我們就說時(shí)間參考已經(jīng)建立。延遲鎖定環(huán)是通過一非線性的反饋環(huán)路來實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)對(duì)輸入信號(hào)的跟蹤和同步作用。延遲鎖定技術(shù)是使本地PN序列發(fā)生器跟蹤或鎖定于外來的PN序列。兩個(gè)PN序列在時(shí)延上的差別需要通過相關(guān)運(yùn)算來監(jiān)視：如果兩個(gè)PN序列的相位相同，則有最大的相關(guān)輸出，反之如果相位不同，則輸出很小。PN碼的跟蹤原理實(shí)驗(yàn)三擴(kuò)頻與解擴(kuò)實(shí)驗(yàn)觀察基帶信號(hào)擴(kuò)頻前后波形（頻譜）。觀察擴(kuò)頻前后PSK調(diào)制的波形（頻譜）。擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指將待傳輸信息的頻譜用某個(gè)特