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《cdma系統(tǒng)中擴(kuò)頻序列相關(guān)性的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、CDMA系統(tǒng)中擴(kuò)頻序列相關(guān)性的研究摘 要擴(kuò)頻序列設(shè)計(jì)和選擇是碼分多址(CDMA)擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，擴(kuò)頻碼序列的設(shè)計(jì)就是構(gòu)造不同結(jié)構(gòu)的具有良好相關(guān)性的偽隨機(jī)序列來滿足CDMA系統(tǒng)的要求。目前研究最深入的和使用最多的是m序列和Gold序列，另外國內(nèi)一些學(xué)者還提出了真正正交的序列。文中對擴(kuò)頻序列的相關(guān)性和特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并給出了各序列的生成方法。關(guān)鍵詞CDMA；擴(kuò)頻序列；相關(guān)性；正交序列1引言CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)，它是在擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)，它的產(chǎn)生和發(fā)展與擴(kuò)頻通信技術(shù)密切相關(guān)。擴(kuò)頻通信作為一種新型的通信
2、體系，是通信領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。它與光纖通信、衛(wèi)星通信，一同被譽(yù)為進(jìn)人信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式，它是將待傳送的信息數(shù)據(jù)用偽隨機(jī)碼(PN碼)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再進(jìn)行傳輸，接收端則采用同樣的PN碼進(jìn)行相關(guān)處理及解調(diào)，恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)，如圖1所示。擴(kuò)頻技術(shù)具有偽隨機(jī)碼調(diào)制和相關(guān)處理兩大特點(diǎn)。正是這兩大特點(diǎn)，使擴(kuò)頻通信有許多優(yōu)良特性，如抗干擾性強(qiáng)、抗多徑干擾、可以實(shí)現(xiàn)碼分多址等。圖1擴(kuò)頻系統(tǒng)框圖2CDMA的工作原理CDMA通信系統(tǒng)中，區(qū)分不同用戶信息不是按照頻率不同(FDMA方式)或者占用時(shí)隙的不同(TDMA方式)，而是用不同的編碼序列來區(qū)分不同用戶，它是利用若干不同的互相
3、正交的碼序列實(shí)現(xiàn)多址通信。CDMA通信的關(guān)鍵是能夠找到足夠多的不同正交地址碼來實(shí)現(xiàn)多用戶對同一頻帶的共用，由于擴(kuò)頻通信技術(shù)中使用的擴(kuò)頻碼序列是一組豐富的地址資源，這樣就可以充分選取其中具有良好自相關(guān)性和互相關(guān)性的擴(kuò)頻碼序列，把這些序列碼作為不同用戶的地址碼，在收信端再利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)處理，依照不同碼形可以恢復(fù)出與本地碼序列完全相同的有用信號，因此就可以在同一寬頻帶上通過采用精確的功率控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)許多用戶同時(shí)通信而不互相干擾，這就是CDMA的基本通信原理。擴(kuò)頻通信有多種工作方式，CDMA移動(dòng)通信采用的是直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，即DS-CDMA系統(tǒng)。它是直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼
4、序列，采用各種調(diào)制方式在發(fā)射端擴(kuò)展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解碼，把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始的信息。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，其頻譜擴(kuò)展和解擴(kuò)過程見圖2和圖3所示。圖2信息的頻譜擴(kuò)展圖圖3擴(kuò)頻信號的解擴(kuò)過程3一般擴(kuò)頻序列的相關(guān)性在CDMA系統(tǒng)中，擴(kuò)頻序列的選取對整個(gè)系統(tǒng)的性能影響極大，它直接關(guān)系到系統(tǒng)的增益、抗干擾能力、多址容量等重要參數(shù)。理想情況下，CDMA通信系統(tǒng)中使用的擴(kuò)頻序列集應(yīng)具有如下相關(guān)特性:①每個(gè)擴(kuò)頻序列的自相關(guān)函數(shù)應(yīng)該是一個(gè)沖激函數(shù)，即除零時(shí)延外，其值應(yīng)處處為0②每對擴(kuò)頻序列的互相關(guān)函數(shù)值應(yīng)該處處為0。從物理意義上講，使自相關(guān)函數(shù)逼近一個(gè)脈沖函數(shù)的
5、主要目的是使我們能夠很容易的將信號與它的移位信號區(qū)分開來，使互相關(guān)函數(shù)恒為零的目的是使我們能夠很容易的將一個(gè)信號與另一信號或它的移位信號區(qū)分開來。近年來具有良好偽隨機(jī)特性和相關(guān)特性擴(kuò)頻序列的研究引起了廣泛關(guān)注。最大長度線性移位寄存器序列（簡稱m序列）是一類重要的偽隨機(jī)序列，最早應(yīng)用于擴(kuò)頻通信，也是目前研究得最深入的偽隨機(jī)序列。周期為N的m序列，碼元寬度為幅值為+1或-1的矩形波信號，則m序列信號周期自相關(guān)函數(shù)是:從m序列的自相關(guān)函數(shù)表達(dá)式可以看出，序列的長度N越大，其自相關(guān)特性越接近白噪聲的自相關(guān)特性(δ函數(shù))，即接近于零，這樣，序列和其自身的時(shí)間偏移就很容易區(qū)分，這對擴(kuò)頻通信是
6、十分有利的。m序列的性能非常接近理想的偽隨機(jī)序列，有很好的自相關(guān)特性，且產(chǎn)生m序列的方法簡單易行，受到人們的重視和應(yīng)用。但在CDMA通信系統(tǒng)中，偽隨機(jī)序列的互相關(guān)特性與自相關(guān)特性同樣重要。理想情況的互相關(guān)特性是各用戶的偽隨機(jī)序列相互正交(互相關(guān)為零)，但同周期的不同m序列之間存在較大的互相關(guān)峰值，如果直接用不同的m序列作為擴(kuò)頻地址碼來區(qū)分用戶，則會(huì)產(chǎn)生很大的多址干擾，無法保證系統(tǒng)的通信質(zhì)量。Gold序列具有優(yōu)良的互相關(guān)特性，序列數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于ｍ序列，便于擴(kuò)頻多址應(yīng)用。Gold碼是由兩個(gè)碼長相等，碼時(shí)鐘速率相同的m序列優(yōu)選對模2和構(gòu)成。每改變兩個(gè)m序列相對位移就可得到一個(gè)新的Gold序
7、列，當(dāng)相對位移(2n-1)位時(shí)，就可得到一族(2n-1)個(gè)Gold序列。再加上兩個(gè)m序列，共有(2n+1)個(gè)Gold序列碼。Gold碼互相關(guān)值不超過優(yōu)選對互相關(guān)值，具有三值互相關(guān)函數(shù)，其值為，(n為奇數(shù))；，(n為偶數(shù))；。Gold碼之間具有上述三值互相關(guān)特性，驗(yàn)算一下可知，這些互相關(guān)值都大大低于自相關(guān)值且約有50%～75%以上的Gold碼序列有最低的互相關(guān)函數(shù)值-。這一特點(diǎn)說明，Gold碼序列適用于碼分多址。采用Gold碼族作地址碼，其地址數(shù)大大超過了用m序列作地址碼的數(shù)量，所
