cdma擴(kuò)頻技術(shù)

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案摘要：擴(kuò)頻技術(shù)以其固有的抗干擾能力在通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要包括抗干擾通信和近年來第二代和第三代移動通信中普遍應(yīng)用的碼分多址技術(shù)—CDMA。本文首先介紹了擴(kuò)頻通信的基本原理和特點(diǎn)，然后以直接序列擴(kuò)頻碼分多址系統(tǒng)DS/CDMA為例分析了擴(kuò)頻技術(shù)在CDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用，最后介紹了基于擴(kuò)頻技術(shù)的CDMA系統(tǒng)的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻技術(shù)碼分多址CDMA一、引言現(xiàn)代通信中遇到的一個重要問題就是日益嚴(yán)重的干擾問題。而在有限的頻率資源擁擠的今天，干擾問題更為嚴(yán)重。擴(kuò)頻技術(shù)具有的許多特有優(yōu)點(diǎn)，特別是具有很強(qiáng)的抗干擾性能，因而越來越受到人們的重視，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地擴(kuò)大。擴(kuò)頻通信即擴(kuò)展

2、頻譜通信技術(shù)(SpreadSpectrumCommunication)，是一種數(shù)字化通信技術(shù)，屬于寬帶通信范疇。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是在上世紀(jì)50年代中期產(chǎn)生的，其最初的應(yīng)用包括軍事抗干擾通信、導(dǎo)航系統(tǒng)、抗多徑實(shí)驗系統(tǒng)以及其它方面[1]。在之后的一段時期內(nèi)，擴(kuò)頻通信也主要用于強(qiáng)抗干擾通信系統(tǒng)。隨著全球移動通信的發(fā)展，擴(kuò)頻技術(shù)為實(shí)現(xiàn)共享頻譜提供了一種很好的方式——CDMA（CodedivisionMultipleAccess）,即在多用戶通信系統(tǒng)中所有用戶共享同一頻段，但是通過給每個用戶分配不同的擴(kuò)頻碼來實(shí)現(xiàn)多址通信。在現(xiàn)今已使用普及的第二代移動通信系統(tǒng)中,IS-95CDMA系統(tǒng)以其通信容量大、

3、阻塞率低、抗多徑衰落能力強(qiáng)、信道數(shù)據(jù)速率高、可實(shí)現(xiàn)軟切換及較強(qiáng)的抗窄帶干擾能力等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用[2][3]。文中主要針對CDMA中的擴(kuò)頻通信技術(shù)進(jìn)行討論和分析。二、擴(kuò)頻通信2.1擴(kuò)頻定義一個系統(tǒng)被稱為擴(kuò)頻系統(tǒng)需要同時滿足以下三個條件[4]（1）信號所占據(jù)的頻帶寬度遠(yuǎn)大于傳輸信息所需的最小帶寬。（2）擴(kuò)頻是通過擴(kuò)頻碼序列來實(shí)現(xiàn)的，且擴(kuò)頻碼序列與所傳的信息數(shù)據(jù)無關(guān)。（3）在接收端用與發(fā)送端完全相同的擴(kuò)頻序列碼與接收到的擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，回復(fù)所傳信息。根據(jù)以上定義，傳統(tǒng)的調(diào)制方式比如FM，PCM，MFSK等雖然實(shí)現(xiàn)了信號頻譜的擴(kuò)展，但是不屬于擴(kuò)頻通信，因為它們不滿足條件（2）（3）

4、。一個典型的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)如圖1所示。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案信息信息調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制射頻調(diào)制變頻擴(kuò)頻解調(diào)信息解調(diào)PN碼發(fā)生器射頻發(fā)生器本地射頻發(fā)生器本地PN碼發(fā)生器信息圖1擴(kuò)頻通信系統(tǒng)示意圖2.2擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)[3,4]（1）抗同頻干擾性能好。采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)后,對頻率相同的干擾信號來說,接收機(jī)對它們有很強(qiáng)的抑制能力,經(jīng)過接收機(jī)解擴(kuò)之后,干擾信號擴(kuò)展成為寬帶噪聲,頻譜功率密度很低。接收機(jī)只接收和PN碼相同的信號。（2）抗多徑干擾能力強(qiáng)。由于擴(kuò)頻系統(tǒng)中采用的PN碼具有良好的自相關(guān)性,互相關(guān)性很弱,不同路徑傳輸來的信號能容易地被分離開,并可在時間和相位上重新對齊,形成幾路信號功率的疊加,從而改

5、善了接收系統(tǒng)的性能,增加了系統(tǒng)的可靠性。（3）抗衰落性能好。一般講無線電信號傳播時,衰落是有頻率選擇性的。而擴(kuò)頻信號將信號功率展到很寬頻帶中,其中一部分信號頻率出現(xiàn)的衰落,不會對信號整體接收產(chǎn)生太大的影響。（4）保密性好。由于擴(kuò)頻通信的低功率譜輻射和PN碼的自由相關(guān)等特點(diǎn),使它輻射出去的信號形似噪聲,只有PN碼相同的擴(kuò)頻接收機(jī)才能在相關(guān)檢測后接收到發(fā)出的信號。而且PN碼可以根據(jù)需要隨時變換,因此具有極高的保密特性。（5）具有低功率密度譜的特點(diǎn)。由于采用了擴(kuò)展頻譜的技術(shù),使原來分布在很窄頻帶內(nèi)的信號功率擴(kuò)散在很寬的頻帶內(nèi),頻譜密度低,輻射很小,所以對其他通訊設(shè)備的干擾很小,大大降低了電磁

6、對環(huán)境的干擾,而外擴(kuò)頻接收機(jī)的門限信噪比也較低,可在負(fù)信噪比下正常工作。三、擴(kuò)頻技術(shù)在CDMA中的應(yīng)用CDMA通信系統(tǒng)是建立在擴(kuò)頻通信理論基礎(chǔ)之上的，它的產(chǎn)生和發(fā)展與擴(kuò)頻通信技術(shù)密切相關(guān)。CDMA是利用分配給不同用戶相互正交的序列碼，實(shí)現(xiàn)多用戶同時使用同一頻率接入系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的通信，即碼分多址通信。CDMA不像FDMA、TDMA那樣把用戶的信息從頻率和時間上進(jìn)行分離，它可在一個信道上同時傳輸多個用戶的信息，也就是說，允許用戶之間的相互干擾。三者的比較如圖2所示。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案圖2三種多址接入技術(shù)的比較3.1CDMA基本原理分析CDMA通信系統(tǒng)的工作方式主要分為跳頻CDMA（FH/C

7、DMA）和直接序列擴(kuò)頻CDMA（DS/CDMA）兩種，本文主要以DS/CDMA為例分析CDMA的基本原理。圖3為一個典型的DS/CDMA系統(tǒng)示意圖。解調(diào)信息碼碼調(diào)制器信息傳統(tǒng)解調(diào)器圖3碼分多址接入DS/CDMA系統(tǒng)示意圖3.1.1時域分析用戶1的信息首先經(jīng)過一級調(diào)制器得到已調(diào)信號，表示為這里未對的波形提出限制，也未局限于某一特殊的調(diào)制方式。之后，已調(diào)信號與屬于用戶1的擴(kuò)頻碼相乘得到擴(kuò)頻信號。與此同時，用戶2到用戶N的發(fā)送信號與它們各自的擴(kuò)頻碼相