┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
态误差大?占用系统资源等缺点?为了发挥闭环功控的优点,克服它的缺点,可以采用自适应功控?自适应模糊功控等各种改进性措施和实现算法?
第2章CDMA扩频技术
CDMA指的是使用一组准正交的编码来同时传输多个用户数据，以增加传输空间的维数这样一种技术。这种CDMA技术同直接序列扩频调制结合在一起，就形成直接序列扩频CDMA通信，简称直扩CDMA(DS-CDMA)。IS-95 CDMA系统中正是采用了直接序列扩频技术。
2.1扩展频谱通信
扩展频谱通信(Spread Spectrum Influnication)是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spreading Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输，接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。扩展频谱通信方式有许多优点，如抗干扰、抗噪音、抗多径衰落、能在低功率谱密度下工作有保密性、可多址复用和任意选址、可高精度测量等。 扩频通信系统的基本工作方式有以下几种:
直接序列扩频(Direct Sequence Spread spectrum)工作方式，简称直扩方式。所谓直接序列扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列去扩展信号的频潜。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
跳变频率(Frequency ping)工作方式，简称跳频(FH)方式。发射信号的带宽为B1。发射载波频率受扩频码序列控制，在带宽为B2(B2>>B1)的频带内，随机跳变，实现基带信号带宽B1，到发射信号使用的带宽B2的频谱扩展。 跳变时间(Time ping)工作方式，简称跳时(TH)方式。首先，把时间轴分成许多时间片。在一帧内哪个时间片发射信号由扩频码序列进行控制。由于采用窄得很多的时间片去发射信号，相对来说，信号的频谱也就展宽了。
宽带线性调频(chirp Modulation)工作方式，简称Chirp方式。发射的射
共 36 页 第 11 页
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
频脉冲信号在一个周期内，其载波频率做线性变化，称为线性调频。因为载波频率在较宽的频带内变化，信号的频带也被展宽了。上述4种工作方式是基本的工作方式，其中最常用的是直扩方式和跳频方式两种。在实际应用系统中，要达到所希望的系统性能，往往采用两种或两种以上工作方式的混合形式。
2.2直接序列扩频系统
直接序列扩频通信系统是直接扩频方式构成的扩展频谱通信系统，通常简称为直扩系统，扩频操作包括64阶正交调制器输出序列和长PN码的模2加。它是最典型的扩展频谱通信系统。假定发送的为一频带限于fn以内的窄带信息。将此信息在信息调制器中先对某一副载频f0进行调制(例如进行调幅或窄带调频)，得到一中心频率为式而带宽为2fj。的信号，即通常的窄带信号。一般的窄带通信系统直接将此信号在发射机中对射频进行调制后由天线辐射出去。但在扩展频谱通信中还需要增加一个扩展频谱的处理过程。常用的一种扩展频谱的方法就是用一高码率f0的伪随机码序列对窄带信号进行QPSK二相相移键控调制(图2-1中发端波形)二相相移键控信号相当于载波抑制的调幅双边带信号。选择fc>>f0>fin，这样得到了带宽为2f。的载波抑制的宽带信号。这一扩展了频谱的信号再送到发射机中去对射频一般需要用窄带通滤波器来排除干扰，以实现其抗干扰能力的提高。
2.3扩频序列
具有良好伪随机特性和相关特性的扩频编码对于扩频通信和它的应用是非常重要的。在扩频通信系统中，抗干扰、抗噪声、抗截获、信息数据隐蔽和保密、多径保护和抗衰落、多址通信、实现同步与捕捉等都是与扩频编码的设计密切相关的。能满足上述要求的扩频编码应具有如下理想特性: (1)有尖锐的自相关特性: (2)有处处为零的互相关值; (3)不同码元数平衡相等;
共 36 页 第 12 页
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
(4)有足够多的编码; (5)有尽可能大的复杂度。
然而，上述理想特性是目前任何编码所不能达到的。1976年L.R.welch推导出一个序列集最大的自相关和互相关低限，是扩频编码设计中努力去达到的目标。我们将具有尖锐自相关和几乎为零的互相关特性的码称作序列，因此，扩频编码被称作扩频序列。
基本符合扩频序列理想特性的是伪随机序列(或伪随机编码)，最简单、最常用的是m序列。 2.3.1 m序列
m序列是最大长度线性移位寄存器序列的简称。顾名思义，m序列是由多级 移位寄存器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。在二进制移位寄存器发生器中，若n为级数，则所能产生的最大长度的码序列为2n-1位。 m序列具有如下一些基本性质:
·在m序列中一个周期内“1”的数目比“0”的数目多1位。
·在m序列中一个周期内长度为1的游程(连续为“0”或连续为“1”)占1/2，长度为2的游程占1/4，长度为3的游程占1/8以此类推，一般说来只有一个包含n个“1”的游程，也只有一个包含(n-l)个“0”的游程。“1”和“O”的游程数相等。
·m序列和其移位后的序列逐位模二相加，所得的序列还是m序列，只是相移不同而已。
·m序列发生器中移位寄存器的各种状态，除全0状态外，其他状态只在m序列中出现一次。
·m序列发生器中，并不是任何抽头组合都能产生m序列。
2.4多址技术
多址接入或多址联接是多用户无线通信网中按用户地址进行联接的问题。在移动通信系统中，基站覆盖区内存在许多移动台，移动台必须能识别基站发射的信号中哪一个是发给自己的信号，基站也必须从众多的移动台发射的信号
共 36 页 第 13 页
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
中识别出每一个移动台所发射的信号。由此可见，多址(接入)技术在数字蜂窝移动通信中占有重要的地位。
当以传输信号的载波频率不同来区分信道建立多址接入时，称为频分多址方式(FDMA);当以传输信号存在的时间不同来区分信道建立多址接入时，称为时分多址方式(TDMA);当以传输信号的码型不同来区分信道建立多址接入时，称为码分多址方式(CDMA)。图2-2分别给出了n个信道的FDMA、TDMA和CDMA的示意图。
图2-1 FDMA，TDMA，CDMA示意图
c t f FDMA TDMA CDMA
2.4.1 码分多址
CDMA(Code Division Multiple Access)是使用一组正交(或准正交)的伪随机噪声(PN)序列(简称伪随机码)通过相关处理来实现多个用户共享空间传输的频率资源和同时入网接续的功能，即码分多址。CDMA只能由扩频调制来完成。
第3章仿真描述
共 36 页 第 14 页
┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊
长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
在IS-95系统中，移动台和基站通过“前向”(基站到移动台)和“反向”(移动台到基站)射频链路通信，也分别称作“下行”和“上行”。前向和反向链路在概念上非常相似，只是在特定的处理阶段细节上有所不同。 前向链路由四种类型的逻辑信道组成:
? 导频信道为解调其它信道提供相干的相位参考; ? 同步信道将同步信息传送给小区内的所有移动台; ? 寻呼信道用于发送控制信息及基站向移动台的寻呼; ? 业务信道由基站向移动台发送用户信息和信令业务。
从信号处理的观点来看，最复杂的是业务信道它基本包括了其他信道的基本特性，其余的都是它的简化形式。因此，本设计仿真业务信道。
IS-95中采用变速率语音编码AMR，数据率可以是1200、2400、4800和9600bps。这在系统中由码元重复来完成。卷积编码之后，数据比特流进入重复编码器。如果原始数据速率低于960Obps，则重复数据比特使数据速率提高到9600bps。仿真以固定的9600bps速率传输数据。
综合以上几点，本设计仿真的是工作96O0bps速率下的前向链路业务信道。前向业务信道是用于呼叫中，基站向移动台发送用户信息和信令信息的。一个前向CDMA信道所能支持的最大前向业务信道数等于63减去寻呼信道和同步信道数。
基站在前向业务信道上以9600、4800、2400、1200bit/s可变数据速率发送信息。前向业务信道帧长是20ms，随机速率的选择是按帧进行的。
同一CDMA信道 的不同前向业务信道所用的导频偏置不同，帧偏置是由FRAME_OFFSET参数决定的。前向业务信道的帧偏置和反向业务信道的帧偏置相同。帧偏置为0的前向业务信道与基站发送时间（系统参考时间）的偶数秒对准。帧偏置为FRAME_OFFSET的前向业务信道帧比0偏置的业务信道帧滞后1.25×FRAME_OFFSETms
3.1设计流程
数据源以帧为单位输出信息，经卷积编码器、交织器、扩频扰码器、正交
共 36 页 第 15 页