CDMA编码特性研究

CDMA编码特性研究摘要：扩频序列设计和选择是CDMA移动通信的关键技术之一。扩频码序列的设计就是构造不同结构的具有良好特性的伪随机序列来满足CDMA系统的要求。文中给出了CDMA的构成及发展历史，并从理论上和工程实用角度对扩频序列的性能和特点进行了分析。关键词：CDMA；发展构成；伪随机码；编码通信CDMA的发展及构成CDMA是码分多址的英文缩写(CodeDivisionMultipieAccess)，它是在数字技术的分支——扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA移动通信网是由扩频、多址接入、蜂窝组网和频牢复用等几种技术结合而成，含有频域、时域和码域三维信号处理的一种协作。人类对更高质量无线通信的需求推动了CDMA技术的出现。二战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，初衷是防止敌方对己方通信的干扰，在战争期问广泛应用于军事抗干扰通信，后来南美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年，第一个CDMA商朋系统运行之后．CDMA技术理论上的诸多优势在实践巾得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。全球许多国家和地区，如巾国，韩国、日本、美国都已建有CDMA商用网络．其中在美国和日本CDMA成为国内的主要移动通信技术。真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS一95A，这一标准支持8kb编码话音服务。其后又分别出版了13kb话音编码器的TSB74标准，支持1.9GHz的CDMAPCS系统的STD一008标准，其中13kb编码话音服务质量已非常接近有线电话的话音质量。

CDMA技术是将原数据信号的带宽扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号，以实现信息通信。由于CDMA(IS-95)系统中采用快速的反向功率控制、软切换、语音激活等技术，以及IS-95规范对手机最大发射功率的限制，使CDMA手机在通信过程中辐射功率很小而享有"绿色手机"的美誉。而CDMA多址技术完全适合现代移动通信网所要求的大容量、高质量、综合业务、软切换等，正受到越来越多的运营商和用户的青睐。在CDMA系统中，扩频序列主要用来区分用户地址、信道地址、基站地址和多速率业务地址。扩频码序列最基本的特性是随机性，然而真正的随机序列是难以控制和复制的。伪随机序列具有类似随机信号的一些统计特性，同时又有规律，易产生和复制，所以码分多址通信中目前基本采用伪随机序列作为扩频码序列。伪随机序列\o"查看图片"

相关函数几种伪随机序列的研究在通信中，我们经常面对的其实是序列的非周期相关，因为在一般情况下，确定序列的非周期相关是一件很困难的事，所以人们转而研究序列的周期相关，周期为P的m序列，码元宽度为幅值为+1或-1的矩形波信号，则m序列信号周期自相关函数是：1-P+1Ra（j）=-可以看出，序列的长度P越大，自相关特性越接近零，序列和自身的时间偏移就更易区分。因此，将较长的m序列作为扩频地址码以区分不同的用户应用在CDMA系统中显得尤为重要。但P值过大则在给系统的同步及PN码捕获造成困难的同时也增加了接收设备和发射设备的复杂性。m序列有很好的自相关特性,非常接近理想的伪随机序列。但n阶线性移位寄存器产生的m序列的数目并不多。伪随机序列的互相关特性与自相关特性在CDMA通信系统中同样重要。CDMA系统中的每个用户都分配有特定的伪随机序列作为扩频（地址）序列，理想的情况是无用户间的多址干扰各用户的伪随机序列互相关为零。但实际上CDMA通信系统中伪随机序列的互相关并不为零。尤其是同周期的不同m序列之间存在较大的互相关峰值，如果直接用不同的m序列作为扩频地址码来区分用户，则会产生很大的多址干扰，大大降低通信质量。于是，人们又找到了互相关值较小而序列数目较多的伪随机序列应用于CDMA系统中，其中包括Gold序列。但是，m序列、Gold序列和其它序列族的互相关值并不为零，而IS-95和DMA2000是同步CDMA系统，上行链路各终端信号在基站解调器完全同步，克服了异步CDMA多址技术由于每个移动终端发射的码道信号到达基站的时间不同，造成码道非正交所带来的干扰，使使用正交扩频码的各个码道在解扩是完全正交，相互间不会产生多址干扰，大大提高了CDMA系统容量，提高了频谱利用率，简化了硬件，降低了成本。因而采用了正交的Walsh序列。结语随着移动通信越来越普及以及移动数据和多媒体业务的广泛使用，诸如移动办公及电子商务等应用对第3代移动通信的质量、性能有了更高的要求。而找到更好的扩频序列则成为了当务之急。扩频序列良好的相关特性和随机性对码