（通信与信息系统专业论文）基于cdma2000+1x移动台基带解调模块研究与软核设计.pdf

摘要 车文研究了基于c d m a 2 0 0 0 协议的移动台基谐的解调方法并设计出相 应的模块主要内容包括伪随机序列的捕获、跟踪、解扩厦避六比台并等。 在此基础上，对上述的电路用硬件描述语言进行设计。采用的软件有 q u a r t u s ii 、t f a x * p l u s ir 、m o d e i $ i m 和s y n p li f y 等多种e d a 工具。 立中首先简略舟留丁基站在前向链路中的调制方法，与之对应，在之后 的章节中，提出并详细讲述了相直的捕获、跟踪方案，并在此基础上对其性 能进行分析同时为横蜘的设计选择适当的参敲。其中在捕获模块中车文 采用的串井结台的快速捕获厦自适应门限控制方法在不培硬件增加过多复 杂度的情况下在一定程度上缩短捕获时问，使系统提高丁捕蘸性能，串并 结台捕获主要是对串行和井行捕获进行了台理的折衷。 为了克服砧地无线罄动信邋带来的恶劣影响立中卫舟绍了r a k e 技术 采用最大比告并的方式来优化系统性能。 最后根据前面章节讲述的方法，对整十基带解调模块进行i p 软植设计， 井对每十重要棋斑进行时序仿真仿真结果证明可虬达到c o m a 2 0 0 0 系统所 要求的性能。 差键谪：6 撬t l 9 0 0 0 ，解调同步，r a k e a b s tr a c t t h i st h e s i s 咖酶州山蝴d e m o d u i 州0 砷o fm 曲订es 埘i 叽b a s e d 姐 c d m a 2 0 0 0s l d a r d ，w h i c h 山d u d l n ga c q 曲6 0 na n dh a c ko fp nc o d e d m 蜗i m u l mr n 岫c o m b i n g t b 衄h a r d w a r ei k 埘j p l j o nl 卸掣喈 i su 钟di o d c f i 印i h cs y s t c - mw i 山f km h h o d 刚耐t h c 如矗w 盯器t h 吡h 删eb 朝响嶙e da 坤 o i a , , - l u s h ，m + p l u s - m o d c $ j 蚰，s ”p l 蜥a n d 婶 1 kf i r s tp a n 时血et i i e s i oi n u r o o s 蚺t i l ew a yo fm o d u l 址i 0 d0 ff o r w a r dl i 北+ t h 0s e 0 0 哪lp 耐s 岫m 曲恤ew a 拍o f * q i l j s n 啪1 岫t t a c , kc o r r e s p o 删l oi t t b c n t k 肚坤w m 劬mi s 加_ 丑l y 刊w l t hs o 拼印p i q 埘a 上c 弘l m 皿酏啦p m v e d 1 nt h e o k x ；i t l j $ o fa 。q i 脚曲口，a 州d 蝴j g h 衄n - h o db a 刚p 删d 那曲j 岫r c a n da d a l 舳i h 件5 h 0 u o 咖| 虹峙d w 帖c h u 坩血c 犯船ct h et 油霉h a s 蕾0b c 州b e f 0 僻山柑o d u l 叫 0 柚dj m p 仃忡t kp | d h 咖彻舶o n hw h o | os 衄 t h 蛐i h ep a p 盯i n i 柚粥r a k e 把由蜘u c 洫o c d e t 协出埘t a 辩娜cb a d i n f e , c f i o i h tw 酬嘲m o b f l cc h a m p 砷嘤s om a x i m u mr a t i oc o m b i a i n gi s u s e dt d 岫p r n v es 弹栅p 亡曲嘣m a c c o r d i n gi oa nt h c d d 鲁o ft h c 如删c rd l a p 蟑阽s 舳0 f 山cw h o l e h 吲：b 且耐d c 0 d u 】砒i 叽m o d u ci sd i 耐州s j m 山蛐柚b y9 唧ee d a i o o 禺e v c r y p a ao f 岫蛐啪i s 州岫i l c h i 州曲州妞c d m 2 0 。0s y s t m 托咖呲i 硼b k e , y w o r d sc d m a 2 0 0 0 , d c m o d u l a t i o o , 钟c h m n f 舶缸o mr a k e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经公开拉表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在立中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ： 日期；l 坩1 f 年1 月f ，日 1 1 引言 第1 章绪论 移动通信是当夸姐佰顿域内最为活氍和发展最为迅速的领域之一也是 冉在2 l 世纪对 类的生话和社舍发展有重大影响的科学拉术领域之一。随着 通信技术的飞速发展，第一代和第二代移动通信系统已不能满足日益增长的 咎动用户的需要，从历史的角度来看，第一、第二代蜂寓移动i 墨信系统是针 对传统的话音和低建率数据业务的系统。而未来的“信息杜台”图悼，话音、 弛据相结旨的多媒体业务和高速率数据业务将成为必不可步的服务内窖，它 们的业务量将有可能远远i 暗过传缆的话音业务的业务量所“目前的第一、 第二代蜂窝移动通信系统不仅远远不能满足丰米用户对数据的业务需求而 且陆着用户数量迅猛增加，现有的系统也将远远不能满足用户窖量的发展需 要。另外，随着。信息高建公路”的建成岱共陆地网传输的许多业务，也 必将与移动通信系统接口。所咀新一代的穆动和十 通信系统即第三代咎动 通信和十人通信系统j 的研究和筮晨已经成为电f 奇领域的一个新的热点。 目前竟带移动通信的标准主要有_ m 、c i 瑚a 2 0 0 0 ，u w c - 1 3 6 和我国提 出的t i ) - s c 呲。其中_ c d m 和c 0 毗2 0 0 0 将是第三代移动通信的主流技术。 c d 姒2 0 口 ， 。 若 检 测 变量 能 依次 通 过 这两 个门 限 ， 便 可 进 入 跟 踪 状态，否则再次返回到搜索阶段继续搜索。 下面介绍如何测试所有可能的假设来确定正确的参数值。 在c d r a 2 0 0 0 l x 系统中， 基站采用了q p s k 正交调制的方式6 ) ， 相应地移动台 应采用q p s k 解 扩的 假设检验装置， 如图4 . 2 所示 m is 。 图中首先对接收信号下变频到基带， 哈尔滨工程大学硕士学位论文 进行匹配滤波，再对输出进行四 倍码片速率采样，如奈奎斯特定理所述， 抽 样速率应至少为输入信号带宽的两倍。但是，由于实际原因，抽样速率应取 码片速率的4 倍。本地p n 序列采用相应的方式与采样后的信号相乘并累加， 累加长度为k ， 便可得到y ， 、 y “ ， 把y ， 、 y ” 分别平方并相加， 就得到相关器输 出的信号能量， 检测变量z 就是l 个信号能量的累加。当z 大于判决门限时， 假设被通过，认为捕获成功:否则改变本地p n 码相位，进行下一次检验。 图4 .2假设检验装置 根据设基站发射导频信号的情况，可以设接收信号如下: , (t ) 一 撅h (t 一 . t , ) .脚， c o s (2 . rf o ， 十 o ) + 叽s in (2 r ot + .) (4 - 1 ) e 。 为 没 有 衰 落时 每 个 码片的 能 量 ， h ( t ) 为 滤 波 器冲 击响 应， p n i 和p n 。 分 别为 1 . q两路本地p n码，为了补偿q p s k扩频的影响，检验装置必须包含如图 4 .2 所示的交叉联结。我们用下标 1 表示直接连接项，用下标2表示交叉连 接项，这样我们对每个码片及各项分别有 12 夕 厂 fe 1 2 tcos + pn q v0, 图(cos o 一 pn q p n , - s i n 0 ) + v ; p n , - s in 司 十 ， 2 ( 4 - 2 ) y z( 4 - 3 ) 哈尔滨工程大学硕士学位论文 y q 二 y 2q 二 f e =图(sin 一 pn q 一 ， + vq i- r t )1(sin 0 + pn q pn , 一 )+ vq ( 4 - 4 ) ( 4 - 5 ) 其中的v 项代表噪声和干扰的影响。 将1 . q两路相加， 我们得到 ， 一 ， + ， ; 一 裤 r (r ) c o s 0 + v f ( 4 - 6 ) y 0 一 尸+ ， 罗 = f e , r 间s in 、 ， “( 4 - 7 ) 明 显 这 里 rv一 v q o 4 . 1 . 1捕获性能的理论分析 下面我们分别研究白噪声信道下和瑞利衰落信道下的检测概率和虚警概 率，便于之后的门限确定。 4 . 1 . 1 . 1白噪声信道下的概率 虚 警 概 率 和 检 测 概 率 是 通 过 两 个 似 然 公 式 的 积 分 获 得 的 : p . ( z ) ， 如 果 假 设 是 不 正 确 的 ; p , (， 如 果 假 设 是 正 确 的 。 对 于q p s k 扩 频 ， 这 些 可由 下 式 给定b _ ， _ 、e x p ( 一 : i v ) po v) .二 厂 犷 ( 4 - 8 ) ，(卜 _1v 一 (-z-m d) i。 2m .2 zv of v ( 4 - 9 ) 其 中 m d ， 一 k 2 e , r ( o y , ， 。 是 零 阶贝 塞 尔 ( b e s s e l) 函 数 。 所以 在 并 行 搜 索 阶 段 检 测 概 率 和 虚 警 概 率 分 别 为 p () 和 p () 如 下 p d(l) 和唯、 叫 as if. p o叫 一 “ ( 4 - 1 0 ) p tn) 一 卜 旷 ， 。()dz n1 - f ,p (z) ( 4 - 1 1 ) 哈尔滨工程大学硕士学位论文 把 ( 4 .8 ) , ( 4 .9 ) 带入 ( 4 .1 0 ) , ( 4 .1 1 ) ， 判决 变 量z 和 判决门 限0 , 归 一 化x - z / v , 、 二、 _ _ _ . ，_m三*_ _ 。 ，l a , 0 , / v，足又信噪比j n k ,u“二井， l二 1 ，m v p d,” 一 工 、 e x p (- x 一 m ) j u ( 2 4 j a ) (1 一 e x p ( - x ) ) - l d x ( 4 - 1 2 ) p (， 一 1 一 (1 一 e x p ( - a , ) ) n 在验证阶段，只需对通过第一个门限的相位进行检测 2。此时检测概率和虚警概率分别为 ( 4 - 1 3 ) 检测变量仍然为 p d2， 一 蓝 p ,(z )dz p t(” 一 j e, p o (z )dz ( 4 - 1 4 ) ( 4 - 1 5 ) 把 ( 4 . 8 ) , ( 4 .8 )带入，并归一化后得 p (2)d 一 p ,(z )d z 一 城 e x p (- x - p )i . (2 v p x )d x ( 4 - 1 6 ) p (” 一 p, (z )dz 一 - p (- a , ) ( 4 - 1 7 ) 4 . 1 . 1 .2在瑞利衰落信道中 在瑞利衰落信道中，接收信号的幅度呈瑞利分布，因此码片能量的平方 根为 瑞 利分 布， 平均 码片能 量 应为e 乘以 。 z ( a 是 瑞利 分 布) 令p - a 2 则有“ 6 2 a _ 了a 2a、 .o e x p l 一二牙! 。 一。 ) ( 4 - 1 8 ) e x p ( 一 月 /a2) a2 ( 4 - 1 9 ) 所以有 瓦一 。 2 e 一 p e , 。 c r 2 e , ( 4 - 2 d ) 哈尔滨工程大学硕士学位论文 经过数学推导，可得如下似然函数 1. 3 p o ( z ) z 一 ， e x p ( - z / v ) ( 1 一 1 ) !v ( 4 - 2 1 ) p a z ) z 一 e x p ( - z / v f ) ( l 一 1 ) !岭 ( 4 - 2 2 ) 其 中 v f 一 v + m o z ， m o ， 一 k 2 取 ( 0 ) 2 . 设在所有搜索的n个相位中， 有l 个可分离路径。 当这l 个路径中有一 个被检测出来，我们就有理由认为捕获成功，因此可以得出并行搜索阶段的 检 测 概 率 和 虚 警 概 率， 分 别 为 刁 l) , p j 如 下 p d() 二 je1lp 3(z)jo p 3(x 一if. p o(x )dx 1“一“ ( 4 - 2 3 ) p r(3) 一 一 旷 ， 。()dz n11.1 p ,(z)dz ( 4 - 2 4 ) 由于并行搜索阶段的主要意图是找出最有可能是可分辨的相位，减少捕 获 时间， 所以 可以 在这 个 阶 段 令1 - 1 。 把 判决 变量z和 判 决门 限0 、 归 一 化 x - z / v，a , - 0 , / v， 定义平均信噪比s n r m 且 k a 2 e , r ( 0 ) z 拜 .一 丁 厂. = v i ( 4 - 2 5 ) 这时有 一了 二 一 l 一 x p ! 一 了 ，一 二 a i i 、 1 + a 1 1 ( 1 一 e x p ( - x ) y - l d x ( 4 - 2 6 ) pr()一 1 一 (1 一 e x p ( - a i) 1 ( 4 - 2 7 ) 在验证阶段， 只需对通过第一个门限的相位进行检测， 检测变量仍然为z 此时检测概率和虚警概率分别为 p (2d ， 一 蔗 p i (z )dz ( 4 - 2 8 ) 哈尔滨工程大学硕士学位论文 p (2r ， 一 蓝 p o (z )dz ( 4 - 2 9 ) 把 ( 4 .2 1 )和 ( 4 .2 2 )带入，并归一化后 “ ” 一 jez一 z)dz = exp(- a 2 1 + n o t a2 1 + j a 2 k ! ( 4 - 3 0 ) 气一k! 嘱 p r(2 ) 一 , p o (z )d z - e x p ( 一 a 2 ( 4 - 3 1 ) 并行检测与验证两个阶段积分长度不同，根据 ( 4 - 2 5 )式可知，这会影 响信噪比的大小，说明验证阶段的信噪比会有一定程度的增加，检测性能则 会得到改善。 4 . 1 . 2门限的确定 由 ( 4 - 6 )和 ( 4 - 7 ) e y - n 汤 (t ) - s 0 ( 4 - 3 2 ) e y l 一 二 rr ( r ) s in 0 其中k为前面提到的累 加长 度， r ( i ) 是 短 p n码的自 相关函 数 p n 码与接受到信号p n码的相位差。而方差是所有其他用户干扰 和码片间干扰的总和 ( 4 - 3 3 ) t 是本地 、背景噪声 ，。 、 _ _ ， 、 ni v a r ( y ) = v a r ( y ) .v a r ( v) - 一、一2 二 v 2 ( 4 - 3 4 ) 通常门限首先要满足虚警概率的大小，由 ( 4 - 2 7 )式可得 a , 一 14 一 f l - -p-i(t) )( 4 - 3 5 ) 氏- a , v 当 本地p n 码与 接受到的p n 码同 步时，r 仓 ) m 0 . 可知这时 ( 4 - 3 6 ) 又由 式 ( 4 - 3 2 ) 和( 4 - 3 3 ) e y 二 e y q - 0( 4 - 3 7 ) 哈尔滨工程大学硕士学位论文 于是 e y l = e 4 y l = y ar (y ) + (e y ly 一 誓 ( 4 - 3 8 ) e (z ) 一 : g 犷 l + e vy 一 ，。( 4 - 3 9 ) 由于同步假设出现的很少，因此可以把z看作各态遍历的平稳随机过程，即 e (z ) 一 ，。 一 生m7 z r m f - ( ( 4 - 4 0 ) 上 式 可由 z ; 通过一 个低 通 滤 波 器 来实 现。 与 式 ( 4 - 3 6 ) 比 较 就 可以 得 到 搜索 阶 段的门限l ，. 1 。 验证阶段与之相似，但两个阶段v的值是不同的，验证阶段是并行搜索 阶段的k 2/ k i ( k 1 . 及分别为并 行检测与验证两个阶段的 积分区间长度) 倍， 因此应在进行对求验证阶段的门限时，需要并行检测时求得的 v 的 ( l 2 k 2 ) / ( l i k i ) 倍。 4， . 3捕获性能与数值分析 1 0 1 0 1 琶1 0 2 1 0 3 1 0 4 , - r-k - -: 上竺竺竺:二二竺!:竺:二:生. 一_ 拼获城获获苏 :;:;: : :舀 r. ，. i . . : 二 : 二 : : : . 三 三 三 三 三 班 三 父一 二 二 二 二 _ 互 _ 二 _ _ _ _ _ _ 1 入 二 _ 1 _ _ _ 二 : : : : 共 ; 二 : ; ; ; ; 一率 至 要 至 至 至 至最 盔 互 三 三 三 三 三 三 三 三 ; 兰 兰 三 三 三 三 三 于里 互 三 二 兰 ; 二 兰 兰 二 于 : : 二 三 三 三三 灰 三 : 二 二 二 二 二 r 丫 - 一 丁 二 了 三 一父-一 竺 ”引 - - 一- 一 一 . -.一， 一 卜 竺 竺 : : 三 艺 : 引 仁:; -. -一，-. : : : :孤 缪=_ 1 三 : 泛 兰 三 竺 兰 三 二 3 三 三 三 三 三 三 三 三 j- - . 二 二- 一 r-一 -一- l_ _ _犷 一二 丈二 二 - 1 - - -一 二 - 燕 燕到 : : ， : : : : : 丢 : : : : : : : : : 二 二 二 二 二 二 二 三 ; 二 三 发三 三 三 三 仑 叹 - 一 三 - 一二 二 三 二 二 二 二 二 二 1 - - - 一 - 一 飞 1 01 2 1 41 61 日2 0 q 图4 .3虚警概率和门限的关系 2 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 由 式 ( 4 - 2 7 ) 可 得到 搜 索阶 段的 虚 警 概率 和门 限。 ， 的 关 系， 如图4 .3 。 在 并 行搜索支路中，不需要较大的门限，n 、 可以 取小一些，比 如取1 3 或1 5 0 1 0 . 8 l = 6 洲 0. 6 a 0. 4 0 . 2 -t刁 f 0 1 日2 0 30 s n r p 4 0印 图 4 .4检测概率与信噪比的关系 1 0 . 8 06 va 0 . 4 卜 = 1 3= 1 4 以口qq 一+0 0 . 2 万 : =1 5 =1 5 0 图 4 . 5 令。 2 = 0 .5 。图4 .4 画出了 在a , = 1 3 ， 衰落信道中l 分别取1 到6 时， 检 2 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 测概率与信噪比之间的关系。图中也显示了信道无衰落时l = 1 的曲 线， 可见 与之相比，衰落信道的检测概率小很多。为了分析方便，在以后的仿真中， 均采用瑞利衰落信道，并取i r 6 e 图4 . 5 为不同门限下信噪比和检测概率的仿真图形。与图4 . 3 比较，发 现随着门限减小，检测概率与虚警概率同时增大，这是必然的，也说明了需 要不同门限的第二次验证。 对于验证电路，根据式 ( 4 . 3 0 ) , ( 4 . 3 1 ) ，可得到图4 . 6 和图4 . 7 ，从图 4 . 7 可以看出当1 取2 时， 检测概率会大幅度提高。 同时应注意到虚警概率也 会提高，所以为了保证一定的虚警概率，应该增大门限，a z 可以适当地取6 或 s o s n r u 图4 . 6检测概率与信噪比的曲线 最 后根 据文 献中 结 论161 ， 令c = 1 6 , k ; = 1 2 8 c h ip , k 2 = 2 5 6 c h i p ， 可以 得 到不同门限下， 信噪比和平均检测时间的关系， 如图4 .8 。 在根据图中所示门 限 中， 选 择一 对 折衷的 ，。 l二 1 3 , a z 8 。 不 难 看出 此时0 , 6 , a 哈尔滨工程大学硕士学位论文 目目 辛- 黔 班:l2平 崔 000- 1 ; 二， ， 二 弓 沐:-:l7-:， 二 :习磷叁 葬 介一一一一3-t一. a 全 全 狱 钾笛:-:击人 竺 :竺 :犷北十甲-i- 246 b1 0 了r04r 0 a 2 图4 . 7虚警概率与门限的关系 1 0 1 4 1 0 12 1 0 0 1 0 4 厂县续 廷 a 1= 急 3: a i，礴 一 岸注二妥 息 一 : a t 二; 。一。n猫 l es 县件 : 矛 i 3 !节李 怜 : a 2 : 6二 哭 k 孑 一 巍_ 一 阮 相. 00 9。偿裕件概精骊件 l0 1 0 2 1 0 11 口 d s n r u 图4 . s不同门限下信噪比 和平均检测时间的关系 2 5 哈尔滨工程大学硕士学 位论文 4 . 2扩频序列的跟踪 捕获过程使本地产生的导频p n码与接收到的导频p n 码之间的误差小于 二分之一个码片的时间间隔。由于收发时钟的不稳定性，收发信机之间的相 对运动以及传播路径时延变化等因素，使得已同步的本地序列相位出现某种 抖动偏差。因此扩频通信系统为了 保证准确、可靠地工作，除了要实现扩领 序列的捕获，还要进行扩频序列的跟踪。跟踪过程是个细同步过程，跟踪环 路不断校正本地序列发生的时钟相位，使得本地序列的相位变化与接收信号 相位变化保持一致，以实现对接收信号的相位锁定，从而使同步误差尽可能 地小，正常地接收扩频信号13 7 。 跟踪的 本质在于正确估计出 本地序列与接收 信号的相位差，并根据该相位差产生能减小该相位差的控制信号，从而保证 本地序列相位变化与接收信号一致。 跟踪的基本方法是利用锁相环来调整本地时钟， 以此来控制p n码相位。 码跟踪环有两种方式 相干和非相干 13 :相干方式需要利用载波相位信 息， 而非相千方式则不需要知道载波的相位。 在c d m a 2 0 0 ( ) 系统中， 一旦定 时由非相干捕获过程确定后， 相位和频率可以 通过p l l 准确地被跟踪， 因 此 相千码跟踪总是可能的 13 。 下面我们讨论全时间相干d l l 的工作原理。 当接收机可以对q p s k信号进行相干接收时，跟踪是在基带上完成的。 对于c d ma 2 0 0 0 系统，基站发送的导频信号有如下形式: s o ) 一 抵 p n q (t ) c o s m , t + 搁沙q (t ) s in m ,t( 4 - 4 1 ) 这 里e 。 是 导 频 信 道 发 送 能 量 ， p n ， 和p n q 分 别 是i 和q 信 道 的p n 序 列， 它 们相互独立且同 步， 具 有同 样的 码片 速率。 相应的 接收信号 是 i3 r (t ) 一 : , w+ n w( 4 - 4 2 ) 式中 s , (t 一 何伽f lt 一 s (t ) o s . j t + i (t ) + p n q t 一 t (t 若e (t ) 为 负 值， 则 计 数 器的 模 值 取m + 1 ; e (t ) 为 零时 ， 模 值 取m 。 如 此， p n 码 相 外部时钟 输出p n 序列 平滑滤波之 后的误差值 图4 . 1 4 p n码相位调整模块 哈尔滨工程大学硕士学位论文 位 微 调相 位差为a 二 兀 / m。 4 . 3载波同步 在c d m a 2 0 0 0 - 1 x中， 可以实现对多径信号的幅度和相位信息进行估计。 考虑到收发两端的固定频偏叠加在多径衰落信号的相位信息中，通过对多径 信道估计信息的简单处理，便能够提取出收发两端的频率偏差估计值。使用 该估计值对移动终端的本地频率基准源进行相应的调整， 便可减小收发频差， 实现a f c功能叫。 4 . 4本章小结 本章介绍了c d ma 2 0 0 0 1 x中的同步技术，主要包括p n 码的捕获、跟 踪。 并根据c d ma 2 0 0 f ) 协议中采用的调制方法， 给出相应的捕获方案， 同时 进行性能分析，分析在白 噪声信道和瑞利衰落信道中，检测概率和虚警概率 在不同信噪比下的大小，并选择相应的自 适应门限。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第5 章 c d m a 2 0 0 0 1 x前向链路r a k e 接收技术 本地伪随机序列与接收信号同步之后，用本地伪随机信号与接收信号相 乘，并乘以不同信道相应的w a l s h 码，即可解调出传输的信息。对于多径衰 落信道，由 于扩频信号的频带宽度大于信道的相干带宽，因而可以 采用分集 技术对多径信号进行分集接收及能量合并， 扩频通信系统常用r a k e 接收机。 5 . 1陆地无线移动信道 无线传播特性是通信工程设计中的最基本因素，它对于模拟和数字蜂窝 系统的设计和性能评估而言是十分重要的。 5 . 1 . 1无线移动信道的特点 陆地无线移动信道通常被认为是自 然界中的一种比 较恶劣的 通信介质。 由于它的特性难以预测，因此一般根据实际测量的数据，以统计的方法生成 其模型。通常，无线环境中的信号衰落可分成三部分，接收信号的功率可用 公 式 表 示 为 151 271 1 ad) 一 !司 一 .s (a )-r (a ) ( 5 - 1 ) 式 中 ， f 表 示 移 动 台 到 基 站 的 距 离 。 当 移 动 台 移 动 时 ， 距 离 是 时 间 的 函 数 ， 所 以 接 收 信 号 功 率 也 是 时 间 的 函 数 。 1a i 表 示 自 由 空 间 传 播 损 耗 与 弥 散 ， 其 中n 一般为2 - 5 。 它是根据从发射机到接收机之间的路径损耗特性而得出的 区 域 平 均 功 率 。 s (d ) 表 示 阴 影 衰 落 ， 又 称 慢 衰 落 。 这 是 由 于 传 播 环 境 中 的 地 形起伏、建筑物及其它障碍物对电波遮蔽所引起的衰落。它反映在数百波长 的区间内，信号的短区间内中值出现缓慢变动，其衰落特性符合对数正态分 布 。 r (d ) 表 示 多 径 衰 落 ， 又 称 快 衰 落 ， 这 是 由 于 移 动 传 播 环 境 的 多 径 传 输 引 起的衰落。在数十波长的范围内，接收信号场强的瞬时值呈现快速变化的 特 哈尔滨工程大学硕士学位论文 征， ， 根据发射机与接收机之间是否存在可视路经传播环境， 它具有莱斯或瑞 利分布特性。 从移动通信系统工程的角度来看，传播损耗和阴影衰落主要影响到无线 区的覆盖，而多径衰落则严重影响信号传输质量，必须采用抗衰落技术来减 少其影响。下面对多径衰落信道进一步进行讨论。 5 . 1 . 2多径衰落信道 多径传播是陆地移动信道的主要特征。这是由于电波传播路径上的建筑 物、树木、地形等障碍物的反射、散射及绕射造成的。不同延时、不同相位 的多个信号在接收端叠加，导致接收信号的幅度急剧变化，这种由于