扩频通信技术及其发展 .doc

四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 I 目 录 摘 要 1 第 1 章 绪 论 2 第 2 章 扩频通信系统 4 2 1 扩展频谱通信的定义 4 2 2 扩频通信的理论基础 4 2 3 扩频通信的主要性能指标 5 2 4 扩频通信技术的主要特点 6 2 5 频谱扩展的实现和直接序列扩频 8 2 6 扩频系统需要满足以下几个条件 9 2 7 扩频通信特征 9 第 3 章 扩频通信技术的现状 10 3 1 扩频技术的研究现状 10 3 2 码捕获 10 3 3 多用户检测 11 第 4 章 扩频技术的展望 12 4 1 扩频技术的发展趋势 12 4 2 超宽带技术 13 4 3 多载波调制技术 14 4 4 软件无线电 15 结 论 17 结束语 18 致 谢 19 参考文献 20 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 1 页 摘 要 扩频通信技术 简称扩频通信 是一种新兴的高科技通信技术 具有大 容量 抗干扰 低截获功率等特点以及可实现码分多址 CDMA 等优点 在军事和民用通信系统中都得到了广泛的应用 并成为下一代移动通信的 技术基础 在扩频通信系统中 直序扩频的应用最为广泛 首先介绍扩频 通信的基本原理及组成 然后介绍扩频通信技术的现状及其发展趋势 关键词 直序扩频通信系统 PN 序列产生器 误码率 干扰 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 2 页 第 1 章 绪 论 人类社会进入到了信息社会 通信现代化是人类社会进入信息时代的 重要标志 怎样在恶劣的环境条件下保证通信有效地 准确地 迅速地进 行 是当今通信工作者所面临的一大课题 扩展频谱通信是现代通信系统 中的一种新兴的通信方式 其较强的抗干扰 抗衰落和抗多径性能以及频 谱利用率高 多址通信等诸多优点越来越多的为人们所认识 并被广泛的 应用于军事通信和民用通信的各个领域 从而推动了通信事业的迅速发展 扩频通信 即 Spread Spectrum Communication 扩展频谱通信 它与光 纤通信 卫星通信 一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式 扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码 扩频序列 Spread Sequence 调制 实现频谱扩展后再传输 接收端则采用相同的编码进行解 调及相关处理 恢复原始信息数据 这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的 首先 信息在频谱扩展后形成宽带传输 其次 相关处理后恢复成窄 带信息数据 在扩展频谱系统中 伪随机序列起着很重要的作用 在直扩系统中 用伪随机序列将传输信息扩展 在接收时又用它将信号压缩 并使干扰信 号功率扩散 提高了系统的抗干扰能力 伪随机序列性能的好坏直接关系 到整个系统性能的好坏 是一个至关重要的问题 扩频信号的接收一般分为两步进行 即解扩与解调 这是关系到系统 性能优劣的关键 解扩是在伪随机码同步的情况下 通过对接收信号的相 关处理从而获得处理增益 提高解跳器输入端的信噪比 使系统的误码性 能得以改善 解扩与解调的顺序一般是不能颠倒的 通常是先进行解扩后再进行解 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 3 页 调 这是因为在未解扩之前的信噪比是很低的 一般的解调方法很难实现 正是由于这些技术的应用 使扩频通信有如下的优点 1 具有较强的抗干扰能力 这种能力的大小与处理增益成正比 2 具有很强的隐蔽性和抗窃听的能力 扩频信号的谱密度很低 可 使信号淹没在噪声之中 3 具有选址能力 可实现码分多址 扩频系统本来就是一种码分多 址通信系统 4 抗衰落 特别是抗频率选择性好 直序信号的频谱很宽 一小部 分衰落对整个信号的影响不大 5 抗多径干扰 利用伪随机码的相关特性 只要多径时延超过伪随 机码的一个切谱 通过相关处理后可消除这种干扰影响 6 高精度测量等 利用直扩系统伪随机码的相关特性 可完成精度 很高的测距和定位 正是由于扩频通信技术具有上述优点 自 50 年代中期美国军方便开 始研究 一直为军事通信所独占 广泛应用于军事通信 电子对抗以及导 航 测量等各个领域 直到 80 年代初才被应用于民用通信领域 为了满 足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源 各国都纷纷提 出在数字峰窝移动通信 卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术 扩频技术于蜂窝电话 无绳电话 微波通信 无线数据通信 遥测 监控 报警等系统中 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 4 页 第 2 章 扩频通信系统 2 1 扩展频谱通信的定义 所谓扩展频谱通信 可简单表述如下 扩频通信技术是一种信息传 输方式 其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽 频带 的扩展是通过一个独立的码序列来完成 用编码及调制的方法来实现的 与所传信息数据无关 在接收端则用同样的码进行相关同步接收 解扩及 恢复所传信息数据 这一定义包含了以下三方面的意思 信号的频谱被展宽了 采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱 在接收端用相关解调来解扩 2 2 扩频通信的理论基础 长期以来 人们总是想法使信号所占领谱尽量的窄 以充分利用十分 宝贵的频谱资源 为什么要用这样宽频带的信号来传送信息呢 简单的回 答就是主要为了通信的安全可靠 扩频通信的基本特点 是传输信号所占用的频带宽度 W 远大于原始 信息本身实际所需的最小 有效 带宽 DF 其比值称为处理增益 Gp 众所周知 任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度 如话音为 1 7 3 1kHz 电视图像则宽到数兆赫 为了充分利用有限的频率资源 增加通路数目 人们广泛选择不同调制方式 采用宽频信道 同轴电缆 微波和光纤等 和压缩频带等措施 同时力求使传输的媒介中传输的信 号占用尽量窄的带宽 因现今使用的电话 广播系统中 无论是采用调幅 调频或脉冲编码调制制式 Gp 值一般都在十多倍范围内 统称为 窄带 通信 而扩频通信的 Gp 值 高达数百 上千 称为 宽带通信 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 5 页 扩频通信的可行性 是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来 的 信息论中关于信息容量的香农 Shannon 公式为 2 1 1 2 NPWLogC 式中 C 信道容量 用传输速率度量 W 信号频带宽度 P 信号功率 N 白噪声功率 式 2 1 说明 在给定的传输速率 C 不变的条件下 频带宽度 W 和信 噪比 P N 是可以互换的 即可通过增加频带宽度的方法 在较低的信噪 比 P N S N 情况下 传输信息 扩展频谱换取信噪比要求的降低 正是扩频通信的重要特点 并由此 为扩频通信的应用奠定了基础 总之 我们用信息带宽的 100 倍 甚至 1000 倍以上的宽带信号来传 输信息 就是为了提高通信的抗干扰能力 即在强干扰条件下保证可靠安 全地通信 这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据 2 3 扩频通信的主要性能指标 处理增益和抗干扰容限是扩频通信系统的两个重要性能指标 处理增益 G 也称扩频增益 Spreading Gain 它定义为频谱扩展前的信息带宽 DF 与频带扩展后的信号带宽 W 之比 2 2 FWG 在扩频通信系统中 接收机作扩频解调后 只提取伪随机编码相关处 理后的带宽为 DF 的信息 而排除掉宽频带 W 中的外部干扰 噪音和其 地用户的通信影响 因此 处理增益 G 反映了扩频通信系统信噪比改善的 程度 抗干扰容限 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 6 页 是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力 定义为 2 3 dBLNSGM sopj 抗干扰容限 处理增益 信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比 接收系统的工作损耗 由此可见 抗干扰容限 与扩频处理增益 成正比 扩频处理增益提高 后 抗干扰容限大大提高 甚至信号在一定的噪声湮 没下也能正常通信 通常的扩频设备总是将用户信息 待传输信息 的 带宽扩展到数十倍 上百倍甚至千倍 以尽可能地提高处理增益 2 4 扩频通信技术的主要特点 抗干扰性强 误码率低 扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽 而接收端又采用相关 检测的办法来解扩 使有用宽带信息信号恢复成窄带信号 而把非所需信 号扩展成宽带信号 然后通过窄带滤波技术提取有用的信号 这祥 对于 各种干扰信号 因其在收端的非相关性 解扩后窄带信号中只有很微弱的 成份 信噪比很高 因此抗干扰性强 扩频通信的抗干扰如图 2 1 图 2 1 扩频系统抗干扰频谱示意图 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 7 页 从图 2 1 可以看出 对于脉冲干扰 由于在信号的接收过程中 它 是一个被一次 模二相加 过程 可以看成是一个被扩频过程 其带宽将 被扩展 而有用信号却是一个被二次 模二相加 过程 是一个解扩过程 其信号被恢复 压缩 后 保证高于干扰 由于扩频系统这一优良性能 其 误码率很低 正常条件下可达 最差条件下也可达 抗干扰性能强是扩 频通信的最突出的优点 易于同频使用 提高了无线频谱利用率 用户只能使用申请获得的频率 依靠频道划分来防止信道之间发生干 扰 由于扩频通信采用了相关接收这一高技术 信号发送功率极低 且可 工作在信道噪声和热噪声背景中 易于在同一地区重复使用同一频率 也 可以与现今各种窄带通信共享同一频率资源 抗多径干扰 在无线通信中 抗多径干扰问题一直是难以解决的问题 利用扩频编 码之间的相关特性 在接收端可以用淹没中提取出来 在目前商用的通信 系统中 扩频通信是唯一能够工作于负信噪相关技术从多径信号中提取分 离出最强的有用信号 也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得 到加强 从而达到有效的抗多径干扰 可以实现码分多址 扩频通信提高了抗干扰性能 但付出了占用频带宽的代价 如果让许 多用户共用这一宽频带 则可大为提高频带的利用率 由于在扩频通信中 存在扩频码序列的扩频调制 充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优 良的自相关特性和互相关特性 在接收端利用相关检测技术进行解扩 则 在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号 提取出有用信 号 这样一来 在一宽频带上许多对用户可以同时通话而互不干扰 隐蔽性好 对各种窄带通信系统的干扰很小 由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了 单位频带内的功率很小 信号湮没在噪声里 一般不容易被发现 而想进一步检测信号的参数 如 伪随机编码序列 就更加困难 因此说其隐蔽性好 再者 由于扩频信号具有很低的功率谱密度 它对目前使用的各种窄 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 8 页 带通信系统的干扰很小 扩频通信是数字通信 特别适合数字话音和数据同时传输 扩频通 信自身具有加密功能 保密性强 便于开展各种通信业务 扩频通信容易 采用码分多址 语音压缩等多项新技术 更加适用于计算机网络以及数字 化的话音 图像信息传输 扩频通信绝大部分是数字电路 设备高度集成 安装简便 易于维 护 也十分小巧可靠 便于安装 便于扩展 平均无故障率时间也很长 扩频设备一般采用积木式结构 组网方式灵活 方便统一规划 分 期实施 利于扩容 2 5 频谱扩展的实现和直接序列扩频 频谱的扩展是用数字化方式实现的 在一个二进制码位的时段内用一 组新的多位长的码型予以置换 新码型的码速率远远高出原码的码速率 由傅立叶分析可知新码型的带宽远远高出原码的带宽 从而将信号的带宽 进行了扩展 这些新的码型也叫伪随机 PN 码 码位越长系统性能越高 通常 商用扩频系统 PN 码码长应不低于 12 位 一般取 32 位 军用系统 可达千位 目前常见的码型有以下三种 M 序列 即最长线性伪随机系列 GOLD 序列 WALSH 函数正交码 当选取上述任意一个序列后 如 M 序列 将其中可用的编码 即正 交码 两两组合 并划分为若干组 各组分别代表不同用户 组内两个码 型分别表示原始信息 1 和 0 系统对原始信息进行编码 传送 接收端 利用相关处理器对接收信号与本地码型相关进行相关运算 解出基带信号 即原 始信息 实现解扩 从而区分出不同用户的不同信息 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 9 页 图 2 2 扩频通信原理 由图 2 2 可见 一般的无线扩频通信系统都要进行三次调制 一次调 制为信息调制 二次调制为扩频调制 三次调制为射频调制 接收端有相 应的射频解调 扩频解调和信息解调 根据扩展频谱的方式不同 扩频通 信系统可分为 直接序列扩频 DS 跳频 FH 跳时 TH 线性调频以及 以上几种方法的组合 图 2 3 信息的频谱扩展过程 1 源信号 2PN 码 3 扩展后的信号 直接序列扩频 DS Direct Scquency 就是用高码率的扩频码序列在发 端直接去扩展信号的频谱 在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信 号频谱进行解调 还原出原始的信息 直接序列扩频的频谱扩展和解扩过 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 10 页 程见图 2 3 和图 2 4 所示 图 2 4 扩频信号的解扩过程 1 待传信号 2PN 码 3 解调后的信号 2 6 扩频系统需要满足以下几个条件 信号占用的带宽远远超出发送信息所需的最小带宽 扩频是由扩频信号 spreading singnal 实现的 扩频信号通常称为编 码信号 code signal 与数据无关 接收端解扩 恢复原始信号 是将接收机的扩频信号与扩频信号的同 步副本通过相关完成 标准的调制方式 如频率调制 脉冲编码调制也扩展了原始信号的频 谱 但它们并不满足上述条件 因此不能称为扩频系统 2 7 扩频通信特征 是一种数字传输方式 带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数 扩频函数 对被传信息进 行调制实现的 在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调 还原出被 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 11 页 传信息 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 12 页 第 3 章 扩频通信技术的现状 3 1 扩频技术的研究现状 扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用 到目前为止 其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统 而跳频系统 与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式 一般而言 跳频 系统主要在军事通信中对抗故意干扰 在卫星通信中也用于保密通信 而 直扩系统则主要是一种民用技术 对跳频系统的分析 现在仍集中在其对抗各种干扰的性能方面 如对 抗部分边带干扰以及多频干扰等 而直扩系统 即 DS CDMA 系统 在移 动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流 欧洲的 GSM 标准和北美的 以 CDMA 技术为基础的 IS 95 都在第二代移动通信系统 2G 的应用中 取得了巨大的成功 而在目前所有建议的第三代移动通信系统 3G 标准 中 除了 EDGE 都采用了某种形式的 CDMA 因此 CDMA 技术成为目 前扩频技术中研究最多的对象 其中又以码捕获技术和多用户检测 MUD 技术代表了目前扩频技术研究的现状 3 2 码捕获 同步的实现是直扩系统中一个关键问题 只有在接收机将本地产生的 伪码和接收信号中调制信息的伪码实现同步以后 才有可能实现直序扩频 通信的各种优点 同步过程分为两步来实现 首先是捕获阶段 实现对接 收信号中伪码的粗跟踪 然后是跟踪阶段 实现对伪码的精确跟踪 目前 的研究主要集中在码捕获过程 目前对码捕获的研究主要集中在对周期较长的码实现捕获的问题 也 就是快速捕获的问题 以前采用的主要是串行捕获方法 这种方案实现简 单 但捕获速度不能满足要求 而现在大规模集成电路的应用使并行捕获 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 13 页 方案成为可能 但系统的复杂度很高 因此研究的目标就是实现码捕获时 间性能和系统复杂度之间的折衷 在串行捕获方案中 双停顿时间搜索法 和序贯检测法都是缩短捕获时间的有效方法 利用一些新的搜索算法进一 步改进这些系统的性能成为研究的热点 此外以前主要研究的是高斯信道 下的捕获性能 现在则考虑到非高斯信道下的捕获性能 以及在有频偏等 影响条件下捕获性能 3 3 多用户检测 CDMA 系统容量受到来自其他用户的多址干扰的限制 多用户检测能 够利用这些多址干扰来改善接收机的性能 因此是一种提高系统容量的有 效方法 传统的 CDMA 接收机是由一系列单用户检测器组成 每个检测 器都是与特定扩频码对应的相关器 它并没有考虑多址干扰的结构 而是 把来自其它用户的干扰当成加性噪声 因此当用户数量增加时 其性能急 剧下降 通过对所有用户的联合译码可以极大地改善 CDMA 系统的性能 但是最优的多用户接收机 其复杂度随用户数量成指数增长 因此在实际 通信系统中几乎不可能实现 这样寻找在性能和复杂度之间折中的次最优 多用户检测器成为研究的热点 目前研究的多用户检测器主要可分为两大类 线性检测器和反馈检测 器 前者包括解相关检测器 最小均方误差序列检测器等 后者则包括多 级检测器 判决反馈检测器 顺序干扰撤销和并行干扰撤销检测器等 考 虑信道编码的多用户接收机又可以分为非迭代接收机和迭代接收机 这些 检测器的实现都需要知道预期用户的扩频码 定时信息以及信道冲击响应 有时还需要知道多用户干扰 这些信息可以通过发送导频序列获得 但使 用导频序列就降低了系统的频谱利用效率 因此不使用导频序列的多用户 检测方法 又称为盲多用户检测器 也正在得到深入的研究 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 14 页 第 4 章 扩频技术的展望 4 1 扩频技术的发展趋势 从扩频技术的历史可以看出 每一次技术上的大发展都是由巨大的需 求驱动的 军事通信抗干扰的驱动以及个人通信业务的驱动使得扩频技术 的抗干扰性能和码分多址能力得到最大限度的挖掘 展望未来 第四代移 动通信系统 4G 的驱动无疑会使扩频技术传输高速数据的能力得到更大 的拓展 3G 设计的目标主要是支持多媒体业务的高速数据传输 因此其研究 主要集中在新标准和新硬件的开发 而对于 3G 以后的发展 不同的研究 者有不同的观点 但是从用户的观点看 4G 应该具备以下的主要特征 最大的灵活性 应该能够满足在任何时间和地点 通过任何设备都可以实 现通信 降低成本 4G 在实现比 3G 的传输速率高 1 2 个数量级的同时 还应该使成本降为 3G 时的 1 10 或 1 100 个性化和综合化的业务 不仅仅是保证每个人都能通过一个终端进行通信 而要在人周围的家庭 办公室以及热点地区建立一个通用的信息环境 使每个人都可以根据需要 以各种方式获得信息 对 4G 的认识不同 采取的技术解决手段也各不一样 目前实现 4G 观点主要有 2 种 一种是开发新的无线接口和技术 另一种则是集成现有 的及未来的无线系统 前者关注新技术的应用 例如多载波调制技术 即 OFDM 是一种传输高速数据的有效调制方案 被认为有望成为 4G 的标 准调制技术 而另一种观点则认为 更重要的是将现有的和未来的通信系 统集成 其中的网络包括无线局域网 WLANs 无线个域网 WPANs Ad Hoc 网络以及家庭局域网等 其中连接的设备则包括便携式移动终端 固定设备 个人电脑以及娱乐设备等 超宽带 UWB 技术以及软件无 线电 SDR 技术在无线网络集成方面也起着重要的作用 在 4G 网络的 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 15 页 实现中 有的技术本身就是扩频技术的延伸 有的则能够很好得与扩频技 术结合 还有的则能用于扩频系统的实现 因此这些新技术的发展体现着 扩频技术的发展趋势 4 2 超宽带技术 衡量扩频系统的重要指标是扩频增益 在一定的传输带宽下 要提高 有效数据的传输速率就要降低扩频增益 而扩频增益的下降也意味着扩频 系统性能的宽 超宽带 UWB 技术可以看作是一种将传输带宽极大扩展以 获得高数据传输速率的扩频技术 UWB 作为一种短距离通信技术在未来 无线通信系统的实现中扮演降低 因此要提高传输数据速率 而且不降低 扩频系统的性能 即保证一定的扩频增益 就只有提高传输带着重要的 角色 在 3G 向 4G 转变的过程中 要求实现无所不在的通信平台 短距离 无线设备和业务的设计 配置和应用也达到前所未有的高度 目前的短距 离无线设备和网络主要是基于 IEEE 802 系列无线标准的 WLANs WPANs 但是这些网络和设备都是独立工作的 它们要么单独地 工作在室内和办公室环境 要么单独地工作在开阔的公共地区 完全没有 考虑它们之间的互连问题 此外 未来无线通信系统对短距离通信的高速 数据传输也会提出更高的要求 而高速数据传输带来的最大问题就是频谱 资源紧缺 UWB 技术的出现为解决这些难题提供了可能的方案 UWB 技术通过共享频谱 而不是寻找目前存在但实用性不高的频谱 来实现短距离高速数据传输 它有效地解决了频谱分配问题 因此自从 FCC 在 2002 年 2 月 14 日颁布了将 UWB 技术用于商用的法规以后 UWB 技术的研究热潮始终高涨 与现有的各种无线通信技术相比 UWB 有着明显不同的工作原理和 应用特性 传统的无线通信技术使用连续电波作为通信载波 即用某种调 制方式将信号加载到连续电波上 并且连续电波被限定在小范围的频段上 一般约为 6 MHz 而 UWB 技术不使用连续电波 它通过非常短 非 常快而 离散 的电子脉冲来传输信号 由编码来控制脉冲的发送时间 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 16 页 脉冲本身就形成了数字通信中的 0 或 1 并且脉冲可以覆盖范围非 常广泛的频段 可以在几赫到几吉赫之间 正是由于其独特的工作原理 使它具备下列优点 隐蔽性好 极低的截获率 处理增益高 多径分辨能 力强 传输速率高 系统容量大 低功耗等 但是 UWB 系统的实现还有 很多关键技术需要突破 因此可以说 UWB 技术的发展是机遇和挑战并存 4 3 多载波调制技术 多载波调制技术 即正交频分多址 OFDM 是一种有效的传输高 速数据的方法 它已经成为一系列重要的高速数据传输应用的标准 OFDM 和 CDMA 的结合也为解决未来无线通信系统的难题提供了技术选 择 在传统的串行数据系统中 符号是顺序发射的 每个数据符号的频谱 都可以占用整个可用频谱 由于瑞利信道的突发特性 一些邻近的符号可 能会由于衰落而受到严重的破坏 在这种系统中 要实现高速数据传输 要么使用高阶调制牺牲系统性能 要么降低符号间隔使得信道带宽增大 然而延时扩展使系统具有一个等待周期 这个周期决定下一个脉冲何时可 以发射 同时 这个等待周期要求信号采样速率降低到比延时扩展的倒数 小得多的情况以防止符号间干扰 降低符号间隔使得系统更容易受到延时 扩展的干扰 为了解决串行系统遇到的许多困难 采用并行或多路数据系统是一种 可能的解决方案 并行系统同时传输几个顺序数据流 因此在任何时间内 都有多个数据元素在传输 在这样的系统中 单个数据元素的频谱通常只 占用整个可用频谱的一部分 在典型的并行数据系统中 整个信号频谱分 解成 N 个频率不重叠的子信道 每个子信道都调制独立的符号 这样 N 个子信道就实现频率分割 如果每个独立信道的频谱允许重叠 同时在接 收机使每个子信道具有特定的正交限制以便分离 则并行系统利用频谱的 效率更高 这就是 OFDM 的基本思想 组合 CDMA 和 OFDM 的多载波 CDMA 方案主要可分为两大类 一种是频域扩展系统 即 MC 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 17 页 CDMA Multicarrier CDMA 也称为 OFDM CDMA 另一种则是时域扩 展系统 包括 MC DS CDMA 以及 MT CDMA Multitone CDMA MC CDMA 的发射机在频域使用一定的扩频码将原始数据扩展到不同的子载波 进行传输 时域扩展的多载波调制方案又可分为两类 MC DS CDMA 的 发射机先将原始数据流进行串并变换 然后在时域上使用一定的扩频码对 变换后的数据流扩频 再分别调制到不同的子载波上进行传输 MT CDMA 的发射机结构与 MC DS CDMA 相似 不过它采用的扩频码周期更 长 对这些多载波调制方案的系统实现 检测算法以及误码性能都有较详 细的研究比较 此外 在更通用的 MC DS CDMA 方案则同时在频域和时 域对信号进行扩展 并被证明这种调制方案能够适应包括室内 乡村 郊 区以及城市在内的各种传播环境 从而适应未来无线通信系统的要求 此 外 一种组合 OFDM 和 MC DS CDMA 的调制方案 即下行链路采用 OFDM 而上行链路采用 MC DS CDMA 成为 4G 调制标准的候选方案之 一 4 4 软件无线电 目前国际电联承认的 3G 标准包括 WCDMA CDMA2000 以及我国提 出的 TD SCDMA 虽然从市场的角度考虑 采用一种标准更为经济 但 是亚洲 欧洲和美国之间的竞争决定了未来的移动通信系统很难确定唯一 的标准 而未来的通信系统要求为用户提供通用的平台 以满足用户在任 何时间 任何地点通过任何设备接入网络的要求 采用软件无线电的概念 即通过软件加载在一个通用的硬件平台上实现多种功能 为未来通信网络 的实现提供了可能的解决方案 软件无线电就是将模块化 标准化的硬件单元通过标准接口构成基本 平台 并借助软件加载实现各种无线通信功能的一种开放式体系结构 软 件无线电通过使用自适应的软件和灵活的硬件平台 能够解决无线产业不 断演变和技术革新带来的很多问题 它在基站和移动终端的软件下载能力 对于运营商和制造商弥补软件缺陷以及实现新功能和业务非常重要 此外 使用软件下载重新配置移动终端是实现多模式终端操作的有效方法 这也 四川信息职业技术学院课程设计说明书 论文 第 18 页 为用户通过一个移动终端接入多个通信系统的问题提供解决手段 扩频技术是未来无线通信系统中的关键技术 而软件无线电是实现未 来无线通信系统的有效手段 因此采用软件无线电技术来实现扩频通信系 统是很自然的思路 目前虽然软件无线电还有很多关键技术需要突破 但 是其在无线通信系统中的应用成果也是显