扩频理论与码分多址.ppt

1、扩频理论与码分多址,扩频通信技术： 系统传输信号时实际占用的频带宽度远大于所传信息实际带宽的一种信息传输方式。,扩频通信和伪随机序列,扩频通信的意义,A,伪随机的基本概念,B,伪随机序列的产生,C,伪随机序列的评价指标和举例,D,扩频通信的意义,扩频通信能提高通信系统的抗干扰能力和传输性能。 C=Blog2(1+S/N). C为信道容量；B为传输信道的带宽；S/N为接收信噪比。 扩频通信提高抗干扰性能是以占用更多带宽为代价的。 给不同用户分配不同的扩频码还可以区分不同用户的信号，多用户共享同一无线信道资源。也就是多址复用。,LOREM,伪随机序列,序列：一连串数字的组合。 伪随机序列：看似没有

2、规律的序列实际上是有规律的。 为何在扩频通信中用使用伪随机序列作为扩频码？,基本概念,伪随机序列的产生,伪随机序列可以由移位寄存器产生。 决定伪随机序列的因素包括：寄存器的数量，抽头结构和寄存器的初始状态。,伪随机序列的评价指标,目的： 1、提高传输性能和抗干扰性能。 2、实现多址接入。 考核伪随机的指标主要包括： 1、序列的自相关特性。 2、序列的互相关特性。 理想情况下：1、每个扩频序列自相关函数应该是一个冲击函数。 2、互相关函数处处为0。 实际情况下：周期为N的PN码的自相关值，最大值为1，最小值为-1/(2N-1), 当N很大时，-1/(2N-1)近似为0。 物理意义：使自相关函数逼

3、近脉冲函数目的是为了让我们能很容将信号与它的位移信号区分开。使互相关函数恒为0目的是为了让目标用户信号与干扰用户信号区分开。,伪随机,m序列,Gold码序列,沃尔什(Walsh)码序列,正交可变速率扩频增益(OVSF)码,M序列,伪随机序列举例,m序列是移位寄存器的简称。它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。由于m序列容易产生、具有良好的规律性和相关性能，在扩频通信中最早活的广泛的应用。 自相关性： 双值特性。 互相关性：移位寄存器的结构不同，周期长度也不一定相同，即使周期相同，两两m序列对的互相关特性差别也很大，有的m序列对的相关性好，有的差。一般来说，随着序列周

4、期的增加，互相关值的最大值会递减。 m序列具有移位相加性。,m序列,伪随机序列,Gold码序列是m序列的复合码。如果把两个m序列发生器产生的优选对序列模2相加，产生一个新的码序列，即Gold序列。 这种序列有较优良的自相关和互相关特性，Gold码互相关函数的旁瓣的极大值不超过该m序列互相关函数的最大值。 Gold码的互相关性优于m序列，自相关性不如m序列。 Gold码的序列数远多于m序列，因而获得广泛应用。,Gold码序列,伪随机序列,M序列是最长序列，是由非线性反馈逻辑和移位寄存器构成的序列发生器所能产生最大长度序列。M序列的长度已达到n级移位寄存器所能产生的序列的最长周期2n，所以又称全长

5、序列，可在m序列的基础上实现。 M序列不再具有移位相加性，因而其自相关函数不再具有双值特性，而是一个多值函数。,M序列,伪随机序列,沃尔什序列是完备的正交函数集，具有理想的互相关特性。 （1）正交性。 （2）两个沃尔什函数相乘的结果仍为一个沃尔什函数，这一性质表示沃尔什函数对于乘法是自闭的。 （3）沃尔什函数集是完备的。 （4）沃尔什在同步时完全正交，不同步时，自相关和互相关性均不理想，并随同步误差值增大而快速恶化。 由于上述特性：沃尔什函数通常用于易实现同步的下行链路中，区分同一用户不同逻辑信道。,沃尔什序列,伪随机序列,OVSF码是Walsh函数的一种，在WCDMA中用作信道化码。 （1）自相关特性：Cch,SF,i Cch,sf,j =1