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CDMA中擴(kuò)頻和調(diào)制具體是什么作用,Walsh碼和PN碼又是起到了什么作用?
提問(wèn)者: benlyyan  提問(wèn)時(shí)間: 2010-07-18    
 
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問(wèn)題答案 ( 3 )

擴(kuò)頻解調(diào)作用:1、隱蔽性和保密性好2、多個(gè)用戶可以同時(shí)占用相同頻帶,實(shí)現(xiàn)多址3、抗衰落、抗多徑干擾4、抗干擾能力強(qiáng)*&#%kcvmmvK:JFD()$#_本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
Walsh碼用于進(jìn)行前向擴(kuò)頻,區(qū)分扇區(qū)內(nèi)前向碼分信道,反向做正交調(diào)制#(么$*@#K:JFD()$本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
PN短碼用于前向信道的正交調(diào)制fds3a21fK:JFD()$本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
PN長(zhǎng)碼前向用于數(shù)據(jù)擾碼、反向用于區(qū)分用戶#@3221a3ds襅:JFD()$#_*本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有


回答者: 吹個(gè)大泡泡     回答時(shí)間:2010-07-18 23:13    

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先看香農(nóng)公式342是43432K:JFD()$#_本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
C=Blog2[1 + S/N]   瞗12dsfdsK:JFD()$#本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
其中:B為傳送帶寬(單位為Hz);   C為信道容量(單位為bit/s);   S/N為信號(hào)噪聲功率比。 傳統(tǒng)通信系統(tǒng)通常壓縮信號(hào)速率至盡可能小的帶寬信道進(jìn)行傳送,cdma系統(tǒng)則采用寬帶信道傳送信號(hào),以獲得處理增益,提高信道容量。為什么哪?根據(jù)香農(nóng)公式,他老人家說(shuō)增加信道帶寬可以換取更高的信道容量或者是更低的信噪比,以提高收發(fā)雙方通信的可靠性。   當(dāng)一個(gè)用戶以9600bps速率進(jìn)行語(yǔ)音通信時(shí),cdma的信道帶寬是1,228,800hz,處理增益為1,228,800hz/9600=128=21dB。以此推算,每當(dāng)用戶數(shù)增加一倍,信道處理增益下降3db,當(dāng)用戶數(shù)達(dá)到32個(gè)時(shí),信噪比接近底線,達(dá)到單扇區(qū)容量極限。實(shí)際上,cdma系統(tǒng)對(duì)單載波單扇區(qū)通話的用戶數(shù)進(jìn)行了限制,以確保系統(tǒng)處理增益可以保持在理想的水平。   發(fā)信者把需傳送的低速數(shù)據(jù)與一組快速擴(kuò)頻序列合成后通過(guò)發(fā)射機(jī)發(fā)射出去,接收者從空中借口截取信息流后,用同一快速擴(kuò)頻序列進(jìn)行解擴(kuò)頻,從而得到原始信息。 好,擴(kuò)頻的概念有了。我們?cè)俳又驴础?  cdma系統(tǒng)通過(guò)碼片(chip)來(lái)傳輸信號(hào)(signal),通常每一比特信息要占用幾個(gè)碼片。所有用戶共用cdma信道資源,每個(gè)用戶擁有自己唯一的碼型以區(qū)別于其他用戶,用戶使用自己的碼型(code pattern)與一長(zhǎng)組碼片進(jìn)行合成處理,從中恢復(fù)出傳給自己的信息,而其他用戶信息則被丟棄,保證了多用戶通信的安全性。   cdma信道合成了三種不同的擴(kuò)頻序列以實(shí)現(xiàn)信息傳遞安全、穩(wěn)定和獨(dú)立行。擴(kuò)頻序列很容易在收發(fā)雙方間生成和合成,而不會(huì)耗費(fèi)過(guò)多的處理資源。 擴(kuò)頻序列之一—沃爾什碼(Walsh Codes)   沃爾什序列廣泛的應(yīng)用于cdma系統(tǒng)中。沃爾什函數(shù)是相互正交(Mutual Orthogonality)的,以保證用戶信號(hào)也是互相正交的。因此對(duì)于前向鏈路,cdma系統(tǒng)是一個(gè)正交擴(kuò)頻系統(tǒng),沃爾什序列可以消除或抑制多址干擾(MAI)。理論上,如果在多址信道中信號(hào)是相互正交的,那么多址干擾可以減少至零。然而實(shí)際上由于多徑信號(hào)和來(lái)自其他小區(qū)的信號(hào)與所需信號(hào)是不同步的,共信道干擾不會(huì)為零。異步到達(dá)的延遲和衰減的多徑信號(hào)與同步到達(dá)的原始信號(hào)不是完全正交的,這些信號(hào)就帶來(lái)了干擾。來(lái)自其他小區(qū)的信號(hào)也不是同步或正交的,這也會(huì)導(dǎo)致干擾發(fā)生。沃爾什序列在前向鏈路中用于復(fù)用目的,用來(lái)區(qū)分信道;在反向鏈路中,沃爾什碼僅用作正交調(diào)制碼。 擴(kuò)頻序列之二—偽隨機(jī)序列(PN, Pseudorandom Noise),長(zhǎng)PN和短PN   cdma系統(tǒng)中,偽隨機(jī)序列(PN)用于數(shù)據(jù)的加擾和擴(kuò)譜調(diào)制。在傳送數(shù)據(jù)之前,把數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)化成“隨機(jī)的”,類似于噪聲的形式,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加擾。接收機(jī)再用PN碼把被加擾的序列恢復(fù)成原始數(shù)據(jù)序列。   需要指出的是,如果發(fā)送數(shù)據(jù)序列經(jīng)過(guò)完全隨機(jī)性的加擾,接收機(jī)就無(wú)法恢復(fù)原始序列。換句話說(shuō),如果接收機(jī)知道如何恢復(fù)原始數(shù)據(jù),發(fā)送的數(shù)據(jù)序列就不可能完全隨機(jī)化。因此,在實(shí)際cdma系統(tǒng)中使用的是一個(gè)足夠隨機(jī)的序列,一方面這個(gè)隨機(jī)序列對(duì)非目標(biāo)接收機(jī)是不可識(shí)別的,另一方面目標(biāo)接收機(jī)能夠識(shí)別并且很容易同步的產(chǎn)生這個(gè)隨機(jī)序列。所以把這種序列成為偽隨機(jī)序列(PN)。 偽隨機(jī)序列特性:    1) 自身的完全相關(guān) 2) 移位近似正交 小結(jié): 所謂直序列擴(kuò)頻,是指把低速數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)一定的方式擴(kuò)展到較高的速率。單純從這個(gè)角度看問(wèn)題,任何一種碼在IS-95或CDMA2000-1X中,使傳送的數(shù)據(jù)達(dá)到1.2288Mcps速率,都可以稱為擴(kuò)譜。因此很多書或文章把WALSH,SHORT PN, LONG PN都經(jīng)常說(shuō)是起到了擴(kuò)譜的作用。 需要注意的是,真正意義上的CDMA系統(tǒng)一個(gè)最基本的出發(fā)點(diǎn)或設(shè)計(jì)理念是:必須保證任何在空中出現(xiàn)的信號(hào)都應(yīng)該是象噪聲一樣,即使不能是真正意義上的噪聲,也應(yīng)該盡量接近噪聲的特性。大家都知道軍隊(duì)過(guò)橋一定不能齊步走.為什么,就是要亂七八糟,不要造成共震。CDMA也一樣,如果空中信號(hào)都是WALSH碼,即使是有正交特性,但是仍舊會(huì)是有規(guī)律的信號(hào),仍然無(wú)法徹底消除干擾,相互之間的干擾無(wú)法避免的,因?yàn)樘幸?guī)律了。所以我們絕對(duì)看不到只有純粹的WALSH碼的CDMA系統(tǒng)。因此,從這個(gè)觀點(diǎn)上來(lái)看,WALSH碼不能是最終的擴(kuò)頻碼。 LONG PN是偽隨機(jī)碼,符合CDMA要求信號(hào)近似為噪聲的要求,但在前向信道,其速率遠(yuǎn)低于1.2288Mcps(經(jīng)過(guò)抽取器降速),不能算是擴(kuò)譜。 在反向信道LONG PN的速率是1.2288Mcps,可以算是擴(kuò)譜的作用。 但仍然要注意的是LONG PN是在SHORT PN之前加入的,后面進(jìn)一步被I/O兩個(gè)支路的SHORT PN加以調(diào)制和處理,因此最終的信號(hào)出現(xiàn)是受SHORT PN控制的。 SHORT PN既滿足了信號(hào)近似噪聲的要求,同時(shí)速率也一直是1.2288Mcps(LONG PN在前向不是),而且還提供了CDMA定時(shí)同步的功能(前/反向均有)。因此說(shuō)SHORT PN在IS-95和CDMA2000-1X中起擴(kuò)譜的作用更接近于專業(yè)說(shuō)法。 這里也有一個(gè)說(shuō)法供大家參考。 “CDMA個(gè)人通信系統(tǒng)的擴(kuò)頻編碼采用3層結(jié)構(gòu)。底層是正交擴(kuò)頻編碼,碼長(zhǎng)64,提供CDMA信道,不同的正交碼作為不同的信道。但是,整個(gè)通信系統(tǒng)都使用這一組正交擴(kuò)頻碼。第2層是基站碼,也是擴(kuò)頻編碼(短PN),不同的基站使用具有不同相位狀態(tài)的擴(kuò)頻碼。第3層是移動(dòng)用戶碼,一個(gè)用戶一個(gè),各不相同,它是由相當(dāng)長(zhǎng)的擴(kuò)頻碼(長(zhǎng)PN)加上移動(dòng)用戶自身代碼(掩碼)復(fù)合而成的。這3層編碼中,對(duì)通信特性影響最大的是底層正交擴(kuò)頻編碼的選取。“ 同時(shí)SummerTiger給出的一個(gè)理解也放在這里供參考(我做了注釋): 從功能目的角度:物理調(diào)制時(shí)起到擴(kuò)頻作用的特型碼都可以被叫做擴(kuò)頻碼(短PN)從調(diào)制技術(shù)角度:對(duì)通信特性影響最大的底層正交擴(kuò)頻編碼更多地被強(qiáng)調(diào)(Walsh碼) 看到這里我們逐漸的可以看出CDMA的擴(kuò)頻系統(tǒng)有三個(gè)目的,也就會(huì)出現(xiàn)三種擴(kuò)頻碼: 正交化擴(kuò)頻:使信號(hào)間彼此正交,由Walsh碼完成;噪聲化或加擾“擴(kuò)頻”:使得信號(hào)更像噪聲,由長(zhǎng)碼(前向),短碼(前反向,進(jìn)一步使信號(hào)類似噪聲)調(diào)制擴(kuò)頻:信號(hào)最終在調(diào)制之前編碼,短碼完成。 所以在CDMA通信系統(tǒng)中的擴(kuò)頻通信不是一步完成的,而是由這3個(gè)碼序列共同完成的結(jié)果。 1f3dsK:JFD本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
3dsafK:JFD本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有

回答者: mao_mao     回答時(shí)間:2010-07-19 06:04    

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mao mao 給你抄的夠詳細(xì)了,好好看看吧。uierpoejK:JFD()$本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有
?0874*K:JFD()本文來(lái)自移動(dòng)通信網(wǎng)m.gg1fic3.cn,版權(quán)所有

回答者: sxw     回答時(shí)間:2010-07-19 14:33    

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