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什么是擾碼和信道化碼，它們與長碼和短碼的區(qū)別在哪里？

想了解擾碼、信道化碼的定義、原理和作用；以及與長碼和短碼的區(qū)別？懇請哪位大俠指點？

提問者: cloud232 提問時間: 2009-03-18

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問題答案 ( 1 )

擾碼就是就是用一個偽隨機碼序列對擴頻碼進(jìn)行相乘，對信號進(jìn)行加密。上行鏈路物理信道加擾的作用是區(qū)分用戶，下行鏈路加擾可以區(qū)分小區(qū)和信道。
UMTS中，碼字一共有二種類型的應(yīng)用，第一種稱為信道化碼（Channelization code，簡寫為CH），第二種稱為擾碼（Scrambling code，簡寫為SC）。由于在上下行鏈路中處理方式的不同，導(dǎo)致二種類型碼字的作用各不一樣。在下行鏈路（基站→移動臺方向）上，基站向本小區(qū)發(fā)送信息時，基站首先將各種用戶信息分別與各自的CH進(jìn)行相乘運算，之后將信號疊加，再與擾碼進(jìn)行相乘運算，之后在空中接口上發(fā)射。移動臺側(cè)先做解擾，然后再解出自己的有用信息。用戶信息和CH進(jìn)行相乘運算時，CH就是擴頻序列，通過選擇CH的正交性，來區(qū)分用戶信息。所以CH無論在上行還是下行鏈路上，它最基本的作用就是直接擴頻（Spreading），所以CH就是擴頻碼。經(jīng)過擴頻后的速率都是3.84Mchip/s，再進(jìn)行擾碼加密過程，擾碼的速率也是恒定的3.84Mchip/s。CH除了作為擴頻碼外，還可以作為物理信道的ID。在UMTS中，單個用戶的業(yè)務(wù)類型，可以根據(jù)需要分配多個物理信道，理論上2M速率的實現(xiàn)是通過同時占用多個物理信道來實現(xiàn)的，而用戶正是通過識別不同的CH來獲得物理信道的服務(wù)，所以CH是用來區(qū)分在下行鏈路上的多個物理信道的�？罩薪涌谫Y源在分配時，相當(dāng)于分配給用戶的就是多個CH。而這種分配是由RNC來完成的動態(tài)分配。作為擾碼，移動臺必須首先進(jìn)行解擾，然后才能獲得自己的有用信息，所以擾碼的作用相當(dāng)于小區(qū)的ID。對移動臺來說，由于工作在相同頻率，所以可以收到來自不同小區(qū)的無線信號，是一個自干擾系統(tǒng)，但通過擾碼，移動臺只需要對駐扎小區(qū)進(jìn)行解碼，因為有用信息只有在本小區(qū)的專用信道上發(fā)送。在下行鏈路上，移動臺首先要區(qū)分本小區(qū)和非本小區(qū)的信號，這個區(qū)分過程就是通過解本小區(qū)擾碼來實現(xiàn)的。所以系統(tǒng)中每小區(qū)對應(yīng)一個擾碼。需要強調(diào)的是cell、sector和BTS概念的不同。對于BTS來說，可以是全向站、三扇區(qū)或六扇區(qū)定向站等，如果基站在發(fā)射方向是全向發(fā)射，從邏輯角度來說，基站的管理是一個小區(qū)（cell），1BTS＝1cell，基站分配一個擾碼；如果基站在發(fā)射方向是三扇區(qū)定向發(fā)射，每個扇區(qū)（sector）就是一個小區(qū)（cell），故一個BTS需要3個擾碼。所以cell的概念是OMCR上的概念，邏輯上是執(zhí)行相關(guān)算法的最小單位。而sector的構(gòu)成是從射頻角度上講的。在UMTS中，一個全向的BTS，可以理解為在下行鏈路上是全向發(fā)射，而上行方向則是3扇區(qū)定向接受的，采用3付天線，在發(fā)射方向三扇區(qū)發(fā)射相同的信號，相當(dāng)于全向發(fā)射，而接受端是定向接受。對于相鄰小區(qū)的擾碼在分配時碼字的互相關(guān)性要低，正交性要好。但從網(wǎng)絡(luò)角度來說，如果二個基站處于同時發(fā)射，到達(dá)移動臺后，由于所處位置不同，在接受來自二個小區(qū)的信號時，由于傳播時延，信號的相位會有所偏差，形成干擾。也就是在同步條件下，完全正交的特性，由于傳播時延而遭到破壞。
WCDMA 中利用信道碼和擾碼來減少多用戶間干擾。此外，WCDMA 中上行用擾碼區(qū)分同一小區(qū)不同的用戶，用信道化碼區(qū)分物理數(shù)據(jù)信道和控制信道；下行用信道化碼區(qū)分同一小區(qū)中不同的用戶，而用擾碼區(qū)別不同的小區(qū)。
cdma系統(tǒng)中，偽隨機序列(PN)用于數(shù)據(jù)的加擾和擴譜調(diào)制。在傳送數(shù)據(jù)之前，把數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)化成“隨機的”，類似于噪聲的形式，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)加擾。接收機再用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)過完全隨機性的加擾，接收機就無法恢復(fù)原始序列。換句話說，如果接收機知道如何恢復(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化。因此，在實際cdma系統(tǒng)中使用的是一個足夠隨機的序列，一方面這個隨機序列對非目標(biāo)接收機是不可識別的，另一方面目標(biāo)接收機能夠識別并且很容易同步的產(chǎn)生這個隨機序列。所以把這種序列成為偽隨機序列(PN)。CDMA中用到的PN序列可以分為長PN碼（長碼）和短PN碼（短碼），長PN碼可用于區(qū)分不同的用戶，短PN碼用于區(qū)分不同的基站。具體實現(xiàn)如下： | 國內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇4N8k:L/y5E#r.n.i
長PN碼：MSCBSC 移動通信論壇:A0f:g%M7q
不同的移動臺都有一個長碼生成器。其中長碼狀態(tài)寄存器(LCSR)保持與系統(tǒng)時間的同步，掩碼寄存器(MR)存有只有用戶可識別的碼型。長碼狀態(tài)寄存器(LCSR)每個脈沖周期轉(zhuǎn)變一次狀態(tài)。狀態(tài)寄存器(LCSR)和掩碼寄存器(MR)合并至加和寄存器(SUMMER)，SUMMER寄存器的數(shù)字單元在每個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行模2和計算，逐比特生成長碼。生成的移位長碼的是由用戶唯一的偏制(User's Offset)碼型所決定的，加擾后其他用戶將無法解調(diào)此用戶信息。
cdma系統(tǒng)中的短PN碼由15階移位寄存器產(chǎn)生的m序列，并且每個周期在PN序列的特定位置插入一個碼片，從而加長了一個碼片。所以修正后的短PN碼周期是普通序列長度為32767再加一個碼片，也就是32768個碼片。不同基站用不同時間偏置進(jìn)行區(qū)分。每個偏置是64碼片的整數(shù)倍，總共有32768/64=512個可能的偏置�？捎糜谧R別512個基站，在1.2288Mcps的速率上，序列每26.66ms重復(fù)一次，即每兩秒75次。
PN偽隨機碼前向用于區(qū)分不同基站（m序列）和加擾（長碼），反向用于區(qū)分不同用戶和反向物理信道（長碼）

回答者： chendaji 回答時間：2009-03-19 20:38