扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室第4章抗衰落和链路性能增强技术Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.2 分集技术分集技术 4.2.1 4.2.1 分集技术原理分集技术原理分集技术原理分集技术原理 1. 1. 什么是分集什么是分集什么是分集什么是分集 所所所所谓谓谓谓分分分分集集集集接接接接收收收收，是是是是指指指指接接接接收收收收端端端端对对对对它它它它收收收收到到到到的的的的多多个个衰衰落落特特性性互互相相独独立立( (携携带带同同一一信信息息) )的的信信号号进进行行特特定定的的处处理理， 以降低信号电平起伏的办法。以降低信号电平起伏的办法。以降低信号电平起伏的办法。以降低信号电平起伏的办法。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图图图图 4 - 1 4 - 1 选择式分集合并示意图选择式分集合并示意图选择式分集合并示意图选择式分集合并示意图 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 (1) (1) 时时时时间间间间分分分分集集集集。 快快快快衰衰衰衰落落落落除除除除了了了了具具具具有有有有空空空空间间间间和和和和频频频频率率率率独独独独立立立立性性性性之之之之外外外外， 还还还还具具具具有有有有时时时时间间间间独独独独立立立立性性性性， 即即即即同同同同一一一一信信信信号号号号在在在在不不不不同同同同的的的的时时时时间间间间区区区区间间间间多多多多次次次次重重重重发发发发， 只只只只要要要要各各各各次次次次发发发发送送送送的的的的时时时时间间间间间间间间隔隔隔隔足足足足够够够够大大大大， 那那那那么么么么各各各各次次次次发发发发送送送送信信信信号号号号所所所所出出出出现现现现的的的的衰衰衰衰落落落落将将将将是是是是彼彼彼彼此此此此独独独独立立立立的的的的， 接接接接收收收收机机机机将将将将重重重重复复复复收收收收到到到到的的的的同同同同一一一一信信信信号号号号进进进进行行行行合合合合并并并并， 就就就就能能能能减减减减小小小小衰衰衰衰落落落落的的的的影影影影响响响响。时时时时间间间间分分分分集集集集主主主主要要要要用用用用于于于于在在在在衰衰衰衰落落落落信信信信道道道道中中中中传传传传输输输输数数数数字字字字信信信信号号号号。 此此此此外外外外， 时时时时间间间间分分分分集集集集也也也也有有有有利利利利于于于于克克克克服服服服移移移移动动动动信信信信道道道道中中中中由由由由多多多多普普普普勒效应引起的信号衰落现象。勒效应引起的信号衰落现象。勒效应引起的信号衰落现象。勒效应引起的信号衰落现象。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 (2) (2) 频频频频率率率率分分分分集集集集。 由由由由于于于于频频频频率率率率间间间间隔隔隔隔大大大大于于于于相相相相关关关关带带带带宽宽宽宽的的的的两两两两个个个个信信信信号号号号所所所所遭遭遭遭受受受受的的的的衰衰衰衰落落落落可可可可以以以以认认认认为为为为是是是是不不不不相相相相关关关关的的的的， 因因因因此此此此可可可可以以以以用用用用两两两两个个个个以以以以上上上上不不不不同同同同的的的的频频频频率率率率传传传传输输输输同同同同一一一一信信信信息息息息， 以以以以实实实实现现现现频频频频率率率率分分分分集集集集。 根据相关带宽的定义，根据相关带宽的定义，根据相关带宽的定义，根据相关带宽的定义， 即即即即扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 (3) (3) 空空空空间间间间分分分分集集集集。 空空空空间间间间分分分分集集集集的的的的依依依依据据据据在在在在于于于于快快快快衰衰衰衰落落落落的的的的空空空空间间间间独独独独立立立立性性性性， 即即即即在在在在任任任任意意意意两两两两个个个个不不不不同同同同的的的的位位位位置置置置上上上上接接接接收收收收同同同同一一一一个个个个信信信信号号号号， 只只只只要要要要两两两两个个个个位位位位置置置置的的的的距距距距离离离离大大大大到到到到一一一一定定定定程程程程度度度度， 则则则则两两两两处处处处所所所所收收收收信信信信号号号号的的的的衰衰衰衰落落落落是是是是不不不不相相相相关关关关的的的的。为为为为此此此此， 空空空空间间间间分分分分集集集集的的的的接接接接收收收收机机机机至至至至少少少少需需需需要要要要两两两两副副副副相相相相隔隔隔隔距距距距离离离离为为为为d d的的的的天天天天线线线线， 间间间间隔隔隔隔距距距距离离离离d d与与与与工工工工作作作作波波波波长长长长、 地物及天线高度有关，地物及天线高度有关，地物及天线高度有关，地物及天线高度有关，扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 选选选选择择择择不不不不同同同同的的的的加加加加权权权权系系系系数数数数， 就就就就可可可可构构构构成成成成不不不不同同同同的的的的合合合合并并并并方方方方式式式式。 常用的有以下三种方式：常用的有以下三种方式：常用的有以下三种方式：常用的有以下三种方式： (1) (1) 选择式合并。选择式合并。选择式合并。选择式合并。 (2) (2) 最大比值合并。最大比值合并。最大比值合并。最大比值合并。 (3) (3) 等增益合并等增益合并等增益合并等增益合并扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图图图图 4 - 8 4 - 8 三种合并方式的三种合并方式的三种合并方式的三种合并方式的D(M)D(M)与与与与MM关系曲线关系曲线关系曲线关系曲线 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.3 纠错编码技术纠错编码技术 4.3.1 4.3.1 纠错编码的基本原理纠错编码的基本原理纠错编码的基本原理纠错编码的基本原理 首首首首先先先先用用用用一一一一个个个个例例例例子子子子说说说说明明明明纠纠纠纠错错错错编编编编码码码码的的的的基基基基本本本本原原原原理理理理。 现现现现在在在在我我我我们们们们考考考考察察察察由由由由 3 3 位位位位二二二二进进进进制制制制数数数数字字字字构构构构成成成成的的的的码码码码组组组组，它它它它共共共共有有有有 2 23=8 3=8 种种种种不不不不同同同同的的的的可可可可能能能能组组组组合合合合， 若若若若将将将将其其其其全全全全部部部部用用用用来来来来表表表表示示示示天天天天气气气气， 则则则则可可可可以以以以表表表表示示示示 8 8 种种种种不不不不同同同同的的的的天天天天气气气气情情情情况况况况， 如如如如： 000(000(晴晴晴晴) )， 001(001(云云云云) )， 010(010(阴阴阴阴) )， 011(011(雨雨雨雨) )， 100(100(雪雪雪雪) )， 101(101(霜霜霜霜) )， 110(110(雾雾雾雾) )， 111(111(雹雹雹雹) )。 其其其其中中中中任任任任一一一一码码码码组组组组在在在在传传传传输输输输中中中中若若若若发发发发生生生生一一一一个个个个或或或或多多多多个个个个错错错错码码码码， 则则则则将将将将变变变变成成成成另另另另一一一一信信信信息息息息码码码码组组组组。 这这这这时时时时， 接接接接收端将无法发现错误。收端将无法发现错误。收端将无法发现错误。收端将无法发现错误。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 若若若若在在在在上上上上述述述述 8 8 种种种种码码码码组组组组中中中中只只只只准准准准许许许许使使使使用用用用 4 4 种种种种来来来来传传传传送送送送消消消消息息息息， 譬如譬如譬如譬如 000 = 000 = 晴晴晴晴 011 = 011 = 云云云云 101 = 101 = 阴阴阴阴 110 = 110 = 雨雨雨雨 (4 - 51) (4 - 51)扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室表表表表 4 - 2 4 - 2 分组码例子分组码例子分组码例子分组码例子(3, 2) (3, 2) 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 4.3.3 4.3.3 卷积码卷积码卷积码卷积码 数数数数字字字字化化化化移移移移动动动动信信信信道道道道中中中中传传传传输输输输过过过过程程程程会会会会产产产产生生生生随随随随机机机机差差差差错错错错， 也也也也会会会会出出出出现现现现成成成成串串串串的的的的突突突突发发发发差差差差错错错错。 讨讨讨讨论论论论各各各各种种种种编编编编码码码码主主主主要要要要用用用用来来来来纠纠纠纠正正正正随随随随机机机机差差差差错错错错， 卷卷卷卷积积积积码码码码既既既既能能能能纠纠纠纠正正正正随随随随机机机机差差差差错错错错也也也也具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的纠纠纠纠正突发差错的能力。正突发差错的能力。正突发差错的能力。正突发差错的能力。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 1. 1. 卷积码卷积码卷积码卷积码 卷积码的监督元不仅与本组的信息元有关，卷积码的监督元不仅与本组的信息元有关，卷积码的监督元不仅与本组的信息元有关，卷积码的监督元不仅与本组的信息元有关， 而且还与前若干组的信息元有关。而且还与前若干组的信息元有关。而且还与前若干组的信息元有关。而且还与前若干组的信息元有关。 这种码的纠这种码的纠这种码的纠这种码的纠错能力强，错能力强，错能力强，错能力强， 不仅可纠正随机差错，不仅可纠正随机差错，不仅可纠正随机差错，不仅可纠正随机差错， 而且可纠而且可纠而且可纠而且可纠正突发差错。正突发差错。正突发差错。正突发差错。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室卷积码的一般结构卷积码的一般结构 编码输出每次输入k比特1k1k1k1k 1 k2k3kNk 12nNk级移存器n个模2加法器每输入k比特旋转1周扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室由上图可以看到，由上图可以看到，n个输出比特不仅与当前的个输出比特不仅与当前的k个输个输入信息有关，还与前入信息有关，还与前（N-1）k个信息有关。个信息有关。 通常将通常将N称为约束长度。称为约束长度。常把卷积码记为：常把卷积码记为：（n，k，N）其编码效率为其编码效率为k/n扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 卷积码的图形描述卷积码的图形描述 描述卷积码的方法有两类：描述卷积码的方法有两类：图解法和解析表示图解法和解析表示图解法包括：树状图、状态图、网格图图解法包括：树状图、状态图、网格图解析法包括：矩阵形式、生成多项式形式解析法包括：矩阵形式、生成多项式形式扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室123M3M1输入M2编码输出c2c1（，）卷积码编码器卷积码编码器例如：输入序列例如：输入序列11011101101110 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室12M2M1输入编码输出c2c1（，2）卷积码编码器卷积码编码器例如：输入序列例如：输入序列101011101011 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 2. 2. 交织编码交织编码交织编码交织编码 交交交交织织织织编编编编码码码码主主主主要要要要用用用用来来来来纠纠纠纠正正正正突突突突发发发发差差差差错错错错， 即即即即使使使使突突突突发发发发差差差差错错错错分分分分散散散散成成成成为为为为随随随随机机机机差差差差错错错错而而而而得得得得到到到到纠纠纠纠正正正正。 通通通通常常常常， 交交交交织织织织编编编编码码码码与与与与上上上上述述述述各各各各种种种种纠纠纠纠正正正正随随随随机机机机差差差差错错错错的的的的编编编编码码码码( (如如如如卷卷卷卷积积积积码码码码或或或或其其其其它它它它分分分分组组组组码码码码) )结结结结合合合合使使使使用用用用， 从从从从而而而而具具具具有有有有较较较较强强强强的的的的既既既既能能能能纠纠纠纠正正正正随随随随机机机机差差差差错错错错又又又又能能能能纠纠纠纠正正正正突突突突发发发发差差差差错错错错的的的的能能能能力力力力。 交交交交织织织织编编编编码码码码不不不不像像像像分分分分组组组组码码码码那那那那样样样样， 它它它它不不不不增增增增加加加加监监监监督督督督元元元元， 亦亦亦亦即即即即交交交交织织织织编编编编码码码码前前前前后后后后， 码码码码速速速速率率率率不不不不变变变变， 因因因因此此此此不不不不影影影影响响响响有有有有效效效效性性性性。 在在在在移移移移动动动动信信信信道道道道中中中中， 数数数数字字字字信信信信号号号号传传传传输输输输常常常常出出出出现现现现成成成成串串串串的的的的突突突突发发发发差差差差错错错错， 因因因因此此此此， 数数数数字字字字化化化化移移移移动动动动通通通通信信信信中中中中经经经经常常常常使使使使用用用用交织编码技术。交织编码技术。交织编码技术。交织编码技术。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 交织的方法如下：交织的方法如下：交织的方法如下：交织的方法如下： 一般在交织之前，一般在交织之前，一般在交织之前，一般在交织之前， 先进行分组码编码，先进行分组码编码，先进行分组码编码，先进行分组码编码， 例如采用例如采用例如采用例如采用(7(7，3)3)分组码，分组码，分组码，分组码， 其中信息位为其中信息位为其中信息位为其中信息位为 3 3 比特，监督位为比特，监督位为比特，监督位为比特，监督位为 4 4 比比比比特，特，特，特， 每个码字为每个码字为每个码字为每个码字为 7 7 比特。比特。比特。比特。 第一个码字为第一个码字为第一个码字为第一个码字为c c1111c c1212c c1313c c1414c c1515c c1616c c1717， 第二个码字为第二个码字为第二个码字为第二个码字为 c c2121c c2222c c2727 ， ， 第第第第mm个码字为个码字为个码字为个码字为c cmm1 1c cmm2 2 c cmm7 7。 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 将将将将每每每每个个个个码码码码字字字字按按按按图图图图 4 4 - - 18 18 所所所所示示示示的的的的顺顺顺顺序序序序先先先先存存存存入入入入存存存存储储储储器器器器， 即即即即将将将将码码码码字字字字顺顺顺顺序序序序存存存存入入入入第第第第 1 1 行行行行， 第第第第 2 2 行行行行， ， 第第第第 mm 行行行行( (图图图图中中中中为为为为第第第第 1 1 排排排排， 第第第第 2 2 排排排排， ， 第第第第 mm 排排排排) )， 共共共共排排排排成成成成mm行行行行， 然后按列顺序读出并输出。然后按列顺序读出并输出。然后按列顺序读出并输出。然后按列顺序读出并输出。 这时的序列就变为这时的序列就变为这时的序列就变为这时的序列就变为 c c1111c c2121c c3131 c cmm1 1c c1212c c2222c c3232 c cmm2 2c c1313c c2323c c3333 c cmm3 3 c c1717c c2727c c3737 c cmm7 7扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图图图图 4 - 18 4 - 18 交织的方法交织的方法交织的方法交织的方法 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.3.4 Turbo4.3.4 Turbo码码码码 1. Turbo 1. Turbo码编码原理码编码原理码编码原理码编码原理 TurboTurbo码码码码的的的的编编编编码码码码器器器器可可可可以以以以有有有有多多多多种种种种形形形形式式式式， 如如如如采采采采用用用用并并并并行行行行级级级级联卷积码（联卷积码（联卷积码（联卷积码（pCCCpCCC）和串行级联卷积码）和串行级联卷积码）和串行级联卷积码）和串行级联卷积码(SCCC)(SCCC)等。等。等。等。 一一一一个个个个采采采采用用用用并并并并行行行行级级级级联联联联卷卷卷卷积积积积码码码码（pCCCpCCC）的的的的TurboTurbo码码码码编编编编码原理框图如图码原理框图如图码原理框图如图码原理框图如图4-194-19所示。所示。所示。所示。 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图图图图4-19 Turbo4-19 Turbo码编码器框图码编码器框图码编码器框图码编码器框图 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 图图图图中中中中两两两两个个个个编编编编码码码码器器器器分分分分别别别别称称称称为为为为TurboTurbo码码码码二二二二维维维维分分分分量量量量码码码码， 它它它它可可可可以以以以很很很很自自自自然然然然地地地地推推推推广广广广到到到到多多多多维维维维分分分分量量量量码码码码。 分分分分量量量量码码码码既既既既可可可可以以以以是是是是卷卷卷卷积积积积码码码码， 也也也也可可可可以以以以是是是是分分分分组组组组码码码码， 还还还还可可可可以以以以是是是是级级级级联联联联码码码码； 两两两两个个个个分分分分量量量量码码码码既既既既可可可可以以以以相相相相同同同同， 也也也也可可可可以以以以不不不不同同同同。 原原原原则则则则上上上上讲讲讲讲， 分分分分量量量量码码码码既既既既可可可可以以以以是是是是系系系系统统统统码码码码， 也也也也可可可可以以以以是是是是非非非非系系系系统统统统码码码码， 但但但但为为为为了了了了在在在在接接接接收收收收端端端端进进进进行行行行有效的迭代，有效的迭代，有效的迭代，有效的迭代， 一般选择递归系统卷积码（一般选择递归系统卷积码（一般选择递归系统卷积码（一般选择递归系统卷积码（RSCRSC）。）。）。）。 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.4 均衡技术均衡技术 理论和实践证明，在数字通信系统中插入理论和实践证明，在数字通信系统中插入理论和实践证明，在数字通信系统中插入理论和实践证明，在数字通信系统中插入一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减一种可调滤波器可以校正和补偿系统特性，减少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器少码间干扰的影响。这种起补偿作用的滤波器称为均衡器。称为均衡器。称为均衡器。称为均衡器。 均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤均衡器通常是用滤波器来实现的，使用滤波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输波器来补偿失真的脉冲，判决器得到的解调输出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码出样本，是经过均衡器修正过的或者清除了码间干扰之后的样本。间干扰之后的样本。间干扰之后的样本。间干扰之后的样本。 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 4.4.3 4.4.3 自适应均衡技术自适应均衡技术自适应均衡技术自适应均衡技术 自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中自适应均衡器直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的根据某种算法不断调整增益，因而能适应信道的随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而随机变化，使均衡器总是保持最佳的状态，从而有更好的失真补偿性能。有更好的失真补偿性能。有更好的失真补偿性能。有更好的失真补偿性能。自适应均衡器一般包含两种工作模式自适应均衡器一般包含两种工作模式自适应均衡器一般包含两种工作模式自适应均衡器一般包含两种工作模式训练模式和跟踪模式。训练模式和跟踪模式。训练模式和跟踪模式。训练模式和跟踪模式。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 首先，发射机发射一个己知的定长的训练序列，首先，发射机发射一个己知的定长的训练序列，首先，发射机发射一个己知的定长的训练序列，首先，发射机发射一个己知的定长的训练序列，以便接收机处的均衡器可以做出正确的设置。典型的以便接收机处的均衡器可以做出正确的设置。典型的以便接收机处的均衡器可以做出正确的设置。典型的以便接收机处的均衡器可以做出正确的设置。典型的训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定训练序列是一个二进制伪随机信号或是一串预先指定的数据位，而紧跟在训练序列后被传送的是用户数据。的数据位，而紧跟在训练序列后被传送的是用户数据。的数据位，而紧跟在训练序列后被传送的是用户数据。的数据位，而紧跟在训练序列后被传送的是用户数据。而在接收数据时，均衡器的自适应算法就可以跟踪不而在接收数据时，均衡器的自适应算法就可以跟踪不而在接收数据时，均衡器的自适应算法就可以跟踪不而在接收数据时，均衡器的自适应算法就可以跟踪不断变化的信道，自适应均衡器将不断改变其滤波特性。断变化的信道，自适应均衡器将不断改变其滤波特性。断变化的信道，自适应均衡器将不断改变其滤波特性。断变化的信道，自适应均衡器将不断改变其滤波特性。为了能有效的消除码间干扰，均衡器需要周期性为了能有效的消除码间干扰，均衡器需要周期性为了能有效的消除码间干扰，均衡器需要周期性为了能有效的消除码间干扰，均衡器需要周期性的做重复训练。在数字通信系统中用户数据是被分为的做重复训练。在数字通信系统中用户数据是被分为的做重复训练。在数字通信系统中用户数据是被分为的做重复训练。在数字通信系统中用户数据是被分为若干段并被放在相应的时间段中传送的，每当收到新若干段并被放在相应的时间段中传送的，每当收到新若干段并被放在相应的时间段中传送的，每当收到新若干段并被放在相应的时间段中传送的，每当收到新的时间段，均衡器将用同样的训练序列进行修正。的时间段，均衡器将用同样的训练序列进行修正。的时间段，均衡器将用同样的训练序列进行修正。的时间段，均衡器将用同样的训练序列进行修正。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室表表表表4-3 GSM4-3 GSM的训练序列的训练序列的训练序列的训练序列 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室图图图图4-36 GSM4-36 GSM时隙结构时隙结构时隙结构时隙结构 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 扩频通信扩频通信CDMACDMA多址方式多址方式多址方式多址方式概念：概念：概念：概念：各发送端用各不相同的、相互正交或准正各发送端用各不相同的、相互正交或准正各发送端用各不相同的、相互正交或准正各发送端用各不相同的、相互正交或准正交的地址码调制其所发送的信号，在接收端利用码交的地址码调制其所发送的信号，在接收端利用码交的地址码调制其所发送的信号，在接收端利用码交的地址码调制其所发送的信号，在接收端利用码型的正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信型的正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信型的正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信型的正交性，通过地址识别（相关检测）从混合信号中选出相应信号的多址技术号中选出相应信号的多址技术号中选出相应信号的多址技术号中选出相应信号的多址技术 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 扩频通信扩频通信CDMACDMA多址方式多址方式多址方式多址方式特点：特点：特点：特点：CDMACDMA系统的许多用户使用同一频率、占用相系统的许多用户使用同一频率、占用相系统的许多用户使用同一频率、占用相系统的许多用户使用同一频率、占用相同带宽，各个用户可同时发送或接收信号同带宽，各个用户可同时发送或接收信号同带宽，各个用户可同时发送或接收信号同带宽，各个用户可同时发送或接收信号 CDMACDMA通信容量大通信容量大通信容量大通信容量大 CDMACDMA系统的容量约是系统的容量约是系统的容量约是系统的容量约是TDMATDMA系统的系统的系统的系统的4 46 6倍，倍，倍，倍，FDMAFDMA系统的系统的系统的系统的2020倍左右倍左右倍左右倍左右CDMACDMA系统中上下行链路均可采用功率控制技系统中上下行链路均可采用功率控制技系统中上下行链路均可采用功率控制技系统中上下行链路均可采用功率控制技术术术术 具有良好的抗干扰、抗衰落性能和保密性能具有良好的抗干扰、抗衰落性能和保密性能具有良好的抗干扰、抗衰落性能和保密性能具有良好的抗干扰、抗衰落性能和保密性能 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 扩频通信扩频通信CDMACDMA系统可采用系统可采用系统可采用系统可采用“ “软切换软切换软切换软切换” ”技术技术技术技术 CDMACDMA系统的软容量特性可支持过载切换系统的软容量特性可支持过载切换系统的软容量特性可支持过载切换系统的软容量特性可支持过载切换 CDMACDMA系统中切换时只需改变码型，不用改系统中切换时只需改变码型，不用改系统中切换时只需改变码型，不用改系统中切换时只需改变码型，不用改变频率与时间，其管理与控制相对比较简单变频率与时间，其管理与控制相对比较简单变频率与时间，其管理与控制相对比较简单变频率与时间，其管理与控制相对比较简单 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 发端：利用自相关性很强而互相关值为发端：利用自相关性很强而互相关值为发端：利用自相关性很强而互相关值为发端：利用自相关性很强而互相关值为0 0或或或或很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息很小的周期性码序列作为地址码，与用户信息数据相乘（或模数据相乘（或模数据相乘（或模数据相乘（或模2 2加）进行地址调制后输出加）进行地址调制后输出加）进行地址调制后输出加）进行地址调制后输出收端：以本地产生的已知地址码为参考，根收端：以本地产生的已知地址码为参考，根收端：以本地产生的已知地址码为参考，根收端：以本地产生的已知地址码为参考，根据相关性的差异对收到的信号进行相关检测，据相关性的差异对收到的信号进行相关检测，据相关性的差异对收到的信号进行相关检测，据相关性的差异对收到的信号进行相关检测，提取与本地地址码一致的信号提取与本地地址码一致的信号提取与本地地址码一致的信号提取与本地地址码一致的信号扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室例：例：例：例：设系统有设系统有设系统有设系统有4 4个用户（即个用户（即个用户（即个用户（即n=4n=4），各用户的地址码），各用户的地址码），各用户的地址码），各用户的地址码分别为分别为分别为分别为WW1 1=1=1，1 1，1 1，11、WW2 2=1=1，-1-1，1 1，-1-1、WW3 3=1=1，1 1，-1-1，-1-1、WW4 4=1=1，-1-1，-1-1，11；在某一；在某一；在某一；在某一时刻用户信息数据分别为时刻用户信息数据分别为时刻用户信息数据分别为时刻用户信息数据分别为d d1 1=1=1、d d2 2=-1=-1、d d3 3=1=1、d d4 4=-1=-1。经过地址调制后输出信号为。经过地址调制后输出信号为。经过地址调制后输出信号为。经过地址调制后输出信号为S S1 1S S4 4；接收接收接收接收端用户端用户端用户端用户2 2解调信号为解调信号为解调信号为解调信号为J J1 1J J4 4扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室三个必备条件三个必备条件三个必备条件三个必备条件有足够多的地址码，地址码间有良好的自相关特有足够多的地址码，地址码间有良好的自相关特有足够多的地址码，地址码间有良好的自相关特有足够多的地址码，地址码间有良好的自相关特性和互相关特性性和互相关特性性和互相关特性性和互相关特性各接收端必须产生与发送端一致的本地地址码，各接收端必须产生与发送端一致的本地地址码，各接收端必须产生与发送端一致的本地地址码，各接收端必须产生与发送端一致的本地地址码，且在相位上完全同步且在相位上完全同步且在相位上完全同步且在相位上完全同步 网内所有用户使用同一载波、相同带宽，同时收网内所有用户使用同一载波、相同带宽，同时收网内所有用户使用同一载波、相同带宽，同时收网内所有用户使用同一载波、相同带宽，同时收发信号，使系统成为一个自干扰系统，为把各用发信号，使系统成为一个自干扰系统，为把各用发信号，使系统成为一个自干扰系统，为把各用发信号，使系统成为一个自干扰系统，为把各用户间的相互干扰降到最低，码分系统必须和扩频户间的相互干扰降到最低，码分系统必须和扩频户间的相互干扰降到最低，码分系统必须和扩频户间的相互干扰降到最低，码分系统必须和扩频技术相结合，为接收端的信号分离作准备技术相结合，为接收端的信号分离作准备技术相结合，为接收端的信号分离作准备技术相结合，为接收端的信号分离作准备 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信系统扩频通信系统扩频通信系统扩频通信系统概念概念概念概念一种信息传输方式，其系统占用的频带宽度远大一种信息传输方式，其系统占用的频带宽度远大一种信息传输方式，其系统占用的频带宽度远大一种信息传输方式，其系统占用的频带宽度远大于要传输的原始信号的带宽（或信息比特率），于要传输的原始信号的带宽（或信息比特率），于要传输的原始信号的带宽（或信息比特率），于要传输的原始信号的带宽（或信息比特率），且与原始信号带宽无关且与原始信号带宽无关且与原始信号带宽无关且与原始信号带宽无关在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（即扩在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（即扩在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（即扩在发送端，频带的展宽是通过编码及调制（即扩频）来实现的；在接收端用与发送端完全相同的频）来实现的；在接收端用与发送端完全相同的频）来实现的；在接收端用与发送端完全相同的频）来实现的；在接收端用与发送端完全相同的扩频码进行相关解调（即解扩）来恢复信息扩频码进行相关解调（即解扩）来恢复信息扩频码进行相关解调（即解扩）来恢复信息扩频码进行相关解调（即解扩）来恢复信息作用作用作用作用提高通信的抗干扰能力，即使系统在强干扰条件提高通信的抗干扰能力，即使系统在强干扰条件提高通信的抗干扰能力，即使系统在强干扰条件提高通信的抗干扰能力，即使系统在强干扰条件下也能安全可靠地通信下也能安全可靠地通信下也能安全可靠地通信下也能安全可靠地通信 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 扩频通信扩频通信基本原理基本原理基本原理基本原理扩频：用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码扩频：用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码扩频：用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码扩频：用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码（PNPN码）对信息数据进行调制码）对信息数据进行调制码）对信息数据进行调制码）对信息数据进行调制解扩：将接收到的扩展频谱信号与一个和发端解扩：将接收到的扩展频谱信号与一个和发端解扩：将接收到的扩展频谱信号与一个和发端解扩：将接收到的扩展频谱信号与一个和发端PNPN完全相同的本地码相关检测完全相同的本地码相关检测完全相同的本地码相关检测完全相同的本地码相关检测收到的信号与本地收到的信号与本地收到的信号与本地收到的信号与本地PNPN相匹配时，信号恢复到其扩展前相匹配时，信号恢复到其扩展前相匹配时，信号恢复到其扩展前相匹配时，信号恢复到其扩展前的原始带宽的原始带宽的原始带宽的原始带宽 不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信扩频通信扩频通信扩频通信 原理框图原理框图原理框图原理框图扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信扩频通信扩频通信扩频通信 频谱变换频谱变换频谱变换频谱变换扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信系统的特点扩频通信系统的特点扩频通信系统的特点扩频通信系统的特点（1 1）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法比拟的。是所有通信方式无法比拟的。是所有通信方式无法比拟的。是所有通信方式无法比拟的。 （2 2）宽带传输，抗衰落能力强。）宽带传输，抗衰落能力强。）宽带传输，抗衰落能力强。）宽带传输，抗衰落能力强。 （3 3）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好象号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好象号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好象号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好象隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽。单位频带内的功率很小，淹没在噪声里，非隐蔽。单位频带内的功率很小，淹没在噪声里，非隐蔽。单位频带内的功率很小，淹没在噪声里，非隐蔽。单位频带内的功率很小，淹没在噪声里，非法用户很难检测出信号。法用户很难检测出信号。法用户很难检测出信号。法用户很难检测出信号。（4 4）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。截获的能力强。截获的能力强。截获的能力强。扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室（5 5）可利用扩频码的优良的自相关和互相）可利用扩频码的优良的自相关和互相）可利用扩频码的优良的自相关和互相）可利用扩频码的优良的自相关和互相关特性实现码分多址，提高频率利用关特性实现码分多址，提高频率利用关特性实现码分多址，提高频率利用关特性实现码分多址，提高频率利用 （6 6）抗多径干扰。抗多径干扰。抗多径干扰。抗多径干扰。接收端用相关技术从多径接收端用相关技术从多径接收端用相关技术从多径接收端用相关技术从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把信号中提取和分离出最强的有用信号，或把信号中提取和分离出最强的有用信号，或把信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多径信号合成，变害为利，提高接收信噪比多径信号合成，变害为利，提高接收信噪比多径信号合成，变害为利，提高接收信噪比多径信号合成，变害为利，提高接收信噪比（7 7）利用电磁波的传播特性和伪随机码的）利用电磁波的传播特性和伪随机码的）利用电磁波的传播特性和伪随机码的）利用电磁波的传播特性和伪随机码的相关性，可以比较正确地测出两个物体间的相关性，可以比较正确地测出两个物体间的相关性，可以比较正确地测出两个物体间的相关性，可以比较正确地测出两个物体间的距离距离距离距离 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信的种类扩频通信的种类扩频通信的种类扩频通信的种类 直接序列直接序列直接序列直接序列(DS)(DS)系统：系统：系统：系统：用一高速伪随机序列与信息数据相乘，用一高速伪随机序列与信息数据相乘，用一高速伪随机序列与信息数据相乘，用一高速伪随机序列与信息数据相乘，由于伪随机序列的带宽远大于信息带宽，扩展发射信号的频由于伪随机序列的带宽远大于信息带宽，扩展发射信号的频由于伪随机序列的带宽远大于信息带宽，扩展发射信号的频由于伪随机序列的带宽远大于信息带宽，扩展发射信号的频谱谱谱谱 跳频跳频跳频跳频(FH)(FH)系统：系统：系统：系统：在一伪随机序列的控制下，发射频率在一在一伪随机序列的控制下，发射频率在一在一伪随机序列的控制下，发射频率在一在一伪随机序列的控制下，发射频率在一组预先指定的频率上按规定顺序离散地跳变，扩展发射信号组预先指定的频率上按规定顺序离散地跳变，扩展发射信号组预先指定的频率上按规定顺序离散地跳变，扩展发射信号组预先指定的频率上按规定顺序离散地跳变，扩展发射信号的频谱的频谱的频谱的频谱 脉冲线性调频脉冲线性调频脉冲线性调频脉冲线性调频(Chirp)(Chirp)系统：系统：系统：系统：系统载频在一给定的脉冲间隔系统载频在一给定的脉冲间隔系统载频在一给定的脉冲间隔系统载频在一给定的脉冲间隔内线性扫过一个宽频带，扩展发射信号频谱内线性扫过一个宽频带，扩展发射信号频谱内线性扫过一个宽频带，扩展发射信号频谱内线性扫过一个宽频带，扩展发射信号频谱 跳时跳时跳时跳时(TH)(TH)系统：系统：系统：系统：与跳频系统类似，区别在于该系统是用一与跳频系统类似，区别在于该系统是用一与跳频系统类似，区别在于该系统是用一与跳频系统类似，区别在于该系统是用一伪随机序列控制发射时间和发射时间的长短伪随机序列控制发射时间和发射时间的长短伪随机序列控制发射时间和发射时间的长短伪随机序列控制发射时间和发射时间的长短 混合系统混合系统混合系统混合系统 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室1. 直接序列扩频方式直接序列扩频方式 直扩系统方框图和扩频信号传输图 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室跳变频率扩频方式跳变频率扩频方式 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室直接序列扩频通信系统直接序列扩频通信系统直接序列扩频通信系统直接序列扩频通信系统DSSSDSSS 即直扩系统即直扩系统即直扩系统即直扩系统DSDS、 伪噪声扩频系统伪噪声扩频系统伪噪声扩频系统伪噪声扩频系统 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室码分多址与直扩系统两种结合形式码分多址与直扩系统两种结合形式码分多址与直扩系统两种结合形式码分多址与直扩系统两种结合形式第一种：第一种：第一种：第一种：发端：先地址调制，再扩频发端：先地址调制，再扩频发端：先地址调制，再扩频发端：先地址调制，再扩频收端：先解扩，再地址解调收端：先解扩，再地址解调收端：先解扩，再地址解调收端：先解扩，再地址解调扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室第二种：第二种：第二种：第二种：发端：直接发端：直接发端：直接发端：直接PNPN调制，地址调制同时扩频调制，地址调制同时扩频调制，地址调制同时扩频调制，地址调制同时扩频收端：解扩同时作地址解调收端：解扩同时作地址解调收端：解扩同时作地址解调收端：解扩同时作地址解调扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室比较：比较：比较：比较：第一种：采用了完全正交的地址码组，各用第一种：采用了完全正交的地址码组，各用第一种：采用了完全正交的地址码组，各用第一种：采用了完全正交的地址码组，各用户间的相互影响可以完全消除，提高了系统户间的相互影响可以完全消除，提高了系统户间的相互影响可以完全消除，提高了系统户间的相互影响可以完全消除，提高了系统的性能，但整个系统很复杂，尤其是同步系的性能，但整个系统很复杂，尤其是同步系的性能，但整个系统很复杂，尤其是同步系的性能，但整个系统很复杂，尤其是同步系统统统统 第二种：去掉单独的地址码组，用不同的第二种：去掉单独的地址码组，用不同的第二种：去掉单独的地址码组，用不同的第二种：去掉单独的地址码组，用不同的PNPN序列代替，整个系统相对简单，但由于序列代替，整个系统相对简单，但由于序列代替，整个系统相对简单，但由于序列代替，整个系统相对简单，但由于PNPN不不不不完全正交，而是准正交，各用户间的相互影完全正交，而是准正交，各用户间的相互影完全正交，而是准正交，各用户间的相互影完全正交，而是准正交，各用户间的相互影响不能完全消除，整个系统的性能将受一定响不能完全消除，整个系统的性能将受一定响不能完全消除，整个系统的性能将受一定响不能完全消除，整个系统的性能将受一定的影响的影响的影响的影响扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室跳频扩频通信系统跳频扩频通信系统跳频扩频通信系统跳频扩频通信系统原理原理原理原理载波频率受一组快速变化的载波频率受一组快速变化的载波频率受一组快速变化的载波频率受一组快速变化的PNPN控制而随机跳变控制而随机跳变控制而随机跳变控制而随机跳变 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室跳频扩频系统跳频扩频系统跳频扩频系统跳频扩频系统 信号波形信号波形信号波形信号波形扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室抗干扰能力抗干扰能力抗干扰能力抗干扰能力跳频系统是靠中频滤波器抑制带外的频谱分量，跳频系统是靠中频滤波器抑制带外的频谱分量，跳频系统是靠中频滤波器抑制带外的频谱分量，跳频系统是靠中频滤波器抑制带外的频谱分量，减少单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率，提减少单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率，提减少单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率，提减少单频干扰和窄带干扰进入接收机的概率，提高系统的抗干扰性能高系统的抗干扰性能高系统的抗干扰性能高系统的抗干扰性能直接序列扩频系统是通过展宽单频干扰和窄带干直接序列扩频系统是通过展宽单频干扰和窄带干直接序列扩频系统是通过展宽单频干扰和窄带干直接序列扩频系统是通过展宽单频干扰和窄带干扰的频谱，降低干扰信号在单位频带的功率，来扰的频谱，降低干扰信号在单位频带的功率，来扰的频谱，降低干扰信号在单位频带的功率，来扰的频谱，降低干扰信号在单位频带的功率，来实现抗干扰性能的提高实现抗干扰性能的提高实现抗干扰性能的提高实现抗干扰性能的提高 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室地址码和扩频码的生成及特性地址码和扩频码的生成及特性地址码和扩频码的生成及特性地址码和扩频码的生成及特性对系统的性能具有决定性的作用对系统的性能具有决定性的作用对系统的性能具有决定性的作用对系统的性能具有决定性的作用系统的多址能力；系统的多址能力；系统的多址能力；系统的多址能力；抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰抗干扰、抗噪声、抗截获能力及多径保护和抗衰落能力；落能力；落能力；落能力；信息数据的保密；信息数据的保密；信息数据的保密；信息数据的保密；捕获与同步的实现捕获与同步的实现捕获与同步的实现捕获与同步的实现 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室理想的地址码和扩频码应具有的特性理想的地址码和扩频码应具有的特性理想的地址码和扩频码应具有的特性理想的地址码和扩频码应具有的特性有足够多的地址码有足够多的地址码有足够多的地址码有足够多的地址码有尖锐的自相关性有尖锐的自相关性有尖锐的自相关性有尖锐的自相关性有处处为零的互相关性有处处为零的互相关性有处处为零的互相关性有处处为零的互相关性不同码元数平衡相等不同码元数平衡相等不同码元数平衡相等不同码元数平衡相等尽可能大的复杂度尽可能大的复杂度尽可能大的复杂度尽可能大的复杂度扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室实际作用的地址码与扩频码实际作用的地址码与扩频码实际作用的地址码与扩频码实际作用的地址码与扩频码理想的地址码和扩频码不存在理想的地址码和扩频码不存在理想的地址码和扩频码不存在理想的地址码和扩频码不存在WalshWalsh码是正交码，具有良好的自相关性和处处为零码是正交码，具有良好的自相关性和处处为零码是正交码，具有良好的自相关性和处处为零码是正交码，具有良好的自相关性和处处为零的互相关性，但由于码组内各码所占频谱带宽不同等的互相关性，但由于码组内各码所占频谱带宽不同等的互相关性，但由于码组内各码所占频谱带宽不同等的互相关性，但由于码组内各码所占频谱带宽不同等原因，不能作扩频码使用原因，不能作扩频码使用原因，不能作扩频码使用原因，不能作扩频码使用常作扩频码的是伪随机序列常作扩频码的是伪随机序列常作扩频码的是伪随机序列常作扩频码的是伪随机序列真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生 用一种周期性的脉冲信号近似随机噪声的性能用一种周期性的脉冲信号近似随机噪声的性能用一种周期性的脉冲信号近似随机噪声的性能用一种周期性的脉冲信号近似随机噪声的性能vvPNPN具有类似白噪声的特性被用作扩频码具有类似白噪声的特性被用作扩频码具有类似白噪声的特性被用作扩频码具有类似白噪声的特性被用作扩频码vvPNPN准正交会使系统性能受到一定的影响准正交会使系统性能受到一定的影响准正交会使系统性能受到一定的影响准正交会使系统性能受到一定的影响 常用的常用的常用的常用的PNPN：mm序列和序列和序列和序列和GoldGold序列序列序列序列 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室mm序列伪随机码序列伪随机码序列伪随机码序列伪随机码mm序列是最长线性移位寄存器序列序列是最长线性移位寄存器序列序列是最长线性移位寄存器序列序列是最长线性移位寄存器序列mm序列是一个伪随机序列，按一定规律周期序列是一个伪随机序列，按一定规律周期序列是一个伪随机序列，按一定规律周期序列是一个伪随机序列，按一定规律周期性变化，具有随机噪声类似的特性性变化，具有随机噪声类似的特性性变化，具有随机噪声类似的特性性变化，具有随机噪声类似的特性 周期是周期是周期是周期是P=2P=2n n-1-1，n n是移位寄存器级数是移位寄存器级数是移位寄存器级数是移位寄存器级数 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室产生产生产生产生改变反馈电路，可得到新的改变反馈电路，可得到新的改变反馈电路，可得到新的改变反馈电路，可得到新的mm序列序列序列序列 最后一级必须参加反馈最后一级必须参加反馈最后一级必须参加反馈最后一级必须参加反馈例：例：例：例：三级移位寄存器构成三级移位寄存器构成三级移位寄存器构成三级移位寄存器构成mm序列发生器序列发生器序列发生器序列发生器 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室m序列产生器序列产生器 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室特性特性特性特性随机性随机性随机性随机性vvmm序列一个周期内序列一个周期内序列一个周期内序列一个周期内“1”“1”和和和和“0”“0”的码元数大致相的码元数大致相的码元数大致相的码元数大致相等（等（等（等（“1”“1”比比比比“0”“0”只多一个）只多一个）只多一个）只多一个） vv一个周期为一个周期为一个周期为一个周期为P=2P=2n n-1-1的的的的mm序列，共有序列，共有序列，共有序列，共有2n-12n-1个游程长个游程长个游程长个游程长度为度为度为度为1 1的游程占的游程占的游程占的游程占1/21/2，长度为，长度为，长度为，长度为2 2的游程占的游程占的游程占的游程占1/41/4，长度为，长度为，长度为，长度为3 3的游程占的游程占的游程占的游程占1/81/8，长度为，长度为，长度为，长度为k(1kn-2)k(1kn-2)的游程占的游程占的游程占的游程占1/21/2k k，只有一个包含只有一个包含只有一个包含只有一个包含(n-1)(n-1)个个个个“0”“0”的游程，也只有一个的游程，也只有一个的游程，也只有一个的游程，也只有一个包含包含包含包含(n-1)(n-1)个个个个“1”“1”的游程的游程的游程的游程 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室自相关性自相关性自相关性自相关性 当当当当 =0=0时，自相关函数时，自相关函数时，自相关函数时，自相关函数R(R( ) )出现峰值出现峰值出现峰值出现峰值1 1当当当当 偏离偏离偏离偏离0 0时时，相关函数曲，相关函数曲，相关函数曲，相关函数曲线线很快下降很快下降很快下降很快下降当当当当1P-11P-1时时，相关函数，相关函数，相关函数，相关函数值为值为-1/P-1/P当当当当 = =P P时时，又出，又出，又出，又出现现峰峰峰峰值值11 vv可以用有无自相关函数值来识别信号，可以用有无自相关函数值来识别信号，可以用有无自相关函数值来识别信号，可以用有无自相关函数值来识别信号，并检测自相关函数值为并检测自相关函数值为并检测自相关函数值为并检测自相关函数值为1 1的码序列的码序列的码序列的码序列扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室互相关性：同一周期的互相关性：同一周期的互相关性：同一周期的互相关性：同一周期的mm序列组，两两序列组，两两序列组，两两序列组，两两mm序序序序列对的互相关特性差别很大列对的互相关特性差别很大列对的互相关特性差别很大列对的互相关特性差别很大mm序列和其移位后的序列逐位模序列和其移位后的序列逐位模序列和其移位后的序列逐位模序列和其移位后的序列逐位模2 2加，所得的加，所得的加，所得的加，所得的序列仍是序列仍是序列仍是序列仍是mm序列，只是相位不同序列，只是相位不同序列，只是相位不同序列，只是相位不同 mm序列发生器中的移位寄存器的各种状态，序列发生器中的移位寄存器的各种状态，序列发生器中的移位寄存器的各种状态，序列发生器中的移位寄存器的各种状态，除全除全除全除全“0”“0”外，其他状态在一个周期内只出现外，其他状态在一个周期内只出现外，其他状态在一个周期内只出现外，其他状态在一个周期内只出现一次一次一次一次扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室WalshWalsh码码码码 是正交码是正交码是正交码是正交码 WalshWalsh码可用哈德码矩阵表示为：码可用哈德码矩阵表示为：码可用哈德码矩阵表示为：码可用哈德码矩阵表示为：例：例：例：例： 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室GoldGold序列序列序列序列GoldGold序列是序列是序列是序列是mm序列的组合码序列的组合码序列的组合码序列的组合码mm序列优选对特性很好，数目很少序列优选对特性很好，数目很少序列优选对特性很好，数目很少序列优选对特性很好，数目很少GoldGold序列由优选对的序列由优选对的序列由优选对的序列由优选对的mm序列逐位模序列逐位模序列逐位模序列逐位模2 2加得到加得到加得到加得到改变其中一个改变其中一个改变其中一个改变其中一个mm序列的相位，可得到一个新序列的相位，可得到一个新序列的相位，可得到一个新序列的相位，可得到一个新的的的的GoldGold序列序列序列序列GoldGold序列具有与序列具有与序列具有与序列具有与mm序列优选对类似的相关性，序列优选对类似的相关性，序列优选对类似的相关性，序列优选对类似的相关性，且构造简单，数量大且构造简单，数量大且构造简单，数量大且构造简单，数量大 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室产生产生产生产生一对周期一对周期一对周期一对周期P=2P=2n n-1-1的的的的mm序列优选对序列优选对序列优选对序列优选对aai i 、bbi i ，aai i 与后移与后移与后移与后移 位的序列位的序列位的序列位的序列bbi+i+(=0(=0，1 1，P-P-1)1)逐位模逐位模逐位模逐位模2 2加所得的序列加所得的序列加所得的序列加所得的序列aai i+b+bi+i+ 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室周期周期周期周期P=2P=2n n-1-1的的的的mm序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的GoldGold序列序列序列序列共有共有共有共有2 2n n+1+1个个个个 随着随着随着随着n n的增加，的增加，的增加，的增加，GoldGold序列以序列以序列以序列以2 2的的的的n n次幂增长次幂增长次幂增长次幂增长 平衡的平衡的平衡的平衡的GoldGold序列序列序列序列: :一个周期内一个周期内一个周期内一个周期内“1”“1”码元数比码元数比码元数比码元数比“0”“0”仅多一个仅多一个仅多一个仅多一个vv当当当当n n是奇数时，是奇数时，是奇数时，是奇数时，2 2n n+1+1个个个个GoldGold序列中有序列中有序列中有序列中有2 2n-n-1 1+1+1个平衡的个平衡的个平衡的个平衡的GoldGold序列，约占序列，约占序列，约占序列，约占50%50%vv当当当当n n是偶数（不是是偶数（不是是偶数（不是是偶数（不是4 4个倍数）时，有个倍数）时，有个倍数）时，有个倍数）时，有2 2n-n-1 1+2+2n-2n-2+1+1个平衡的个平衡的个平衡的个平衡的GoldGold序列，约占序列，约占序列，约占序列，约占75% 75% 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室特性特性特性特性周期周期周期周期P=2P=2n n-1-1的的的的mm序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的GoldGold序列序列序列序列具有与具有与具有与具有与mm序列优选对类同的相关性序列优选对类同的相关性序列优选对类同的相关性序列优选对类同的相关性 自相关函数在自相关函数在自相关函数在自相关函数在=0=0时与时与时与时与mm序列相同，具有尖锐序列相同，具有尖锐序列相同，具有尖锐序列相同，具有尖锐的自相关峰；当的自相关峰；当的自相关峰；当的自相关峰；当1P-11P-1时，最大旁瓣值不超时，最大旁瓣值不超时，最大旁瓣值不超时，最大旁瓣值不超过过过过t(n)/P t(n)/P 同一对同一对同一对同一对mm序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的序列优选对产生的GoldGold序列连同两序列连同两序列连同两序列连同两个个个个mm序列中，任意两个序列的互相关特性都序列中，任意两个序列的互相关特性都序列中，任意两个序列的互相关特性都序列中，任意两个序列的互相关特性都和和和和mm序列优选对一样序列优选对一样序列优选对一样序列优选对一样 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室IS-95CDMAIS-95CDMA中地址码的应用中地址码的应用中地址码的应用中地址码的应用用户地址码用户地址码用户地址码用户地址码用长用长用长用长mm序列的截段码，码长序列的截段码，码长序列的截段码，码长序列的截段码，码长4242位，数量为位，数量为位，数量为位，数量为2 24242-1-1根据码的不同相位区分不同的用户根据码的不同相位区分不同的用户根据码的不同相位区分不同的用户根据码的不同相位区分不同的用户基站地址码基站地址码基站地址码基站地址码用中长用中长用中长用中长mm序列的截段码或序列的截段码或序列的截段码或序列的截段码或GoldGold码，码长码，码长码，码长码，码长1515位，数位，数位，数位，数量为量为量为量为2 21515-1-1根据码的相位不同来区分根据码的相位不同来区分根据码的相位不同来区分根据码的相位不同来区分 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室 信道地址码信道地址码信道地址码信道地址码用的是用的是用的是用的是6464阶阶阶阶walshwalsh函数，前向信道和反向信道各函数，前向信道和反向信道各函数，前向信道和反向信道各函数，前向信道和反向信道各6464个个个个前向信道：前向信道：前向信道：前向信道：1 1个导频信道个导频信道个导频信道个导频信道WW0 0（全（全（全（全“0”“0”）、）、）、）、7 7个寻呼信道个寻呼信道个寻呼信道个寻呼信道WW1 1WW7 7、1 1个同步信道个同步信道个同步信道个同步信道WW3232、5555个业务信道个业务信道个业务信道个业务信道导频信道只给出一个频率基准，导频信道只给出一个频率基准，导频信道只给出一个频率基准，导频信道只给出一个频率基准，WW0 0只有强度，没有信只有强度，没有信只有强度，没有信只有强度，没有信息，是固定不变的息，是固定不变的息，是固定不变的息，是固定不变的同步信道一旦同步后可作业务信道用同步信道一旦同步后可作业务信道用同步信道一旦同步后可作业务信道用同步信道一旦同步后可作业务信道用无寻呼、业务忙时，寻呼信道也可作业务信道用无寻呼、业务忙时，寻呼信道也可作业务信道用无寻呼、业务忙时，寻呼信道也可作业务信道用无寻呼、业务忙时，寻呼信道也可作业务信道用反向信道：反向信道：反向信道：反向信道：接入信道最多有接入信道最多有接入信道最多有接入信道最多有3232个，最少为个，最少为个，最少为个，最少为0 0业务信道最多为业务信道最多为业务信道最多为业务信道最多为6464个，最少为个，最少为个，最少为个，最少为3232个，信令随路传送个，信令随路传送个，信令随路传送个，信令随路传送 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室直接序列扩频通信系统的同步原理直接序列扩频通信系统的同步原理直接序列扩频通信系统的同步原理直接序列扩频通信系统的同步原理移动通信系统中存在的不确定因素移动通信系统中存在的不确定因素移动通信系统中存在的不确定因素移动通信系统中存在的不确定因素收发信机间的距离引起的传播延迟产生的相位差收发信机间的距离引起的传播延迟产生的相位差收发信机间的距离引起的传播延迟产生的相位差收发信机间的距离引起的传播延迟产生的相位差收发信机时钟频率的相对不稳定引起的频差收发信机时钟频率的相对不稳定引起的频差收发信机时钟频率的相对不稳定引起的频差收发信机时钟频率的相对不稳定引起的频差收发信机相对运动引起的多普勒频率偏移收发信机相对运动引起的多普勒频率偏移收发信机相对运动引起的多普勒频率偏移收发信机相对运动引起的多普勒频率偏移多径效应引起的频率和相位的变化等多径效应引起的频率和相位的变化等多径效应引起的频率和相位的变化等多径效应引起的频率和相位的变化等 扩频通信系统中的同步扩频通信系统中的同步扩频通信系统中的同步扩频通信系统中的同步载波同步、位同步、帧同步载波同步、位同步、帧同步载波同步、位同步、帧同步载波同步、位同步、帧同步伪码同步伪码同步伪码同步伪码同步 伪码同步的作用伪码同步的作用伪码同步的作用伪码同步的作用实现本地实现本地实现本地实现本地PNPN与接收信号中的与接收信号中的与接收信号中的与接收信号中的PNPN的同步，即频率上相同，的同步，即频率上相同，的同步，即频率上相同，的同步，即频率上相同，相位上一致相位上一致相位上一致相位上一致 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室同步过程同步过程同步过程同步过程第一阶段是捕获阶段第一阶段是捕获阶段第一阶段是捕获阶段第一阶段是捕获阶段搜索对方的发送信号，把对方发来的搜索对方的发送信号，把对方发来的搜索对方的发送信号，把对方发来的搜索对方的发送信号，把对方发来的PNPN与本地与本地与本地与本地PNPN在在在在相位上纳入可保持同步的范围内相位上纳入可保持同步的范围内相位上纳入可保持同步的范围内相位上纳入可保持同步的范围内( (即在一个即在一个即在一个即在一个PNPN码元内码元内码元内码元内) )第二阶段是跟踪阶段第二阶段是跟踪阶段第二阶段是跟踪阶段第二阶段是跟踪阶段收发两端收发两端收发两端收发两端PNPN的频率和相位发生较小偏移时，同步系统的频率和相位发生较小偏移时，同步系统的频率和相位发生较小偏移时，同步系统的频率和相位发生较小偏移时，同步系统都能自动调整，使收、发双方的都能自动调整，使收、发双方的都能自动调整，使收、发双方的都能自动调整，使收、发双方的PNPN保持精确同步保持精确同步保持精确同步保持精确同步系统一般按照系统一般按照系统一般按照系统一般按照“ “载频捕获载频捕获载频捕获载频捕获伪码捕获伪码捕获伪码捕获伪码捕获伪码跟踪伪码跟踪伪码跟踪伪码跟踪载频跟踪载频跟踪载频跟踪载频跟踪” ”的顺序来建立同步的顺序来建立同步的顺序来建立同步的顺序来建立同步 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室同步过程原理框图同步过程原理框图同步过程原理框图同步过程原理框图扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理CDMACDMA基本原理基本原理基本原理基本原理CDMACDMA基本通信原理基本通信原理基本通信原理基本通信原理DSDS系统：系统：系统：系统：发送端：待传话音通过发送端：待传话音通过发送端：待传话音通过发送端：待传话音通过A/DA/D转换，将模拟话转换，将模拟话转换，将模拟话转换，将模拟话音转变成音转变成音转变成音转变成9.6kbit/s9.6kbit/s的二进制数据信息，通过的二进制数据信息，通过的二进制数据信息，通过的二进制数据信息，通过1.2288Mc/s1.2288Mc/s高速率的高速率的高速率的高速率的PNPN扩频调制，使信道中扩频调制，使信道中扩频调制，使信道中扩频调制，使信道中传输信号的带宽远远大于原始信号本身的带传输信号的带宽远远大于原始信号本身的带传输信号的带宽远远大于原始信号本身的带传输信号的带宽远远大于原始信号本身的带宽宽宽宽 接收端：接收机利用本地伪随机序列进行相接收端：接收机利用本地伪随机序列进行相接收端：接收机利用本地伪随机序列进行相接收端：接收机利用本地伪随机序列进行相关解扩，还原出原始窄带信号，通过窄带滤关解扩，还原出原始窄带信号，通过窄带滤关解扩，还原出原始窄带信号，通过窄带滤关解扩，还原出原始窄带信号，通过窄带滤波器，恢复话音数据，再通过数波器，恢复话音数据，再通过数波器，恢复话音数据，再通过数波器，恢复话音数据，再通过数/ /模（模（模（模（D/AD/A）转换，恢复为原始话音转换，恢复为原始话音转换，恢复为原始话音转换，恢复为原始话音扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理码分多址通信系统主要由调制、扩频、解扩、解码分多址通信系统主要由调制、扩频、解扩、解码分多址通信系统主要由调制、扩频、解扩、解码分多址通信系统主要由调制、扩频、解扩、解调等构成调等构成调等构成调等构成 为了保证相关检测，接收端除了实现载波同步外，为了保证相关检测，接收端除了实现载波同步外，为了保证相关检测，接收端除了实现载波同步外，为了保证相关检测，接收端除了实现载波同步外，还必须保证地址码的同步还必须保证地址码的同步还必须保证地址码的同步还必须保证地址码的同步 地址码码型正交性要好，码的数量要多地址码码型正交性要好，码的数量要多地址码码型正交性要好，码的数量要多地址码码型正交性要好，码的数量要多扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理CDMACDMA系统中上下行链路工作原理系统中上下行链路工作原理系统中上下行链路工作原理系统中上下行链路工作原理下行链路下行链路下行链路下行链路扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理发送端：发送端：发送端：发送端：扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理接收端：接收端：接收端：接收端：扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理上行链路上行链路上行链路上行链路上行链路中各移动台发射的信号不用合路器合路，而上行链路中各移动台发射的信号不用合路器合路，而上行链路中各移动台发射的信号不用合路器合路，而上行链路中各移动台发射的信号不用合路器合路，而是各自发往空中，在空中实现合路是各自发往空中，在空中实现合路是各自发往空中，在空中实现合路是各自发往空中，在空中实现合路基站接收空中信号后通过地址码的相关检测，对信号基站接收空中信号后通过地址码的相关检测，对信号基站接收空中信号后通过地址码的相关检测，对信号基站接收空中信号后通过地址码的相关检测，对信号分路并进行后续解调处理分路并进行后续解调处理分路并进行后续解调处理分路并进行后续解调处理扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理CDMACDMA中的关键技术中的关键技术中的关键技术中的关键技术功率控制技术功率控制技术功率控制技术功率控制技术CDMACDMA系统是一个自干扰系统，通信质量和容系统是一个自干扰系统，通信质量和容系统是一个自干扰系统，通信质量和容系统是一个自干扰系统，通信质量和容量主要受限于收到干扰功率的大小量主要受限于收到干扰功率的大小量主要受限于收到干扰功率的大小量主要受限于收到干扰功率的大小 MSMS信号功率太低，误比特率太大，无法保证通信质量信号功率太低，误比特率太大，无法保证通信质量信号功率太低，误比特率太大，无法保证通信质量信号功率太低，误比特率太大，无法保证通信质量MSMS信号功率太高，会对其它信号功率太高，会对其它信号功率太高，会对其它信号功率太高，会对其它MSMS增加干扰，导致整个增加干扰，导致整个增加干扰，导致整个增加干扰，导致整个系统的通信质量恶化、容量减小系统的通信质量恶化、容量减小系统的通信质量恶化、容量减小系统的通信质量恶化、容量减小CDMACDMA蜂窝系统中，为了解决远近效应问题，蜂窝系统中，为了解决远近效应问题，蜂窝系统中，为了解决远近效应问题，蜂窝系统中，为了解决远近效应问题，同时避免对其它用户过大的干扰，必须采用严格同时避免对其它用户过大的干扰，必须采用严格同时避免对其它用户过大的干扰，必须采用严格同时避免对其它用户过大的干扰，必须采用严格的功率控制的功率控制的功率控制的功率控制类型：反向开环功率控制、反向闭环功率控制、类型：反向开环功率控制、反向闭环功率控制、类型：反向开环功率控制、反向闭环功率控制、类型：反向开环功率控制、反向闭环功率控制、正向链路功率控制正向链路功率控制正向链路功率控制正向链路功率控制 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理CDMACDMA中功率控制示意图中功率控制示意图中功率控制示意图中功率控制示意图扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理反向开环功率控制反向开环功率控制反向开环功率控制反向开环功率控制前提条件：假设上、下行传输损耗相同前提条件：假设上、下行传输损耗相同前提条件：假设上、下行传输损耗相同前提条件：假设上、下行传输损耗相同MSMS接收并测量基站发来的信号强度，估计下接收并测量基站发来的信号强度，估计下接收并测量基站发来的信号强度，估计下接收并测量基站发来的信号强度，估计下行传输损耗，然后自行调整其发射功率行传输损耗，然后自行调整其发射功率行传输损耗，然后自行调整其发射功率行传输损耗，然后自行调整其发射功率 用于刚进入接入信道，闭环功率控制尚未激用于刚进入接入信道，闭环功率控制尚未激用于刚进入接入信道，闭环功率控制尚未激用于刚进入接入信道，闭环功率控制尚未激活时活时活时活时完全是完全是完全是完全是MSMS自主进行的功率控制自主进行的功率控制自主进行的功率控制自主进行的功率控制开环功率控制只是对发送电平的粗略估计，开环功率控制只是对发送电平的粗略估计，开环功率控制只是对发送电平的粗略估计，开环功率控制只是对发送电平的粗略估计，反应时间不应太快或太慢反应时间不应太快或太慢反应时间不应太快或太慢反应时间不应太快或太慢开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变开环功率控制是为了补偿平均路径衰落的变化和阴影、拐弯等效应，它必须要有一个很化和阴影、拐弯等效应，它必须要有一个很化和阴影、拐弯等效应，它必须要有一个很化和阴影、拐弯等效应，它必须要有一个很大的动态范围，至少应达到大的动态范围，至少应达到大的动态范围，至少应达到大的动态范围，至少应达到32dB32dB 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理刚进入接入信道时刚进入接入信道时刚进入接入信道时刚进入接入信道时( (闭环校正尚未激活闭环校正尚未激活闭环校正尚未激活闭环校正尚未激活) )，MSMS计算平均输出功率，以发射其第一个试探序计算平均输出功率，以发射其第一个试探序计算平均输出功率，以发射其第一个试探序计算平均输出功率，以发射其第一个试探序列列列列 其后的试探序列不断增加发射功率，增加的其后的试探序列不断增加发射功率，增加的其后的试探序列不断增加发射功率，增加的其后的试探序列不断增加发射功率，增加的步长为步长为步长为步长为PWR_STEPPWR_STEP，直到收到，直到收到，直到收到，直到收到BTSBTS发回的一发回的一发回的一发回的一个响应或序列结束个响应或序列结束个响应或序列结束个响应或序列结束开环功率控制的优点是简单易行，不需在开环功率控制的优点是简单易行，不需在开环功率控制的优点是简单易行，不需在开环功率控制的优点是简单易行，不需在MSMS和和和和BTSBTS间交换控制信息，控制速度快，节省间交换控制信息，控制速度快，节省间交换控制信息，控制速度快，节省间交换控制信息，控制速度快，节省开销开销开销开销 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理由基站检测由基站检测由基站检测由基站检测MSMS的信号强度或信噪比，根据测的信号强度或信噪比，根据测的信号强度或信噪比，根据测的信号强度或信噪比，根据测得结果与预定值比较，产生功率调整指令，得结果与预定值比较，产生功率调整指令，得结果与预定值比较，产生功率调整指令，得结果与预定值比较，产生功率调整指令，并通知并通知并通知并通知MSMS调整其发射功率调整其发射功率调整其发射功率调整其发射功率 目标：使基站对移动台的开环功率估计迅速目标：使基站对移动台的开环功率估计迅速目标：使基站对移动台的开环功率估计迅速目标：使基站对移动台的开环功率估计迅速作出纠正，以使移动台保持最理想的发射功作出纠正，以使移动台保持最理想的发射功作出纠正，以使移动台保持最理想的发射功作出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率；对开环的迅速纠正，解决了前向链路和率；对开环的迅速纠正，解决了前向链路和率；对开环的迅速纠正，解决了前向链路和率；对开环的迅速纠正，解决了前向链路和反向链路间增益容许度和传输损耗不一样的反向链路间增益容许度和传输损耗不一样的反向链路间增益容许度和传输损耗不一样的反向链路间增益容许度和传输损耗不一样的问题问题问题问题 功率控制比特在前向业务信道中进行数据扰功率控制比特在前向业务信道中进行数据扰功率控制比特在前向业务信道中进行数据扰功率控制比特在前向业务信道中进行数据扰码后插到数据流中，在功率控制子信道上传码后插到数据流中，在功率控制子信道上传码后插到数据流中，在功率控制子信道上传码后插到数据流中，在功率控制子信道上传送送送送 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理功率控制子信道的结构和替代功率控制子信道的结构和替代功率控制子信道的结构和替代功率控制子信道的结构和替代扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理紧随紧随紧随紧随MSMS发射时隙后的第二个发射时隙后的第二个发射时隙后的第二个发射时隙后的第二个1.25ms1.25ms时隙内收时隙内收时隙内收时隙内收到的功率控制比特才有效到的功率控制比特才有效到的功率控制比特才有效到的功率控制比特才有效在非连续发射过程中，发射机关掉时在非连续发射过程中，发射机关掉时在非连续发射过程中，发射机关掉时在非连续发射过程中，发射机关掉时MSMS将忽将忽将忽将忽略收到的功率控制比特略收到的功率控制比特略收到的功率控制比特略收到的功率控制比特软切换时，软切换时，软切换时，软切换时，MSMS可能同时收到两个或两个以上可能同时收到两个或两个以上可能同时收到两个或两个以上可能同时收到两个或两个以上的功率控制命令，如果既有上调又有下降的的功率控制命令，如果既有上调又有下降的的功率控制命令，如果既有上调又有下降的的功率控制命令，如果既有上调又有下降的功控指令，则执行功率下降的指令功控指令，则执行功率下降的指令功控指令，则执行功率下降的指令功控指令，则执行功率下降的指令 闭环调整范围：在开环功率控制的基础上调闭环调整范围：在开环功率控制的基础上调闭环调整范围：在开环功率控制的基础上调闭环调整范围：在开环功率控制的基础上调整整整整24dB24dB扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室正向功率控制正向功率控制正向功率控制正向功率控制基站根据基站根据基站根据基站根据MSMS提供的测量结果调整对每个提供的测量结果调整对每个提供的测量结果调整对每个提供的测量结果调整对每个MSMS的发射功的发射功的发射功的发射功率率率率目的：使任一目的：使任一目的：使任一目的：使任一MSMS收到基站发来的信号电平都恰好到收到基站发来的信号电平都恰好到收到基站发来的信号电平都恰好到收到基站发来的信号电平都恰好到达信干比所要求的门限值达信干比所要求的门限值达信干比所要求的门限值达信干比所要求的门限值基站通过基站通过基站通过基站通过MSMS发送的前向误帧率发送的前向误帧率发送的前向误帧率发送的前向误帧率FERFER的报告决定增减的报告决定增减的报告决定增减的报告决定增减小发射功率小发射功率小发射功率小发射功率vv定期报告就是隔一定时间汇报一次定期报告就是隔一定时间汇报一次定期报告就是隔一定时间汇报一次定期报告就是隔一定时间汇报一次vv门限报告就是当门限报告就是当门限报告就是当门限报告就是当FERFER达到一定门限值时才报告达到一定门限值时才报告达到一定门限值时才报告达到一定门限值时才报告前向功率控制的最大调整范围为前向功率控制的最大调整范围为前向功率控制的最大调整范围为前向功率控制的最大调整范围为6dB6dB 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室功率控制的应用功率控制的应用功率控制的应用功率控制的应用例：信道突然衰落时的功率控制响应例：信道突然衰落时的功率控制响应例：信道突然衰落时的功率控制响应例：信道突然衰落时的功率控制响应扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理信号的衰落与分集接收信号的衰落与分集接收信号的衰落与分集接收信号的衰落与分集接收 分集分集分集分集分集接收：接收端对它收到的多个衰落特性互相独立分集接收：接收端对它收到的多个衰落特性互相独立分集接收：接收端对它收到的多个衰落特性互相独立分集接收：接收端对它收到的多个衰落特性互相独立（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理 含义：含义：含义：含义：vv一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、一是分散传输，使接收端能获得多个统计独立的、携带同一信息数据流的衰落信号携带同一信息数据流的衰落信号携带同一信息数据流的衰落信号携带同一信息数据流的衰落信号vv二是集中合并处理，接收机把收到的多个独立的二是集中合并处理，接收机把收到的多个独立的二是集中合并处理，接收机把收到的多个独立的二是集中合并处理，接收机把收到的多个独立的衰落信号进行合并，以降低衰落的影响衰落信号进行合并，以降低衰落的影响衰落信号进行合并，以降低衰落的影响衰落信号进行合并，以降低衰落的影响 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室类型类型类型类型vv宏分集宏分集宏分集宏分集( (多基站分集多基站分集多基站分集多基站分集) )：把多个基站设置在不同的：把多个基站设置在不同的：把多个基站设置在不同的：把多个基站设置在不同的地理位置上（如蜂窝小区的对角上）和不同方向地理位置上（如蜂窝小区的对角上）和不同方向地理位置上（如蜂窝小区的对角上）和不同方向地理位置上（如蜂窝小区的对角上）和不同方向上，同时和小区的一个移动台进行通信，移动台上，同时和小区的一个移动台进行通信，移动台上，同时和小区的一个移动台进行通信，移动台上，同时和小区的一个移动台进行通信，移动台可以选用其中信号最好的一个基站进行通信可以选用其中信号最好的一个基站进行通信可以选用其中信号最好的一个基站进行通信可以选用其中信号最好的一个基站进行通信 vv微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分微分集：空间分集、频率分集、极化分集、场分量分集、角度分集、时间分集量分集、角度分集、时间分集量分集、角度分集、时间分集量分集、角度分集、时间分集扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室分集技术分集技术分集技术分集技术空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一个信空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一个信空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一个信空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收信号的衰落不相关收信号的衰落不相关收信号的衰落不相关收信号的衰落不相关 频率分集频率分集频率分集频率分集 ：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭：频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落不相关受的衰落不相关受的衰落不相关受的衰落不相关扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室极化分集：两不同极化的电磁波具有独立的衰落特性极化分集：两不同极化的电磁波具有独立的衰落特性极化分集：两不同极化的电磁波具有独立的衰落特性极化分集：两不同极化的电磁波具有独立的衰落特性vv极化分集是空间分集的一种特殊情况，二重分集情况极化分集是空间分集的一种特殊情况，二重分集情况极化分集是空间分集的一种特殊情况，二重分集情况极化分集是空间分集的一种特殊情况，二重分集情况下也要用两副天线，但仅仅是利用不同极化的电磁波下也要用两副天线，但仅仅是利用不同极化的电磁波下也要用两副天线，但仅仅是利用不同极化的电磁波下也要用两副天线，但仅仅是利用不同极化的电磁波所具有的不相关衰落特性，因而缩短了天线间的距离所具有的不相关衰落特性，因而缩短了天线间的距离所具有的不相关衰落特性，因而缩短了天线间的距离所具有的不相关衰落特性，因而缩短了天线间的距离vv在极化分集中，由于射频功率分给两个不同的极化天在极化分集中，由于射频功率分给两个不同的极化天在极化分集中，由于射频功率分给两个不同的极化天在极化分集中，由于射频功率分给两个不同的极化天线，因此发射功率要损失一半（线，因此发射功率要损失一半（线，因此发射功率要损失一半（线，因此发射功率要损失一半（3dB3dB）扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室时间分集：同一信号在不同的时间、区间多时间分集：同一信号在不同的时间、区间多时间分集：同一信号在不同的时间、区间多时间分集：同一信号在不同的时间、区间多次重发，各次发送的时间间隔足够大时，各次重发，各次发送的时间间隔足够大时，各次重发，各次发送的时间间隔足够大时，各次重发，各次发送的时间间隔足够大时，各次发送信号的衰落彼此独立次发送信号的衰落彼此独立次发送信号的衰落彼此独立次发送信号的衰落彼此独立 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室合并技术合并技术合并技术合并技术选择不同的加权系数可构成不同的合并方式选择不同的加权系数可构成不同的合并方式选择不同的加权系数可构成不同的合并方式选择不同的加权系数可构成不同的合并方式选择式合并：检测所有分集支路的信号作为选择式合并：检测所有分集支路的信号作为选择式合并：检测所有分集支路的信号作为选择式合并：检测所有分集支路的信号作为合并器的输出，加权系数只有一项为合并器的输出，加权系数只有一项为合并器的输出，加权系数只有一项为合并器的输出，加权系数只有一项为1 1，其余，其余，其余，其余均为均为均为均为0 0vv开关式相加开关式相加开关式相加开关式相加vv方法简单，易实现，抗衰落性相对较差方法简单，易实现，抗衰落性相对较差方法简单，易实现，抗衰落性相对较差方法简单，易实现，抗衰落性相对较差例：二重分集选择式合并例：二重分集选择式合并例：二重分集选择式合并例：二重分集选择式合并 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室最大比值合并：最大比值合并：最大比值合并：最大比值合并：vv一种最佳合并方式一种最佳合并方式一种最佳合并方式一种最佳合并方式 vv每一支路信号为每一支路信号为每一支路信号为每一支路信号为r rk k，每一支路的加权系数，每一支路的加权系数，每一支路的加权系数，每一支路的加权系数a ak k与包络与包络与包络与包络r rk k成正比，与噪声功率成正比，与噪声功率成正比，与噪声功率成正比，与噪声功率N Nk k成反比。成反比。成反比。成反比。即即即即a ak k=r=rk k/N/Nk k 例：例：例：例： 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室等增益合并：等增益合并：等增益合并：等增益合并：vv无需对信号加权，各支路的信号是等增无需对信号加权，各支路的信号是等增无需对信号加权，各支路的信号是等增无需对信号加权，各支路的信号是等增益相加益相加益相加益相加vv实现简单，性能接近于最大比值合并实现简单，性能接近于最大比值合并实现简单，性能接近于最大比值合并实现简单，性能接近于最大比值合并例：例：例：例： 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室比较：比较：比较：比较：vv在相同分集重数时，最大比值合并方式改善信噪在相同分集重数时，最大比值合并方式改善信噪在相同分集重数时，最大比值合并方式改善信噪在相同分集重数时，最大比值合并方式改善信噪比最多，其次是等增益合并方式，选择式合并所比最多，其次是等增益合并方式，选择式合并所比最多，其次是等增益合并方式，选择式合并所比最多，其次是等增益合并方式，选择式合并所得到的信噪比改善量最少得到的信噪比改善量最少得到的信噪比改善量最少得到的信噪比改善量最少 vv在分集重数较少情况下在分集重数较少情况下在分集重数较少情况下在分集重数较少情况下( (如如如如M=2M=2或或或或3),3),等增益合并等增益合并等增益合并等增益合并的信噪比改善接近最大比值合并的信噪比改善接近最大比值合并的信噪比改善接近最大比值合并的信噪比改善接近最大比值合并扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室vCDMACDMA系统的分集、合并技术系统的分集、合并技术系统的分集、合并技术系统的分集、合并技术 分集技术分集技术分集技术分集技术vv频率分集：扩频技术频率分集：扩频技术频率分集：扩频技术频率分集：扩频技术vv时间分集：交织时间分集：交织时间分集：交织时间分集：交织( (隐分集隐分集隐分集隐分集) )vv空间分集：空间分集：空间分集：空间分集：RAKERAKE接收机接收机接收机接收机合并技术合并技术合并技术合并技术vv等增益合并：等增益合并：等增益合并：等增益合并： RAKE RAKE接收机接收机接收机接收机扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室RAKERAKE接收机接收机接收机接收机利用多个并行相关器检测多径信号，按照一利用多个并行相关器检测多径信号，按照一利用多个并行相关器检测多径信号，按照一利用多个并行相关器检测多径信号，按照一定的准则合成一路信号供解调用的接收机定的准则合成一路信号供解调用的接收机定的准则合成一路信号供解调用的接收机定的准则合成一路信号供解调用的接收机 RAKERAKE接收机利用多径现象来增强信号接收机利用多径现象来增强信号接收机利用多径现象来增强信号接收机利用多径现象来增强信号 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室其他关键技术其他关键技术其他关键技术其他关键技术正交调制与正交扩频正交调制与正交扩频正交调制与正交扩频正交调制与正交扩频 发端：先正交扩频，再正交调制发端：先正交扩频，再正交调制发端：先正交扩频，再正交调制发端：先正交扩频，再正交调制 收端：先正交解调，再解扩收端：先正交解调，再解扩收端：先正交解调，再解扩收端：先正交解调，再解扩 正交调制正交调制正交调制正交调制 ：QPSKQPSK调制调制调制调制扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室话音编码技术话音编码技术话音编码技术话音编码技术QQ码激励线性预测编码码激励线性预测编码码激励线性预测编码码激励线性预测编码QCELPQCELP语音编码过程语音编码过程语音编码过程语音编码过程vv语音按语音按语音按语音按8KHz8KHz抽样，分成抽样，分成抽样，分成抽样，分成20ms20ms长的帧，每一长的帧，每一长的帧，每一长的帧，每一帧含帧含帧含帧含160160个抽样，生成三参数子帧（线性预测个抽样，生成三参数子帧（线性预测个抽样，生成三参数子帧（线性预测个抽样，生成三参数子帧（线性预测编码滤波器参数、音调参数、码表参数）编码滤波器参数、音调参数、码表参数）编码滤波器参数、音调参数、码表参数）编码滤波器参数、音调参数、码表参数）语音解码过程语音解码过程语音解码过程语音解码过程vv从数据流中解包得到接收的参数，根据这些从数据流中解包得到接收的参数，根据这些从数据流中解包得到接收的参数，根据这些从数据流中解包得到接收的参数，根据这些参数重组语音信号参数重组语音信号参数重组语音信号参数重组语音信号速率可变速率可变速率可变速率可变扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室QCELPQCELP中数据速率的选择中数据速率的选择中数据速率的选择中数据速率的选择 vv基于每一帧的能量与三个门限的比较基于每一帧的能量与三个门限的比较基于每一帧的能量与三个门限的比较基于每一帧的能量与三个门限的比较vv每一帧的能量是由自相关函数每一帧的能量是由自相关函数每一帧的能量是由自相关函数每一帧的能量是由自相关函数R(0)R(0)决定的，决定的，决定的，决定的，R(0)R(0)与三与三与三与三个门限值个门限值个门限值个门限值T T1 1(B(Bi i) )、T T2 2(B(Bi i) )和和和和T T3 3(B(Bi i) )比较，其中比较，其中比较，其中比较，其中B Bi i表示背表示背表示背表示背景噪声电平景噪声电平景噪声电平景噪声电平 vvR(0)R(0)大于所有三个门限，就选择速率大于所有三个门限，就选择速率大于所有三个门限，就选择速率大于所有三个门限，就选择速率1 1；如果；如果；如果；如果R(0)R(0)仅仅仅仅大于两个门限，就选择速率大于两个门限，就选择速率大于两个门限，就选择速率大于两个门限，就选择速率1/21/2；如果；如果；如果；如果R(0)R(0)只大于一个只大于一个只大于一个只大于一个门限，就选择速率门限，就选择速率门限，就选择速率门限，就选择速率1/41/4；如果；如果；如果；如果R(0)R(0)小于所有三个门限，小于所有三个门限，小于所有三个门限，小于所有三个门限，选择速率选择速率选择速率选择速率1/8 1/8 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室vv数据速率每帧只允许下降一个级别数据速率每帧只允许下降一个级别数据速率每帧只允许下降一个级别数据速率每帧只允许下降一个级别 vv当当当当CDMACDMA使用半速率技术时，即使当前帧根据门限选择使用半速率技术时，即使当前帧根据门限选择使用半速率技术时，即使当前帧根据门限选择使用半速率技术时，即使当前帧根据门限选择是速率是速率是速率是速率1 1，而实际只能选择速率，而实际只能选择速率，而实际只能选择速率，而实际只能选择速率1/2 1/2 vv数字话音插空技术数字话音插空技术数字话音插空技术数字话音插空技术DSIDSI：发端话音识别器检测是否有话：发端话音识别器检测是否有话：发端话音识别器检测是否有话：发端话音识别器检测是否有话音，决定是否分配信道音，决定是否分配信道音，决定是否分配信道音，决定是否分配信道vv与可变速率话音编码结合，获得通信容量的增加与可变速率话音编码结合，获得通信容量的增加与可变速率话音编码结合，获得通信容量的增加与可变速率话音编码结合，获得通信容量的增加 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室越区切换技术越区切换技术越区切换技术越区切换技术切换类型切换类型切换类型切换类型vv同一载频的软切换同一载频的软切换同一载频的软切换同一载频的软切换vv同一载频同一基站扇区间更软切换同一载频同一基站扇区间更软切换同一载频同一基站扇区间更软切换同一载频同一基站扇区间更软切换vv不同载频间的硬切换不同载频间的硬切换不同载频间的硬切换不同载频间的硬切换 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室几个术语几个术语几个术语几个术语vv导频集合：具有相同频率不同导频集合：具有相同频率不同导频集合：具有相同频率不同导频集合：具有相同频率不同PNPN码相位的导频集码相位的导频集码相位的导频集码相位的导频集 vv有效导频集：与正在联系基站相对应的导频集合有效导频集：与正在联系基站相对应的导频集合有效导频集：与正在联系基站相对应的导频集合有效导频集：与正在联系基站相对应的导频集合 vv候选导频集：当前不在有效导频集里，但已有足够的强度表明候选导频集：当前不在有效导频集里，但已有足够的强度表明候选导频集：当前不在有效导频集里，但已有足够的强度表明候选导频集：当前不在有效导频集里，但已有足够的强度表明与该导频相对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集与该导频相对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集与该导频相对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集与该导频相对应基站的前向业务信道可以被成功解调的导频集合合合合 vv相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某相邻导频集：当前不在有效导频集或候选导频集里，但根据某种算法被认为很快可进入候选导频集的导频集合种算法被认为很快可进入候选导频集的导频集合种算法被认为很快可进入候选导频集的导频集合种算法被认为很快可进入候选导频集的导频集合 vv剩余导频集：不被包括在相邻导频集、候选导频集和有效导频剩余导频集：不被包括在相邻导频集、候选导频集和有效导频剩余导频集：不被包括在相邻导频集、候选导频集和有效导频剩余导频集：不被包括在相邻导频集、候选导频集和有效导频集里的所有其它导频的导频集合集里的所有其它导频的导频集合集里的所有其它导频的导频集合集里的所有其它导频的导频集合 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室4.5 IS-95CDMA通信原理通信原理软切换过程软切换过程软切换过程软切换过程 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室vv：当基站当基站当基站当基站B B的导频强度达到的导频强度达到的导频强度达到的导频强度达到T_ADDT_ADD，MSMS在反向业务信道上向基在反向业务信道上向基在反向业务信道上向基在反向业务信道上向基站站站站A A发送一个导频强度测量消息，并将该导频转到候选导频集发送一个导频强度测量消息，并将该导频转到候选导频集发送一个导频强度测量消息，并将该导频转到候选导频集发送一个导频强度测量消息，并将该导频转到候选导频集 vv：基站：基站：基站：基站A A在前向业务信道上发送一切换指示消息在前向业务信道上发送一切换指示消息在前向业务信道上发送一切换指示消息在前向业务信道上发送一切换指示消息 vv：MSMS将基站将基站将基站将基站B B的导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息的导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息的导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息的导频转到有效导频集并发送一个切换完成消息( (随后，基站随后，基站随后，基站随后，基站A A与与与与B B同时为同时为同时为同时为MSMS提供服务提供服务提供服务提供服务) ) vv：当基站：当基站：当基站：当基站A A的的的的导频强度掉到导频强度掉到导频强度掉到导频强度掉到T_DROPT_DROP以下，移动台启动切换去掉以下，移动台启动切换去掉以下，移动台启动切换去掉以下，移动台启动切换去掉计时器计时器计时器计时器 vv：切换去掉计时器到期，：切换去掉计时器到期，：切换去掉计时器到期，：切换去掉计时器到期，MSMS发送一个导频强度测量消息给基站发送一个导频强度测量消息给基站发送一个导频强度测量消息给基站发送一个导频强度测量消息给基站A A、B B vv：基站基站基站基站A A、B B发送一个切换指示消息发送一个切换指示消息发送一个切换指示消息发送一个切换指示消息 vv：移动台把基站移动台把基站移动台把基站移动台把基站A A的导频从有效导频移动到相邻导频集并发送切的导频从有效导频移动到相邻导频集并发送切的导频从有效导频移动到相邻导频集并发送切的导频从有效导频移动到相邻导频集并发送切换完成消息（随后仅由基站换完成消息（随后仅由基站换完成消息（随后仅由基站换完成消息（随后仅由基站B B为为为为MSMS提供服务）提供服务）提供服务）提供服务）扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室在实际系统运行时，切换组合出现，可能同时既有软切换，在实际系统运行时，切换组合出现，可能同时既有软切换，在实际系统运行时，切换组合出现，可能同时既有软切换，在实际系统运行时，切换组合出现，可能同时既有软切换，又有更软切换又有更软切换又有更软切换又有更软切换 若处于三个基站交界处，可能发生三方软切换若处于三个基站交界处，可能发生三方软切换若处于三个基站交界处，可能发生三方软切换若处于三个基站交界处，可能发生三方软切换若其中某一相邻基站的相同载频已经达到满负荷，若其中某一相邻基站的相同载频已经达到满负荷，若其中某一相邻基站的相同载频已经达到满负荷，若其中某一相邻基站的相同载频已经达到满负荷，MSCMSC就会让基站指示就会让基站指示就会让基站指示就会让基站指示MSMS切换到相邻基站的另一载频上，执行切换到相邻基站的另一载频上，执行切换到相邻基站的另一载频上，执行切换到相邻基站的另一载频上，执行硬切换硬切换硬切换硬切换若相邻基站恰巧处于不同若相邻基站恰巧处于不同若相邻基站恰巧处于不同若相邻基站恰巧处于不同MSCMSC范围，即使是同一载频，范围，即使是同一载频，范围，即使是同一载频，范围，即使是同一载频，也只能是进行硬切换也只能是进行硬切换也只能是进行硬切换也只能是进行硬切换 系统优先进行软切换系统优先进行软切换系统优先进行软切换系统优先进行软切换 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室CDMA系统的体系结构系统的体系结构网络结构网络结构网络结构网络结构 CDMACDMA系统网络结构符合典型的数字蜂窝移动通信系统网络结构符合典型的数字蜂窝移动通信系统网络结构符合典型的数字蜂窝移动通信系统网络结构符合典型的数字蜂窝移动通信的网络结构的网络结构的网络结构的网络结构 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室功能结构功能结构功能结构功能结构CDMACDMA移动功能移动功能移动功能移动功能扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室功能结构功能结构功能结构功能结构服务资源功能服务资源功能服务资源功能服务资源功能 分组传输分组传输分组传输分组传输 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构同步同步同步同步BTSBTS与与与与MSMS间的载波同步、伪码同步、时隙同间的载波同步、伪码同步、时隙同间的载波同步、伪码同步、时隙同间的载波同步、伪码同步、时隙同频、帧同步等；所有频、帧同步等；所有频、帧同步等；所有频、帧同步等；所有BTSBTS必须和必须和必须和必须和BSCBSC同步；同步；同步；同步；BSCBSC也必须与也必须与也必须与也必须与MXMX同步同步同步同步BTSBTS和和和和BSCBSC是采用全球定位系统是采用全球定位系统是采用全球定位系统是采用全球定位系统GPSGPS实现的；实现的；实现的；实现的；BSCBSC和和和和MXMX同步采用同步采用同步采用同步采用E1E1发送二位帧同步实现；发送二位帧同步实现；发送二位帧同步实现；发送二位帧同步实现；MSMS利用帧同步与利用帧同步与利用帧同步与利用帧同步与BTSBTS间实现同步间实现同步间实现同步间实现同步扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构信令信令信令信令任何两个实体间的互联根据国际标准的参考任何两个实体间的互联根据国际标准的参考任何两个实体间的互联根据国际标准的参考任何两个实体间的互联根据国际标准的参考模式建立，应用模式建立，应用模式建立，应用模式建立，应用CMSCMS的协议运行良好的协议运行良好的协议运行良好的协议运行良好每个功能实体有其自己的控制模块用于执行每个功能实体有其自己的控制模块用于执行每个功能实体有其自己的控制模块用于执行每个功能实体有其自己的控制模块用于执行相关协议相关协议相关协议相关协议每个功能实体中的模块处理器利用快速邮件每个功能实体中的模块处理器利用快速邮件每个功能实体中的模块处理器利用快速邮件每个功能实体中的模块处理器利用快速邮件传输技术处理大量的话务传输技术处理大量的话务传输技术处理大量的话务传输技术处理大量的话务所有执行管理功能的控制模块具有冗余处理所有执行管理功能的控制模块具有冗余处理所有执行管理功能的控制模块具有冗余处理所有执行管理功能的控制模块具有冗余处理器，以保证系统的可靠性器，以保证系统的可靠性器，以保证系统的可靠性器，以保证系统的可靠性扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构服务控制功能服务控制功能服务控制功能服务控制功能呼叫控制呼叫控制呼叫控制呼叫控制 话音服务话音服务话音服务话音服务vvMSMS主叫主叫主叫主叫扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构vvMSMS主叫：主叫：主叫：主叫：MSMS发起呼叫时向发起呼叫时向发起呼叫时向发起呼叫时向BTSBTS发送初始化信息，如果发送初始化信息，如果发送初始化信息，如果发送初始化信息，如果BTSBTS具有有效信道，分配相应的具有有效信道，分配相应的具有有效信道，分配相应的具有有效信道，分配相应的WalshWalsh码及与有效信道一码及与有效信道一码及与有效信道一码及与有效信道一致的帧位移，请求与致的帧位移，请求与致的帧位移，请求与致的帧位移，请求与BSCBSC的连接。的连接。的连接。的连接。BSCBSC分配一个选择器后，分配一个选择器后，分配一个选择器后，分配一个选择器后，请示与请示与请示与请示与MXMX的呼叫连接。的呼叫连接。的呼叫连接。的呼叫连接。MXMX要求对主叫要求对主叫要求对主叫要求对主叫MSMS的权限确认。的权限确认。的权限确认。的权限确认。根据从根据从根据从根据从AUCAUC中接收到的确认信息，中接收到的确认信息，中接收到的确认信息，中接收到的确认信息，MXMX接受呼叫并将接受呼叫并将接受呼叫并将接受呼叫并将MSMS连连连连接到目的地接到目的地接到目的地接到目的地vv MSMS被叫：被叫：被叫：被叫：MXMX根据被叫根据被叫根据被叫根据被叫MSMS的位置信息选择路径，将呼叫的位置信息选择路径，将呼叫的位置信息选择路径，将呼叫的位置信息选择路径，将呼叫信息送达被叫所处位置的信息送达被叫所处位置的信息送达被叫所处位置的信息送达被叫所处位置的BSCBSC，在，在，在，在BSCBSC控制下进行广播呼控制下进行广播呼控制下进行广播呼控制下进行广播呼叫。被叫叫。被叫叫。被叫叫。被叫MSMS收到呼叫信息应答后，收到呼叫信息应答后，收到呼叫信息应答后，收到呼叫信息应答后，BTSBTS分配一个分配一个分配一个分配一个WalshWalsh编编编编码并为码并为码并为码并为MSMS分配帧位移。分配帧位移。分配帧位移。分配帧位移。BSCBSC接收到接收到接收到接收到BTSBTS送来的送来的送来的送来的MSMS的应答的应答的应答的应答信号后，为呼叫分配一个选择器。在确认与信号后，为呼叫分配一个选择器。在确认与信号后，为呼叫分配一个选择器。在确认与信号后，为呼叫分配一个选择器。在确认与MSMS连接后，连接后，连接后，连接后，BSCBSC向向向向MXMX发送应答信息，发送应答信息，发送应答信息，发送应答信息，MXMX完成有效连接完成有效连接完成有效连接完成有效连接扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构数据服务数据服务数据服务数据服务vv数据服务分两步提供：第一步数据服务分两步提供：第一步数据服务分两步提供：第一步数据服务分两步提供：第一步MXMX与移动与移动与移动与移动终端终端终端终端MTMT2 2连接，连接进程与话音通信的呼连接，连接进程与话音通信的呼连接，连接进程与话音通信的呼连接，连接进程与话音通信的呼叫控制进程相同；第二步建立数据通信协叫控制进程相同；第二步建立数据通信协叫控制进程相同；第二步建立数据通信协叫控制进程相同；第二步建立数据通信协议，议，议，议，MTMT0 0与与与与MSMS相一致相一致相一致相一致 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构短消息服务短消息服务短消息服务短消息服务vv利用控制信道及话务信道的信令信息传利用控制信道及话务信道的信令信息传利用控制信道及话务信道的信令信息传利用控制信道及话务信道的信令信息传送短消息；利用话务信道传送话音和数据送短消息；利用话务信道传送话音和数据送短消息；利用话务信道传送话音和数据送短消息；利用话务信道传送话音和数据vv两种两种两种两种SMSSMS短消息服务：蜂窝传播呼叫电短消息服务：蜂窝传播呼叫电短消息服务：蜂窝传播呼叫电短消息服务：蜂窝传播呼叫电话服务话服务话服务话服务CPTCPT和蜂窝信息电话服务和蜂窝信息电话服务和蜂窝信息电话服务和蜂窝信息电话服务CMT CMT 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构资源管理资源管理资源管理资源管理优化链路容量和服务质量优化链路容量和服务质量优化链路容量和服务质量优化链路容量和服务质量 通过优先等级保存一些信道用于软切换通过优先等级保存一些信道用于软切换通过优先等级保存一些信道用于软切换通过优先等级保存一些信道用于软切换 vv当当当当MSMS通过目的小区的弱导频请求切换时，通过目的小区的弱导频请求切换时，通过目的小区的弱导频请求切换时，通过目的小区的弱导频请求切换时，分配一个无优先级的信道分配一个无优先级的信道分配一个无优先级的信道分配一个无优先级的信道 vv当当当当MSMS通过目的小区的强导频请求切换时，通过目的小区的强导频请求切换时，通过目的小区的强导频请求切换时，通过目的小区的强导频请求切换时，分配一个有优先级的信道分配一个有优先级的信道分配一个有优先级的信道分配一个有优先级的信道 vv切换信道的管理使频率切换在不能进行切换信道的管理使频率切换在不能进行切换信道的管理使频率切换在不能进行切换信道的管理使频率切换在不能进行软切换时才执行软切换时才执行软切换时才执行软切换时才执行 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构服务管理功能服务管理功能服务管理功能服务管理功能OAMOAM管理管理管理管理四种功能：程序下载、结构管理、故障管理、说明四种功能：程序下载、结构管理、故障管理、说明四种功能：程序下载、结构管理、故障管理、说明四种功能：程序下载、结构管理、故障管理、说明 vv基站的程序和结构信息由基站的程序和结构信息由基站的程序和结构信息由基站的程序和结构信息由BSMBSM转移到基站控制块转移到基站控制块转移到基站控制块转移到基站控制块vv系统故障、错误由故障管理检测、分离并恢复系统故障、错误由故障管理检测、分离并恢复系统故障、错误由故障管理检测、分离并恢复系统故障、错误由故障管理检测、分离并恢复vv说明信息在说明信息在说明信息在说明信息在HLRHLR中存储并管理中存储并管理中存储并管理中存储并管理 OAMOAM功能由操作系统中的数据基础和库函数实现功能由操作系统中的数据基础和库函数实现功能由操作系统中的数据基础和库函数实现功能由操作系统中的数据基础和库函数实现 vv数据基础包含资源、移动性、操作状态、呼叫处数据基础包含资源、移动性、操作状态、呼叫处数据基础包含资源、移动性、操作状态、呼叫处数据基础包含资源、移动性、操作状态、呼叫处理信息等理信息等理信息等理信息等vv库函数提供操作系统的系统程序库函数提供操作系统的系统程序库函数提供操作系统的系统程序库函数提供操作系统的系统程序基站上的基站上的基站上的基站上的OAMOAM信息采集后由信息采集后由信息采集后由信息采集后由BSMBSM和和和和OMCOMC管理管理管理管理 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构小区边界管理小区边界管理小区边界管理小区边界管理用于优化系统性能和基站总容量，体现用于优化系统性能和基站总容量，体现用于优化系统性能和基站总容量，体现用于优化系统性能和基站总容量，体现CDMACDMA系统的系统的系统的系统的软容量特性软容量特性软容量特性软容量特性包括呼吸、扩张、收缩及业务负载消减包括呼吸、扩张、收缩及业务负载消减包括呼吸、扩张、收缩及业务负载消减包括呼吸、扩张、收缩及业务负载消减 vv呼吸：在正常操作期间，用于平衡前向呼吸：在正常操作期间，用于平衡前向呼吸：在正常操作期间，用于平衡前向呼吸：在正常操作期间，用于平衡前向/ /反向链路反向链路反向链路反向链路的切换边界，使链路容量最大化的切换边界，使链路容量最大化的切换边界，使链路容量最大化的切换边界，使链路容量最大化 vv扩张：小区最初激活时，表明基站发送功率的逐扩张：小区最初激活时，表明基站发送功率的逐扩张：小区最初激活时，表明基站发送功率的逐扩张：小区最初激活时，表明基站发送功率的逐渐增长渐增长渐增长渐增长 vv收缩：是扩张的反过程，即在小区被抵制时逐渐收缩：是扩张的反过程，即在小区被抵制时逐渐收缩：是扩张的反过程，即在小区被抵制时逐渐收缩：是扩张的反过程，即在小区被抵制时逐渐减小有效辐射功率减小有效辐射功率减小有效辐射功率减小有效辐射功率vv业务负载消减：即业务负载消减：即业务负载消减：即业务负载消减：即“ “小区呼吸小区呼吸小区呼吸小区呼吸” ”，就是在相邻小，就是在相邻小，就是在相邻小，就是在相邻小区中通过调整小区半径来平衡用户业务负载区中通过调整小区半径来平衡用户业务负载区中通过调整小区半径来平衡用户业务负载区中通过调整小区半径来平衡用户业务负载 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构业务负载消减业务负载消减业务负载消减业务负载消减扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构性能测试性能测试性能测试性能测试 CMSCMS测试链路的性能参数，测试链路的性能参数，测试链路的性能参数，测试链路的性能参数，CDMACDMA系统分析系统分析系统分析系统分析工具收集并分析执行数据工具收集并分析执行数据工具收集并分析执行数据工具收集并分析执行数据 两类特性参数：性能分析参数和业务分析参两类特性参数：性能分析参数和业务分析参两类特性参数：性能分析参数和业务分析参两类特性参数：性能分析参数和业务分析参数数数数vv业务分析参数：每单位间隔电话呼叫尝试和批准业务分析参数：每单位间隔电话呼叫尝试和批准业务分析参数：每单位间隔电话呼叫尝试和批准业务分析参数：每单位间隔电话呼叫尝试和批准的次数、每单位间隔的切换次数及切换参数等的次数、每单位间隔的切换次数及切换参数等的次数、每单位间隔的切换次数及切换参数等的次数、每单位间隔的切换次数及切换参数等vv性能分析参数：前向和反向链路的性能分析参数：前向和反向链路的性能分析参数：前向和反向链路的性能分析参数：前向和反向链路的FERFER、触发错、触发错、触发错、触发错误率、误率、误率、误率、BTSBTS和和和和MSMS的接收的接收的接收的接收E Eb b/E/E0 0、功率控制特性参数、功率控制特性参数、功率控制特性参数、功率控制特性参数、功率控制门限值和前向业务信道的传输增益等功率控制门限值和前向业务信道的传输增益等功率控制门限值和前向业务信道的传输增益等功率控制门限值和前向业务信道的传输增益等 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构无线链路信道结构无线链路信道结构无线链路信道结构无线链路信道结构 前向信道前向信道前向信道前向信道前向链路用正交扩频形成码分信道前向链路用正交扩频形成码分信道前向链路用正交扩频形成码分信道前向链路用正交扩频形成码分信道正交序列：正交序列：正交序列：正交序列：6464阶阶阶阶WalshWalsh序列，速率序列，速率序列，速率序列，速率1.2288Mc/s1.2288Mc/s与扩频序与扩频序与扩频序与扩频序列相同列相同列相同列相同6464个正交码分信道分配：个正交码分信道分配：个正交码分信道分配：个正交码分信道分配：WW0 0导频信道；导频信道；导频信道；导频信道；WW1 1WW7 7寻呼寻呼寻呼寻呼信道；信道；信道；信道；WW3232同步信道；其余为前向业务信道同步信道；其余为前向业务信道同步信道；其余为前向业务信道同步信道；其余为前向业务信道vv同步信道工作在同步信道工作在同步信道工作在同步信道工作在1.2kbit/s1.2kbit/svv寻呼信道工作在寻呼信道工作在寻呼信道工作在寻呼信道工作在9.6kbit/s9.6kbit/s或或或或4.8kbit/s4.8kbit/svv前向业务信道工作速率：前向业务信道工作速率：前向业务信道工作速率：前向业务信道工作速率：9.6kbit/s9.6kbit/s、4.8kbit/s4.8kbit/s、2.4kbit/s2.4kbit/s、1.2kbit/s 1.2kbit/s 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构前向信道信号的处理过程前向信道信号的处理过程前向信道信号的处理过程前向信道信号的处理过程导频信道：无数据调制，为小区内的导频信道：无数据调制，为小区内的导频信道：无数据调制，为小区内的导频信道：无数据调制，为小区内的MSMS提供同步提供同步提供同步提供同步同步信道：卷积编码、码元重复、交织、同步信道：卷积编码、码元重复、交织、同步信道：卷积编码、码元重复、交织、同步信道：卷积编码、码元重复、交织、WalshWalsh码的码的码的码的正交调制正交调制正交调制正交调制寻呼信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰码、寻呼信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰码、寻呼信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰码、寻呼信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰码、WalshWalsh码的正交调制码的正交调制码的正交调制码的正交调制前向业务信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰前向业务信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰前向业务信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰前向业务信道：卷积编码、码元重复、交织、数据扰码、功率控制子信道的复用、码、功率控制子信道的复用、码、功率控制子信道的复用、码、功率控制子信道的复用、WalshWalsh码的正交调制码的正交调制码的正交调制码的正交调制 各前向信道的信息用对应信道的各前向信道的信息用对应信道的各前向信道的信息用对应信道的各前向信道的信息用对应信道的WalshWalsh码调制后，码调制后，码调制后，码调制后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调制，然后由天线发射出去制，然后由天线发射出去制，然后由天线发射出去制，然后由天线发射出去扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构前向信道结构、前向信道结构、前向信道结构、前向信道结构、对信号的处理过程对信号的处理过程对信号的处理过程对信号的处理过程 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构反向信道反向信道反向信道反向信道反向反向反向反向CDMACDMA信道由接入信道和反向业务信道组成信道由接入信道和反向业务信道组成信道由接入信道和反向业务信道组成信道由接入信道和反向业务信道组成 接入信道速率接入信道速率接入信道速率接入信道速率4.8kbit/s4.8kbit/s反向业务信道速率：反向业务信道速率：反向业务信道速率：反向业务信道速率：9.6kbit/s9.6kbit/s、4.8kbit/s4.8kbit/s、2.4kbit/s2.4kbit/s、1.2kbit/s1.2kbit/svv两种信道均要加入尾比特两种信道均要加入尾比特两种信道均要加入尾比特两种信道均要加入尾比特vv反向业务信道数据率为反向业务信道数据率为反向业务信道数据率为反向业务信道数据率为9.6kbit/s9.6kbit/s、4.8kbit/s4.8kbit/s时，还要加帧质量指示比特时，还要加帧质量指示比特时，还要加帧质量指示比特时，还要加帧质量指示比特（CRCCRC校验比特）校验比特）校验比特）校验比特） 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构反向信道的信号处理过程反向信道的信号处理过程反向信道的信号处理过程反向信道的信号处理过程接入信道和反向业务信道所传数据都要进行卷积编码、接入信道和反向业务信道所传数据都要进行卷积编码、接入信道和反向业务信道所传数据都要进行卷积编码、接入信道和反向业务信道所传数据都要进行卷积编码、码元重复，交织、码元重复，交织、码元重复，交织、码元重复，交织、WalshWalsh码的正交调制码的正交调制码的正交调制码的正交调制不同用户的反向信道的信号用不同的长码进行数据扰不同用户的反向信道的信号用不同的长码进行数据扰不同用户的反向信道的信号用不同的长码进行数据扰不同用户的反向信道的信号用不同的长码进行数据扰码后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频码后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频码后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频码后，进入正交扩频和正交调制电路进行扩频和射频调制，然后由天线发射出去调制，然后由天线发射出去调制，然后由天线发射出去调制，然后由天线发射出去 反向业务信道中，交织后输出的码元用一个时间滤波反向业务信道中，交织后输出的码元用一个时间滤波反向业务信道中，交织后输出的码元用一个时间滤波反向业务信道中，交织后输出的码元用一个时间滤波器选通，只允许所需码元输出而删除其他重复码元器选通，只允许所需码元输出而删除其他重复码元器选通，只允许所需码元输出而删除其他重复码元器选通，只允许所需码元输出而删除其他重复码元 vv减小移动台的功耗，并减少对其他移动台的干扰减小移动台的功耗，并减少对其他移动台的干扰减小移动台的功耗，并减少对其他移动台的干扰减小移动台的功耗，并减少对其他移动台的干扰扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构反向信道结构、反向信道结构、反向信道结构、反向信道结构、对信号的处理过程对信号的处理过程对信号的处理过程对信号的处理过程扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构呼叫处理呼叫处理呼叫处理呼叫处理移动台的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台的呼叫处理移动台的呼叫处理 四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变 MSMS初始化状态初始化状态初始化状态初始化状态 vv先进行系统选择，扫描基本信道，不成功再扫描先进行系统选择，扫描基本信道，不成功再扫描先进行系统选择，扫描基本信道，不成功再扫描先进行系统选择，扫描基本信道，不成功再扫描辅助信道辅助信道辅助信道辅助信道 vv进入进入进入进入CDMACDMA系统后，不断检测周围基站发来的导系统后，不断检测周围基站发来的导系统后，不断检测周围基站发来的导系统后，不断检测周围基站发来的导频信号，比较导频信号的强度，判断所处小区频信号，比较导频信号的强度，判断所处小区频信号，比较导频信号的强度，判断所处小区频信号，比较导频信号的强度，判断所处小区vv选择基站后，在同步信道上检出所需同步信息，选择基站后，在同步信道上检出所需同步信息，选择基站后，在同步信道上检出所需同步信息，选择基站后，在同步信道上检出所需同步信息，把自己相应的时间参数调整，与基站同步把自己相应的时间参数调整，与基站同步把自己相应的时间参数调整，与基站同步把自己相应的时间参数调整，与基站同步扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变 MSMS空闲状态空闲状态空闲状态空闲状态 vv监测寻呼信道以接收外来呼叫，也可发监测寻呼信道以接收外来呼叫，也可发监测寻呼信道以接收外来呼叫，也可发监测寻呼信道以接收外来呼叫，也可发起呼叫或进行注册登记起呼叫或进行注册登记起呼叫或进行注册登记起呼叫或进行注册登记系统接入状态系统接入状态系统接入状态系统接入状态 vv在接入信道上发送消息，即接入尝试在接入信道上发送消息，即接入尝试在接入信道上发送消息，即接入尝试在接入信道上发送消息，即接入尝试vv只有当只有当只有当只有当MSMS收到基站证实后，接入尝试才收到基站证实后，接入尝试才收到基站证实后，接入尝试才收到基站证实后，接入尝试才结束，进入业务信道状态结束，进入业务信道状态结束，进入业务信道状态结束，进入业务信道状态 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构业务信道状态业务信道状态业务信道状态业务信道状态vvMSMS确认收到前向业务信道信息后，在反确认收到前向业务信道信息后，在反确认收到前向业务信道信息后，在反确认收到前向业务信道信息后，在反向业务信道上发送信息，等待基站的指令向业务信道上发送信息，等待基站的指令向业务信道上发送信息，等待基站的指令向业务信道上发送信息，等待基站的指令和信息提示，等待用户应答，与基站交换和信息提示，等待用户应答，与基站交换和信息提示，等待用户应答，与基站交换和信息提示，等待用户应答，与基站交换基本业务数据包，并进行长码的转换、业基本业务数据包，并进行长码的转换、业基本业务数据包，并进行长码的转换、业基本业务数据包，并进行长码的转换、业务选择协商及呼叫释放务选择协商及呼叫释放务选择协商及呼叫释放务选择协商及呼叫释放扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变四个状态的转变扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构呼叫处理呼叫处理呼叫处理呼叫处理基站的呼叫处理基站的呼叫处理基站的呼叫处理基站的呼叫处理基站一侧的呼叫处理与基站一侧的呼叫处理与基站一侧的呼叫处理与基站一侧的呼叫处理与MSMS侧相对应，不同在于侧相对应，不同在于侧相对应，不同在于侧相对应，不同在于基站的各种处理过程可能同时存在，因为它要与基站的各种处理过程可能同时存在，因为它要与基站的各种处理过程可能同时存在，因为它要与基站的各种处理过程可能同时存在，因为它要与不同状态的不同状态的不同状态的不同状态的MSMS同时进行联系；而同时进行联系；而同时进行联系；而同时进行联系；而MSMS的状态在某的状态在某的状态在某的状态在某一时刻是惟一的一时刻是惟一的一时刻是惟一的一时刻是惟一的 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室3.3CDMA系统的体系结构系统的体系结构基站呼叫处理的四个过程：基站呼叫处理的四个过程：基站呼叫处理的四个过程：基站呼叫处理的四个过程：导频和同步信道处理：基站在导频信道和同步信道上导频和同步信道处理：基站在导频信道和同步信道上导频和同步信道处理：基站在导频信道和同步信道上导频和同步信道处理：基站在导频信道和同步信道上发导频和同步信息，使发导频和同步信息，使发导频和同步信息，使发导频和同步信息，使MSMS在其初始化状态时捕获，与在其初始化状态时捕获，与在其初始化状态时捕获，与在其初始化状态时捕获，与CDMACDMA系统同步系统同步系统同步系统同步寻呼信道处理：基站发射寻呼信息，使寻呼信道处理：基站发射寻呼信息，使寻呼信道处理：基站发射寻呼信息，使寻呼信道处理：基站发射寻呼信息，使MSMS在空闲状态在空闲状态在空闲状态在空闲状态或系统接入状态监听寻呼信道消息或系统接入状态监听寻呼信道消息或系统接入状态监听寻呼信道消息或系统接入状态监听寻呼信道消息 接入信道处理：基站监听接入信道处理：基站监听接入信道处理：基站监听接入信道处理：基站监听MSMS在系统接入状态时发往基在系统接入状态时发往基在系统接入状态时发往基在系统接入状态时发往基站的接入信道消息站的接入信道消息站的接入信道消息站的接入信道消息 业务信道处理：基站使用前向业务信道和反向业务信业务信道处理：基站使用前向业务信道和反向业务信业务信道处理：基站使用前向业务信道和反向业务信业务信道处理：基站使用前向业务信道和反向业务信道与同处于业务信道状态的道与同处于业务信道状态的道与同处于业务信道状态的道与同处于业务信道状态的MSMS进行通信，交换业务信进行通信，交换业务信进行通信，交换业务信进行通信，交换业务信息和控制信息息和控制信息息和控制信息息和控制信息扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室本章小结本章小结CDMACDMA是用编码区分不同用户的，可以用同一频率、相同带宽同时为用户提是用编码区分不同用户的，可以用同一频率、相同带宽同时为用户提是用编码区分不同用户的，可以用同一频率、相同带宽同时为用户提是用编码区分不同用户的，可以用同一频率、相同带宽同时为用户提供收发双向的通信服务。供收发双向的通信服务。供收发双向的通信服务。供收发双向的通信服务。CDMACDMA多址方式具有抗干扰、抗衰落性能好、多址方式具有抗干扰、抗衰落性能好、多址方式具有抗干扰、抗衰落性能好、多址方式具有抗干扰、抗衰落性能好、容量大、用户信息保密性好等很多优点容量大、用户信息保密性好等很多优点容量大、用户信息保密性好等很多优点容量大、用户信息保密性好等很多优点 CDMACDMA的基本工作原理是：利用自相关性很强、互相关性很弱的（准）正交的基本工作原理是：利用自相关性很强、互相关性很弱的（准）正交的基本工作原理是：利用自相关性很强、互相关性很弱的（准）正交的基本工作原理是：利用自相关性很强、互相关性很弱的（准）正交码，在发端进行地址码调制，在收端用与发端完全相同的地址码进行相码，在发端进行地址码调制，在收端用与发端完全相同的地址码进行相码，在发端进行地址码调制，在收端用与发端完全相同的地址码进行相码，在发端进行地址码调制，在收端用与发端完全相同的地址码进行相关检测提取所需的信息关检测提取所需的信息关检测提取所需的信息关检测提取所需的信息 扩频通信是利用扩频通信是利用扩频通信是利用扩频通信是利用PNPN对发送信号进行频谱扩展，在接收端用与发端完全相同对发送信号进行频谱扩展，在接收端用与发端完全相同对发送信号进行频谱扩展，在接收端用与发端完全相同对发送信号进行频谱扩展，在接收端用与发端完全相同的的的的PNPN进行解扩，以提高系统的抗干扰性能进行解扩，以提高系统的抗干扰性能进行解扩，以提高系统的抗干扰性能进行解扩，以提高系统的抗干扰性能 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室本章小结本章小结码分多址系统的地址码和扩频通信系统的扩频码需要有良好的相关性（自相码分多址系统的地址码和扩频通信系统的扩频码需要有良好的相关性（自相码分多址系统的地址码和扩频通信系统的扩频码需要有良好的相关性（自相码分多址系统的地址码和扩频通信系统的扩频码需要有良好的相关性（自相关性很强、互相关性很弱）。关性很强、互相关性很弱）。关性很强、互相关性很弱）。关性很强、互相关性很弱）。CDMACDMA系统中常用系统中常用系统中常用系统中常用WaslhWaslh码作信道地址码，码作信道地址码，码作信道地址码，码作信道地址码，不同长度和相位的不同长度和相位的不同长度和相位的不同长度和相位的mm序列（或平衡的序列（或平衡的序列（或平衡的序列（或平衡的GoldGold序列）作基站或用户地址码序列）作基站或用户地址码序列）作基站或用户地址码序列）作基站或用户地址码 DSDS系统按系统按系统按系统按“ “载波捕获载波捕获载波捕获载波捕获伪码捕获伪码捕获伪码捕获伪码捕获伪码跟踪伪码跟踪伪码跟踪伪码跟踪载波跟踪载波跟踪载波跟踪载波跟踪” ”的顺序实现同步的顺序实现同步的顺序实现同步的顺序实现同步 CDMACDMA系统中采用的功率控制方式有反向开环功率控制（至少系统中采用的功率控制方式有反向开环功率控制（至少系统中采用的功率控制方式有反向开环功率控制（至少系统中采用的功率控制方式有反向开环功率控制（至少32dB32dB范围）、范围）、范围）、范围）、反向闭环功率控制（在开环基础上提供反向闭环功率控制（在开环基础上提供反向闭环功率控制（在开环基础上提供反向闭环功率控制（在开环基础上提供24dB24dB范围）、前向功率控制范围）、前向功率控制范围）、前向功率控制范围）、前向功率控制（6dB6dB范围）。不同的功率控制方式在不同的情况下应用，效果不同范围）。不同的功率控制方式在不同的情况下应用，效果不同范围）。不同的功率控制方式在不同的情况下应用，效果不同范围）。不同的功率控制方式在不同的情况下应用，效果不同 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室本章小结本章小结移动通信系统中有多种形式的分集技术和合并技术。在移动通信系统中有多种形式的分集技术和合并技术。在移动通信系统中有多种形式的分集技术和合并技术。在移动通信系统中有多种形式的分集技术和合并技术。在CDMACDMA系统中软切换系统中软切换系统中软切换系统中软切换是宏分集的一个体现，另外，扩频技术实现了频率分集、交织编码实现是宏分集的一个体现，另外，扩频技术实现了频率分集、交织编码实现是宏分集的一个体现，另外，扩频技术实现了频率分集、交织编码实现是宏分集的一个体现，另外，扩频技术实现了频率分集、交织编码实现了时间分集、用了时间分集、用了时间分集、用了时间分集、用RAKERAKE接收机实现了空间分集；接收机实现了空间分集；接收机实现了空间分集；接收机实现了空间分集；RAKERAKE接收机用等增益接收机用等增益接收机用等增益接收机用等增益合并方式进行分集信号的合并合并方式进行分集信号的合并合并方式进行分集信号的合并合并方式进行分集信号的合并 IS-95 CDMAIS-95 CDMA系统中采用了可变速率码激励线性预测编码器系统中采用了可变速率码激励线性预测编码器系统中采用了可变速率码激励线性预测编码器系统中采用了可变速率码激励线性预测编码器QCELPQCELP进行话音进行话音进行话音进行话音编码，并使用话音插空技术与可变速率编码方式结合，以减小干扰、增编码，并使用话音插空技术与可变速率编码方式结合，以减小干扰、增编码，并使用话音插空技术与可变速率编码方式结合，以减小干扰、增编码，并使用话音插空技术与可变速率编码方式结合，以减小干扰、增大系统容量大系统容量大系统容量大系统容量 CDMACDMA系统支持不同载频间的硬切换、相同载频间的软切换、同一基站相同系统支持不同载频间的硬切换、相同载频间的软切换、同一基站相同系统支持不同载频间的硬切换、相同载频间的软切换、同一基站相同系统支持不同载频间的硬切换、相同载频间的软切换、同一基站相同载频间的更软切换、与模拟载频间的更软切换、与模拟载频间的更软切换、与模拟载频间的更软切换、与模拟AMPSAMPS系统间的切换。但系统间的切换。但系统间的切换。但系统间的切换。但CDMACDMA系统优先使系统优先使系统优先使系统优先使用软切换，软切换根据导频信号的强度和持续时间决定切换的用软切换，软切换根据导频信号的强度和持续时间决定切换的用软切换，软切换根据导频信号的强度和持续时间决定切换的用软切换，软切换根据导频信号的强度和持续时间决定切换的 扩频通信技术扩频通信技术电子信息工程系通信技术教研室电子信息工程系通信技术教研室本章小结本章小结IS-95 CDMAIS-95 CDMA系统的前向信道具有系统的前向信道具有系统的前向信道具有系统的前向信道具有1 1个导频信道、个导频信道、个导频信道、个导频信道、1 1个同步信道、个同步信道、个同步信道、个同步信道、7 7个寻呼信道个寻呼信道个寻呼信道个寻呼信道和和和和5555个业务信道；反向信道有个业务信道；反向信道有个业务信道；反向信道有个业务信道；反向信道有0 03232个接入信道、个接入信道、个接入信道、个接入信道、64643232个业务信道。各个业务信道。各个业务信道。各个业务信道。各个信道具有不同的信道结构，对信号的处理过程也有所不同个信道具有不同的信道结构，对信号的处理过程也有所不同个信道具有不同的信道结构，对信号的处理过程也有所不同个信道具有不同的信道结构，对信号的处理过程也有所不同 在在在在CDMACDMA系统的呼叫处理过程中，移动台在四种状态间转换：初始化状态、系统的呼叫处理过程中，移动台在四种状态间转换：初始化状态、系统的呼叫处理过程中，移动台在四种状态间转换：初始化状态、系统的呼叫处理过程中，移动台在四种状态间转换：初始化状态、空闲状态、系统接入状态、业务信道状态。相应的，基站也要进行四种空闲状态、系统接入状态、业务信道状态。相应的，基站也要进行四种空闲状态、系统接入状态、业务信道状态。相应的，基站也要进行四种空闲状态、系统接入状态、业务信道状态。相应的，基站也要进行四种处理：导频和同步信道处理、寻呼信道处理、接入信道处理、业务信道处理：导频和同步信道处理、寻呼信道处理、接入信道处理、业务信道处理：导频和同步信道处理、寻呼信道处理、接入信道处理、业务信道处理：导频和同步信道处理、寻呼信道处理、接入信道处理、业务信道处理处理处理处理