移動(dòng)通信課件：Ch2 調(diào)制解調(diào)

1、1無線通信系統(tǒng)框圖信信源源電電信信號號調(diào)調(diào)制制接接收收機(jī)機(jī)解解調(diào)調(diào)發(fā)發(fā)射射機(jī)機(jī)電電信信號號信信宿宿無線信道噪聲和干擾消息模擬或數(shù)字信號第二章第二章 調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào) 22.5.1 擴(kuò)展頻譜通信的基本概念擴(kuò)展頻譜通信的基本概念擴(kuò)頻通信擴(kuò)頻通信:指系統(tǒng)占用的頻帶寬度遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)脑夹盘柕膸?或信息比特率), 且與原始信號帶寬無關(guān)。 PG=W/BPG=W/B100100 v PG- 擴(kuò)頻增益 v W- 擴(kuò)頻信號帶寬v B- 原始信號帶寬 2.52.5 擴(kuò)展頻譜調(diào)制擴(kuò)展頻譜調(diào)制3l擴(kuò)頻原理：以頻帶換取信噪比香農(nóng)理論：C=W log2(1+S/N) C：高斯白噪聲信道無差錯(cuò)傳播的最大信息速率。 W：

2、信道帶寬。l擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)方法： （1）窄帶調(diào)制信號與偽隨機(jī)序列（PN碼）直接相乘-直接序列擴(kuò)頻DSSS （2）由PN序列控制載波發(fā)射頻率-跳頻擴(kuò)頻FHSS，達(dá)到展寬頻譜的目的。2.52.5 擴(kuò)展頻譜調(diào)制擴(kuò)展頻譜調(diào)制4 美麗的電影演員海蒂拉瑪首先提出了“跳跳頻頻”的概念，后演化為擴(kuò)頻擴(kuò)頻，并成為高通CDMA技術(shù)的基礎(chǔ)。2.52.5 擴(kuò)展頻譜調(diào)制擴(kuò)展頻譜調(diào)制5發(fā)送信息碼中頻調(diào)制上變頻跳頻本振跳頻碼發(fā)送信號跳頻本振下變頻解調(diào)跳頻碼捕獲參考中頻接收信號接收信息碼2.5.2 2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制跳頻跳頻FHSS實(shí)現(xiàn)方法：在發(fā)送端用PN碼控制頻率合成器，發(fā)射頻率隨PN序列在一定帶寬跳變；在接收端實(shí)現(xiàn)本

3、振的同步跳頻，然后還原成某個(gè)固定中頻，進(jìn)行解調(diào)。跳頻擴(kuò)頻（跳頻擴(kuò)頻（1）6user datafasthopping(3 hops/bit)01tb011tff1f2f3ttdtb: bit period td: dwell time2.5.2 2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制FHSSFHSS跳頻擴(kuò)頻（快跳頻）跳頻擴(kuò)頻（快跳頻）l偽碼隨機(jī)置定頻率合成器時(shí)，發(fā)射機(jī)的振蕩頻率在很寬的頻率范圍內(nèi)不斷地改變，從而使射頻載波亦在一個(gè)很寬的范圍內(nèi)變化，于是形成了一個(gè)寬帶離散譜，如下圖所示。 跳頻擴(kuò)頻（跳頻擴(kuò)頻（2）7l多個(gè)用戶時(shí)，用正交的碼來控制用戶的跳頻順序，使得用戶的信號正交，在頻譜上無碰撞。 2.5.2

4、2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制跳頻擴(kuò)頻（跳頻擴(kuò)頻（3）圖：圖：GSM的慢跳頻的慢跳頻8跳頻系統(tǒng)特點(diǎn)跳頻系統(tǒng)特點(diǎn)l跳頻系統(tǒng)的抗干擾原理與直擴(kuò)系統(tǒng)的不同：直擴(kuò)是靠頻譜的擴(kuò)展和解擴(kuò)處理來提高信噪比的，跳頻是靠躲避干擾躲避干擾來達(dá)到提高信噪比的。l對跳頻系統(tǒng)來說，根據(jù)跳變速率可以分為慢跳變與快跳變慢跳變與快跳變。l慢跳變比較容易實(shí)現(xiàn)，但抗干擾性能也較差，跳變的速率遠(yuǎn)比信號速率低，可能為數(shù)至數(shù)十秒才跳變一次。l快跳的速率接近信號的最低頻率，可達(dá)每秒幾十跳、上百跳或上千跳（毫秒級）?？焯目垢蓴_和隱蔽性能較好，但實(shí)現(xiàn)能快速跳變而又有高穩(wěn)定度的頻率合成器比較困難。 跳頻擴(kuò)頻（跳頻擴(kuò)頻（4）9碼分直擴(kuò)系統(tǒng)碼分直

5、擴(kuò)系統(tǒng)調(diào) 制功 放混 頻解 調(diào)積 分 判 決PN1碼f0fcPNk碼rk 2.2.直接序列擴(kuò)頻（直接序列擴(kuò)頻（DSSSDSSS）原理）原理v 頻譜的擴(kuò)展是直接由頻譜的擴(kuò)展是直接由高碼率高碼率的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行調(diào)制而得到的的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行調(diào)制而得到的v 擴(kuò)頻碼序列多采用擴(kuò)頻碼序列多采用偽隨機(jī)碼偽隨機(jī)碼，偽碼的碼型將影響碼序列的相，偽碼的碼型將影響碼序列的相 關(guān)性。關(guān)性。 v 擴(kuò)頻和解擴(kuò)的偽隨機(jī)碼序列應(yīng)有嚴(yán)格的擴(kuò)頻和解擴(kuò)的偽隨機(jī)碼序列應(yīng)有嚴(yán)格的同步同步m(t)TbTc2.5.2 2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制10Transmission2.5.2 2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制112.5.2 2.5.2

6、 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制12定義定義 S：接收到的有用信號功率。 I：接收到的干擾信號功率。 W：擴(kuò)頻帶寬。 R=1/Tb：數(shù)據(jù)率（即數(shù)據(jù)信號帶寬），單位為Hz。 Eb：接收到的有用信號每比特的能量，單位為ws。 N0：等效噪聲功率譜密度， 單位為w/Hz。 則信噪比為 的值稱為擴(kuò)頻處理增益。對于非擴(kuò)頻系統(tǒng)， ；對于擴(kuò)頻系統(tǒng)， ，干擾被壓縮了 倍。W R0bES RS WNI WIRWRWRW R2.5.2 2.5.2 擴(kuò)頻調(diào)制擴(kuò)頻調(diào)制 擴(kuò)頻通過提供一定的處理增益（即擴(kuò)頻帶寬與數(shù)據(jù)率之比）處理增益（即擴(kuò)頻帶寬與數(shù)據(jù)率之比）來抑制干擾，其基本原理可以解釋如下擴(kuò)頻抗干擾原理（擴(kuò)頻抗干擾原理（1）：處理增

7、益）：處理增益13擴(kuò)頻抗干擾原理（擴(kuò)頻抗干擾原理（2）：對窄帶干擾的抑制）：對窄帶干擾的抑制p擴(kuò)頻解調(diào)器利用本地地址碼的相關(guān)性作解擴(kuò)處理，有用信號頻譜被恢復(fù)為窄帶譜; 窄帶干擾信號則在解擴(kuò)過程中被擴(kuò)展成為寬帶譜，可以借助于解調(diào)后濾波器去除帶外的無用信號，帶內(nèi)的信噪比就可以大大提高，起到了抑制干擾和無用信號的目的。擴(kuò)頻擴(kuò)頻信道信道解擴(kuò)解擴(kuò)d (t)d (t)c (t)c (t)-B/2-B/2B/2 B/2干擾干擾WAABBCCDDy (t)干擾干擾調(diào)制調(diào)制解調(diào)解調(diào)W14v生成的地址碼要足夠多；生成的地址碼要足夠多； v有尖銳的有尖銳的自相關(guān)自相關(guān)特性，有處處為零的特性，有處處為零的互相關(guān)互相關(guān)

8、特性；特性； v有盡可能大的復(fù)雜度有盡可能大的復(fù)雜度v地址碼生成的地址碼生成的速率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要速率應(yīng)能滿足擴(kuò)展帶寬的需要v地址碼應(yīng)具有近似白噪聲的頻譜性質(zhì)，任何時(shí)間上不地址碼應(yīng)具有近似白噪聲的頻譜性質(zhì)，任何時(shí)間上不同的兩段噪聲都不完全相同同的兩段噪聲都不完全相同擴(kuò)頻地址碼的特性擴(kuò)頻地址碼的特性 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列15l偽隨機(jī)序列（偽隨機(jī)序列（PN序列）序列）：具有類似隨機(jī)噪聲的一些統(tǒng)計(jì)特性，但和真正的隨機(jī)信號不同，它可以重復(fù)產(chǎn)生和處理，故稱作偽隨機(jī)噪聲序列。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列常用常用PNPN序列：序列：m序列、G

9、old序列、Walsh正交碼圖 2 - 52 隨機(jī)噪聲的自相關(guān)函數(shù) (a) 波形； (b) 自相關(guān)函數(shù)oR)ttf (t)f (t)(a)(b)2/2/)()(lim)(TTTadttftfRl隨機(jī)信號的自相關(guān)函數(shù)的定義為2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列碼序列的自相關(guān) l 采用二進(jìn)制的碼序列， 長度(周期)為P的碼序列x的自相關(guān)函數(shù)Rx()為PiiixxxR1)( (2 - 99) 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列18l為了實(shí)現(xiàn)碼分多址通信， 信號間必須正交或準(zhǔn)正交(互相關(guān)性為零或很小)。因此不同的用戶應(yīng)選用互相關(guān)性小的信號作為地址碼。兩個(gè)不同信號波

10、形f(t)與g(t)之間的互相關(guān)函數(shù)表示為2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列dttgtfTRTTTc)()(1lim)(2/2/l兩個(gè)不同碼序列之間的相關(guān)性， 用互相關(guān)函數(shù)(或互相關(guān)系數(shù))來表征。l對于二進(jìn)制碼序列， 周期均為P的兩個(gè)碼序列x和y， 其相關(guān)函數(shù)記作R(x,y)， 即PiiiyxyxR1),(2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列20m序列特性序列特性：lm序列是一種周期性偽隨機(jī)序列序列是一種周期性偽隨機(jī)序列 ，由帶線性反饋的移存器產(chǎn)，由帶線性反饋的移存器產(chǎn)生的周期最長的一種序列生的周期最長的一種序列 ，稱為最長線性移位寄存器序列。，稱為最長線

11、性移位寄存器序列。周期是周期是P=2n-1，n是移位寄存器的級數(shù)。是移位寄存器的級數(shù)。 lm序列是一偽隨機(jī)序列，具有與隨機(jī)噪聲類似的尖銳自相關(guān)序列是一偽隨機(jī)序列，具有與隨機(jī)噪聲類似的尖銳自相關(guān)特性。特性。但它不是真正隨機(jī)的，而是按一定的規(guī)律形式周期性但它不是真正隨機(jī)的，而是按一定的規(guī)律形式周期性地變化。地變化。 l在定時(shí)嚴(yán)格的系統(tǒng)中，我們可以采用在定時(shí)嚴(yán)格的系統(tǒng)中，我們可以采用m序列作為地址碼，利序列作為地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶，目前的用它的不同相位來區(qū)分不同用戶，目前的CDMA蜂窩系統(tǒng)中蜂窩系統(tǒng)中就是采用這種方法。就是采用這種方法。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序

12、列）序列1) m序列的產(chǎn)生 (1) m序列的含義。 m序列是由多級移位寄存器或其延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生的最長的碼序列。 在二進(jìn)制移位寄存器中， 若n為移位寄存器的級數(shù)， n級移位寄存器共有 2n個(gè)狀態(tài)， 除去全 0 狀態(tài)外還剩下 2n-1 種狀態(tài)， 因此它能產(chǎn)生的最大長度的碼序列為 2n-1 位。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列 產(chǎn)生m序列的移位寄存器的電路結(jié)構(gòu)， 其反饋線連接不是隨意的， m序列的周期P也不能取任意值， 而必須滿足 P=2n-1 (2 - 104) 式中， n是移位寄存器的級數(shù)。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列 (2) m序列產(chǎn)生

13、原理。 圖 2 - 58 示出的是由n級移位寄存器構(gòu)成的碼序列發(fā)生器。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列DnD3D2D1時(shí)鐘輸出Cn1C2C1Cn1C01圖 2 - 58 n級循環(huán)序列發(fā)生器的模型l 圖中C0， C1， ， Cn均為反饋線， 其中C0=Cn=1， 表示反饋連接。 因?yàn)閙序列是由循環(huán)序列發(fā)生器產(chǎn)生的， 因此C0和Cn肯定為 1， 即參與反饋。 而反饋系數(shù)C1， C2， ， Cn-1 若為 1， 參與反饋； 若為 0， 則表示斷開反饋線， 即開路， 無反饋連線。l 一個(gè)線性反饋移位寄存器能否產(chǎn)生m序列， 決定于它的反饋系數(shù)Ci(C0， C1， ， Cn 的總稱)

14、。 表 2 - 4 示出了部分m序列的反饋系數(shù)Ci。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列表 2 - 4 部分m序列反饋系數(shù)表 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列l(wèi) 反饋系數(shù)Ci是以八進(jìn)制表示的。 使用該表時(shí)， 首先將每位八進(jìn)制數(shù)寫成二進(jìn)制形式。最左邊的 1 就是C0(C0恒為 1)， 從此向右， 依次用二進(jìn)制數(shù)表示C1， C2， ， Cn。 有了 C1， C2， 值后， 就可構(gòu)成m序列發(fā)生器。l 例如， 表中 n=5， 反饋系數(shù)Ci=(45)8， 將它化成二進(jìn)制數(shù)為 100101， 即相應(yīng)的反饋系數(shù)依次為 C0=1， C1=0， C2=0， C3=1， C

15、4=0， C5=1。根據(jù)上面的反饋系數(shù)， 畫出n=5 的m序列發(fā)生器的電路原理圖如圖 2 - 59 所示。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列圖 2 59 n=5, Ci=(45)8的m序列發(fā)生器原理圖 D4D3D2D1輸出D5C51C40C31C20C10C012.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列l(wèi) 根據(jù)圖 2 - 59 所示電路， 假設(shè)一種移位寄存器的狀態(tài)， 即可產(chǎn)生相應(yīng)的碼序列， 其周期P=2n-1=25-1=31。 表 2 - 5 （略）為n=5, Ci=(45)8的m序列發(fā)生器各級變化狀態(tài)， 初始狀態(tài)為 00001。 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（

16、偽隨機(jī)（PN）序列）序列l(wèi) 可見， 碼序列周期長度P=25-1=31。 上面假設(shè)一種初始狀態(tài)， 如果反饋邏輯關(guān)系不變， 換另一種初始狀態(tài)， 則產(chǎn)生的序列仍為m序列， 只是起始位置不同而已。 表 2 - 6 示出了幾種不同初始狀態(tài)下輸出的序列。 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列l(wèi)表 2 6 Ci=45 不同初始狀態(tài)下的輸出序列l(wèi) 由表 2 - 6 可知， 初始狀態(tài)不同， 輸出序列初始位置就不同。 例如初始狀態(tài)“10000”的輸出序列是初始狀態(tài) “00001”輸出序列循環(huán)右移一位而已。l 值得指出的是， 移位寄存器級數(shù)(n)相同， 反饋邏輯不同， 產(chǎn)生的m序列就不同。 例如

17、5 級移位寄存器、 周期為P=25-1=31 的m序列， 其反饋系數(shù)Ci可分別為(45)8、 (67)8和(75)8， 其產(chǎn)生的不同m序列如表 2 - 7 所示。 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列 表 2 7 5 級移位寄存器的不同反饋系數(shù)的m序列2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列32lm m序列具有很好的自相關(guān)及互相關(guān)特性，因而在無線及移動(dòng)通序列具有很好的自相關(guān)及互相關(guān)特性，因而在無線及移動(dòng)通信中有廣泛的使用。但是，應(yīng)該注意信中有廣泛的使用。但是，應(yīng)該注意m m序列不是一種理想正交序列不是一種理想正交序列，因此當(dāng)用戶數(shù)增加時(shí)，會引入很大的碼型噪聲干擾

18、。序列，因此當(dāng)用戶數(shù)增加時(shí)，會引入很大的碼型噪聲干擾。l如何選擇正交碼組？如何選擇正交碼組？構(gòu)造新的地址碼，如：構(gòu)造新的地址碼，如：GoldGold序列、序列、WalshWalsh序列。序列。l良好自相關(guān)、互相關(guān)及正交的前提是地址碼的良好自相關(guān)、互相關(guān)及正交的前提是地址碼的同步同步，如果不能，如果不能達(dá)到準(zhǔn)確的同步，會引入附加的碼型噪聲，嚴(yán)重影響達(dá)到準(zhǔn)確的同步，會引入附加的碼型噪聲，嚴(yán)重影響CDMACDMA系統(tǒng)系統(tǒng)的正常工作。的正常工作。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列332.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列34Gold碼：（1）-概念lm序列構(gòu)成優(yōu)選對

19、的數(shù)目很少，不便于在碼分多址系統(tǒng)中應(yīng)用。lR.Gold于1967年提出了一種基于m序列優(yōu)選對的碼序列，稱為Gold序列。l由優(yōu)選對的兩個(gè)m序列逐位模2加得到，當(dāng)改變其中一個(gè)m序列的相位（向后移位）時(shí)，可得到一新的Gold序列。 lGold系列具有與m序列優(yōu)選對類似的自相關(guān)和互相關(guān)特性。 2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列35Gold碼（2）-生成圖中m序列發(fā)生器1和2產(chǎn)生的m序列是一m序列優(yōu)選對，m序列發(fā)生器1的初始狀態(tài)固定不變，調(diào)整m序列發(fā)生器2的初始狀態(tài)，在同一時(shí)鐘脈沖控制下，產(chǎn)生兩個(gè)m序列經(jīng)過模2加后可得到Gold序列，通過設(shè)置m序列發(fā)生器2的不同初始狀態(tài)，可以得到不

20、同的Gold序列。2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列碼發(fā)生器1時(shí)鐘源碼發(fā)生器2碼1碼2)21(3碼碼碼(a)(b)123451234536lGold序列的特性序列的特性 相關(guān)特性相關(guān)特性v 具有與具有與m序列優(yōu)選對相類同的自相關(guān)和互相關(guān)特性。序列優(yōu)選對相類同的自相關(guān)和互相關(guān)特性。Gold序列的數(shù)量序列的數(shù)量v 周期周期N=2n-1的的m序列優(yōu)選對生成的序列優(yōu)選對生成的Gold序列，總共有序列，總共有2n+1個(gè)。個(gè)。v 隨著隨著n的增加，的增加，Gold序列數(shù)以序列數(shù)以2的的n次冪增長次冪增長 。Gold碼（3）-性質(zhì)2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列H1

21、 = 0H2 = 0 00 1 H4 = 0 00 00 10 10 01 10 11 0H2N = HNHNHNHN 構(gòu)造：構(gòu)造：特性：特性：常用Hadamard矩陣法構(gòu)造兩個(gè)Walsh函數(shù)相乘仍為Walsh函數(shù)函數(shù)集合是完備的同步時(shí)正交，不同步時(shí)自相關(guān)和互相關(guān)性能不好2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列1111111111111111x1111=00402.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列02.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列002.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列0002.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列

22、）序列00012.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列000100012.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列0001000100012.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列00010001000111102.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列00010001000111100001000100011110111011101110000100010001000111102.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列47v CDMA系統(tǒng)系統(tǒng)：用戶、信道和基站均依靠擴(kuò)頻地址碼識別v基站的識別-不同相移的PN序列（短PN碼）v信道的識

23、別-正交的Walsh函數(shù)v用戶的識別-周期足夠長的PN序列（長PN碼）2.5.32.5.3 偽隨機(jī)（偽隨機(jī)（PN）序列）序列484950系統(tǒng)所允許的最大干擾電平系統(tǒng)所允許的最大干擾電平 功率譜功率譜可以給所有用戶共享的功率可以給所有用戶共享的功率 Ebit增益增益其他用戶干擾信號其他用戶干擾信號Echip52擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)v抗干擾能力強(qiáng)，可抗白噪聲、人為干擾、多徑干擾等v保密性好。若不知PN序列生成方法就難以獲取原始信息v隱蔽性好。擴(kuò)頻信號近似白噪聲，難以檢測，寬帶擴(kuò)頻信號功率譜密度很低，難以監(jiān)聽v易于實(shí)現(xiàn)大容量多址通信53vSpreading spectrum increase

24、s the modulation rate (chip rate) in order to spread the energy of the information signal on a wide frequency band without modifying the data rate.vTo be able to perform the despreading operation, the receiver must not only know the sequence used to spread the data signal, but the spreading sequence

25、 of the received signal and the locally generated spreading sequence must be synchronized. Spreading spectrum Technology54vAll users occupy the same frequency at the same time. The receiver will hear all the transmitters signals mixed together but using the correct code sequence can decipher the req

26、uired transmission channel. vSpreading sequence are actually unique streams of 1 and -1 which compose the codes associated to a user. Therefore, users are discriminated thanks to the spreading codes.Spreading spectrum Technology55vIn the receiver, the composite signal is correlated with a replica of

27、 the code used to spread the data. Thus, low cross-correlation between the desired and interfering users is important to suppress the multiple access interference. Good auto-correlation properties are required to reliably separate the multi-path components.Spreading spectrum TechnologyDIRECT SEQUENC

28、ESPREAD SPECTRUMModulatorTransmitterChannelSpreading (PN) Code Tc a a2: near-far problem)aaa1a2612.6 正交頻分復(fù)用正交頻分復(fù)用OFDMOFDM l2.6.1 序序l2.6.2 正交頻分復(fù)用的原理正交頻分復(fù)用的原理 l2.6.3 正交頻分復(fù)用的正交頻分復(fù)用的DFT實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)l2.6.4 OFDM的應(yīng)用的應(yīng)用 622.6.1 序序 系統(tǒng)把整個(gè)可用信道頻帶B劃分為N個(gè)帶寬為f的子信道。把N個(gè)串行碼元變換為N個(gè)并行的碼元，分別調(diào)制這N個(gè)子信道載波進(jìn)行同步傳輸，這就是頻分復(fù)用。 若子信道的碼元速率1/Tsf

29、 ,則可以避免嚴(yán)重的碼間干擾；若頻譜允許重疊，則可以提高頻帶效率。如右圖所示，OFDM就是一種這樣的調(diào)制技術(shù)，擴(kuò)展了碼元的長度T，使之遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信道的時(shí)延，減小時(shí)延擴(kuò)展對信號傳輸?shù)挠绊?；并且頻譜可以重疊1/2。632.6.2 正交頻分復(fù)用的原理正交頻分復(fù)用的原理 子載波的頻率間隔等于并行碼元長度的倒數(shù)（f=1/Ts），因而子載波之間相互正交，這就是正交頻分復(fù)用OFDM。OFDM可以使并行系統(tǒng)獲得更高的帶寬效率。64 OFDM是多載波調(diào)制的一種特殊情形，是一種各子載波之間保持正交的多載波調(diào)制。上圖是采用N個(gè)子載波進(jìn)行傳輸?shù)腛FDM系統(tǒng)示意圖。第i個(gè)OFDM發(fā)射符號可以表示為其中， 是信息數(shù)據(jù)比特，

30、T是OFDM符號持續(xù)時(shí)間， 是矩形脈沖波形， 是第n個(gè)子載波上的角頻率。nd( ) 1 (0)Tu tt T 2nn T 在OFDM系統(tǒng)中，各子載波保持正交，即滿足01, 10, nmTjtjtmneedtmnT )10()nNjtinTns td utiT e子載波之間的正交性使得在接收端可以利用相干接收順利恢復(fù)數(shù)據(jù)信號。以 為例nd1001nmNTjtjtnmnmded edtdT65因此OFDM符號的解調(diào)可以用DFT來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)所選擇的子載波數(shù)是2的冪時(shí)，可以用快速傅立葉逆變換(IFFT)/傅立葉變換(FFT)來分別代替IDFT/DFT, 從而顯著降低運(yùn)算復(fù)雜度。信道之間的正交性避免了子信

31、道之間的相互干擾的出現(xiàn)。 當(dāng)N比較大時(shí)，對 以T/N的速率進(jìn)行抽樣，則 )is t21,0, 0,1,1nkNjNii knnkTssd ekNN可以 看出等效為 對進(jìn)行離散傅立葉逆變換（IDFT），因此OFDM發(fā)送符號的調(diào)制可以用IDFT來實(shí)現(xiàn)。在接收端，原始數(shù)據(jù)的恢復(fù)則等效為對 進(jìn)行離散傅立葉變換（DFT）：, i ksnd, i ks21,01, 0,1,1nkNjNni kkds enNN66 為了提高頻譜的利用率，通常采用多進(jìn)制的調(diào)制方式。一般并行支路的輸入數(shù)據(jù)可以表示為d(n)= a(n)+jb(n)，其中a(n)、b(n)表示輸入的同相分量和正交分量的實(shí)序列，它們在每個(gè)支路上調(diào)制一對正交載波，輸出的OFDM信號便為 )01120