第三章CDMA的原理和应用(1)

  • CDMA给多址接入信道提供了一种解决办法
  • 扩展频谱MAC
    • 原因
      • 扩频可以使信号隐藏在背景噪声下,使其难以被发现
      • 可以消除码间干扰和窄带干扰
      • 多用户共享相同的频带
    • 扩频机制
      • 直接序列扩频
      • 跳频
      • 跳时

1直接序列扩频

1.1过程

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和一般过程的不同之处在于有一个 S c i ( t ) , S_{ci}(t), 他有什么作用呢?既然是要扩展频谱,我们必然要让原来的低频信号变到高频上去,即乘上比码元周期小得多的时间周期的信号。如下图所示
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这样做有什么好处呢,我们可以通过观察信号在频域的表现来判断。
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解释一下扩频增益使窄带干扰减小。可以看到调制后的信号经过扩频在频谱上展宽后,功率谱密度变小了,再经过解调,又恢复原来的样子,但是因为窄带干扰只经过解调时候的扩频,展宽之后就会变得很小,这样信号加上窄带滤波器之后很容易可以将噪声的影响减小。
解调时候
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前面的没什么问题,主要说明一下积分式的作用 z 0 = d 0 T s 0 T s S c i ( t ) S c i ( t ) d t z_0=\frac{d_0}{T_s}\int_0^{Ts}S_{ci}(t)\cdot S'_{ci}(t)dt 因为经过扩频之后,原来在 T s T_s 只有一个信号,幅度是一样的,我们可以截取其中一个时间来进行译码,但是扩频之后,解出来的是很多变化快的不同幅度的信号,所以我们要对其做自相关来求解出原来信号是什么,这样就对扩频码有所要求。

1.2扩频码字的特性

  • 自相关 ρ ( τ ) = 1 T s 0 T s S c i ( t ) S c i ( t τ ) d t = δ ( t ) \rho(\tau)=\frac{1}{T_s}\int_0^{T_s}S_{ci}(t)S_{ci}(t-\tau)dt=\delta(t) 消除ISI
  • 互相关 ρ i j ( τ ) = 1 T s 0 T s S c i ( t ) S c j ( t τ ) d t = 0 \rho_{ij}(\tau)=\frac{1}{T_s}\int_0^{T_s}S_{ci}(t)S_{cj}(t-\tau)dt=0 消除用户间的干扰

1.2.1ISI消除的原理

  • 发送的信号: s ( t ) = d ( t ) S c i ( t ) s(t)=d(t)S_{ci}(t)
  • 信道: h ( t ) = δ ( t ) + δ ( t τ ) h(t)=\delta(t)+\delta(t-\tau)
  • 接收到的信号: r ( t ) = s ( t ) + s ( t τ ) r(t)=s(t)+s(t-\tau)
  • 解扩以后接收到的信号: r ( t ) S c i ( t ) = d ( t ) S c i 2 ( t ) + d ( t τ ) S c i ( t τ ) S c i ( t ) r(t)S_{ci}(t)=d(t)S_{ci}^2(t)+d(t-\tau)S_{ci}(t-\tau)S_{ci}(t)
  • 解调时,积分后,由之前的式子可以知道 S c i ( t τ ) S c i ( t ) S_{ci}(t-\tau)S_{ci}(t) 在一个周期内积分是零
    因此,ISI被消除了

1.2.2多址干扰的消除

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1.2.3产生码字

怎样尽可能地产生符合上述要求的码字呢?准正交码是一个不错的选择。

  • 产生
    注意 c i c_i 和状态之间的关系,下标大的 c i c_i 对应于靠前的状态
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 优点
    • 无直流成分
    • 两种符号交替产生的情况经常发生
    • 消除码间干扰
    • 使得MAC干扰最小

2跳频

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它是多址技术,我们考虑他对ISI和用户间干扰的消除情况

2.1跳频频谱特性

在这里插入图片描述

  • BW由跳变的范围决定
  • 对于符号间干扰,窄带干扰和多址干扰
    • 如果 d ( t ) d(t) 是窄带的,就没有符号间干扰,但是信道零点会影响某些跳频信号
    • 多个用户在一些跳频点上会发生冲突
    • 窄带干扰也会影响某些跳频信号
  • 慢跳频与快调频的比较
    • 快跳频,每个符号都跳频
      • 窄带干扰,多址干扰和信道零点只影响一个符号
      • 通过编码的方式来纠正
    • 慢跳频,几个符号之后跳频
      • 窄带干扰,多址干扰和信道零点要影响多个符号
      • 可以平均来自其他小区的干扰

2.2快跳频与直接序列扩频的比较

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  • 符号间干扰
    • DS:用码字的自相关系数消除符号间干扰
    • FH:一般已经消除
  • 多址干扰
    • DS:利用码字的互相关系数消除
    • FH:多址干扰会影响某些跳频点,每增加一个新用户会使更多的用户受到影响,误码率变大
  • 大功率窄带干扰
    • DS:噪声电平增加明显
    • FH:与干扰发生冲突的跳频点信息将丢失

3多址接入容量(看的不太懂)

大概说一下原理吧。
P e = f ( S N 0 + I ( M ) ) , P_e=f(\frac{S}{N_0+I(M)}), 求出f的表达式,知道 P e P_e 的要求后,就可以反解出M的值
例子也太复杂吧
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