擴(kuò)頻技術(shù)論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來(lái)了七篇擴(kuò)頻技術(shù)論文范文，愿它們成為您寫作過(guò)程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

礦井供電由地面變電所和井下中央變電所構(gòu)成。地面變電所電源來(lái)自35KV電網(wǎng)，被變壓后沿兩趟架空線被送往礦區(qū)，經(jīng)井筒由高壓電纜被送到地下的中央變電所及高壓用戶，再進(jìn)行一次變壓器變壓可以把電力送到低電壓用戶，如井底車場(chǎng)、采區(qū)低壓設(shè)備等。井下主運(yùn)輸大巷工程設(shè)備包括井底固定設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備等，鋪設(shè)在巷道中的電力線相互交錯(cuò)，利用電力線作為信息傳輸通道雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但是，也有很多困難。在礦井下使用電力線來(lái)傳輸應(yīng)急信號(hào)所受到的主要干擾包括：1）電力線網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)大，啟動(dòng)和停止大型設(shè)備（例如采煤機(jī)、液壓支架、運(yùn)輸輸送帶）經(jīng)常給電網(wǎng)造成巨大影響；2）設(shè)備的連接線和電路網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜;3）變電站、開(kāi)關(guān)柜、可控硅等對(duì)電網(wǎng)造成的寬頻帶、大強(qiáng)度的干擾。由香農(nóng)公式可得：對(duì)于給定的有噪聲信道，至少存在一種編碼方式，可以使信道的傳輸速率無(wú)限接近信道容量，而同時(shí)保證傳輸速率達(dá)到任意小?？梢詫?duì)于一定的信道容量（C）,用增大傳輸帶寬（B）來(lái)獲得較低的信噪比（S/N），即信息差錯(cuò)率。擴(kuò)頻通信技術(shù)正是利用這一原理用高速率的擴(kuò)頻碼來(lái)達(dá)到擴(kuò)展待傳輸數(shù)字信息帶寬的目地。這一公式指明了擴(kuò)頻通信的優(yōu)越性，即用擴(kuò)展頻譜的方法來(lái)降低對(duì)信噪比的要求，使信號(hào)傳輸更為可靠，同時(shí)降低單位帶寬上的功率譜密度。信息數(shù)據(jù)流在傳輸過(guò)程中為多個(gè)載波并行，采用數(shù)學(xué)上每一個(gè)載波相互正交的可以重疊的正交子載波，這些子載波相比傳統(tǒng)的多載波系統(tǒng)具有較高的頻譜效率，是一種多載波高速調(diào)制技術(shù)，稱為正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。多載波正交技術(shù)通過(guò)打開(kāi)和關(guān)閉子信道的方式，發(fā)送方將關(guān)閉信號(hào)衰落和信號(hào)噪聲比超過(guò)閾值的信道所在子載波，避免衰落引發(fā)的誤碼。當(dāng)系統(tǒng)傳輸速率很高時(shí),如實(shí)現(xiàn)快速均衡則其復(fù)雜性和成本都難以接受,采用使每個(gè)子信道的速率較低以實(shí)現(xiàn)均衡較為簡(jiǎn)單。

2應(yīng)急信號(hào)傳輸系統(tǒng)

在系統(tǒng)調(diào)制端，串行碼元序列經(jīng)基帶調(diào)制和串/并轉(zhuǎn)換分別被調(diào)制在N個(gè)子載波上。發(fā)送端所發(fā)送的子載波信息碼序列由待傳遞的信息碼序列與高速率的偽噪聲碼序列進(jìn)行模二加后（波形相乘）得到復(fù)合碼序列，用它來(lái)直接控制射頻信號(hào)的某個(gè)參量（通常是載波相位），由此得到的一個(gè)直接序列擴(kuò)展頻譜信號(hào)。各巷道內(nèi)的通信設(shè)備之間的信息傳輸時(shí)，校驗(yàn)碼是由核心控制芯片發(fā)出，供給擴(kuò)展模塊與寬帶偽隨機(jī)序列調(diào)制的窄帶信號(hào)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展頻帶、提高抗噪聲的能力。鑒于偽噪聲碼的多樣性，擴(kuò)頻可以在同一時(shí)間使用多個(gè)偽噪聲碼。正交小波基可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的正弦載波，合適的正交小波基，可以減少系統(tǒng)的干擾。在接收端，接收到的信號(hào)進(jìn)行采樣的轉(zhuǎn)換器具有相同的采樣頻率。循環(huán)前綴部分在接收端被去除，然后進(jìn)行解調(diào)。由于循環(huán)前綴的存在，所有的子信道是獨(dú)立的。并行數(shù)據(jù)在接收端經(jīng)耦合電路和解調(diào)后轉(zhuǎn)換為頻域的子載波分量，并恢復(fù)到數(shù)據(jù)碼元序列的原始信號(hào)。使用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，展寬的擴(kuò)頻信號(hào)恢復(fù)成原來(lái)的消息，從而取得直接序列擴(kuò)頻信號(hào)。如果接收信號(hào)中被檢測(cè)到有錯(cuò)誤，信號(hào)重發(fā)的請(qǐng)求信號(hào)被疊加在預(yù)先指定的負(fù)載波上來(lái)生成重發(fā)信號(hào)。接收機(jī)實(shí)際上是一組解調(diào)器，它將不同載波搬移至零頻點(diǎn).然后在一個(gè)碼元周期內(nèi)積分。其他載波在該區(qū)域由于與所積分的信號(hào)正交，因此不會(huì)對(duì)這個(gè)積分結(jié)果產(chǎn)生影響。如果每個(gè)子信道都可以正確解調(diào)出源信號(hào)，將其合并后就能夠恢復(fù)發(fā)送端高速串行碼元序列。

3實(shí)驗(yàn)

為了測(cè)試的三相交流信號(hào)傳輸情況，對(duì)基于多載波擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行測(cè)試，如下所述。數(shù)據(jù)傳輸測(cè)試終端和開(kāi)關(guān)柜之間的直線距離約200米。與以太網(wǎng)RJ-45接口，用于連接計(jì)算機(jī)的調(diào)制解調(diào)器，然后連接到電源插座。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)試數(shù)據(jù)如下所示（單位：Mbps）：平均吞吐量：1.30;最大吞吐量：1.86;最低吞吐量：0.61。從測(cè)試中，我們發(fā)現(xiàn)大多吞吐量的范圍在1Mbps～2Mbps之間。三相耦合信號(hào)強(qiáng)于單相耦合信號(hào);針對(duì)復(fù)雜的情況下，測(cè)試效果還是相當(dāng)不錯(cuò)的。這證明了在礦山巷道中基于多載波擴(kuò)頻的信號(hào)傳輸是完全可行的。

4結(jié)束語(yǔ)

篇(2)

論文摘要：擴(kuò)頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴(kuò)頻通信的工作原理、特點(diǎn)、及其發(fā)展應(yīng)用。

一、擴(kuò)頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號(hào)，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?jiàn)，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無(wú)關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對(duì)信號(hào)相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。

二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點(diǎn)

擴(kuò)頻信號(hào)是不可預(yù)測(cè)的、偽隨機(jī)的寬帶信號(hào)，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時(shí)接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。

1．抗干擾性強(qiáng)

擴(kuò)頻信號(hào)的不可預(yù)測(cè)性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過(guò)觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過(guò)程中擴(kuò)展了信號(hào)帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號(hào)功率低于干擾信號(hào)功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。

2.低截獲性

擴(kuò)頻信號(hào)的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號(hào)的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測(cè)到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過(guò)程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號(hào)與直達(dá)路徑信號(hào)相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會(huì)嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過(guò)程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時(shí)，從多徑信號(hào)中分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，或?qū)⒍鄰叫盘?hào)中的相同碼序列信號(hào)疊加，這樣就可有效消除無(wú)線通信中因多徑干擾造成的信號(hào)衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號(hào)分布在很寬的頻帶內(nèi)，無(wú)線信道中有用信號(hào)功率譜密度極低，這樣信號(hào)可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測(cè)出信號(hào)的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)隱蔽通信。同時(shí)，對(duì)不同用戶使用不同碼，旁人無(wú)法竊聽(tīng)通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號(hào)，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時(shí)通話而互不干擾。三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過(guò)去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號(hào)功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無(wú)助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實(shí)，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來(lái)，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問(wèn)題一直沒(méi)有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號(hào)形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識(shí)，人們就不難預(yù)測(cè)擴(kuò)頻通信的未來(lái)前景．從9O年代無(wú)線通信開(kāi)始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開(kāi)始廣泛用于未來(lái)的峰窩通信、無(wú)繩通信和個(gè)人通信以及各種無(wú)線本地環(huán)路，發(fā)揮越來(lái)越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級(jí)而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國(guó)都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開(kāi)放性，經(jīng)營(yíng)者和用戶不需申請(qǐng)授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無(wú)線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無(wú)線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：抗干擾性強(qiáng)、頻點(diǎn)問(wèn)題容易處理、價(jià)格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對(duì)有線接入技術(shù)來(lái)說(shuō)，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢(shì)，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面．語(yǔ)音接入(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

四、結(jié)語(yǔ)

擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點(diǎn)，使它的應(yīng)用迅速?gòu)能娪脭U(kuò)展到民用通信中，它的易于實(shí)現(xiàn)碼分多址的特點(diǎn)，使它能與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.

篇(3)

關(guān)鍵詞:CDMA 擴(kuò)頻通信 同步 PN碼

一、前 言：

移動(dòng)通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。移動(dòng)通信不但集中了無(wú)線通信和有線通信的最新技術(shù)成就，而且集中了網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的許多成果。在第三代移動(dòng)通信的主要技術(shù)體制中，WCDMA-FDD/TDD（現(xiàn)稱為高碼片速率TDD）和TD-SCDMA（融和后現(xiàn)稱為低碼片速率TDD）都是由1998年12月成立的3GPP（第三代伙伴項(xiàng)目）進(jìn)行開(kāi)發(fā)和維護(hù)的規(guī)范，這些技術(shù)都是以CDMA技術(shù)為核心的。CDMA技術(shù)作為第三代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)，以及在它基礎(chǔ)之上發(fā)展起來(lái)的WCDMA和TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)將會(huì)更廣泛的應(yīng)用于我們的生活之中，為我們帶來(lái)更多方便。

二、理論基礎(chǔ)及算法分析：

1、大步進(jìn)快速捕獲方法的基本原理：

在這里我選用“大步進(jìn)快速捕獲方法”來(lái)實(shí)現(xiàn)PN碼的同步，在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中接收端的己調(diào)信號(hào)一般可以表示為：式中 是高斯白信道噪聲，T是相對(duì)發(fā)射機(jī)的時(shí)延，A是輸入信號(hào)載波幅度， 是偽噪聲碼， 是數(shù)據(jù)信息碼， 是載波角頻率， 是載波初始相位。

大步進(jìn)搜索實(shí)現(xiàn)PN碼快速捕獲的實(shí)質(zhì)就是將要搜索的q相位單元分為q/m段，每段m /q個(gè)相位單元，用步進(jìn)電路使本地PN碼逐段移動(dòng)，即每次步進(jìn)m個(gè)相位單元。每移動(dòng)一段，做一次m路并列相關(guān)判決。由于大步進(jìn)搜索每次相關(guān)判決同時(shí)對(duì)m個(gè)相位進(jìn)行，而單步進(jìn)搜索每次相關(guān)判決只對(duì)一個(gè)相位進(jìn)行，故而大步進(jìn)的捕獲時(shí)間較單步進(jìn)可以縮短1/m實(shí)現(xiàn)快捕。

使用大步進(jìn)搜索方法的快速捕獲系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理見(jiàn)圖3.1。圖3.1中S(t)為接收信號(hào)，它與m路本地PN碼相乘，每一路代表了一個(gè)PN碼相位，再經(jīng)窄帶濾波得到(1)～(m)這m路相關(guān)運(yùn)算結(jié)果。將其送入多路比較判決電路，與門限 比較，當(dāng)m路相關(guān)運(yùn)算結(jié)果都小于判決門限 時(shí)，無(wú)相關(guān)輸出，代表這m個(gè)PN碼的相位都沒(méi)有與發(fā)端PN碼對(duì)齊，此時(shí)由判決輸出端控制步進(jìn)電路，使本地PN碼大步進(jìn)m位進(jìn)入下一段相關(guān)處理，如果m路相關(guān)運(yùn)算結(jié)果中有一路超過(guò)門限 有相關(guān)輸出說(shuō)明該路(設(shè)為第i路)，代表的PN碼相位已經(jīng)與發(fā)端PN碼對(duì)齊，此時(shí)由判決輸出端控制步進(jìn)電路停止步進(jìn)，進(jìn)入跟蹤階段。

2、大步進(jìn)PN碼捕獲方法的算法分析

在本節(jié)分析中將采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖對(duì)捕獲過(guò)程建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算大步進(jìn)快速捕獲方法的平均捕獲時(shí)間、捕獲時(shí)間方差。

對(duì)快速捕獲系統(tǒng)的捕獲性能分析，主要指平均捕獲時(shí)間和捕獲時(shí)間方差計(jì)算。運(yùn)用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的思想來(lái)建立數(shù)學(xué)模型，使分析系統(tǒng)化、簡(jiǎn)明化是由J.K.霍姆斯JACK.K.HOLEMS提出來(lái)的。概括地說(shuō)，該方法對(duì)離散的時(shí)不變馬爾柯夫過(guò)程建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基礎(chǔ)上得到生成函數(shù)流程圖，運(yùn)用信號(hào)流圖理論于生成函數(shù)流程圖求得生成函數(shù)，利用捕獲時(shí)間平均值及其方差與生成函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系，推導(dǎo)計(jì)算平均捕獲時(shí)間和捕獲時(shí)間方差。該方法適用于不同的捕獲方案分析，且分析直觀、簡(jiǎn)明，易于理解，所以我們采用該方法來(lái)分析大步進(jìn)快速捕獲系統(tǒng)的捕獲過(guò)程。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)本論文就大步進(jìn)快速捕獲延遲鎖定環(huán)捕獲過(guò)程建立圓形狀態(tài)流程圖，對(duì)該圖作計(jì)算，對(duì)計(jì)算結(jié)果作分析。首先就研究的系統(tǒng)作一定的說(shuō)明。

在實(shí)際系統(tǒng)中，捕獲過(guò)程具有不確定性，該不確定性由諸多因素造成。例：

A、兩PN碼起始相位相對(duì)位置是不確定的。

B、信道畸變，如衰減信道和外來(lái)干擾、人為或非人為。

C、載波頻率漂移(多普勒頻移)。

D、接收端加性白高斯噪聲的作用。

因此，捕獲時(shí)間也是不確定的，雖然捕獲時(shí)間的分布函數(shù)原則上能得到。

但在實(shí)踐中得到它是非常困難的，至少在精確形式上是困難的，因此只限于研究捕獲時(shí)間的平均值及其方差。

三、快速捕獲系統(tǒng)在MATLAB上的仿真：

1、使用系統(tǒng)仿真軟件MATLAB創(chuàng)建用戶代碼庫(kù)：

MATLAB最受人們歡迎的特點(diǎn)之一是其具有開(kāi)放性，任何用戶可以通過(guò)對(duì)工具包源文件的修改或加入自己編寫的文件去構(gòu)成新的用戶專用工具包。這里我利用MATLAB來(lái)進(jìn)行仿真。為了修改和編寫源文件，必須熟悉掌握SIMULINK的核心――S-FUNCTION 。

S-FUNCTION具有三種表現(xiàn)形式：

(1)框圖形式

(2)M文件形式

(3)MEX文件形式(C語(yǔ)言或FORTRAN語(yǔ)言子程序)。

本課題中采用第一種形式和第二種形式。

S-FUNCTION仿真工作原理如下:S-FUNCTION與SIMULINK非線性庫(kù)中的S-函數(shù)模塊配合使用。將S-函數(shù)模塊從非線性庫(kù)中拷貝到用戶自己的模塊框圖中，然后在模塊的對(duì)話框中定義調(diào)用的S-函數(shù)的名稱，則該模塊完成的功能由調(diào)用的S-函數(shù)決定。每個(gè)SIMULINK模塊都有三個(gè)基本參數(shù):輸入矢量u,輸出矢量Y和狀態(tài)矢量x。三者的連接關(guān)系如圖3.1。

輸入矢量，輸出矢量和狀態(tài)矢量的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：

式中: ，狀態(tài)矢量可以為連續(xù)狀態(tài)，離散狀態(tài)或兩者的混合狀態(tài)。在調(diào)用了M文件的S－函數(shù)模塊中，SIMULINK將狀態(tài)分為連續(xù)狀態(tài)和離散狀態(tài)兩部分，連續(xù)矢量放在狀態(tài)矢量的前半部分，離散矢量放在狀態(tài)矢量的后半部分。在仿真的特定階段，SIMULINK反復(fù)調(diào)用模型文件中的每一個(gè)模塊，控制它們完成特定的功能，如：計(jì)算輸出，更新離散狀態(tài)或計(jì)算狀態(tài)導(dǎo)數(shù)等。為了執(zhí)行初始化過(guò)程或中止仿真任務(wù)，在仿真開(kāi)始部分和結(jié)束部分還要調(diào)用一些附加過(guò)程。圖3.3給出了SIMULINK進(jìn)行一次仿真的完整流程。

SIMULINK首先對(duì)模型中包含S－函數(shù)模塊在內(nèi)的每個(gè)模塊進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入仿真環(huán)。仿真環(huán)每運(yùn)行一個(gè)周期稱為一個(gè)仿真步長(zhǎng)。仿真的每一個(gè)步驟都要調(diào)用S－函數(shù)，直至仿真結(jié)束

創(chuàng)建一個(gè)用戶自定義的SIMULINK模塊的步驟為：

① 根據(jù)算法和公式編寫核心部分的S－函數(shù)。

② S－函數(shù)經(jīng)過(guò)通用S－函數(shù)模塊處理后，轉(zhuǎn)化為用戶自創(chuàng)建的模塊。

③ 根據(jù)要求的功能構(gòu)造用戶子系統(tǒng)(subsystem)，包括輸入端口，輸出端口，S－函數(shù)模塊和其它一些附加模塊。

④ 利用SIMULINK中的封裝功能將子系統(tǒng)封裝起來(lái)，生成用戶自定義的封裝對(duì)話框和圖標(biāo)，為整個(gè)子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的設(shè)置。具體設(shè)置包括模塊名稱，模塊類型，仿真參數(shù)，圖標(biāo)符繪圖指令，模塊功能描述信息和模塊幫助信息。

這樣最終能得到一個(gè)用戶自定義的SIMULINK模塊，該模塊能完成所要求的功能。在本課題所要仿真的鎖相環(huán)中，很多模塊都采用調(diào)用S－函數(shù)的方式實(shí)現(xiàn)其功能，如信號(hào)產(chǎn)生模塊，邏輯控制模塊，擴(kuò)頻碼產(chǎn)生模塊等。

2、系統(tǒng)模塊構(gòu)建設(shè)計(jì)：

（1）、信號(hào)模型：

該模塊的功能是產(chǎn)生二相相移鍵控(BPSK)調(diào)制的直擴(kuò)碼序列。設(shè)一個(gè)chip內(nèi)有10個(gè)載波，一個(gè)chip采樣100次。

（2）、PN碼產(chǎn)生模塊：

模塊的功能是產(chǎn)生偽隨機(jī)序列，包括兩部分:一是模擬BPSK調(diào)制信號(hào)時(shí)用作調(diào)制碼，二是在接收后的本地偽隨機(jī)序列?？蓪⒉东@后的結(jié)果與發(fā)射前的隨機(jī)碼相比較，檢驗(yàn)捕獲結(jié)果。

3、系統(tǒng)仿真模型的構(gòu)建仿真：

單系統(tǒng)的仿真框，系統(tǒng)論證的寬帶濾波器和窄帶濾波器已經(jīng)合并入模塊中，參數(shù)選擇如上所述。

4、仿真結(jié)果：

按照系統(tǒng)仿真模型，最終得到的捕獲結(jié)果如圖所示

當(dāng)捕獲成功時(shí)發(fā)端碼(上)與本地碼(下)的比較(單位:秒)

由上圖的結(jié)果是在m=5時(shí)得到的結(jié)果，可以清楚的看到，當(dāng)捕獲成功時(shí)，接收端的隨機(jī)碼與本地偽碼的相位相差半個(gè)碼元，達(dá)到要求，實(shí)現(xiàn)PN碼的同步。此仿真實(shí)現(xiàn)了利用“大步進(jìn)快速捕獲方法”對(duì)PN碼的同步。

四、結(jié)束語(yǔ)：

同步是CDMA通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的實(shí)際問(wèn)題。在通信系統(tǒng)中，同步具有相當(dāng)重要的地位。通信系統(tǒng)能否有效地、可靠地土作，很大程度上依賴于有無(wú)良好的同步系統(tǒng)。通信系統(tǒng)中的同步又可分為載波同步、位同步、幀同步、網(wǎng)同步幾大類。

因此，對(duì)于相干擴(kuò)頻通信系統(tǒng)而言，必須保證接收端與發(fā)送端實(shí)現(xiàn)信息碼元同步、PN碼碼元和序列同步和射頻載頻同步。只有實(shí)現(xiàn)了這些同步，直擴(kuò)系統(tǒng)才能正常工作，可以說(shuō)，沒(méi)有同步就沒(méi)有擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信中，主要關(guān)注的是PN碼的同步。

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的同步問(wèn)題可分為三個(gè)方面，即偽隨機(jī)序列的捕獲，偽隨機(jī)序列的跟蹤和載波的同步。其中，偽隨機(jī)序列的捕獲是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)得以工作的基礎(chǔ)，而偽隨機(jī)序列的跟蹤和載波同步是保證系統(tǒng)性能的最關(guān)鍵因素。

本文圍繞CDMA擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中PN碼同步進(jìn)行了研究，并實(shí)現(xiàn)了CDMA通信系統(tǒng)中的PN碼同步算法。

參考文獻(xiàn)

1、A. J.維特比著，李世鶴等譯，CDMA擴(kuò)頻通信原理，1998

2、姜為民，CDMA系統(tǒng)中長(zhǎng)PN碼的捕獲，武漢大學(xué)學(xué)報(bào)，1999年11月

3、吳薇，CDMA系統(tǒng)的PN碼技術(shù)，武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)

篇(4)

【關(guān)鍵詞】多徑衰落；分集接收；RAKE接收機(jī)；MATLAB

1.緒論

在移動(dòng)通信系統(tǒng)之中，由于城市建筑物和地形地貌的影響，傳輸信號(hào)經(jīng)過(guò)無(wú)線信道傳播，使得接收到的信號(hào)出現(xiàn)時(shí)延、頻率和角度擴(kuò)展等變化。其中，時(shí)延擴(kuò)展將直接導(dǎo)致碼間串?dāng)_，頻率擴(kuò)展將導(dǎo)致傳輸信號(hào)的時(shí)間衰落，角度擴(kuò)展將導(dǎo)致信號(hào)的空間衰落，這些情況都將嚴(yán)重影響通信質(zhì)量。在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用RAKE接收機(jī)來(lái)完成分集接收，從而保證了系統(tǒng)可以獲得較高的通信質(zhì)量。本文采用MATLAB仿真軟件對(duì)RAKE接收機(jī)進(jìn)行仿真。結(jié)果表明：RAKE接收機(jī)能更有效地克服多徑傳輸造成的干擾，將多徑衰落信道分散的信號(hào)能量收集起來(lái)，從而降低信號(hào)誤碼率，提高通信質(zhì)量。

在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用RAKE接收機(jī)來(lái)完成傳輸信號(hào)的分集和接收，從而能夠保證系統(tǒng)可以獲得比較滿意的信號(hào)傳輸結(jié)果和通信傳輸質(zhì)量。在本文中，采用MATLAB軟件對(duì)RAKE接收機(jī)進(jìn)行編程和仿真，還通過(guò)比較分析選擇式合并，等增益合并和最大比值合并這三種不同的合并方式情況下，RAKE接收系統(tǒng)的信號(hào)誤碼率的變化情況，用來(lái)說(shuō)明不同合并方式對(duì)RAKE接收系統(tǒng)的效率的影響。

2.RAKE接收技術(shù)

2.1 RAKE接收信號(hào)合成矢量表現(xiàn)

RAKE接收機(jī)的基本原理就是將那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，對(duì)它進(jìn)行延時(shí)和相位校正，使之在某一時(shí)刻對(duì)齊，并按一定的規(guī)則進(jìn)行合并，變矢量合并為代數(shù)求和，有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。

不采用RAKE接收時(shí)，多徑信號(hào)的合成矢量如圖2-1所示。采用RAKE接收后的合成矢量如圖2-2所示。

由于用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，接收到的多徑分量的數(shù)量、大小（幅度）、時(shí)延、相位均為隨機(jī)量，因而合成矢量也是一個(gè)隨機(jī)量[1]。若能通過(guò)RAKE接收，將各路徑分離開(kāi)，相位校準(zhǔn)，加以利用，則隨機(jī)的矢量和將可以變成比較穩(wěn)定的代數(shù)和而加以利用。當(dāng)然這一分離、處理和利用的設(shè)想是在宏觀分區(qū)域含義完成的，而不可能是針對(duì)所有實(shí)際傳播路徑而言的。

根據(jù)可分離路徑的概念，當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的多徑時(shí)延相差大于一個(gè)擴(kuò)頻碼片寬度，可以認(rèn)為這兩個(gè)信號(hào)時(shí)不相關(guān)的，或者說(shuō)路徑是可以分離的。反映在頻域上，即信號(hào)的傳輸帶寬大于信號(hào)的相干帶寬的時(shí)候，認(rèn)為這兩個(gè)信號(hào)時(shí)不相關(guān)的，或者說(shuō)路徑是可分離的。

由于CDMA系統(tǒng)是寬帶傳輸系統(tǒng)，所有信道共享頻率資源，所以CDMA系統(tǒng)可以使用RAKE接受技術(shù)，而其他兩種多址技術(shù)TDMA、FDMA則無(wú)法使用。

2.2 RAKE接收機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真

2.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)和仿真中的CDMA系統(tǒng)僅涉及到擴(kuò)頻調(diào)制、多徑衰落信道、擴(kuò)頻解調(diào)模塊，沒(méi)有包含信道編/解碼、交織等部分，也沒(méi)有考慮CDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻調(diào)制解和調(diào)級(jí)上的RAKE接收機(jī)的誤比特性能[2]。RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2-3所示。

其中，發(fā)送端發(fā)送的信號(hào)在信道中遇到3個(gè)障礙物而產(chǎn)生反射，那么本次模型中傳輸路徑數(shù)=3；在瑞利衰落信道中，假定產(chǎn)生的3徑信號(hào)互相獨(dú)立，那么，以第1徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間0，第2徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為，第3徑信號(hào)的傳輸時(shí)延為，其中是擴(kuò)頻碼的一個(gè)碼片時(shí)間。3條路徑的信號(hào)合并后加載上加性高斯白噪聲（AWGN）。在接收端進(jìn)行分集的過(guò)程是，首先對(duì)每徑信號(hào)分別進(jìn)行相應(yīng)的時(shí)延同步，然后對(duì)每徑信號(hào)分別進(jìn)行解擴(kuò)。因?yàn)樵谌鹄ヂ湫诺乐?徑的傳輸時(shí)延是[0，，]，那么在接收端3徑的同步時(shí)延就是[，，0]。接下來(lái)將3徑信號(hào)進(jìn)行RAKE合并，這里所采用的合并準(zhǔn)則是等增益合并方式。

2.2.2 參數(shù)配置

（1）用戶參數(shù)設(shè)計(jì)

用戶數(shù)=1，發(fā)送端首先產(chǎn)生隨機(jī)信號(hào)，然后使用Walsh碼進(jìn)行擴(kuò)頻，擴(kuò)頻因子取=16；之后信號(hào)通過(guò)DPSK調(diào)制器產(chǎn)生DPSK信號(hào)。因?yàn)槎鄰綍r(shí)延也是獨(dú)立的。在假設(shè)RAKE接收機(jī)中的信道估計(jì)單元對(duì)延遲和相位的估計(jì)都是準(zhǔn)確的情況下，可以僅考慮加性高斯噪聲和瑞利衰落對(duì)RAKE接收機(jī)接收性能的影響。圖2-4是經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻后的信號(hào)。

（2）噪聲的產(chǎn)生

是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。根據(jù)以往的研究發(fā)現(xiàn)，在噪聲均方值的時(shí)候，仿真出的效果比較明顯。則，令。信道中的高斯白噪聲的單邊功率譜密度為：

在接收端，噪聲與載波相乘，其單邊功率譜密度變?yōu)椋p邊功率譜密度即為。仿真中，讓信號(hào)通過(guò)瑞利衰落后加載上高斯噪聲，以實(shí)現(xiàn)噪聲對(duì)RAKE接收機(jī)性能的影響[3]。

（3）瑞利衰落信道的產(chǎn)生

在前面計(jì)算噪聲的功率譜密度時(shí)，有令，因?yàn)槭欠娜鹄植嫉?，其均值和方差分別為。又因?yàn)椋钥梢酝瞥鋈鹄ヂ鋮?shù)。瑞利衰落信道的抽樣時(shí)間為1/10000，多普勒頻移是100Hz，方差為。利用MATLAB自身函數(shù)產(chǎn)生瑞利衰落信道。

圖2-5是通過(guò)瑞利衰落信道后的傳輸信號(hào)的仿真圖。圖2-6是加載了加性高斯白噪聲后的傳輸信號(hào)。

2.2.3 仿真結(jié)果

傳輸信號(hào)通過(guò)瑞利衰落信道后，加載加性高斯白噪聲。此后，每一徑的信號(hào)通過(guò)各自的時(shí)延矯正以后，經(jīng)過(guò)解擴(kuò)就進(jìn)入了RAKE接收合并模塊。每條徑解擴(kuò)后的信號(hào)如圖2-7所示。之后，信號(hào)進(jìn)入RAKE合并器，合并方式采用等增益合并方式，經(jīng)過(guò)圖2-8所示的判決后，即可得到系統(tǒng)的輸出信號(hào)。

圖2-9為RAKE接收機(jī)誤碼率仿真曲線圖，其中橫坐標(biāo)為信號(hào)干擾噪聲比，指信號(hào)功率與噪聲和干擾功率之比，縱坐標(biāo)為誤碼率。由圖2-9可知RAKE分集接收能有效地減少多徑衰落的影響，降低誤碼率。由仿真結(jié)果可以看出，無(wú)論無(wú)論是否使用RAKE接收機(jī)處理信號(hào)，信噪比越大，誤碼率就相應(yīng)的減??；在使用RAKE接收機(jī)處理信號(hào)后，同等信噪比條件下，信號(hào)的改善效果更好，抗干擾能力就越強(qiáng)。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，根據(jù)擴(kuò)頻帶寬的選擇，多徑環(huán)境下可能有幾路到幾十路可分離的多徑信號(hào)，有的多徑信號(hào)只包含很少的信號(hào)能量，所以，RAKE接收機(jī)不需要分集接收所有的多徑信號(hào)[4]。為此，除了根據(jù)信道的特性，選擇適當(dāng)?shù)腞AKE支路外，還可以在RAKE接收機(jī)的每個(gè)支路設(shè)置一個(gè)門限，當(dāng)信號(hào)的電平低于門限值時(shí)將該支路關(guān)閉，以防止信噪比很低的分集支路對(duì)RAKE接收機(jī)的影響。

3.結(jié)論

本論文是建立在RAKE接收機(jī)的分集重?cái)?shù)對(duì)RAKE接收機(jī)誤碼性能影響的情況進(jìn)行的分析和比較。在用戶固定的RAKE接收機(jī)中，RAKE接收機(jī)的分集重?cái)?shù)越多，搜索到的多徑就越多，它主要是由信道的時(shí)延擴(kuò)展決定的。在一定的碼率下，延時(shí)擴(kuò)展越大所需要的抽頭數(shù)就越多，這樣，在時(shí)延擴(kuò)展很大的信道中，需要大量的抽頭數(shù)，這將使得系統(tǒng)的復(fù)雜度很高。有時(shí)在硬件上很難實(shí)現(xiàn)。

通過(guò)RAKE接收機(jī)的原理的研究，應(yīng)用MATLAB軟件設(shè)計(jì)了RAKE接收機(jī)仿真程序，軟件仿真結(jié)果與理論相符，RAKE接收機(jī)在采取多徑合并后，能更有效的收集信號(hào)能量，恢復(fù)出原始信號(hào)，達(dá)到了預(yù)想中的效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]葉金嶺.基于FPGA的Rake接收機(jī)的研究[C].天津大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005：9-11.

篇(5)

一、緒論

TD-SCDMA的全稱是Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，專業(yè)術(shù)語(yǔ)是時(shí)分同步碼分多址[1][2]。這項(xiàng)技術(shù)在我國(guó)通訊發(fā)展史上具有里程碑的意義，因?yàn)樗哂形覈?guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且得到了國(guó)際的贊譽(yù)和認(rèn)可。然而，TD-SCDMA同CDMA2000和WCDMA在綜合性能方面，卻有著很大的差距。難能可貴的是目前國(guó)內(nèi)外有著許多的專家和學(xué)者在這方面進(jìn)行研究，使得這項(xiàng)技術(shù)迅速的成為了一個(gè)熱點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。TD-SCDMA作為一種系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)是其核心內(nèi)容。

然而，就在這個(gè)分配的過(guò)程中，卻出現(xiàn)了上行和下行分配不對(duì)稱的現(xiàn)象，導(dǎo)致了許多資源不可避免的浪費(fèi)。為了杜絕這種浪費(fèi)的現(xiàn)象，TD-SCDMA系統(tǒng)就提出了動(dòng)態(tài)時(shí)隙技術(shù)。本論文將主要圍繞動(dòng)態(tài)時(shí)隙來(lái)探討TD-SCDMA所面臨問(wèn)題，以及解決這些問(wèn)題的方案。

二、TD-SCDMA的技術(shù)難題

（一）系統(tǒng)層面

對(duì)于TD-SCDMA這種3G系統(tǒng)平臺(tái)，主要是將載波、時(shí)隙、擴(kuò)頻碼和空間方向這四個(gè)元素進(jìn)行科學(xué)合理的組合，最終以信道的形式呈現(xiàn)。在TD-SCDMA的信道分配中，載波、時(shí)隙、擴(kuò)頻碼這三要素是核心的系統(tǒng)資源[3]。正常情況下，一個(gè)TD-SCDMA子幀資源具有三個(gè)帶寬為1.6MHz的載波。在實(shí)踐中，載波又利用TDMA的途徑，將每一個(gè)載波分解為七個(gè)正常的時(shí)隙，包括五個(gè)下行時(shí)隙DL和兩個(gè)上行時(shí)隙UL。值得注意的是這寫被分解后的時(shí)隙，其中含有六個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙。對(duì)于業(yè)務(wù)時(shí)隙的具體分配，有這樣一個(gè)原則：在確保上行和下行業(yè)務(wù)各至少一個(gè)時(shí)隙的基礎(chǔ)上，剩下的時(shí)隙既可以分配給上行業(yè)務(wù)，又可以分配給下行業(yè)務(wù)。在實(shí)踐中已經(jīng)得到證實(shí)，每個(gè)業(yè)務(wù)時(shí)隙都可以在CDMA的平臺(tái)上以擴(kuò)頻的方式，其擴(kuò)頻系數(shù)的極限為16，而且擴(kuò)頻后所得到的碼道都能夠進(jìn)行一個(gè)用戶信息的傳輸。

（二）干擾層面

一、必須的通信路徑：BS1―MS1，MSl―BS1，BS2―MS2，MS2―BS2；

二、TDD所具有的特有干擾：MS1―MS2，MS2―MSl，BS1―B52，BS2―BS1；

三、TDD與FDD干擾一致的通信路徑：BS1―MS2，MS2―BS1，BS2―MSl，MSl―BS2。

在實(shí)踐中，TDD模式的使用對(duì)象主要包括自適應(yīng)性天線和多用戶檢測(cè)。由于這種原因，導(dǎo)致來(lái)源于其他蜂窩的干擾構(gòu)成了主要干擾[4]。當(dāng)各個(gè)小區(qū)的時(shí)隙在上行業(yè)務(wù)和下行業(yè)務(wù)分配一致的時(shí)候，此時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的干擾與FDD一樣，主要包括小區(qū)間的干擾將以其他小區(qū)的BS和MS，分別干擾本小區(qū)的MS和BS。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)我們可以知道，這個(gè)時(shí)候的干擾不算強(qiáng)烈，不致于影響信號(hào)的傳輸。原因是，其他小區(qū)的BS干擾本小區(qū)的MS，主要表現(xiàn)在下行信道方面。下行信道具有非常好的質(zhì)量和極強(qiáng)的抗干擾能力，并且BS-MS這條路徑具有極大的損耗。其他小區(qū)的MS對(duì)本小區(qū)的BS干擾，主要表現(xiàn)在上行信道，MS只具有極小的功率，并且MS-BS這條路徑損耗巨大和干擾能力較小。

當(dāng)各個(gè)小區(qū)的時(shí)隙上行業(yè)務(wù)和下行業(yè)務(wù)分配不同的時(shí)候，小區(qū)間的干擾主要表現(xiàn)在其他小區(qū)的MS干擾本小區(qū)的MS、其他小區(qū)的BS干擾本小區(qū)的BS。從某種程度上來(lái)說(shuō)，MS-MS之間的路徑傳輸損耗較大，因此它們間所存在的干擾相對(duì)較小。然而，當(dāng)兩個(gè)小區(qū)的MS1、MS2距離很近的時(shí)候，這兩者間的干擾就變大。按照這樣的關(guān)系，兩個(gè)小區(qū)相鄰的MS1和MS2之間，在理論上就可能存在較大的干擾。BS-BS之間本身具有較大的干擾，原因是BS具有較大的發(fā)射功率和較高的天線增益，以及BS-BS之間路徑傳輸?shù)膿p耗較小。

三、解決問(wèn)題

為了解決TD-SCDMA系統(tǒng)在實(shí)踐中所遇到的難題，需要加強(qiáng)動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配[5]的技術(shù)研究。本文在這一段，主要從時(shí)隙的分配的角度出發(fā)來(lái)對(duì)此進(jìn)行研究和探討。

（一）慢速時(shí)隙分配

慢速時(shí)隙分配，能夠很好地以動(dòng)態(tài)的方式，將小區(qū)內(nèi)上行業(yè)務(wù)和下行業(yè)務(wù)的不對(duì)稱性彌補(bǔ)，從而達(dá)到上行時(shí)隙和下行時(shí)隙在信息傳輸和負(fù)載比例的最理想配比。TD-SCDMA系統(tǒng)具有科學(xué)合理的劃分上行時(shí)隙和下行時(shí)隙的能力，然而在實(shí)際中會(huì)產(chǎn)生時(shí)隙的劃分不一致的特殊情況，過(guò)大的交叉時(shí)隙導(dǎo)致系統(tǒng)在容量方面的大幅的削減。動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配的過(guò)程中，降低其交叉時(shí)隙尤為關(guān)鍵，而交叉時(shí)隙的降低具有以下兩種途徑：

一.由統(tǒng)計(jì)資料選擇負(fù)荷最重的熱點(diǎn)小區(qū)，將其上行業(yè)務(wù)和下行業(yè)務(wù)的比例作為參考標(biāo)準(zhǔn)，并將其相鄰小區(qū)也按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)劃分。在空間上形成簇狀，最終以簇的形式進(jìn)一步擴(kuò)散。然而，簇的邊緣也可能產(chǎn)生過(guò)大的交叉時(shí)隙，導(dǎo)致容量一定程度的損失。

二.由統(tǒng)計(jì)資料選擇最佳的時(shí)隙不對(duì)稱因子，該參數(shù)以全局范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的利用率最大化。最終，全局范圍內(nèi)的小區(qū)都以該最佳的時(shí)隙，作為劃分方法。

（二）快速時(shí)隙分配

快速時(shí)隙分配，能夠科學(xué)的將系統(tǒng)狀況重新分配資源，為每一個(gè)申請(qǐng)接入的用戶分配時(shí)隙，主要包括時(shí)隙排隊(duì)、時(shí)隙選擇、時(shí)隙調(diào)整和時(shí)隙整合，這四個(gè)[6]過(guò)程。

1.時(shí)隙排隊(duì)

TD-SCDMA系統(tǒng)能夠具有時(shí)隙排隊(duì)的功能，主要作用是接納控制與時(shí)隙選擇的輔助手段。在實(shí)踐中，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)隙優(yōu)先排隊(duì)，顯著的降低CDMA系統(tǒng)的多用戶間的干擾，并且提高系統(tǒng)的總?cè)萘?。此方法在運(yùn)行中是以上行時(shí)隙能夠承受的最大負(fù)載減去當(dāng)前的干擾，得到其差值并對(duì)其進(jìn)行降序排隊(duì)。對(duì)于下行時(shí)隙而言，是基站的最大發(fā)射功率與當(dāng)前總發(fā)射功率的差值，并對(duì)其進(jìn)行降序排隊(duì)，從而得到優(yōu)先順序。

2.時(shí)隙選擇

TD-SCDMA系統(tǒng)具有多載波的形式，每個(gè)多載波可以分解為單載波，而這些單載波在理論上是一個(gè)邏輯小區(qū)。用戶在選擇終端的時(shí)候，可以選擇以順序搜索為主的先進(jìn)先出排隊(duì)處理的方法、以時(shí)隙的優(yōu)先級(jí)排隊(duì)的方法和以路徑損耗的抗基站間干擾的方法，這三種時(shí)隙的任意一種。

3.時(shí)隙調(diào)整

在TD-SCDMA這種系統(tǒng)中，如果某一次呼叫被接入后，其業(yè)務(wù)的具體要求、終端的位置變換以及干擾的變化等，需要RNC在鏈路惡化和功控失效的條件下來(lái)啟動(dòng)信道的調(diào)整。時(shí)隙調(diào)整的本質(zhì)是時(shí)間交換的概念，各個(gè)時(shí)隙的干擾情況與不同用戶能夠承受的干擾是存在差異。因此，可以利用時(shí)間交換的思想將其進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以達(dá)到用戶的上行業(yè)務(wù)和下行業(yè)務(wù)得到保障。

4.時(shí)隙整合

時(shí)隙整合就是用調(diào)整優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)所占用的信道方式，將能夠利用的資源最大程度的整合在一個(gè)時(shí)隙。該方法能夠提高系統(tǒng)的資源利用效率、上下行業(yè)務(wù)的接入成功效率以及業(yè)務(wù)切換的成功效率。能夠很好的解決高速率業(yè)務(wù)的申請(qǐng)、鏈路惡化、信道啟動(dòng)故障等常見(jiàn)的時(shí)隙分配問(wèn)題。

四、結(jié)論及展望

我國(guó)移動(dòng)3G的TD-SCDMA系統(tǒng)雖然與電信和聯(lián)通的3G技術(shù)存在差距，但它也具有一定的優(yōu)勢(shì)。動(dòng)態(tài)時(shí)隙技術(shù)的研究能夠很好的促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展。在TD-SCDMA系統(tǒng)中還具有廣闊的研究空間，因此移動(dòng)3G技術(shù)還能夠繼續(xù)的創(chuàng)造奇跡。

參考文獻(xiàn)

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篇(6)

【關(guān)鍵詞】CDMA系統(tǒng);多用戶檢測(cè);圓陣天線

1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統(tǒng)作為一個(gè)自干擾系統(tǒng)，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統(tǒng)容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用戶檢測(cè)、擴(kuò)頻碼設(shè)計(jì)和智能天線技術(shù)[1]。其中多用戶檢測(cè)和智能天線技術(shù)在對(duì)抗MAI方面效果較突出[2]。然而現(xiàn)有的多用戶檢測(cè)只在消除小區(qū)內(nèi)干擾方面取得了較好的效果，而小區(qū)間的干擾問(wèn)題沒(méi)有解決，智能天線技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測(cè)技術(shù)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。

2.聯(lián)合抗干擾模型

智能天線分為圓陣和線陣兩大類。圓陣與線陣相比，能提供俯仰角的估計(jì)，不僅能在水平面內(nèi)全向掃描，也能產(chǎn)生最大值指向陣面法線方向的單波束方向圖進(jìn)行全向波束賦形，直接對(duì)準(zhǔn)用戶的接收端，還能通過(guò)自動(dòng)調(diào)整各個(gè)陣元的加權(quán)因子，來(lái)控制其方向圖。故論文以圓陣天線作為接收端的接收天線，以消除小區(qū)間干擾。

圓陣天線的陣因子為：

（1）

其中，An為激勵(lì)電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時(shí)它不作考慮。

是第n個(gè)單元的角位置，an為激勵(lì)電流的相位，為了方便下面的討論，這里我們假設(shè)an=0。

則由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天線的陣因子為：，，wi為各天線單元加權(quán)值。

陣列天線實(shí)質(zhì)上是一個(gè)空域?yàn)V波器，但對(duì)小區(qū)內(nèi)存在的干擾并無(wú)明顯改善。因此，論文同時(shí)引入能有效消除小區(qū)內(nèi)干擾的多用戶檢測(cè)技術(shù)。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統(tǒng)復(fù)雜度并減小背景噪聲，我們選擇了多用戶檢測(cè)中的線性變換方式的最小均方誤差檢測(cè)（MMSE）。

其基本思想是使第k個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)與估計(jì)值的均誤方差值最小。為了使接收端信號(hào)的判決比特與發(fā)送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現(xiàn)定義第k個(gè)用戶的線性變換函數(shù)wk，滿足：

（4）

令，K*K階的矩陣表示K個(gè)用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準(zhǔn)則下的線性檢測(cè)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為：

（5）

要求矩陣W以滿足上式，則令：

可以解得最小均誤方差準(zhǔn)則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測(cè)器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進(jìn)行仿真。聯(lián)合抗干擾模型分為圓環(huán)陣列天線與MMSE檢測(cè)兩個(gè)部分。首先，在不考慮系統(tǒng)中所有用戶的地理位置分布情況下，選擇采用圓陣天線作為接收天線和不采用兩種設(shè)置，設(shè)載波波長(zhǎng)為，陣元間距d為載波波長(zhǎng)的二分之一，即。圓環(huán)陣列天線的陣元數(shù)設(shè)為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設(shè)置在天線接收信號(hào)后都采用MMSE最小均方誤差法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行判決。結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測(cè)的CDMA系統(tǒng)，信噪比從0dB達(dá)到8dB的這一過(guò)程中，誤碼率性能有所改善，但不明顯。而引合抗干擾的CDMA系統(tǒng)，誤碼率性能已經(jīng)大大下降，達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

圖1 聯(lián)合抗干擾引入前后CDMA系統(tǒng)誤碼率

和信噪比關(guān)系圖

4.結(jié)論

論文論述了基于圓陣天線與MMSE檢測(cè)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。提出了使用八陣元圓環(huán)陣列天線作為接收天線，以MMSE檢測(cè)作為檢測(cè)算法的聯(lián)合抗干擾模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引合抗干擾后，系統(tǒng)的誤碼率性能明顯改善，系統(tǒng)容量從而得到了提升。

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篇(7)

論文摘要：目前3G還處于起步階段，但其發(fā)展前景十分看好。隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)主體趨向多元，經(jīng)營(yíng)模式日益創(chuàng)新的新階段。文章介紹了3G（第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)）的含義及3G技術(shù)的基本特點(diǎn)，分析了3G技術(shù)在通信中的應(yīng)用。

面向未來(lái)，人們對(duì)3G技術(shù)充滿了美好的期待。目前3G還處于起步階段，但其發(fā)展前景十分看好。隨著通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)的不斷發(fā)展，3G技術(shù)環(huán)境下電信增值業(yè)務(wù)進(jìn)入了高速發(fā)展，業(yè)務(wù)范圍持續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)營(yíng)主體趨向多元，經(jīng)營(yíng)模式日益創(chuàng)新的新階段。

一、3G的含義

3G是英文3rd Generation的縮寫，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。相對(duì)第一代模擬制式手機(jī)（1G）和第二代GSM、TDMA等數(shù)字手機(jī)（2G），第三代手機(jī)一般的講，是指將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合的新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)。它能夠處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電子商務(wù)等多種信息服務(wù)。為了提供這種服務(wù)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說(shuō)在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2MBps（兆字節(jié)/秒）、384KBps（千字節(jié)/秒）以及144KBps的傳輸速度。

二、3G技術(shù)基本特點(diǎn)

從目前已確立的3G標(biāo)準(zhǔn)分析，其網(wǎng)絡(luò)特征主要體現(xiàn)在無(wú)線接口技術(shù)上。蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)包括小區(qū)復(fù)用、多址/雙工方式、應(yīng)用頻段、調(diào)制技術(shù)、射頻信道參數(shù)、信道編碼及糾錯(cuò)技術(shù)、幀結(jié)構(gòu)、物理信道結(jié)構(gòu)和復(fù)用模式等諸多方面?？v觀3G無(wú)線技術(shù)演變，一方面它并非完全拋棄了2G，而是充分借鑒了2G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，在技術(shù)上兼顧了2G的成熟應(yīng)用技術(shù)，另一方面，根據(jù)IMT-2000確立的目標(biāo)，未來(lái)3G系統(tǒng)所采用無(wú)線技術(shù)應(yīng)具有高頻譜利用率、高業(yè)務(wù)質(zhì)量、適應(yīng)多業(yè)務(wù)環(huán)境，并具有較好的網(wǎng)絡(luò)靈活性和全覆蓋能力。3G在無(wú)線技術(shù)上的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下幾方面：

（一）采用高頻段頻譜資源

為實(shí)現(xiàn)全球漫游目標(biāo)，按ITU規(guī)劃IMT-2000將統(tǒng)一采用2G頻段，可用帶寬高達(dá)230MHz，分配給陸地網(wǎng)絡(luò)170MHz，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)60MHz，這網(wǎng)絡(luò)為3G容量發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全球多業(yè)務(wù)環(huán)境提供了廣闊的頻譜空間，同時(shí)可更好地滿足寬帶業(yè)務(wù)。

（二）采用寬帶射頻信道，支持高速率業(yè)務(wù)

充分考慮承載多媒體業(yè)務(wù)的需要，3G網(wǎng)絡(luò)射頻載波信道根據(jù)業(yè)務(wù)要求，可選用5/10/20M等信道帶寬，同時(shí)進(jìn)一步提高了碼片速率，系統(tǒng)抗多徑衰落能力也大大提高。

（三）實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送

在寬帶信道中，可以靈活應(yīng)用時(shí)間復(fù)用、碼復(fù)用技術(shù)，單獨(dú)控制每種業(yè)務(wù)的功率和質(zhì)量，通過(guò)選取不同的擴(kuò)頻因子，將具有不同QoS要求的各種速率業(yè)務(wù)映射到寬帶信道上，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)、多速率傳送。

（四）快速功率控制

3G主流技術(shù)均在下行信道中采用了快速閉環(huán)功率控制技術(shù)，用以改善下行傳輸信道性能，這一方面提高了系統(tǒng)抗多徑衰落能力，但另一方面由于多徑信道影響導(dǎo)致擴(kuò)頻碼分多址用戶間的正交性不理想，增加了系統(tǒng)自干擾的偏差，但總體上快速功率控制的應(yīng)用對(duì)改善系統(tǒng)性能是有好處的。

（五）采用自適應(yīng)天線及軟件無(wú)線電技術(shù)

3G基站采用帶有可編程電子相位關(guān)系的自適應(yīng)天線陣列，可以進(jìn)行發(fā)信波束賦形，自適應(yīng)地調(diào)整功率，減小系統(tǒng)自干擾，提高接收靈敏度，增大系統(tǒng)容量，另外軟件無(wú)線電技術(shù)在基站及終端產(chǎn)品中的應(yīng)用，對(duì)提高系統(tǒng)靈活性、降低成本至關(guān)重要。

三、3G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃》（簡(jiǎn)稱IMT-2000）。

W-CDMA即Wide-bandCDMA，也稱為CDMA Direct Spread，意為寬頻分碼多重存取，其支持者主要是以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商，這套系統(tǒng)能夠架設(shè)在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)上，對(duì)于系統(tǒng)提供商而言可以較輕易地過(guò)渡，而GSM系統(tǒng)相當(dāng)普及的亞洲對(duì)這套新技術(shù)的接受度預(yù)料會(huì)相當(dāng)高。因此W-CDMA具有先天的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。

CDMA2000也稱為CDMA Multi-Carrier，由美國(guó)高通北美公司為主導(dǎo)提出，這套系統(tǒng)是從窄頻CDMA One數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)衍生出來(lái)的，可以從原有的CDMA One結(jié)構(gòu)直接升級(jí)到3G，日前，中國(guó)電信集團(tuán)公司獲得增加基于CDMA2000技術(shù)制式的3G業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可，中國(guó)電信在收購(gòu)了中國(guó)聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)之后，啟動(dòng)了44個(gè)重點(diǎn)城市的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程，并于去年年底前完成了340多個(gè)城市的CDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作，滿足了82個(gè)無(wú)線城市的無(wú)線上網(wǎng)需求。中國(guó)電信還了“天翼”品牌并啟動(dòng)了189號(hào)段放號(hào)。由于之前所采購(gòu)的設(shè)備都支持CDMA2000制式，中國(guó)電信不需要重新建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，在3G牌照發(fā)放后，只需進(jìn)行軟件升級(jí)，中國(guó)電信就會(huì)在第一時(shí)間里建設(shè)起一個(gè)全國(guó)覆蓋的3G網(wǎng)絡(luò)。

TD-SCDMA是由中國(guó)大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將智能無(wú)線、同步CDMA和軟件無(wú)線電等當(dāng)今國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)融于其中，在頻譜利用率、對(duì)業(yè)務(wù)支持具有靈活性、頻率靈活性及成本等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另外，由于中國(guó)內(nèi)的龐大的市場(chǎng)，該標(biāo)準(zhǔn)受到各大主要電信設(shè)備廠商的重視，全球一半以上的設(shè)備廠商都宣布可以支持TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。

四、3G技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，一些移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)已經(jīng)能夠在2.5G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)，3G網(wǎng)絡(luò)將為移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展提供更有效的支撐。由于3G網(wǎng)絡(luò)擁有更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐能力，3G運(yùn)營(yíng)商不僅可以向用戶提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，而且還能夠提供高速率的流媒體業(yè)務(wù)。從全球來(lái)看，隨著3G商用進(jìn)程的加快，日本和韓國(guó)以及歐美地區(qū)的一些移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已相繼推出了基于移動(dòng)流媒體技術(shù)的視頻業(yè)務(wù)，移動(dòng)流媒體業(yè)務(wù)已成為3G網(wǎng)絡(luò)的核心業(yè)務(wù)和熱點(diǎn)業(yè)務(wù)。從實(shí)際應(yīng)用的情況來(lái)看，移動(dòng)流媒體可提供點(diǎn)播、直播、下載播放三種業(yè)務(wù)形式。其中，點(diǎn)播應(yīng)用主要包括電影片花、精彩片斷、MTV等；直播包括電視節(jié)目、視頻監(jiān)控、重大賽事、音樂(lè)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)等；下載播放比較適合于那些非在線、對(duì)音視頻質(zhì)量要求較高的多媒體節(jié)目。

目前國(guó)人對(duì)手機(jī)、電腦等移動(dòng)高速上網(wǎng)的需求都在增長(zhǎng)，相對(duì)于其它業(yè)務(wù)，移動(dòng)寬帶很可能短時(shí)間內(nèi)成為3G的主流應(yīng)用。中國(guó)電信日前推出的“天翼”品牌，主打“互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)”概念，就是充分利用目前CDMA網(wǎng)絡(luò)峰值傳輸速率能達(dá)到153.6KBps的優(yōu)勢(shì)，為用戶打造高速率、全域覆蓋、使用便捷的手機(jī)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)，滿足用戶互聯(lián)網(wǎng)商務(wù)、娛樂(lè)、生活、信息咨詢等需求。作為回應(yīng)，中國(guó)移動(dòng)大幅降低了手機(jī)GPRS上網(wǎng)費(fèi)。很顯然，在3G時(shí)代，三大運(yùn)營(yíng)商在圍繞移動(dòng)寬帶展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，也必將為消費(fèi)者帶來(lái)更豐富、更實(shí)惠的差異化應(yīng)用。