WCDMA 系统的调制技术

?移动通信?

WCDMA系统的调制技术

蒲迎春 吴晓文

(深圳中兴通讯股份有限公司 518004)

摘要　介绍第三代移动通信WCDMA系统的调制技术,包括QPSK调制和解调的基本原理,以及WCDMA系统的调制方式。分析了在实际应用中多普勒频偏和频率稳定度对调制性能的影响,并简要介绍了调制、解调的实现方法。

关键词　WCDMA　QPSK　调制　解调

Abstract　The modulation technology of the third generation mobile WCDMA sys2 tem including the QPSK is introduced in this paper,including the QPSK.We also analysize the impacts on the system capabilities caused by Doppler frequency shift and its own frequency stability.

K eyw ords　WCDMA　QPSK　modulation　demodulation

数字调制/解调技术是数字移动通信系统空中接口的重要组成部分。在不同的应用环境中,移动通信信道将呈现不同的衰落特性。调制使数据信息与信道特性相匹配,以便有效地发送和接收数据信息。高效调制方式一直是移动通信研究的重要课题。

数字系统的两个基本资源是发射功率和信道带宽。通信系统的设计应尽可能有效利用这两个资源,这对于第三代移动通信系统尤其重要。第三代移动通信系统具有宽带、综合业务、全球范围高度一致性、高质量、高度灵活的特性,基本上从下列几方面对其无线传输技术(R TT)进行评价:频谱效率、技术复杂性/经济性、质量、灵活性、优选准则、对网络接口的影响、手持机能力和覆盖/功率效益。特别是对调制技术,要求频谱效率高和误码率低。

IM T22000R TT的两个主流方案是WCDMA和CDMA2000。WCDMA的数据调制方式为BPSK(上行)和QPSK(下行),扩频调制采用HPSK(上行)和QPSK(下行)。CDMA2000的数据调制采用BPSK(上行)和QPSK(下行);扩频调制方式为BPSK(上行)和QPSK(下行)。本文主要讨论QPSK调制方式。

图1　QPSK调制原理

1　QPSK调制原理和性能

1.1　QPSK数字调制原理

QPSK基本原理见图1。输入比特流D (n)以1/T速率进入调制器输入端,作串/并转换,映射为两组数据I(k)、Q(k)=±1,速率为1/2T,经正交调制后得调制输出S(t)。

在QPSK中,I(k)和Q(k)比特流排列一致,载波相位只能在2T时间内变化一次。

若I (k )和Q (k )中有一个改变信息,载波相位变化为90°。I (k )和Q (k )都改变信息时,则载波相位变化为180°。这个180°的跳变导致带限传播中的包络消失。由于QPSK 有快速包络波动,当信号通过非线性放大器时,会再生出滤波前的高频成份,因此QPSK 对线性放大器要求较高。

QPSK 调制误码率低、调制效率高,是一种性能优越的调制方式,因而被WCDMA 和CDMA2000等第三代移动通信系统采用。1.2　解调

QPSK 解调可分为相干解调和非相干解

调。非相干解调有基带差分检测、中频差分检测和鉴频器等,这三种非相干检测方式是

等价的,在高斯和慢衰落信道中,与相干检测相比,具有2～3dB 的损失。因此,在WCD 2MA 和CDMA2000中,都采用相干解调,其

原理见图2。

图2　QPSK 相干解调原理

QPSK 信号为S (t )=I (t )cos (ωc t +θ)

-Q (t )sin (ωc t +θ),cos (ωc t +^θ)-sin (ωc t +^θ)为接收端产生的本地载波。用本地参考载波

解调,输出为

I 0(t )=I (t )co s (θ-^θ)-Q (t )sin (θ-^θ)

Q 0(t )=Q (t )co s (θ-^θ)-I (t )sin (θ-^θ)

(1)

从(1)式可以看出,相干解调的性能主要依赖于解调端恢复的载波频率和相位。

2　WCDMA 系统中的调制

在WCDMA 系统中,调制可分为数据调

制和扩频调制(表1)。数据调制是指数据以

某种方式映射到I 和Q 支路。扩频调制是指I 和Q 支路被信道码和扰码扩频,经滤波和载波调制后输出。

表1　WCDMA 调制方式

数据调制

扩频调制

上行链路双通道2QPSK

HPSK 下行链路

QPSK

QPSK

2.1　上行链路扩频/调制

WCDMA 的上行链路扩频/调制原理见

图3。图中给出了在5MHz 带宽内,多路专用物理数据信道(DPDCH )的总数据速率小于等于1024kb /s 时上行DPDCH 的复用原理。

在5MHz 带宽内,传输多路DPDCH 的总数据速率等于2048kb /s 时的原理图也可以用图3表示。区别在于:数据速率小于1024kb /s 时,每条DPDCH i 被不同的信道码C ch ,di (di =1,2...)扩频;数据速率等于2048kb /s 时,每对DPDCH 2di -1和DPDCH 2di

被一个相同的C ch ,di 扩频。

对于高速数据业务,一般会要求误码率

(B ER )为10-6,对应E b /N o 工作点约为6dB 。对于一条数据速率为1024kb /s 的码

道,扩频增益为4,约6dB ,增益余量为0,这意味着在5MHz 带宽内,若要求B ER 为10-6,共可传输一条速率为1024kb /s 的码

道。若要在单个5MH z 带宽内传输2048kb /s 的数据,则该项业务的B ER 只能达到10-3。2.2　下行链路的扩频/调制

下行链路DPCH 的扩频/调制原理见图

4。数据调制采用QPSK ,每2bit 作串/并转换,映射到I 、Q 支路,被相同的信道码C ch 扩频到码片速率,再用小区内相同的复扰码C scramb 加扰。不同的物理信道用不同的信道

码C ch ,在一个小区内扰码C scramb 是相同的。

3　QPSK 调制和WCDMA 系统性能

WCDMA 的QPSK 解调原理见(1)式。

若接收载波^ωc 与本地载波ωc 没有频差,则

相差(^θ-θ)为定值。若接收载波^ωc 与本地载

波ωc 有频差,相差(^θ-θ

)为变值。如接收端能时刻跟踪接收信号的变化,消除固定频偏和相差所引起的解调性能下降,则接收解调性能可达到理想效果。WCDMA 系统采用间隙式导频传送,DPCCH 时隙结构见图5

。

图3　WCDMA 上行链路DPDCH /DPCCH 扩频/

调制

C ch :信道码,C scramb :扰码

图4　WCDMA 下行链路DPDCH /DPCCH 扩频/调制

图5　WCDMA 的DPCCH 时隙结构图

从图5可知,WCDMA 采用0.625ms 周期出现的导频信号进行信道估计:即在导频信号期间对接收信号进行估计,判断出载波的正常参数;在两个导频信号之间,则不进行载波实时跟踪。这种固定0.625ms 周期进行信道估计的方式对调制、解调和系统性能均有影响。311　多普勒频偏

假设基站发射信号为:

S 0(t )=α0ex p [j (ω0t +φ0)]

(2)

式中,ω0为载波角频率,

φ0为载波初相。若经反射或散射到达接收天线的第i 个信号为S i (t )(振幅αi ,相移φi ),S i (t )与移动台运动方向之间的夹角为θi ,则多谱勒频偏值为:

f i =v /λ?cos θi =F m cos θi (3)式中,v 为车速,λ为波长,F m 为θi =0时的最

大多谱勒频偏。在射频—中频—基带的频谱搬移过程中,多谱勒频偏将被带入到基带信号中。

WCDMA 的码片速率是4.096Mc /s ,一帧10ms 有16个时隙。一个0.625ms 时隙有4.096×106×0.625×10-3=2560个码片。WCDMA 采用间隙式导频传送,接收机只能在0.625ms 时间间隔内估计一次信道。当多普勒频偏为极限F m 时,在0.625ms 时隙内偏移1个码片,F m =(2560-2559)×4.096/2560=1600Hz 。即F m ×T D =1,T D =0.625ms 。显然,多普勒频偏必须远小

于F m ,即F m ×T D ν1。例如,多普勒频偏为300Hz 左右,对应车速约为163km /h 。见图6

。

图6　最大多普勒频偏示意图

当多普勒频偏为500Hz 时,相当于在

0.625ms 时隙内偏移500/1600=0.315码片。在匹配滤波器中,频率误差Δf 造成的信

号能量损失=si n (π

Δf T s )/πΔf

T 2,其中T s 是码片持续时间。0.315码片偏移相当于信号能量损失约1.5dB ,E b /N 0下降,对接收端的匹配滤波器或相关器的要求提高

。图7　发射接收星座图

3.2　载波发射频率稳定度

WCDMA 在两个时隙的导频信号间不

进行信道估计,因此0.625ms 时隙内发射频

率的偏移,表现为估计相位^θ的变化,θ=^

θ+2πΔf T s 。当2πΔf T s >45°时,(1)式中I 0(t )的Q (t )分量大于I (t )分量,Q 0(t )中的I (t )分量大于Q (t )分量,解调出现误判。同理可用相位图来表示,发射接收星座图见图7,当相差大于45°时,信号出现误判。

在导频信号周期内,频率误差Δf 应满足

2π×Δf ×T s ≤π/4

(4)由(4)式可得,Δf 最大为200Hz 。在WCDMA 的提议中,对基站的发射

(仅对地面部分),要求为0.05ppm (对2G 载波,即2G ±100Hz );对移动台的发射,当环路锁死时,要求为0.1ppm (即2G ±200Hz )。满足(4)式的要求。

WCDMA核心网原理及关键技术

WNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术 课程目标： z掌握WCDMA网络结构及网元功能 z了解WCDMA核心网接口及协议 z了解2G/3G核心网主要差异 z了解移动网络的区域划分和编号计划 z了解WCDMA核心网关键技术 参考资料： z3GPP TS23.002 V3.4.0 z3GPP TS23.002 V4.3.0 z3GPP TS23.002 V5.4.0 z《中兴通讯WCDMA基本原理》

第1章WCDMA网络结构 知识点 z WCDMA系统网络结构 z WCDMA系统接口与协议 1.1 WCDMA网络的演进 WCDMA网络的规范是按R99-R4-R5阶段演进的，演进过程中，核心网基本网络逻辑 上的划分没有变化，都分为电路域和分组域，只是到R5版本增加了多媒体子系统 （IMS）。网元实体的变化主要体现为，R99的MSC到R4阶段逻辑上分为MGW和 MSC Server，同时增加了传输信令网关（T-SGW）和漫游信令网关（R-SGW），到R5 阶段在R4的基础上增加了IMS（多媒体子系统）。同时，R4和R5阶段增加了相应的 接口。 各版本发展的情况： ●–R99：标准已完成，已商用 　功能冻结：1999.12，商用版本：2001.6 　基于2.5G网络结构，电路域基于传统的TDM ●–R4：标准已完成，已商用 　功能冻结：2001.3 　采用软交换技术，控制与承载(TDM/ATM/IP)分离 　引入TD-SCDMA ●–R5：标准已完成 　功能冻结：2002.6 引入多媒体域(IMS)和无线新技术HSDPA

WNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术 1.2 UMTS系统网络结构 1.2.1 UMTS网络子系统的划分 从网元功能上将UMTS系统分为无线网络子系统和核心网子系统两部分介绍，结构图 见下图。 下面UMTS网络结构是基于R99的，UE、UTRAN和CN构成了完整的UMTS网络 （UE在图中未体现），从规范的角度来看，CN侧网元实体沿用了GSM/GPRS的定义， 这样可以实现网络的平滑过渡；而无线侧UTRAN则基于WCDMA技术的R99定义， 其变化是革命性的。 图 1.2-1 UMTS系统网络结构图 此外，UMTS网络的规范是按R99---R4---R5阶段演进的，上图是基于R99系列规范 描述的网络结构，在R4/R5阶段的规范制定中，核心网的网元的定义接口发生了变化。 1.2.2 UMTS R99网络基本构成 UMTS R99网络基本构成如下图所示。 核心网分为电路域（CS）和分组域（PS），电路域基于GSM Phase2+的电路核心网的 基础上演进而来，网络单元包括移动业务交换中心（MSC）、访问位置寄存器（VLR）、 网关移动业务交换中心（GMSC），分组域基于GPRS核心网的基础上演进而来，网络

1扩频技术的发展

1.扩频技术的发展 在各种通信技术中，扩频通信比常规通信具有更强的抗干扰、抗截获能力，因此得到了越来越广泛的应用。目前，采用扩频技术的CDMA蜂窝通信系统、CDMA无限用户环等都已 经进入了实用化阶段。直接序列扩频（Direct SequenceSpreadSpectrum，即DSSS）[1-4]通信是扩频通信的一种主要方式。直接序列扩频通信功率谱低，频带宽，伪噪声编码保密能力强，信号的相关处理性能好，因此具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、抗截获能力强、可以同频工作及便于实现多址通信等一系列的优点，在军事通信中应用广泛。但是这些特点也给扩频通信的检测和识别带来新的挑战。因此对直接扩频信号的存在性进行判定、检测，对直接扩频信号进行参数估计，成为当前通信对抗领域的一个重大课题。扩频技术到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。一般而言，跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。对跳频系统的分析，现在仍集中在其对抗各种干扰的性能方面，如对抗部分边带干扰以及多频干扰等。而直扩系统在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。码捕获同步的实现是直扩系统中一个关键问题。只有在接收机将本地产生的伪码和接收信号中调制信息的伪码实现同步以后，才有可能实现直序扩频通信的各种优点。同步过程分为两步来实现：首先是捕获阶段，实现对接收信号中伪码的粗跟踪；然后是跟踪阶段，实现对伪码的精确跟踪。 2 扩频通信的理论基础[1] 扩展频谱通信(Spread SpectrumCommuncation,简称扩频通信),是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信的可行性,可由信息论中的相关公式中引申而来的。信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为: 式中,C为信道容量;B为信号频带宽度;S为信号功率;N为白噪声功率。由Shan-non公式可以看出:要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。信道容量C为常数时,带宽B与信噪比S／N可以互换,即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S／N的要求;也可以通过增加信号功率,降低信号的带宽,这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽或降低功率的有效途径。当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。 3 扩频技术的几种基本工作方式 随着通信技术的发展,扩频通信的方式也在不断更新,按照扩展频谱的方式不同,可以将其归结为直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、脉冲调频(chirp调制)及混合扩频等。 3.1直接序列扩频 直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是以直接扩频方式构成的扩频通信系统，通常简称为（DS）系统，是最典型的扩频通信系统。直接扩频系统的发射机结构和接收机结构分别如下图所示

广东移动,WCDMA关键技术

WCDMA关键技术 广东移动通信有限责任公司企业发展部 200x-x-xx

WCDMA 关键技术 第一章 概述 本文是一篇讨论WCDMA 关键技术的文档。其中列出的功率控制、切换技术、负荷平衡、动态信道分配、准入控制、拥塞控制、动态AMR 调整等几个专题都是构成WCDMA 系统的空中物理层接口的核心技术。本文在对各关键技术原理进行介绍的基础上，还重点的分析了这些关键技术所涉及到的一些参数的设置问题。希望能通过本文，对公司未来的WCDMA 网络建设有所帮助。 第二章 功率控制 一、技术描述 1、 上行开环功率控制 1.1 PRACH 信道 对于PRACH 信道的功率控制主要是由UE 根据UTRAN 侧配置的参数进行计算， PRACH 前缀的初始发射功率的计算公式如下： Preamble_Initial_Power = Primary CPICH TX power – CPICH_RSCP + UL interference + Constant V alue （3.1.1.1-1） 其中： Primary CPICH DL TX power ：PCPICH 发射功率； CPICH_RSCP ：UE 接收到的PCPICH 信号强度 UL interference ：是上行干扰，通过系统信息广播给UE Constant V alue ：是修正值 PRACH 的功率控制方式如下：当UE 发出前缀后，在规定的时间未收到NODEB 的应答，则UE 会在下一个发前缀的时刻把前缀的发射功率在前一个前缀功率的基础上再增加一个调整步长Power_Step 。PRACH 消息部分控制信道的发射功率就等于UE 发送的最后一个AP （收到nodeB 肯定的应答）的发射功率基础上增加P p-m 。PRACH 消息部分数据信道的发射功率可以根据UTRAN 侧为其配置的控制信道和数据信道的功率增益因子c β和d β来得到。 其中： Power Ramp offset ：连续的两个前缀之间的功率偏差； Pp_m ：消息部分控制信道和最后一个前缀之间的功率偏差 1.2 上行DPCH 信道 对于UE 来说，当建立DPCCH 时，UE 将按照以下功率水平启动上行内环功控：

浅谈扩频通信技术的特点及其应用

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/b57388284.html, 浅谈扩频通信技术的特点及其应用 作者：赵莉 来源：《硅谷》2009年第05期 [摘要]扩展频谱通信是一种将信息的带宽扩展很多倍进行通信的技术，近年来在现代科技的许多领域中，得到了非常广泛的应用，着重叙述扩频技术的特点及其应用。 [关键词]扩频通信技术特点应用 中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0310022－01 扩展频谱通信（SpreadSpectrum Communications）简称“扩频通信”，是一种信息传输方式，它是将信息的带宽扩展很多倍（通常为100～1000倍）进行通信的技术。传输的信号带宽远大于信息信号本身的带宽。频带的展宽是通过编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关的解调来解扩及恢复所传信息数据。 一、扩频通信的理论基础及实现方法 （一）扩频通信的理论基础 信息论的创始人美国科学家仙农（Shannon）在其信息论专著中有信道容量的公式： Ｃ＝Wlog2（１＋Ｐ／Ｎ） 式中，C为信道容量，W为频带宽度，P为信号功率，N为白噪声功率。在保持信息容量C不变的条件下，可以用不同频带宽度W和信噪功率比P／N来传输信息。如果增加频带宽度，就可以在较低的信噪比的情况下用相同的信息率保持可靠地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。这一公式指明了采用扩展频谱信号进行通信的优越性，即提高了通信的抗干扰能力，在强干扰条件下保证可靠安全地通信。 （二）扩频通信的实现方法 扩频通信与一般的通信系统相比有很大差别，图1为扩频通信的一般原理框图。由方框图可以看出，一般的扩频通信系统都要进行信息调制、扩频调制、射频调制，以及相应的信息解调、扩频解调和射频解调，构成上更加复杂，技术上也更为先进。特别是采用了扩频码序列的

扩频信号的BPSK调制仿真

《控制系统CAD与数字仿真》2014～2015学年第一学期 学院（部）电子电气工程学院 学号021211229 姓名纪辰 授课教师陈剑雪

扩频信号的BPSK调制仿真 摘要：随着数字信号处理技术的不断发展，数字化软件无线电接收机已经成为趋势，调制/解调技术是数字通信系统中的核心技术。现代计算机科学技术快速发展，使得通信系统仿真的设计和分析过程变得相对直观和便捷，由此也使得通信系统仿真技术得到了更快的发展。通信系统仿真具有广泛的适应性和极好的灵活性,有助于更好地研究通信系统性能。 本文介绍了数字化调制解调技术的现状发展及其应用，然后介绍了BPSK数字调制解调的理论基础，重点分析了BPSK数字调制和解调的原理。 本文利用MATLAB强大的仿真功能,在其仿真环境下建立了直扩系统和BPSK调制解调系统仿真模型，给出各路观察波形,证实了解调算法的可行性。 最后，本文对所做研究工作进行了总结，并且提出了今后的工作和研究方向。 关键词：BPSK；调制解调器；MATLAB ；直扩系统

The simulation of spread spectrum signal with BPSK digital modulation Abstract：With digital signal processing technology continues to evolve, digital software radio receiver has become a trend, modulation/demodulation technology is the core technology in digital communication system。The rapid development of modern computer science and technology, makes the communications system simulation design and analysis process become relatively intuitive and convenient, which also makes the communication system simulation technology has been faster development. Communication system simulation with wide adaptability and excellent flexibility, helps to better study the communication system performance. This paper introduces the digital modem technology situation and development.Then introduced digital modulation and demodulation of BPSK theoretical foundation, including analysis of the BPSK digital modulation and demodulation principle. In this paper, based on the powerful simulation using MATLAB function in its environment designed the spread spectrum signal system and the BPSK modulation demodulation system simulation model, and through the constellation confirmed that the demodulation algorithm. Finally, this paper made a summary of the research work, and proposed future work and research directions. Key words: BPSK, Modem, MATLAB, Spread spectrum signal system

扩频技术概述

扩频技术概述 许多文献和书籍已对扩频通信这一专题进行了论述，但是仍有许多工程师仍然对它存在一些疑问。实际上，如果不通过公式推导，一些复杂的概念只是用简单的解释很难被人们接受。本文将尽可能全面的论述扩频技术所包括的所有方面。 有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统、移动通信系统、WLAN和蓝牙技术等应用的关键问题。扩频技术也为提高无线电频率的利用率提供帮助。 扩频理论的基础 在Shannon和Hartley信道容量定理中可以明显看出频谱扩展的作用： 式中：C是信道容量、单位为比特每秒（bps），它是在理论上可接受的误码率（BER）下所允许的最大数据速率；B是要求的信道带宽，单位是Hz；S/N是信噪比。C表示通信信道所允许的信息量，也表示了所希望得到的性能，带宽（B）则是付出的代价，因为频率是一种有限的资源，S/N表示周围的环境或者物理的特性。用于恶劣环境（噪声和干扰导致极低的信噪比）时，从上式可以看出：需要提高信号带宽（B）来维持或提高通信的性能。 修改上面的公式得： C/B = (1/Ln2)*Ln(1+S/N) = 1.443*Ln(1+S/N) 由MacLaurin级数：Ln(1+x) = x - x2/2 + x3/3 - x4/4 + … + (-1)k+1xk/k + …: 得： C/B = 1.443[S/N – 1/2 *(S/N)2 + 1/3 *(S/N)3 - …] 在扩频技术应用中，信噪比较低。假定较大的噪声使信噪比远远小于1（S/N<<1），则Shannon表示式近似为：C/B ≈ 1.433 * S/N 可进一步简化为：C/B ≈ S/N 或N/S ≈ B/C 在信道中对于给定的信噪比要无差错发射信息，我们仅仅需要提高发射的带宽。这个原理似乎简单、明了，但是具体实施非常复杂。 定义 扩频技术在具体实施时由多种方案，但思路相同：把索引（也称为码或序列）加入到通信信道，插入码的方式正好定义了所讨论的扩频技术。术语"扩频"指将信号带宽扩展几个数量级，在信道中加入索引即可实现扩频。扩频技术更加精确的定义是：扩频是通过注入一个更高频率的信号将基带信号扩展到一个更宽的频带内的射频通信系统，即发射信号的能量被扩展到一个更宽的频带内使其看起来如同噪声一样。扩展带宽与初始信号之比称为处理增益（dB），典型的扩频处理增益可以从20dB到60dB。

扩频通信的基本原理

扩频通信的基本原理 所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。 扩频通信的基本特点，是传输信号所占用的频带宽度（W）远大于原始信息本身实际所需的最小带宽（B），其比值称为处理增益（Gp）： 总之，我们用扩展频谱的宽带信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。 一、扩频通信系统的主要优点 ●易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率 ●抗干扰性强，误码率低。扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而接收端又采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。这祥，对于各种干扰信号，因其在收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。 ●保密性好，对各种窄带通信系统的干扰很小。由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，而想进一步检测信号的参数(如伪随机编码序列)就更加困难，因此说其保密性好。 ●可以实现码分多址。扩频通信提高了抗干扰性能，代价是占用频带宽。但是如果许多用户共用这一宽频带，则可提高频带的利用率。由于在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号，提取出有用信号。这样在这一频带上许多对用户可以同时通话而互不干扰。 ●抗多径干扰。在无线通信中，长期以来，多径干扰始终是一个难以解决的问题之一。在扩频通信中利用扩频码的自相关特性，在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成，都可以起到抗多径干扰的作用。 按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可以分为以下几种：

用扩频技术的 EMI 解决方案

13 Vol.29 No.1以往的EMI 解决方案都是如图1（a）所示那样，采用加入扼流圈、屏蔽罩等抑制干扰组件的方式来实现。但是，伴随着电子产品的高性能化和多功能化，电路的工作频率不断升高，采用以往的EMI 解决方案达不到要求的案例也越来越常见。因此，SSCG 作为高效的EMI 解决方案而广受关注。 在图1（b）所示的使用案例中， SSCG 被设置在ASIC 或CPU 的时钟输入端与时钟源（晶振等）之间。 如果用一句话来概括，SSCG 就是一种EMI 抑制元器件，它让时钟慢慢地一点点地变化来分散输出时钟的能量。 其原理类似于图2所示的例子，让水压（频谱能量）一定的水从一个小孔（固定频率）中喷出，这和让它从淋浴喷头的多个小孔（分散频率）中喷出的效果是不同的。后者的水压得到了分散，水的喷出力度（辐射噪声）会变小很多。 EMI抑制效果显著 SSCG不仅对时钟振荡频率（基波） 有抑制作用，对高次谐波的峰值也有抑制作用。此外，如果把SSCG作为ASIC或CPU的时钟源，SSCG不仅对ASIC或CPU自 采用扩频技术的EMI 解决方案 作为EMI 解决方案，扩频时钟发生器（SSCG）正在受到业界的关注。 SSCG 不仅具有高度的电磁干扰（EMI）抑制效果，还有助于产品的小型化并能有效缩短开发时间。富士通的SSCG 采用自主研发的数控技术实现了对时钟频率的理想控制，取得了很好的EMI 抑制效果。 * SSCG ：Spread Spectrum Clock Generator TECHNICAL ANALYSIS 前 言 图2 SSCG 减轻EMI 的示意图 SSCG 的效果 SSCG＝OFF SSCG＝ON 何谓SSCG 图1 以往的EMI 解决方案及SSCG 使用案例

扩频原理

1.1 扩频通信系统发展概述 扩频通信(spread spectrum communication)是近几年内迅速发展起来的一种通信技术。在早期研究这种技术的主要目的是为提高军事通信的保密和抗干扰的性能，因此这种技术的开发和应用一直是处于保密状态。美国在20世纪50 年代中期，就开始了对扩频通信的研究，当时主要侧重在空间探测、卫星侦察和军用通信等方面。以后，随着民用通信的频带拥挤日益严重，又由于近代微电子技术、信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术的快速发展，与扩频通信有关的器件的成本大大地降低，从而进一步推动了扩频通信在民用领域的发展金额应用，而且也使扩频通信的理论和技术也得到了进一步的发展。目前在军事上，它已经广泛应用于各种战略和战术通信的系统中，成为电子战中反干扰的一种重要的手段。扩频技术在军事应用上的最成功的范例可以以美国和俄国的全球卫星定位系统(GPS和GLONASS)以及美军的联合战术分布系统(JTIDS)为代表；GPS和GLONASS在民用上也都得到了广泛的应用，这些系统的技术基础就是扩频技术。扩频的码分多址技术应用于蜂窝移动通信中时，大大降低了噪声和衰落的影响，同时还避免了复杂的频率分配和时隙划分等技术上的困难，并可以省去保护频带或时隙，极大地提高了蜂窝通信系统中小区的频率复用度，使信号频谱利用率得到提高。1990年1月，国际无线电咨询委员会(CCIR,现为ITUR)在研究未来民用陆地移动通信系统的计划报告中已明确地建议采用扩频通信技术[5]。美国已制定出了基于CDMA蜂窝技术的IS-95标准，Samsung、Motorola等公司也已相继推出了各自的CDMA移动通信商用实验网已开通运行，并取得了良好的效果。 扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。一般而言，跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。面对全世界范围内对移动通信日益增加的要求，CDMA将是无线通信中最主要的多址介入手段。在本世纪，扩频技术将得到更加广泛的应用。 从扩频技术的历史可以看出，每一次技术上的大发展都是由巨大的需求驱动的。军事通信抗干扰的驱动以及个人通信业务的驱动使得扩频技术的抗干扰性能和码分多址能力得到最大限度的挖掘。展望未来，第四代移动通信系统(4G)的驱动无疑会使扩频技术传输高速数据的能力得到更大的拓展。 直接序列扩频系统又称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统)，简称为直扩系统，是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。人们对直扩系统的研究最早，如美军的国防卫星通信系统(AN-VSC-28)、全球定位系统(GPS)、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统

WCDMA下行分集技术

摘要众所周知WCDMA系统中在上行采用了分集接收技术，实际上在下行也采用了分集技术即称为下行发射分集技术。文章对下行发射分集技术的种类及原理进行了阐述，并对采用不同的发射分集技术的效果进行了定量的分析总结。 由于无线传播环境的恶劣，在蜂窝移动通信中，基站的发射信号往往是经过多次反射、散射和折射才到达移动台的接收端的。这样很容易就造成了信号的多径衰落。在衰落环境中，多天线分集技术可以有效地改善无线通信系统的性能。在3G系统中，多天线的发射分集是一个非常重要的关键技术。信号通过多个空间上分开足够远的天线发射出去，实现空间分集。天线之间的间隔足够远，可以保证每个天线发射出去的信号经过信道后所遭受的衰落是不相关的。WCDMA系统使用了开环和闭环发射分集技术。 一、开环发射分集 在WCDMA系统使用了两种开环发射分集方案，分别是空分发送分集（STTD）和时间切换发射分集（TSTD）。 空分发送分集（STTD）是将在非分集模式下进行信道编码、速率匹配和交织的数据流在4个连续的信道比特块中使用STTD编码。STTD 编码方式如下图所示。空分发送分集（STTD）除了同步信道（SCH）以外均可使用。 图1 STTD编码方式 时间切换发射分集（TSTD）是根据时隙号的奇、偶，在两个天线上交替发送基本同步码和辅助同步码。例如奇时隙时用第1个天线发送，偶时隙则用第2个天线发送。采用TSTD，在移动台中可以很简单地获得与最大比值合并相当的效果，大大提高了用户端正确同步的概率，并缩短了同步搜索时间。时间切换发射分集（TSTD）专用于同步信道SCH。 二、闭环发射分集 专用物理控制信道（DPCCH）和专用物理数据信道（DPDCH）共同组成的专用物理信道，经扩频/扰码后被天线的特定复数加权因子W1和W2加权处理（加权因子由UE决定），用户设备根据接受到的下行公共导频信道（CPICH）的某个时隙来估计各发送天线的信道响应。闭环发射分集的结构如下图所示。 图2 闭环发射分集示意图 闭环模式发射分集关键是加权因子的计算，按加权因子计算方法不同分为两种模式：模式一采用相位调整量，两个天线发射DPCCH 的专用导频符号不同（正交）；模式二采用相位/幅度调整量，两个天线发射DPCCH的专用导频符号相同。 （1）闭环发射分集模式一 在用户端，若对应的时隙号为奇，则第二个天线的信道响应先旋转90度再计算，若时隙号为偶则不旋转。基站端则实际使用相邻的且处于不同旋转集的两个时隙所对应的相位调整量，进行第二个天线的相位调整。当信道变化速率较低时，本模式实际可起到2 bit反馈控制的效果，而当信道变化速率较大时，也有一定的平滑作用。

CDMA 扩频技术

摘要： 扩频技术以其固有的抗干扰能力在通信系统中得到了广泛的应用，主要包括抗干扰通信和近年来第二代和第三代移动通信中普遍应用的码分多址技术—CDMA。本文首先介绍了扩频通信的基本原理和特点，然后以直接序列扩频码分多址系统DS/CDMA为例分析了扩频技术在CDMA系统中的应用，最后介绍了基于扩频技术的CDMA系统的特点。 关键词： 扩频技术码分多址CDMA 一、引言 现代通信中遇到的一个重要问题就是日益严重的干扰问题。而在有限的频率资源拥挤的今天，干扰问题更为严重。扩频技术具有的许多特有优点，特别是具有很强的抗干扰性能，因而越来越受到人们的重视，其应用领域也在不断地扩大。 扩频通信即扩展频谱通信技术(Spread Spectrum Communication)，是一种数字化通信技术，属于宽带通信范畴。扩频通信系统是在上世纪50 年代中期产生的，其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统以及其它方面[1]。在之后的一段时期内，扩频通信也主要用于强抗干扰通信系统。随着全球移动通信的发展，扩频技术为实现共享频谱提供了一种很好的方式——CDMA （Code division Multiple Access）,即在多用户通信系统中所有用户共享同一频段，但是通过给每个用户分配不同的扩频码来实现多址通信。在现今已使用普及的第二代移动通信系统中, IS -95 CDMA 系统以其通信容量大、阻塞率低、抗多径衰落能力强、信道数据速率高、可实现软切换及较强的抗窄带干扰能力等优点得到了广泛的应用[2][3]。文中主要针对CDMA 中的扩频通信技术进行讨论和分析。 二、扩频通信 2.1 扩频定义 一个系统被称为扩频系统需要同时满足以下三个条件[4] （1）信号所占据的频带宽度远大于传输信息所需的最小带宽。 （2）扩频是通过扩频码序列来实现的，且扩频码序列与所传的信息数据无关。 （3）在接收端用与发送端完全相同的扩频序列码与接收到的扩频信号进行相关解扩，回复所传信息。 根据以上定义，传统的调制方式比如FM，PCM，MFSK等虽然实现了信号频谱的扩展，但是不属于扩频通信，因为它们不满足条件（2）（3）。一个典型的扩频通信系统如图1所示。

WCDMA技术简析

WCDMA技术简析 随着社会的发展，人们对通信业务种类和数量需求的剧增已不再满足于使用第二代系统。于是，一种能够提供全球漫游，支持多媒体业务且具有足够容量的第三代移动通信系统就应运而生了。第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信系统。 3G的三大主流国际标准包括：WCDMA、CMDA2000和TD-SCDMA。移动通讯系统的演进如图所示，本文将主要对WCDMA技术进行解析和介绍。 WCDMA（Wideband Code Division Multi Access）简介 WCDMA由欧洲标准化组织3GPP 所制定，由于它的物理层具有同时支持不同类型业务的能力，因此受全球标准化组织、设备制造商器件供应商运营商的广泛支持，将成为未来3G 的主流体制。 WCDMA全称为宽带码分多址接入，每个载频的所有用户共享频率、时间、功率资源，用户之间只依靠特征码来区分。其核心网基于GSM/GPRS 网络的演进，保持与GSM/GPRS 网络的兼容性。核心网络可以基于TDM 、ATM和IP 技术，并向全IP 的网络结构演进。核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务。 WCDMA系统基本特性包括：采用宽带CDMA技术，带宽为5MHZ；物理层可灵活的在单载波上传输各种速率的数据；多用户检测技术；传输分集技术；自适应天线技术；RAKE接收机技术。 WCDMA与TD－SCDMA、CDMA2000的技术参数的比较下图所示：

WCDMA与其他两个标准相比，有其自身的技术优势： 1、在利用CDMA技术方面，在小区复用系数、利用多径能力、可变扩频增益、软切换及软容量方 面较好； 2、在同步方面，WCDMA不需要小区同步； 3、在功率控制方面，WCDMA采用“开环＋自适应闭环功率控制”，提高了功率控制的速度，可 抵消一般的快衰落； 4、系统容量和覆盖方面，从单载扇小区容量来看，WCDMA容量最大，拥有60个语音信道， CDMA2000拥有30个语音信道，TD-SCDMA为24个语音信道；从系统覆盖范围看，WCDMA 和cdma2000较TD-SCDMA系统更具优势，覆盖半径更大； WCDMA系统结构 UMTS （Universal Mobile Telecommunications System ）通用移动通信系统是采用WCDMA 空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络（Radio Access Network ，RAN）和核心网络（Core Network ，CN）。其中无线接入网络用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS 系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域（Circuit Switched Domain, CS ）和分组交换域（Packet Switched Domain, PS ），电路域为用户提供“电路型业务”或提供相关信令连接，而分组域则为用户提供“分组型数据业务”。UTRAN 、CN

扩频与解扩

玉溪师范学院信息技术工程学院通信系统应用设计报告 题目：扩频与解扩系统 姓名：王XX 学号：2009XXXXX 专业：通信工程 班级：09级通信XX 指导教师:XXXX 时间: 2012年12月17日－2012年12月 25日

目录 一、课题内容 (3) 二、设计目的 (3) 三、设计要求 (3) 四、实验条件 (3) 五、系统设计 (3) 六、详细设计与编码 (4) 1. 设计方案 (4) 2. 编程工具的选择 (6) 3. 设计步骤 (6) 4. 运行结果及分析 (7) 七、设计心得 (8) 八、参考文献 (9) 九、附件 (10)

一、课题内容 扩频与解扩系统 二进制随机信号+PN码扩频+加性高斯白噪声信道+解扩+误码率测试+信宿 二、设计目的 1.综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念； 2.培养学生系统设计与系统开发的思想； 3.培养学生利用软件进行通信仿真的能力； 4.培养学生独立动手完成课题设计项目的能力； 5.培养学生查找相关资料的能力。 三、设计要求 1.个人独立完成该课题； 2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原 理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图； 3.提出仿真方案； 4.完成仿真软件的编制； 5.仿真软件的演示； 6.认真完成并提交详细的设计报告。 四、实验条件 计算机、Matlab7.0版软件、相关资料、网络

五、系统设计 1、扩频 （1）概念：利用与信息无关的PN伪随机码，以调制方法将已调制信号的频谱宽度扩展得比原调制信号的带宽宽很多的过程。例如：跳频、混合扩频、直接序列扩频，英文表示为frequency spread。 （2）扩频原理： 2、解扩 （1）概念：采用扩频技术，在天线之前发射链路的某处简单的引入相应的扩频码，这个过程称为扩频处理，结果将信息扩散到一个更宽的频带内。 在接收链路中数据恢复之前移去扩频码，称为解扩。解扩是在信号的原始带宽上重新构建信息。显然，在信息传输通路的两端需要预先知道扩频码。 （2）解扩原理：解扩通常在解调之前进行，在传输过程中加入的信号（干扰或阻塞）将在解扩处理中被扩频。 3、扩频与解扩的意义 扩频信号是用扩展随机序列——伪随机码调制射频信号或不断跳跃的载波信号频率而得到的，这样,扩频系统统不同于传统通信系统，它可以极大限度地共享相同的频道资源。每套系统都具有与众不同的扩展序列来减少来自其他设备的干扰，只有具有与发射者相同扩展序列的接收者才可以重组或压缩扩频传输信号来获得其中加载的有效信息。即使是多套扩频设备使用同一个频道在同一地区进行信号传输，只要采用不同的扩频序列，就不会相互干扰。扩频系统这一频道复用的优势，使其成为在大城市频谱资源十分拥挤的环境下最理想的选择。

扩频通信技术特点及应用

扩频通信技术特点及应用 摘要扩频通信技术(简称扩频通信)是一种新兴的高科技通信技术，具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址(CDMA)等优点，在军事和民用通信系统中都得到了广泛的应用，并成为下一代移动通信的技术基础。对扩频通信技术的抗干扰性能、抗多径干扰、多址能力等特点作了说明，并对扩频CDMA数字蜂窝系统的关键技术和容量优势做了阐述。关键词扩频通信，CDMA，多径干扰，多址，容量 一、序论 人类社会进入到了信息社会，通信现代化是人类社会进入信息时代的重要标志。怎样在恶劣的环境条件下保证通信有效地、准确地、迅速地进行，是当今通信工作者所面临的一大课题。扩展频谱通信是现代通信系统中的一种新兴的通信方式，其较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能以及频谱利用率高、多址通信等诸多优点越来越多的为人们所认识，并被广泛的应用于军事通信和民用通信的各个领域，从而推动了通信事业的迅速发展。 扩频通信，即(Spread Spectrum Communication)扩展频谱通信，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。 扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的：首先，信息在频谱扩展后形成宽带传输；其次，相关处理后恢复成窄带信息数据。 在扩展频谱系统中，伪随机序列起着很重要的作用。在直扩系统中，用伪随机序列将传输信息扩展，在接收时又用它将信号压缩，并使干扰信号功率扩散，提高了系统的抗干扰能力；伪随机序列性能的好坏直接关系到整个系统性能的好坏，是一个至关重要的问题。 扩频信号的接收一般分为两步进行，即解扩与解调，这是关系到系统性能优劣的关键。解扩是在伪随机码同步的情况下，通过对接收信号的相关处理从而获得处理增益，提高解跳器输入端的信噪比，使系统的误码性能得以改善。 解扩与解调的顺序一般是不能颠倒的，通常是先进行解扩后再进行解调，这

WCDMA第三代无线通信系统无线技术介绍-1

一、前言 属于第三代无线通信技术的WCDMA服务之所以可以提供更高的频宽，以符合各式多媒体与无线宽频需求，所注重的一点就是它比原来的第二代GSM无线通信系统来说，大幅改进了无线部分的多工技术，使得我们可以在有限的无线通信频带中，透过更新的无线传输技术来提供更为丰富与大量的使用者资料。 我们都知道，3GPP R99核心网络与GSM/GPRS核心网络是可以存在同一个架构下的，主要的原因还是在于可以保有GSM/GPRS系统业者原有的投资，并且沿用了现在最为稳定的核心网络架构，减少系统过渡到3G通信系统时，所产生的诸多相容问题。不过在无线通信接收端的部分，可就没有这么容易解决了，WCDMA所采用的无线通信多工技术与GSM/GPRS完全不相同，也就是说虽然他们可以共用相同的核心网络设备，不过在无线通信的接收端技术，彼此就是差异相当大的部分，因此希望通过本文的介绍，可以让各位真正的了解这些技术上的不同差异。 二、无线网络Cell的概念 如图一所示，在无线网络的环境中，我们会通过基地台来传送与接收使用者手持设备的资料，不过无线网络的资源是有限的，在有线的网络环境中，如果我们需要更多的频宽，可以通过更多的物理线路来提升两端点的可用频宽，可是无线网络的环境里，因为实际的传输媒介为我们生活的空间，而这部分的资源并不会因为我们需要更多的频宽而增加。

图一，无线网络Cell覆盖的示意图 因为这样的因素，所以每个基地台无线电所覆盖的范围就需要经过适当的考虑。例如：如果在一个认可稠密的区域，每一个无线电所覆盖的范围就要缩小，这样在同一个区域中，就可以建构一个以上的基地台无线通信区域，如此就可以增加该区域可容纳的使用者数目。相对的，如果我们把一个基地台无线电所覆盖的范围加大，那样在这个大区域范围中，所能接受的使用者数目，就仅限于一个基地台无线通信范围中，所能接受的人数了。 三、FDMA、TDMA、CDMA与SDMA 以目前常用的无线通信多工技术来说，我们可以大略的把各种技术区分为四类。FDMA（Frequency Division Multiple Access） 如图二所示，FDMA主要是通过切割许多小的无线通信频带，而每个无线通信频带都属于一个专属的使用者来传输资料，通过这样的方式我们可以在一个大的频带范围中，切割出许多小的频带，让多个使用者可以同时传输资料。

扩频通信原理

扩频通信原理 技术背景：传统的模拟无线通信一般采用调频（FM）和调幅（AM）两种方式，不能适应高速数据通信的要求。进入八十年代后，数字无线数据通信方式成为主流，其调制方式有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和相移键控（PSK），其优势是便于采用先进的数字信号处理技术，如均衡技术、编码技术等等，提高了数据传输速率和传输的可靠性。实际的系统如GSM、IS-54等。但是这些系统也存在一些缺陷。一方面，由于无线通信信道的开放性，通信环境不可避免地存在各种各样的突发干扰，使得信号传输的可靠性降低，同时，信道的时域和频域选择性衰落，使得数据传输速率的提高受到限制；另一方面，随着无线业务的快速增长，要求无线网络具备相当的灵活性，以适应业务的发展变化。这些都是常规的无线数字通信难以解决的。这些因素促成了对采用新技术的需求，以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。扩频通信的基本原理和优势：扩频通信就其调制方式而言，与传统的数据通信没有什么差别，也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速发展的QAM，不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节，把待传送符号用特征码进行扩展，扩展后的符号称为码片；在接收端同样增加了一个解扩处理的环节，将N个码片恢复为一个符号。这即是扩

频通信的基本原理。扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码－伪随机序列（PN CODE）带来的。伪随机码具有双值自相关特性，它保证了同步相关操作获得的输出远大于非同步相关的输出值。这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此之间的干扰。这即是通常所说的扩频抗多径原理。同时，相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰，如一般的工业噪声、环境噪声等等。特别值得一提的是，由于解扩处理是对N个码片的能量进行累加，因此，可以允许接收的信号电平在噪声以下，只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。这一性能使得扩频通信技术首先在军队保密通信系统中获得了广泛的应用。扩频通信抗多径的性能使得移动通信信道的相关带宽不再成为限制通 信速率的障碍，因此在扩频通信方式下可以实现高速数据通信。传输速率的限制取决于信号处理的速度。可见，扩频技术在提高数据通信速率和改善数据通信的可靠性方面，大大优于常规数字通信。同时，由于所有用户可以共用同一频带，大大简化了网络系统的规划，使得系统在适应不断增长变化的业务方面，具有很高的灵活性。 扩频通信是传输信息使用的射频带宽是信息带宽的10倍至100倍以上的通信体制。信息本身不再是决定传输带宽的决定因素，传输带宽主要由发信机和对应收信机预先制定的扩频码(又称地址码)序列确定。

wcdma技术简介

WCDMA技术简介 一．通信系统概述 第一代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统，时间是本世纪七十年代中期至八十年代中期，1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统AMPS，建成了蜂窝式移动通信系统。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式移动通信网。这一阶段相对于以前的移动通信系统，最重要的突破是贝尔实验室在七十年代提出的蜂窝网的概念，蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。 第一代移动通信系统的典型代表是美国的AMPS系统（先进移动电话系统）和后来的改进型系统TACS （总接入通信系统）等。AMPS使用800MHz频带，在北美、南美和部分环太平洋国家广泛，使用TACS使用900MHz频带，分ETACS（欧洲）和NTACS（日本）两种版本，英国、日本和部分亚洲国家广泛使用此标准。 第一代移动通信系统的主要特点是采用频分复用FDMA 模拟制式，语音信号为模拟调制，每隔30kHz/25kHz一个模拟用户信道。第一代系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来： (1)频谱利用率低 (2) 业务种类有限 (3) 无高速数据业务 (4) 保密性差易被窃听和盗号 (5) 设备成本高 (6) 体积大重量大 第二代数字蜂窝移动通信系统的典型代表是美国的DAMPS系统、IS-95和欧洲的GSM系统。GSM（全球移动通信系统）发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的，支持64kbit/s的数据速率，可与ISDN互连。GSM使用900MHz频带，使用1800MHz频带的称为DCS1800。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每载频支持8个信道，信号带200kHz ，GSM标准体制较为完善，技术相对成熟，不足之处是相对于模拟系统其容量增加不多，仅仅为模拟系统的两倍左右，无法和模拟系统兼容。 DAMPS（先进的数字移动电话系统）也称IS-54（北美数字蜂窝），使用800MHz频带，是两种北美数字蜂窝标准中推出较早的一种，使用TDMA多址方式。 IS-95是北美的另一种数字蜂窝标准，使用800MHz或1900MHz频带，使用CDMA多址方式，已成为美国PCS 个人通信系统网的首选技术。 由于第二代移动通信以传输话音和低速数据业务为目的，从1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5代的移动通信系统，如GPRS和IS-95B。 CDMA系统容量大。相当于模拟系统的10~20倍，与模拟系统的兼容性好。美国、韩国、香港等地已经开通了窄带CDMA系统，对用户提供服务。由于窄带CDMA技术比GSM成熟晚等原因，使得其在世界范围内的应用远不及GSM ，国内有北京、上海、广州、西安四地的窄带CDMA系统在运行。但从发展前景看，由于自有的技术优势，CDMA技术已经成为第三代移动通信的核心技术。 移动通信现在主要提供的服务仍然是语音服务以及低速率数据服务。由于网络的发展，数据和多媒体通信有了迅猛的发展势头，所以第三代移动通信的目标就是宽带多媒体通信。 第三代移动通信系统是一种能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，与固定网络相兼容，并以小型便携式终端在任何时候、任何地点进