电气知识|CDMA中的地址码类型

   更新日期:2017-03-26     来源:建材之家    作者:安防之家    浏览:33    评论:0    
核心提示:(1)用户地址:用于区分不同移动用户;  (2)基站地址:用于区分不同基站或扇区。  (3)信道地址:用于区分每个小区或每个扇区内的不同信道;  常采用m序列、Gold序列、 Walsh 等。  1、码序列应具有如下特性:  (1)有足够多的地址码;  (2)有尖锐的自相关特性;  (3)有处处为零的互相关特性;  (4)不同码元数平衡相等;  (5)尽可能大的复杂度。  2、正交Walsh函数 

电力检修|处理小电流接地故障的新思路

推荐简介:摘要:基于目前日趋完善的小电流接地选线技术和智能化的综合自动化系统及馈线自动化技术,提出全新的处理接地故障的新思路。阐述了利用馈线自动化技术隔离故障的过程,并表述了该新方法的实用意义。 中低压配电系统的中性点,一般采用不接地或经消弧线圈接地方式,称为小电流接地系统。该系统中发生单相接地故障时,尽管故障分量不大,但由于其他两相对地电压升为线电压,在没有消弧线圈的情况下,如果发......
安防之家讯:(1)用户地址:用于区分不同移动用户;

(2)基站地址:用于区分不同基站或扇区。

(3)信道地址:用于区分每个小区或每个扇区内的不同信道;

常采用m序列、Gold序列、 Walsh 等。

1、码序列应具有如下特性:

(1)有足够多的地址码;

(2)有尖锐的自相关特性;

(3)有处处为零的互相关特性;

(4)不同码元数平衡相等;

(5)尽可能大的复杂度。

2、正交Walsh函数

(1)Walsh函数波形

连续Walsh函数的波形如图1所示,利用Walsh函数的正交性,可作为CDMA的地址码。 图1 连续Walsh函数的波形 Walsh函数对应的矩阵 (2)Walsh函数矩阵的递推关系

沃尔什函数矩阵由Hadamard矩阵递推过程产生。 其中N取2的幂,是的补。利用Walsh函数矩阵的递推关系,可得到64′64阵列的Walsh序列 ;Qualcomm-CDMA数字蜂窝移动通信系统中被作为前向码分信道 ,可支持64个信道。采用64位的正交Walsh函数来用作反向信道的编码调制。

(3)Walsh码字的互相关系数为: Walsh函数互相关系数为0,是完全正交码;若信号在加性高斯白噪声信道中传输,正交码可以保证在接收机处实现多用户抑制。但时延色散破坏了码字间的正交性。

3、m序列伪随机码

伪噪声序列(PN序列)具有类似随机噪声的一些统计特性,但和真正的随机信号不同,它可以重复产生和处理,故称作伪随机噪声序列。PN序列有多种,最常用的一种是最长线性反馈移位寄存器序列,也称作m序列。由m级寄存器构成的线性移位寄存器构成m序列发生器结构如图2。

(1)m序列的产生

m序列的发生器是由移位寄存器、反馈抽头及模2加法器组成的。产生m序列的移位寄存器的网络结构不是随意的,必须满足一定的条件。 Q1Q2Q3111011101010001100110111 图2m序列产生电路 m序列是最长线性移位寄存器序列的简称,它的周期是(n是移位寄存器的级数)

(2)m系列的特性

m系列有许多优良的特性,但主要关心的是它的随机性和自相关性。

① 平衡特性

m序列一个完整周期P=2m-1内‘1’和‘0’的码元数大致相等(‘1’比‘0’只多一个)。

② 游程特性

m序列中连续为“1”或“0”的那些元素称为游程。 m序列游程总数为(P+1)/2,长度为k(1≤k≤n-1)的游程占总游程数的1/2k 。

③ m序列和其移位后的序列逐位模2加,所得的序列还是m序列,只是相位不同。

④m序列发生器中的移位寄存器的各种状态,除全0外,其它状态在一个周期内只出现一次。

(3)相关特性

m序列的自相关函数是周期的二值函数。 n和都是取离散值, 图3是的自相关函数曲线 图3 m序列自相关函数 由图3可见,当τ=0时,m序列的自相关函数Ra(τ)出现峰值1;当τ偏离0时,相关函数曲线很快下降;当1≤τ≤P-1,相关函数值为-1/P;当时τ=P,又出现峰值;如此周而复始。当周期P很大时,m序列的自相关函数与白噪声类似。

m序列的自相关性的计算:m序列和与其后移τ位的序列逐位模2加所得的序列中,“0”的位数为A(序列和相同的位数),“1” 的位数为D(序列和不相同的位数),则自相关函数由下式计算:

若随机码用1和-1表示,此时和的自相关函数可得:

m序列的互相关性的计算:m序列和与其后移τ位的序列逐位模2加所得的序列中,“0”的位数为A(序列和相同的位数),“1” 的位数为D(序列和不相同的位数),则自相关函数由下式计算:;若随机码用1和-1表示,此时和的自相关函数可得:

互相关函数为理想三值函数

对于周期为的m序列组,其最好的m序列对的互相关函数值只取三个,这三个值是:

式中,,其中[]表示取实数的整数部分。

这三个值被称为理想三值,能够满足这一特性的m序列对称为m序列优选对,它们可以用于实际工程。

4、Gold码

m序列构成优选对的数目很少,不便于在码分多址系统中应用。R.Gold于1967年提出了一种基于m序列优选对的码序列,称为Gold序列。由优选对的两个m序列逐位模2加得到,当改变其中一个m序列的相位(向后移位)时,可得到一新的Gold序列。Gold系列具有与m序列优选对类似的自相关和互相关特性。

(1)Gold序列性质

①由两个优选的m序列异或而成

②自相关函数有多值,没有m序列好

③Gold数量比m序列多得多

由于Gold序列具有良好的自相关性质,用于码分多址中区分基站和用户

(2)Gold序列的生成

Gold序列的生成见图4,m序列发生器1和2产生的m序列是一m序列优选对,m序列发生器1的初始状态固定不变,调整m序列发生器2的初始状态,在同一时钟脉冲控制下,产生两个m序列经过模2加后可得到Gold序列,通过设置m序列发生器2的不同初始状态,可以得到不同的Gold序列。 图4 Gold序列产生电路原理图 (3)Gold序列的特性

①相关特性

具有与m序列优选对相类同的自相关和互相关特性。当τ=0时自相关函数与m序列相同;当1≤τ≤P-1 时自相关函数取三个理想的值,即最大旁瓣是。其中, [ ]表示取实数的整数部分

② Gold序列的数量

周期P=2n-1的m序列优选对生成的Gold序列,总共有2n+1个。 随着n的增加,Gold序列数以2的n次幂增长 。

③平衡的Gold序列

平衡的Gold序列是指在一个周期内1码元数比0码元数仅多一个。对于周期P=2n-1的m序列优选对生成的Gold序列,当n是奇数时,有2n-1+1个Gold序列是平衡的,约占50%;当n是偶数(不是4的倍数)时,有2n-1+ 2n-2+ 1个Gold序列是平衡的,约占75%。只有平衡Gold序列才可以用到码分多址通信系统中去。

在WCDMA系统中,下行链路采用Gold码区分小区和用户,上行链路采用Gold码区分用户。

5、CDMA系统的特点

(1) CDMA系统的许多用户共享同一频率,不管使用的是TDD还是FDD技术。

(2) 通信容量大。

(3) 容量的软特性。

(4) 由于信号被扩展在一较宽频谱上而可以减小多径衰落

(5) 在CDMA 系统中,信道数据速率很高。

(6) 平滑的软切换和有效的宏分集。

(7) 低信号功率谱密度。

6、CDMA系统存在问题

(1)多址干扰

不同用户的扩频序列不完全正交,扩频码集的非零互相关系数会引起用户间的相互干扰

(2)远近效应

移动用户所在的位置的变化以及深衰落的存在,会使基站接收到的各用户信号功率相差很大,强信号对弱信号有着明显的抑制作用

解决方法

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