《DSCDMA基本原理》课件

基本原理DSCDMA概述DSCDMA直接序列扩频码分多址多用户共享带宽抗干扰能力强DSCDMA，Direct SequenceCode通过不同的扩频码区分不同的用户，并利用扩频技术，降低信号功率密度，提Division MultipleAccess，一种无线通同时传输高抗干扰能力信技术扩频技术简介扩频技术是指将窄带信号扩展到更宽的频带，以达到抗干扰、抗衰落等目的其基本原理是将原始信号乘以一个比信号带宽宽得多的伪随机码序列，从而将信号的频谱扩展到更宽的频率范围内扩频的基本原理信号扩展1将原始窄带信号的带宽扩展到很宽的频带伪随机码2利用伪随机码进行调制，将信号隐藏在很宽的频带中抗干扰性3提高信号抗干扰能力，降低噪声的影响扩频系统的特点抗干扰能力强保密性好12扩频信号的带宽比原始信号的扩频信号的功率谱密度很低，带宽大得多，因此更容易受到难以被非授权用户检测到，从干扰由于扩频信号的带宽比而提高了通信的保密性原始信号的带宽大得多，因此它比传统的窄带信号更不易受到干扰多址接入能力强抗多径衰落34不同的用户可以使用不同的扩扩频信号的带宽大，在多径衰频码，在同一频段上进行通信落环境中，多径信号会相互叠，从而提高了系统容量加，但由于扩频信号的带宽大，可以有效地抑制多径信号带来的影响系统结构DSCDMA移动台基站核心网络包含发射机、接收机和控制单元，负责信号负责与移动台进行通信，包含发射机、接收负责管理和控制整个系统，提供数据传输和的发送和接收机、控制单元和扩频码生成器呼叫处理服务系统工作原理DSCDMA数据源1用户数据被调制成数字信号扩频2将数字信号与扩频码进行相乘，扩展信号带宽无线传输3通过无线信道进行传输，到达接收机解扩4接收机使用相同的扩频码进行解扩，恢复原始信号数据恢复5恢复原始用户数据，并进行解码和处理扩频码的选择选择合适的扩频码是确保DSCDMA系理想的扩频码应该具有良好的自相关统性能的关键因素性和互相关性自相关性越好，系统抗干扰能力越强互相关性越低，系统容量越大码片同步技术同步的重要性同步方法同步过程码片同步是DSCDMA系统中至关重要的技常用的码片同步方法包括基于导频信号接收机通过接收到的信号与已知的参考信术，它确保接收机能够正确识别和解调来的同步、基于帧结构的同步、基于码片序号进行匹配，来确定码片的同步时间自不同用户的信号列相关性的同步接收机同步技术码片同步帧同步时间同步接收机需要与发射机保持码片同步，才接收机需要与发射机保持帧同步，才能接收机需要与发射机保持时间同步，才能正确解扩信号正确识别数据帧的边界能保证数据的时序性码片频偏问题分析频率偏移多普勒效应由于无线环境的复杂性，DSCDMA系统中接收到的码片信号可能移动通信中，发射机和接收机之间的相对运动会产生多普勒频移会出现频率偏移，影响数据解调，造成码片频率偏移码片频偏补偿技术码片频偏的产生码片频偏主要由多普勒效应、频率漂移等因素导致频偏补偿方法常用的补偿方法包括自适应滤波、时延估计等补偿技术优势补偿技术可有效降低码片频偏对系统性能的影响多径效应分析12多径传播衰落信号通过不同路径传播，到达接收机多径信号叠加，造成接收信号幅度变的时间不同化3码间干扰不同路径到达时间差，导致信号重叠多径信号合成技术最大比率合并1选择最强信号相干合并2相位对齐，叠加信号均衡技术3补偿延迟和衰落同相干干扰抑制技术多径效应同相干干扰抑制技术信号在传播过程中会遇到各种障碍物，导致当多个路径的信号到达接收机时，它们可能通过各种信号处理技术，例如自适应均衡和信号反射、折射和散射，形成多径传播具有相同的相位，导致信号叠加，造成干扰多天线技术，可以有效抑制同相干干扰信号检测算法匹配滤波能量检测12匹配滤波是一种常用的信号检能量检测是一种简单有效的信测算法，它利用信号的先验知号检测算法，它通过测量信号识来最大化信噪比能量来判断信号的存在循环相关检测3循环相关检测算法通过计算信号与已知信号的循环相关函数来检测信号的存在移动环境下的信号检测多普勒频移1移动用户终端的速度变化导致接收信号频率发生偏移多径衰落2信号在传播过程中遇到障碍物反射形成多条路径，导致信号叠加产生衰落噪声干扰3移动环境中存在多种噪声源，如大气噪声、人为噪声等，影响信号接收质量功率控制技术提高系统容量延长电池寿命减少电磁辐射功率控制可有效降低系统干扰，提高系统通过调整发射功率，降低功耗，延长移动降低发射功率可有效减少对人体健康的影容量和用户体验设备的电池续航时间响手机天线设计手机天线是手机与基站之间进行无线通信的关键部件，其性能直接影响着手机的信号质量和通话质量手机天线设计需要综合考虑天线尺寸、辐射特性、匹配特性、抗干扰能力等因素近年来，随着手机功能的不断丰富和用户对手机信号质量要求的不断提高，手机天线设计面临着更大的挑战例如，手机天线需要在有限的空间内实现高增益、宽频带、低损耗等性能指标，同时还要满足手机外观设计的要求射频前端设计射频前端设计是DSCDMA系统的重要组成部分，负责信号的接收和发送，其性能直接影响系统的整体性能主要包括•低噪声放大器（LNA）放大接收到的微弱信号，提高信号信噪比•滤波器滤除干扰信号，确保接收信号的纯净•功率放大器（PA）放大发射信号，保证信号的覆盖范围•天线发射和接收信号的媒介，影响信号的传输质量低噪声放大器设计噪声抑制信号放大低噪声放大器旨在最大限度地降低噪放大微弱信号，使其能够被后续处理声影响，确保信号的清晰度和质量电路有效接收和识别增益控制调节放大器增益，以平衡信号强度和噪声水平，优化系统性能中频滤波器设计频率选择信号放大中频滤波器负责选择目标信号频滤波器通常与放大器集成，以增率，并滤除其他干扰信号强信号强度，提高信噪比抑制噪声中频滤波器可有效抑制带外噪声，确保信号质量数模转换电路设计1ADC类型选择2采样率和分辨率根据系统要求选择合适的ADC确定系统的采样率和分辨率，类型，例如SAR ADC、Sigma-以满足信号带宽和精度要求Delta ADC或Flash ADC抗干扰设计3考虑抗干扰措施，例如滤波和屏蔽，以确保ADC正常工作数字基带信号处理信道编码1将数字信号转换为适合传输的格式交织2对信号进行重新排列，降低突发误码的影响调制3将数字信号转换为适合无线传输的模拟信号均衡4补偿传输过程中产生的信号失真解调5将接收到的模拟信号恢复为数字信号解交织6对接收到的信号进行反向排列，恢复原有的信号顺序译码7对接收到的数字信号进行纠错解码系统容量分析DSCDMA容量衡量系统能支持多少用户同时进行通信影响因素带宽、扩频码类型、干扰、功率控制等分析方法模拟仿真、理论计算、实测等多用户系统性能分析12吞吐量延迟系统所能处理的最大数据量数据从发送到接收的耗时34误码率掉话率接收到的数据错误率通话连接中断的频率系统容量提升技术DSCDMA提高系统带宽采用更先进的调制解优化小区规划合理规划小区覆盖范调技术，例如OFDM，可以提高系统围，减少小区间干扰，提高小区内用传输速率，从而提升系统容量户容量引入新技术例如采用MIMO技术，可以提高系统传输效率，提升系统容量系统性能仿真DSCDMA通过仿真，我们可以对DSCDMA系统的性能进行评估，例如•吞吐量•误码率•延迟•覆盖范围•电池寿命这些指标有助于我们了解系统在实际应用中的表现，并针对性地进行优化和改进系统测试技术DSCDMA性能测试功能测试兼容性测试安全性测试评估系统在不同负载和信道条验证系统功能的正确性和完整确保系统与不同设备、网络和评估系统抵抗攻击和入侵的能件下的性能表现，例如数据吞性，包括呼叫建立、数据传输协议的兼容性，例如不同手机力，例如身份验证、加密和数吐量、延迟和误码率等、漫游等型号、基站类型和信令标准等据完整性等系统实现平台DSCDMA硬件平台软件平台包括基带处理器、射频收发器、存储器等包括操作系统、协议栈、应用软件等总结DSCDMA技术概述系统工作原理技术应用直扩码分多址技术（DSCDMA）是移动通信本课件深入探讨了DSCDMA系统的基本原理从手机天线设计、射频前端设计、基带信号领域中重要的技术之一，它具有抗干扰性强，包括扩频技术、码片同步技术、多径效应处理等方面，阐述了DSCDMA技术在移动通、容量大等优点，在现代移动通信系统中得分析、信号检测算法等关键内容信系统中的实现到了广泛应用。