扩频技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇扩频技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

矿井供电由地面变电所和井下中央变电所构成。地面变电所电源来自35KV电网，被变压后沿两趟架空线被送往矿区，经井筒由高压电缆被送到地下的中央变电所及高压用户，再进行一次变压器变压可以把电力送到低电压用户，如井底车场、采区低压设备等。井下主运输大巷工程设备包括井底固定设备、运输设备和移动设备等，铺设在巷道中的电力线相互交错，利用电力线作为信息传输通道虽有许多优点，但是，也有很多困难。在矿井下使用电力线来传输应急信号所受到的主要干扰包括：1）电力线网负荷波动大，启动和停止大型设备（例如采煤机、液压支架、运输输送带）经常给电网造成巨大影响；2）设备的连接线和电路网络复杂;3）变电站、开关柜、可控硅等对电网造成的宽频带、大强度的干扰。由香农公式可得：对于给定的有噪声信道，至少存在一种编码方式，可以使信道的传输速率无限接近信道容量，而同时保证传输速率达到任意小。可以对于一定的信道容量（C）,用增大传输带宽（B）来获得较低的信噪比（S/N），即信息差错率。扩频通信技术正是利用这一原理用高速率的扩频码来达到扩展待传输数字信息带宽的目地。这一公式指明了扩频通信的优越性，即用扩展频谱的方法来降低对信噪比的要求，使信号传输更为可靠，同时降低单位带宽上的功率谱密度。信息数据流在传输过程中为多个载波并行，采用数学上每一个载波相互正交的可以重叠的正交子载波，这些子载波相比传统的多载波系统具有较高的频谱效率，是一种多载波高速调制技术，称为正交频分复用（OFDM）技术。多载波正交技术通过打开和关闭子信道的方式，发送方将关闭信号衰落和信号噪声比超过阈值的信道所在子载波，避免衰落引发的误码。当系统传输速率很高时,如实现快速均衡则其复杂性和成本都难以接受,采用使每个子信道的速率较低以实现均衡较为简单。

2应急信号传输系统

在系统调制端，串行码元序列经基带调制和串/并转换分别被调制在N个子载波上。发送端所发送的子载波信息码序列由待传递的信息码序列与高速率的伪噪声码序列进行模二加后（波形相乘）得到复合码序列，用它来直接控制射频信号的某个参量（通常是载波相位），由此得到的一个直接序列扩展频谱信号。各巷道内的通信设备之间的信息传输时，校验码是由核心控制芯片发出，供给扩展模块与宽带伪随机序列调制的窄带信号实现扩展频带、提高抗噪声的能力。鉴于伪噪声码的多样性，扩频可以在同一时间使用多个伪噪声码。正交小波基可以代替传统的正弦载波，合适的正交小波基，可以减少系统的干扰。在接收端，接收到的信号进行采样的转换器具有相同的采样频率。循环前缀部分在接收端被去除，然后进行解调。由于循环前缀的存在，所有的子信道是独立的。并行数据在接收端经耦合电路和解调后转换为频域的子载波分量，并恢复到数据码元序列的原始信号。使用相同的扩频码序列进行解扩，展宽的扩频信号恢复成原来的消息，从而取得直接序列扩频信号。如果接收信号中被检测到有错误，信号重发的请求信号被叠加在预先指定的负载波上来生成重发信号。接收机实际上是一组解调器，它将不同载波搬移至零频点.然后在一个码元周期内积分。其他载波在该区域由于与所积分的信号正交，因此不会对这个积分结果产生影响。如果每个子信道都可以正确解调出源信号，将其合并后就能够恢复发送端高速串行码元序列。

3实验

为了测试的三相交流信号传输情况，对基于多载波扩频调制技术的数据传输进行测试，如下所述。数据传输测试终端和开关柜之间的直线距离约200米。与以太网RJ-45接口，用于连接计算机的调制解调器，然后连接到电源插座。点对点测试数据如下所示（单位：Mbps）：平均吞吐量：1.30;最大吞吐量：1.86;最低吞吐量：0.61。从测试中，我们发现大多吞吐量的范围在1Mbps～2Mbps之间。三相耦合信号强于单相耦合信号;针对复杂的情况下，测试效果还是相当不错的。这证明了在矿山巷道中基于多载波扩频的信号传输是完全可行的。

4结束语

篇(2)

论文摘要：扩频通信是现代通信系统中新的通信方式，它具有较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能，频谱利用率高。本文介绍了扩频通信的工作原理、特点、及其发展应用。

一、扩频通信的工作原理

在发端输人的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。与一般通信系统比较，多了扩频调制和解扩部分。扩频通信应具备如下特征：(1)数字传输方式；(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的；(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号相关处理是扩频通信有别于其他通信的两大特点。

二、扩频通信技术的特点

扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中必须有与宽带载波同步的副本。扩频系统具有以下特点。

1．抗干扰性强

扩频信号的不可预测性，使扩频系统具有很强的抗干扰能力。干扰者很难通过观察进行干扰，干扰起不了太大作用。扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍能不受干扰、高质量地进行通信，扩展的频谱越宽，其抗干扰性越强。

2.低截获性

扩频信号的功率均匀分布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦察接收机很难监测到，因此扩频通信系统截获概率很低。

3.抗多路径干扰性能好

多路径干扰是电波传播过程中因遇到各种非期望反射体(如电离层、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直达路径信号相互干涉而造成的干扰。多路径干扰会严重影响通信。扩频通信系统中增加了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的相关特性，在接收端解扩时，从多径信号中分离出最强的有用信号，或将多径信号中的相同码序列信号叠加，这样就可有效消除无线通信中因多径干扰造成的信号衰落现象，使扩频通信系统具有良好的抗多径衰落特性。

4.保密性好

在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度极低，这样信号可以在强噪声背景下，甚至在有用信号被噪声淹没的情况下进行可靠通信，使外界很难截获传送的信息，要想进一步检测出信号的特征参数就更难了．所以扩频系统可实现隐蔽通信。同时，对不同用户使用不同码，旁人无法窃听通信，因而扩频系统具有高保密性。

5.易于实现码分多址

在通信系统中，可充分利用在扩频调制中使用的扩频码序列之间良好的自相关特性和互相关特性，接收端利用相关检测技术进行解扩，在分配给不同用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。三、扩频技术的发展与应用

在过去由于技术的限制，人们一直在走增加信号功率，减少噪声，提高信噪比的道路。即使到了70年代，伪码技术已经出现，但作为相关器的“码环”的钟频只能做到几千赫兹也无助于事．近几年，由于大规模集成电路的发展，几十兆赫兹，甚至几百兆赫兹的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，扩频通信获得极其迅速的发展．通信的发展史又到了一个转折点，由用信噪比换带宽的年代进入了用宽带换信噪比的年代．从最佳通信系统的角度看扩频通信．最佳通信系统一最佳发射机+最佳接收机．几十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，伪码扩频是一种最佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机．因此，有了最佳通信系统一伪码扩频+相关接收这种认识，人们就不难预测扩频通信的未来前景．从9O年代无线通信开始步人扩频通信和自适应通信的年代．扩频通信的热浪已经波及短波、超微波、微波通信和卫星通信，码分多址(CDMA)已开始广泛用于未来的峰窝通信、无绳通信和个人通信以及各种无线本地环路，发挥越来越大的作用．接入网是由传统的用户线、用户环路和用户接入系统，逐步发展、演变和升级而形成的．现代电信网络分为3部分：传输网、交换网和接入网．由于接入网发展较晚，往往成为电信发展的“瓶颈”，各国都很重视接入网的发展，因此各类接人技术和系统应运而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)频段的开放性，经营者和用户不需申请授权就可以自由地使用这些频段，而无线扩频技术所使用的频段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM频段，包括IEEE802.11协议架构的无线局域网也大部分选用此频段．在无线接人系统中，扩频微波与常规微波相比有着3个显著的优点：抗干扰性强、频点问题容易处理、价格比较便宜．而且，扩频微波接入技术相对有线接入技术来说，有成本低、使用灵活、建设快捷的优势，在接入网中起着不可替代的作用．

扩频微波主要应用在以下几个方面．语音接入(点对点)；数据接入；视频接入；多媒体接入；因特网(Internet)接入。

四、结语

扩频通信是通信的一个重要分支和发展方向，是扩频技术与通信相结合的产物。本文主要论述了扩频通信的特点、理论可行性及典型的工作方式。扩频通信的强抗干扰性、低截获性、良好的抗多路径干扰性和安全性等特点，使它的应用迅速从军用扩展到民用通信中，它的易于实现码分多址的特点，使它能与第三代移动通信系统完美结合，发展前景极为广阔。

参考文献：

[1]曾兴雯等.扩展频谱通信及其多址技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.

篇(3)

关键词:CDMA 扩频通信 同步 PN码

一、前 言：

移动通信是现代通信系统中不可缺少的组成部分。移动通信不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就，而且集中了网络和计算机技术的许多成果。在第三代移动通信的主要技术体制中，WCDMA-FDD/TDD（现称为高码片速率TDD）和TD-SCDMA（融和后现称为低码片速率TDD）都是由1998年12月成立的3GPP（第三代伙伴项目）进行开发和维护的规范，这些技术都是以CDMA技术为核心的。CDMA技术作为第三代数字蜂窝移动通信系统的主要技术，以及在它基础之上发展起来的WCDMA和TD-SCDMA移动通信系统将会更广泛的应用于我们的生活之中，为我们带来更多方便。

二、理论基础及算法分析：

1、大步进快速捕获方法的基本原理：

在这里我选用“大步进快速捕获方法”来实现PN码的同步，在扩频通信系统中接收端的己调信号一般可以表示为：式中 是高斯白信道噪声，T是相对发射机的时延，A是输入信号载波幅度， 是伪噪声码， 是数据信息码， 是载波角频率， 是载波初始相位。

大步进搜索实现PN码快速捕获的实质就是将要搜索的q相位单元分为q/m段，每段m /q个相位单元，用步进电路使本地PN码逐段移动，即每次步进m个相位单元。每移动一段，做一次m路并列相关判决。由于大步进搜索每次相关判决同时对m个相位进行，而单步进搜索每次相关判决只对一个相位进行，故而大步进的捕获时间较单步进可以缩短1/m实现快捕。

使用大步进搜索方法的快速捕获系统的实现机理见图3.1。图3.1中S(t)为接收信号，它与m路本地PN码相乘，每一路代表了一个PN码相位，再经窄带滤波得到(1)～(m)这m路相关运算结果。将其送入多路比较判决电路，与门限 比较，当m路相关运算结果都小于判决门限 时，无相关输出，代表这m个PN码的相位都没有与发端PN码对齐，此时由判决输出端控制步进电路，使本地PN码大步进m位进入下一段相关处理，如果m路相关运算结果中有一路超过门限 有相关输出说明该路(设为第i路)，代表的PN码相位已经与发端PN码对齐，此时由判决输出端控制步进电路停止步进，进入跟踪阶段。

2、大步进PN码捕获方法的算法分析

在本节分析中将采用状态转移图对捕获过程建立数学模型，计算大步进快速捕获方法的平均捕获时间、捕获时间方差。

对快速捕获系统的捕获性能分析，主要指平均捕获时间和捕获时间方差计算。运用状态转移图的思想来建立数学模型，使分析系统化、简明化是由J.K.霍姆斯JACK.K.HOLEMS提出来的。概括地说，该方法对离散的时不变马尔柯夫过程建立状态转移图，在状态转移图的基础上得到生成函数流程图，运用信号流图理论于生成函数流程图求得生成函数，利用捕获时间平均值及其方差与生成函数的一阶导数和二阶导数之间的关系，推导计算平均捕获时间和捕获时间方差。该方法适用于不同的捕获方案分析，且分析直观、简明，易于理解，所以我们采用该方法来分析大步进快速捕获系统的捕获过程。为简单起见本论文就大步进快速捕获延迟锁定环捕获过程建立圆形状态流程图，对该图作计算，对计算结果作分析。首先就研究的系统作一定的说明。

在实际系统中，捕获过程具有不确定性，该不确定性由诸多因素造成。例：

A、两PN码起始相位相对位置是不确定的。

B、信道畸变，如衰减信道和外来干扰、人为或非人为。

C、载波频率漂移(多普勒频移)。

D、接收端加性白高斯噪声的作用。

因此，捕获时间也是不确定的，虽然捕获时间的分布函数原则上能得到。

但在实践中得到它是非常困难的，至少在精确形式上是困难的，因此只限于研究捕获时间的平均值及其方差。

三、快速捕获系统在MATLAB上的仿真：

1、使用系统仿真软件MATLAB创建用户代码库：

MATLAB最受人们欢迎的特点之一是其具有开放性，任何用户可以通过对工具包源文件的修改或加入自己编写的文件去构成新的用户专用工具包。这里我利用MATLAB来进行仿真。为了修改和编写源文件，必须熟悉掌握SIMULINK的核心――S-FUNCTION 。

S-FUNCTION具有三种表现形式：

(1)框图形式

(2)M文件形式

(3)MEX文件形式(C语言或FORTRAN语言子程序)。

本课题中采用第一种形式和第二种形式。

S-FUNCTION仿真工作原理如下:S-FUNCTION与SIMULINK非线性库中的S-函数模块配合使用。将S-函数模块从非线性库中拷贝到用户自己的模块框图中，然后在模块的对话框中定义调用的S-函数的名称，则该模块完成的功能由调用的S-函数决定。每个SIMULINK模块都有三个基本参数:输入矢量u,输出矢量Y和状态矢量x。三者的连接关系如图3.1。

输入矢量，输出矢量和状态矢量的数学关系式如下：

式中: ，状态矢量可以为连续状态，离散状态或两者的混合状态。在调用了M文件的S－函数模块中，SIMULINK将状态分为连续状态和离散状态两部分，连续矢量放在状态矢量的前半部分，离散矢量放在状态矢量的后半部分。在仿真的特定阶段，SIMULINK反复调用模型文件中的每一个模块，控制它们完成特定的功能，如：计算输出，更新离散状态或计算状态导数等。为了执行初始化过程或中止仿真任务，在仿真开始部分和结束部分还要调用一些附加过程。图3.3给出了SIMULINK进行一次仿真的完整流程。

SIMULINK首先对模型中包含S－函数模块在内的每个模块进行初始化，然后进入仿真环。仿真环每运行一个周期称为一个仿真步长。仿真的每一个步骤都要调用S－函数，直至仿真结束

创建一个用户自定义的SIMULINK模块的步骤为：

① 根据算法和公式编写核心部分的S－函数。

② S－函数经过通用S－函数模块处理后，转化为用户自创建的模块。

③ 根据要求的功能构造用户子系统(subsystem)，包括输入端口，输出端口，S－函数模块和其它一些附加模块。

④ 利用SIMULINK中的封装功能将子系统封装起来，生成用户自定义的封装对话框和图标，为整个子系统提供统一的设置。具体设置包括模块名称，模块类型，仿真参数，图标符绘图指令，模块功能描述信息和模块帮助信息。

这样最终能得到一个用户自定义的SIMULINK模块，该模块能完成所要求的功能。在本课题所要仿真的锁相环中，很多模块都采用调用S－函数的方式实现其功能，如信号产生模块，逻辑控制模块，扩频码产生模块等。

2、系统模块构建设计：

（1）、信号模型：

该模块的功能是产生二相相移键控(BPSK)调制的直扩码序列。设一个chip内有10个载波，一个chip采样100次。

（2）、PN码产生模块：

模块的功能是产生伪随机序列，包括两部分:一是模拟BPSK调制信号时用作调制码，二是在接收后的本地伪随机序列。可将捕获后的结果与发射前的随机码相比较，检验捕获结果。

3、系统仿真模型的构建仿真：

单系统的仿真框，系统论证的宽带滤波器和窄带滤波器已经合并入模块中，参数选择如上所述。

4、仿真结果：

按照系统仿真模型，最终得到的捕获结果如图所示

当捕获成功时发端码(上)与本地码(下)的比较(单位:秒)

由上图的结果是在m=5时得到的结果，可以清楚的看到，当捕获成功时，接收端的随机码与本地伪码的相位相差半个码元，达到要求，实现PN码的同步。此仿真实现了利用“大步进快速捕获方法”对PN码的同步。

四、结束语：

同步是CDMA通信系统中一个重要的实际问题。在通信系统中，同步具有相当重要的地位。通信系统能否有效地、可靠地土作，很大程度上依赖于有无良好的同步系统。通信系统中的同步又可分为载波同步、位同步、帧同步、网同步几大类。

因此，对于相干扩频通信系统而言，必须保证接收端与发送端实现信息码元同步、PN码码元和序列同步和射频载频同步。只有实现了这些同步，直扩系统才能正常工作，可以说，没有同步就没有扩频通信系统。扩频通信中，主要关注的是PN码的同步。

扩频通信系统中的同步问题可分为三个方面，即伪随机序列的捕获，伪随机序列的跟踪和载波的同步。其中，伪随机序列的捕获是扩频通信系统得以工作的基础，而伪随机序列的跟踪和载波同步是保证系统性能的最关键因素。

本文围绕CDMA扩频通信系统中PN码同步进行了研究，并实现了CDMA通信系统中的PN码同步算法。

参考文献

1、A. J.维特比著，李世鹤等译，CDMA扩频通信原理，1998

2、姜为民，CDMA系统中长PN码的捕获，武汉大学学报，1999年11月

3、吴薇，CDMA系统的PN码技术，武汉理工大学学报

篇(4)

【关键词】多径衰落；分集接收；RAKE接收机；MATLAB

1.绪论

在移动通信系统之中，由于城市建筑物和地形地貌的影响，传输信号经过无线信道传播，使得接收到的信号出现时延、频率和角度扩展等变化。其中，时延扩展将直接导致码间串扰，频率扩展将导致传输信号的时间衰落，角度扩展将导致信号的空间衰落，这些情况都将严重影响通信质量。在CDMA移动通信系统中采用RAKE接收机来完成分集接收，从而保证了系统可以获得较高的通信质量。本文采用MATLAB仿真软件对RAKE接收机进行仿真。结果表明：RAKE接收机能更有效地克服多径传输造成的干扰，将多径衰落信道分散的信号能量收集起来，从而降低信号误码率，提高通信质量。

在CDMA移动通信系统中采用RAKE接收机来完成传输信号的分集和接收，从而能够保证系统可以获得比较满意的信号传输结果和通信传输质量。在本文中，采用MATLAB软件对RAKE接收机进行编程和仿真，还通过比较分析选择式合并，等增益合并和最大比值合并这三种不同的合并方式情况下，RAKE接收系统的信号误码率的变化情况，用来说明不同合并方式对RAKE接收系统的效率的影响。

2.RAKE接收技术

2.1 RAKE接收信号合成矢量表现

RAKE接收机的基本原理就是将那些幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，对它进行延时和相位校正，使之在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合并为代数求和，有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。

不采用RAKE接收时，多径信号的合成矢量如图2-1所示。采用RAKE接收后的合成矢量如图2-2所示。

由于用户的随机移动性，接收到的多径分量的数量、大小（幅度）、时延、相位均为随机量，因而合成矢量也是一个随机量[1]。若能通过RAKE接收，将各路径分离开，相位校准，加以利用，则随机的矢量和将可以变成比较稳定的代数和而加以利用。当然这一分离、处理和利用的设想是在宏观分区域含义完成的，而不可能是针对所有实际传播路径而言的。

根据可分离路径的概念，当两个信号的多径时延相差大于一个扩频码片宽度，可以认为这两个信号时不相关的，或者说路径是可以分离的。反映在频域上，即信号的传输带宽大于信号的相干带宽的时候，认为这两个信号时不相关的，或者说路径是可分离的。

由于CDMA系统是宽带传输系统，所有信道共享频率资源，所以CDMA系统可以使用RAKE接受技术，而其他两种多址技术TDMA、FDMA则无法使用。

2.2 RAKE接收机的设计与仿真

2.2.1 系统设计

设计和仿真中的CDMA系统仅涉及到扩频调制、多径衰落信道、扩频解调模块，没有包含信道编/解码、交织等部分，也没有考虑CDMA系统的扩频调制解和调级上的RAKE接收机的误比特性能[2]。RAKE接收机的结构设计如图2-3所示。

其中，发送端发送的信号在信道中遇到3个障碍物而产生反射，那么本次模型中传输路径数=3；在瑞利衰落信道中，假定产生的3径信号互相独立，那么，以第1径信号的传输时延为标准时间0，第2径信号的传输时延为，第3径信号的传输时延为，其中是扩频码的一个码片时间。3条路径的信号合并后加载上加性高斯白噪声（AWGN）。在接收端进行分集的过程是，首先对每径信号分别进行相应的时延同步，然后对每径信号分别进行解扩。因为在瑞利衰落信道中3径的传输时延是[0，，]，那么在接收端3径的同步时延就是[，，0]。接下来将3径信号进行RAKE合并，这里所采用的合并准则是等增益合并方式。

2.2.2 参数配置

（1）用户参数设计

用户数=1，发送端首先产生随机信号，然后使用Walsh码进行扩频，扩频因子取=16；之后信号通过DPSK调制器产生DPSK信号。因为多径时延也是独立的。在假设RAKE接收机中的信道估计单元对延迟和相位的估计都是准确的情况下，可以仅考虑加性高斯噪声和瑞利衰落对RAKE接收机接收性能的影响。图2-4是经过扩频后的信号。

（2）噪声的产生

是一一对应的关系。根据以往的研究发现，在噪声均方值的时候，仿真出的效果比较明显。则，令。信道中的高斯白噪声的单边功率谱密度为：

在接收端，噪声与载波相乘，其单边功率谱密度变为，双边功率谱密度即为。仿真中，让信号通过瑞利衰落后加载上高斯噪声，以实现噪声对RAKE接收机性能的影响[3]。

（3）瑞利衰落信道的产生

在前面计算噪声的功率谱密度时，有令，因为是服从瑞利分布的，其均值和方差分别为。又因为，所以可以推出瑞利衰落参数。瑞利衰落信道的抽样时间为1/10000，多普勒频移是100Hz，方差为。利用MATLAB自身函数产生瑞利衰落信道。

图2-5是通过瑞利衰落信道后的传输信号的仿真图。图2-6是加载了加性高斯白噪声后的传输信号。

2.2.3 仿真结果

传输信号通过瑞利衰落信道后，加载加性高斯白噪声。此后，每一径的信号通过各自的时延矫正以后，经过解扩就进入了RAKE接收合并模块。每条径解扩后的信号如图2-7所示。之后，信号进入RAKE合并器，合并方式采用等增益合并方式，经过图2-8所示的判决后，即可得到系统的输出信号。

图2-9为RAKE接收机误码率仿真曲线图，其中横坐标为信号干扰噪声比，指信号功率与噪声和干扰功率之比，纵坐标为误码率。由图2-9可知RAKE分集接收能有效地减少多径衰落的影响，降低误码率。由仿真结果可以看出，无论无论是否使用RAKE接收机处理信号，信噪比越大，误码率就相应的减小；在使用RAKE接收机处理信号后，同等信噪比条件下，信号的改善效果更好，抗干扰能力就越强。

经研究发现，根据扩频带宽的选择，多径环境下可能有几路到几十路可分离的多径信号，有的多径信号只包含很少的信号能量，所以，RAKE接收机不需要分集接收所有的多径信号[4]。为此，除了根据信道的特性，选择适当的RAKE支路外，还可以在RAKE接收机的每个支路设置一个门限，当信号的电平低于门限值时将该支路关闭，以防止信噪比很低的分集支路对RAKE接收机的影响。

3.结论

本论文是建立在RAKE接收机的分集重数对RAKE接收机误码性能影响的情况进行的分析和比较。在用户固定的RAKE接收机中，RAKE接收机的分集重数越多，搜索到的多径就越多，它主要是由信道的时延扩展决定的。在一定的码率下，延时扩展越大所需要的抽头数就越多，这样，在时延扩展很大的信道中，需要大量的抽头数，这将使得系统的复杂度很高。有时在硬件上很难实现。

通过RAKE接收机的原理的研究，应用MATLAB软件设计了RAKE接收机仿真程序，软件仿真结果与理论相符，RAKE接收机在采取多径合并后，能更有效的收集信号能量，恢复出原始信号，达到了预想中的效果。

参考文献

[1]朱秋明，徐大专，陈小敏.瑞利衰落信道模型比较与分析[J].四川大学学报，2009，41（6）：238-241.

[2]郭文彬，桑林.通信原理——基于Matlab的计算机仿真[M].北京邮电大学出版社，2006：196-199.

[3]叶金岭.基于FPGA的Rake接收机的研究[C].天津大学硕士学位论文，2005：9-11.

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一、绪论

TD-SCDMA的全称是Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，专业术语是时分同步码分多址[1][2]。这项技术在我国通讯发展史上具有里程碑的意义，因为它具有我国的自主知识产权，并且得到了国际的赞誉和认可。然而，TD-SCDMA同CDMA2000和WCDMA在综合性能方面，却有着很大的差距。难能可贵的是目前国内外有着许多的专家和学者在这方面进行研究，使得这项技术迅速的成为了一个热点关注的问题。TD-SCDMA作为一种系统，动态信道分配技术是其核心内容。

然而，就在这个分配的过程中，却出现了上行和下行分配不对称的现象，导致了许多资源不可避免的浪费。为了杜绝这种浪费的现象，TD-SCDMA系统就提出了动态时隙技术。本论文将主要围绕动态时隙来探讨TD-SCDMA所面临问题，以及解决这些问题的方案。

二、TD-SCDMA的技术难题

（一）系统层面

对于TD-SCDMA这种3G系统平台，主要是将载波、时隙、扩频码和空间方向这四个元素进行科学合理的组合，最终以信道的形式呈现。在TD-SCDMA的信道分配中，载波、时隙、扩频码这三要素是核心的系统资源[3]。正常情况下，一个TD-SCDMA子帧资源具有三个带宽为1.6MHz的载波。在实践中，载波又利用TDMA的途径，将每一个载波分解为七个正常的时隙，包括五个下行时隙DL和两个上行时隙UL。值得注意的是这写被分解后的时隙，其中含有六个业务时隙。对于业务时隙的具体分配，有这样一个原则：在确保上行和下行业务各至少一个时隙的基础上，剩下的时隙既可以分配给上行业务，又可以分配给下行业务。在实践中已经得到证实，每个业务时隙都可以在CDMA的平台上以扩频的方式，其扩频系数的极限为16，而且扩频后所得到的码道都能够进行一个用户信息的传输。

（二）干扰层面

一、必须的通信路径：BS1―MS1，MSl―BS1，BS2―MS2，MS2―BS2；

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

三、TDD与FDD干扰一致的通信路径：BS1―MS2，MS2―BS1，BS2―MSl，MSl―BS2。

在实践中，TDD模式的使用对象主要包括自适应性天线和多用户检测。由于这种原因，导致来源于其他蜂窝的干扰构成了主要干扰[4]。当各个小区的时隙在上行业务和下行业务分配一致的时候，此时所表现出来的干扰与FDD一样，主要包括小区间的干扰将以其他小区的BS和MS，分别干扰本小区的MS和BS。根据经验我们可以知道，这个时候的干扰不算强烈，不致于影响信号的传输。原因是，其他小区的BS干扰本小区的MS，主要表现在下行信道方面。下行信道具有非常好的质量和极强的抗干扰能力，并且BS-MS这条路径具有极大的损耗。其他小区的MS对本小区的BS干扰，主要表现在上行信道，MS只具有极小的功率，并且MS-BS这条路径损耗巨大和干扰能力较小。

当各个小区的时隙上行业务和下行业务分配不同的时候，小区间的干扰主要表现在其他小区的MS干扰本小区的MS、其他小区的BS干扰本小区的BS。从某种程度上来说，MS-MS之间的路径传输损耗较大，因此它们间所存在的干扰相对较小。然而，当两个小区的MS1、MS2距离很近的时候，这两者间的干扰就变大。按照这样的关系，两个小区相邻的MS1和MS2之间，在理论上就可能存在较大的干扰。BS-BS之间本身具有较大的干扰，原因是BS具有较大的发射功率和较高的天线增益，以及BS-BS之间路径传输的损耗较小。

三、解决问题

为了解决TD-SCDMA系统在实践中所遇到的难题，需要加强动态时隙分配[5]的技术研究。本文在这一段，主要从时隙的分配的角度出发来对此进行研究和探讨。

（一）慢速时隙分配

慢速时隙分配，能够很好地以动态的方式，将小区内上行业务和下行业务的不对称性弥补，从而达到上行时隙和下行时隙在信息传输和负载比例的最理想配比。TD-SCDMA系统具有科学合理的划分上行时隙和下行时隙的能力，然而在实际中会产生时隙的划分不一致的特殊情况，过大的交叉时隙导致系统在容量方面的大幅的削减。动态时隙分配的过程中，降低其交叉时隙尤为关键，而交叉时隙的降低具有以下两种途径：

一.由统计资料选择负荷最重的热点小区，将其上行业务和下行业务的比例作为参考标准，并将其相邻小区也按照这个标准划分。在空间上形成簇状，最终以簇的形式进一步扩散。然而，簇的边缘也可能产生过大的交叉时隙，导致容量一定程度的损失。

二.由统计资料选择最佳的时隙不对称因子，该参数以全局范围内进行计算，能够将系统的利用率最大化。最终，全局范围内的小区都以该最佳的时隙，作为划分方法。

（二）快速时隙分配

快速时隙分配，能够科学的将系统状况重新分配资源，为每一个申请接入的用户分配时隙，主要包括时隙排队、时隙选择、时隙调整和时隙整合，这四个[6]过程。

1.时隙排队

TD-SCDMA系统能够具有时隙排队的功能，主要作用是接纳控制与时隙选择的辅助手段。在实践中，该系统能够实现时隙优先排队，显著的降低CDMA系统的多用户间的干扰，并且提高系统的总容量。此方法在运行中是以上行时隙能够承受的最大负载减去当前的干扰，得到其差值并对其进行降序排队。对于下行时隙而言，是基站的最大发射功率与当前总发射功率的差值，并对其进行降序排队，从而得到优先顺序。

2.时隙选择

TD-SCDMA系统具有多载波的形式，每个多载波可以分解为单载波，而这些单载波在理论上是一个逻辑小区。用户在选择终端的时候，可以选择以顺序搜索为主的先进先出排队处理的方法、以时隙的优先级排队的方法和以路径损耗的抗基站间干扰的方法，这三种时隙的任意一种。

3.时隙调整

在TD-SCDMA这种系统中，如果某一次呼叫被接入后，其业务的具体要求、终端的位置变换以及干扰的变化等，需要RNC在链路恶化和功控失效的条件下来启动信道的调整。时隙调整的本质是时间交换的概念，各个时隙的干扰情况与不同用户能够承受的干扰是存在差异。因此，可以利用时间交换的思想将其进行转化，以达到用户的上行业务和下行业务得到保障。

4.时隙整合

时隙整合就是用调整优先级业务所占用的信道方式，将能够利用的资源最大程度的整合在一个时隙。该方法能够提高系统的资源利用效率、上下行业务的接入成功效率以及业务切换的成功效率。能够很好的解决高速率业务的申请、链路恶化、信道启动故障等常见的时隙分配问题。

四、结论及展望

我国移动3G的TD-SCDMA系统虽然与电信和联通的3G技术存在差距，但它也具有一定的优势。动态时隙技术的研究能够很好的促进该项技术的发展。在TD-SCDMA系统中还具有广阔的研究空间，因此移动3G技术还能够继续的创造奇迹。

参考文献

[1]李校林，赵勇，高飞.基于联合参数估计法的TD-SCDMA单基站定位技术的研究[J].通信技术.2009（04）.

[2]张同须.TD-SCDMA网络建设与创新[J].中国新通信.2010（05）.

[3]吴猛.关于TD-SCDMA无线网络覆盖优化的探讨[J].电子制作.2014（03）.

[4]李文军.TD-LTE系统与异系统干扰共存分析[J].电子制作.2013（21）.

[5]毛磊，谢永斌.TD-SCDMA系统的动态信道分配技术与性能[J].现代电信科技.2004（01）.

篇(6)

【关键词】CDMA系统;多用户检测;圆阵天线

1.引言

码分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系统作为一个自干扰系统，它存在的多址干扰（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系统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户检测、扩频码设计和智能天线技术[1]。其中多用户检测和智能天线技术在对抗MAI方面效果较突出[2]。然而现有的多用户检测只在消除小区内干扰方面取得了较好的效果，而小区间的干扰问题没有解决，智能天线技术很好的解决了这一问题。因此，本文主要探讨基于智能天线与多用户检测技术的联合抗干扰技术。

2.联合抗干扰模型

智能天线分为圆阵和线阵两大类。圆阵与线阵相比，能提供俯仰角的估计，不仅能在水平面内全向扫描，也能产生最大值指向阵面法线方向的单波束方向图进行全向波束赋形，直接对准用户的接收端，还能通过自动调整各个阵元的加权因子，来控制其方向图。故论文以圆阵天线作为接收端的接收天线，以消除小区间干扰。

圆阵天线的阵因子为：

（1）

其中，An为激励电流的幅值，在此为一定值，所以讨论阵因子时它不作考虑。

是第n个单元的角位置，an为激励电流的相位，为了方便下面的讨论，这里我们假设an=0。

则由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天线的阵因子为：，，wi为各天线单元加权值。

阵列天线实质上是一个空域滤波器，但对小区内存在的干扰并无明显改善。因此，论文同时引入能有效消除小区内干扰的多用户检测技术。

为了与圆阵天线合理匹配，减小系统复杂度并减小背景噪声，我们选择了多用户检测中的线性变换方式的最小均方误差检测（MMSE）。

其基本思想是使第k个用户发送的信号与估计值的均误方差值最小。为了使接收端信号的判决比特与发送端传输比特bk之间的均方误差最小，现定义第k个用户的线性变换函数wk，满足：

（4）

令，K*K阶的矩阵表示K个用户之间的线性变换矩阵，则MMSE准则下的线性检测问题转换为：

（5）

要求矩阵W以满足上式，则令：

可以解得最小均误方差准则下的线性变换矩阵：

（6）

因此，MMSE线性检测器后的判决输出为：

（7）

3.仿真

利用Matlab进行仿真。联合抗干扰模型分为圆环阵列天线与MMSE检测两个部分。首先，在不考虑系统中所有用户的地理位置分布情况下，选择采用圆阵天线作为接收天线和不采用两种设置，设载波波长为，阵元间距d为载波波长的二分之一，即。圆环阵列天线的阵元数设为8，方位角为（-90o，90o），仰角为（0o，90o）。两种设置在天线接收信号后都采用MMSE最小均方误差法对输出信号进行判决。结果如图1所示。

由图1可知，只有MMSE检测的CDMA系统，信噪比从0dB达到8dB的这一过程中，误码率性能有所改善，但不明显。而引合抗干扰的CDMA系统，误码率性能已经大大下降，达到一个数量级以上。

图1 联合抗干扰引入前后CDMA系统误码率

和信噪比关系图

4.结论

论文论述了基于圆阵天线与MMSE检测的联合抗干扰技术。提出了使用八阵元圆环阵列天线作为接收天线，以MMSE检测作为检测算法的联合抗干扰模型。实验结果表明，引合抗干扰后，系统的误码率性能明显改善，系统容量从而得到了提升。

参考文献

[1]Guerci J.R.，Driscoll T.，Hannigan R.，etc..Next Generation Affordable Smart Antennas[J].Microwave Journal，2014，57（1）：24-40.

[2]Botsinis Panagiotis，Ng Soon Xin，Hanzo Lajos.Fixed-Complexity Quantum-Assisted Multi-User Detection for CDMA and SDMA[J].Communications，IEEE Transactions on，2014，62（3）：990-1000.

篇(7)

论文摘要：目前3G还处于起步阶段，但其发展前景十分看好。随着通信网络和技术的不断发展，3G技术环境下电信增值业务进入了高速发展，业务范围持续扩大，经营主体趋向多元，经营模式日益创新的新阶段。文章介绍了3G（第三代移动通信系统）的含义及3G技术的基本特点，分析了3G技术在通信中的应用。

面向未来，人们对3G技术充满了美好的期待。目前3G还处于起步阶段，但其发展前景十分看好。随着通信网络和技术的不断发展，3G技术环境下电信增值业务进入了高速发展，业务范围持续扩大，经营主体趋向多元，经营模式日益创新的新阶段。

一、3G的含义

3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般的讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2MBps（兆字节/秒）、384KBps（千字节/秒）以及144KBps的传输速度。

二、3G技术基本特点

从目前已确立的3G标准分析，其网络特征主要体现在无线接口技术上。蜂窝移动通信系统的无线技术包括小区复用、多址/双工方式、应用频段、调制技术、射频信道参数、信道编码及纠错技术、帧结构、物理信道结构和复用模式等诸多方面。纵观3G无线技术演变，一方面它并非完全抛弃了2G，而是充分借鉴了2G网络运营经验，在技术上兼顾了2G的成熟应用技术，另一方面，根据IMT-2000确立的目标，未来3G系统所采用无线技术应具有高频谱利用率、高业务质量、适应多业务环境，并具有较好的网络灵活性和全覆盖能力。3G在无线技术上的创新主要表现在以下几方面：

（一）采用高频段频谱资源

为实现全球漫游目标，按ITU规划IMT-2000将统一采用2G频段，可用带宽高达230MHz，分配给陆地网络170MHz，卫星网络60MHz，这网络为3G容量发展，实现全球多业务环境提供了广阔的频谱空间，同时可更好地满足宽带业务。

（二）采用宽带射频信道，支持高速率业务

充分考虑承载多媒体业务的需要，3G网络射频载波信道根据业务要求，可选用5/10/20M等信道带宽，同时进一步提高了码片速率，系统抗多径衰落能力也大大提高。

（三）实现多业务、多速率传送

在宽带信道中，可以灵活应用时间复用、码复用技术，单独控制每种业务的功率和质量，通过选取不同的扩频因子，将具有不同QoS要求的各种速率业务映射到宽带信道上，实现多业务、多速率传送。

（四）快速功率控制

3G主流技术均在下行信道中采用了快速闭环功率控制技术，用以改善下行传输信道性能，这一方面提高了系统抗多径衰落能力，但另一方面由于多径信道影响导致扩频码分多址用户间的正交性不理想，增加了系统自干扰的偏差，但总体上快速功率控制的应用对改善系统性能是有好处的。

（五）采用自适应天线及软件无线电技术

3G基站采用带有可编程电子相位关系的自适应天线阵列，可以进行发信波束赋形，自适应地调整功率，减小系统自干扰，提高接收灵敏度，增大系统容量，另外软件无线电技术在基站及终端产品中的应用，对提高系统灵活性、降低成本至关重要。

三、3G的技术标准

国际电信联盟（ITU）在2000年5月确定W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA三大主流无线接口标准，写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》（简称IMT-2000）。

W-CDMA即Wide-bandCDMA，也称为CDMA Direct Spread，意为宽频分码多重存取，其支持者主要是以GSM系统为主的欧洲厂商，这套系统能够架设在现有的GSM网络上，对于系统提供商而言可以较轻易地过渡，而GSM系统相当普及的亚洲对这套新技术的接受度预料会相当高。因此W-CDMA具有先天的市场优势。

CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，这套系统是从窄频CDMA One数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G，日前，中国电信集团公司获得增加基于CDMA2000技术制式的3G业务经营许可，中国电信在收购了中国联通CDMA网络之后，启动了44个重点城市的网络优化工程，并于去年年底前完成了340多个城市的CDMA网络建设工作，满足了82个无线城市的无线上网需求。中国电信还了“天翼”品牌并启动了189号段放号。由于之前所采购的设备都支持CDMA2000制式，中国电信不需要重新建设网络，在3G牌照发放后，只需进行软件升级，中国电信就会在第一时间里建设起一个全国覆盖的3G网络。

TD-SCDMA是由中国大陆独自制定的3G标准，该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TD-SCDMA标准。

四、3G技术的应用

当前，一些移动流媒体业务已经能够在2.5G网络上实现，3G网络将为移动业务发展提供更有效的支撑。由于3G网络拥有更高的数据传输速率和数据业务支撑能力，3G运营商不仅可以向用户提供高质量的语音业务，而且还能够提供高速率的流媒体业务。从全球来看，随着3G商用进程的加快，日本和韩国以及欧美地区的一些移动运营商已相继推出了基于移动流媒体技术的视频业务，移动流媒体业务已成为3G网络的核心业务和热点业务。从实际应用的情况来看，移动流媒体可提供点播、直播、下载播放三种业务形式。其中，点播应用主要包括电影片花、精彩片断、MTV等；直播包括电视节目、视频监控、重大赛事、音乐现场会等；下载播放比较适合于那些非在线、对音视频质量要求较高的多媒体节目。

目前国人对手机、电脑等移动高速上网的需求都在增长，相对于其它业务，移动宽带很可能短时间内成为3G的主流应用。中国电信日前推出的“天翼”品牌，主打“互联网手机”概念，就是充分利用目前CDMA网络峰值传输速率能达到153.6KBps的优势，为用户打造高速率、全域覆盖、使用便捷的手机互联网体验，满足用户互联网商务、娱乐、生活、信息咨询等需求。作为回应，中国移动大幅降低了手机GPRS上网费。很显然，在3G时代，三大运营商在围绕移动宽带展开竞争的同时，也必将为消费者带来更丰富、更实惠的差异化应用。