三种扩频码的作用
扩频编码M序列和gold序列
M序列由n级移位寄存器所能产生的周期最长的序列。
这种序列必须由非线性移位寄存器产生,并且周期为2n（n 为移位寄存器的级数）。
例如，考察图中a的非线性反馈移位寄存器,其状态转移关系如表：状态(a k-3，a k-2，a k-1)的接续状态是(a k-2,a k-1，a k)，其中a k＝a k-3嘰a k-1嘰1嘰a k-2a k-1是一种非线性逻辑。
从任一状态出发，例如从(000)出发,其接续状态恰好构成一个完全循环(图b)，由此产生一个周期为23＝8的3级序列。
M序列最早是用抽象的数学方法构造的。
它出现于组合数学的一些数学游戏中，例如L.欧拉关于哥尼斯堡的七桥问题等。
后来发现这种序列具有某些良好的伪随机特性。
例如,M序列在一个周期中，0与1的个数各占一半。
同时,同样长度的0游程与1游程也各占一半。
所有这些性质在数据通信、自动控制、光学技术和密码学诸领域中均有重要应用。
隐蔽通信内容的通信方式。
为了使非法的截收者不能理解通信内容的含义，信息在传输前必须先进行各种形式的变化，成为加密信息，在收信端进行相应的逆变化以恢复原信息。
电报通信、电话通信、图像通信和数据通信,都有相应的保密技术问题。
另一方面,为了从保密通信中获得军事、政治、经济、技术等机密信息，破译技术也在发展。
保密技术和破译技术是在相互对立中发展起来的。
1881年世界上出现了第一个电话保密专利。
电话保密开始是采用模拟保密或置乱的方法，即把话音的频谱或时间分段打乱。
置乱后的信号仍保持连续变化的性质。
在第二次世界大战期间，频域和时域的置乱器在技术上已基本成熟。
70年代以来，由于采用集成电路，电话保密通信得到进一步完善。
但置乱器仍是有线载波和短波单边带电话保密通信的主要手段。
模拟保密还可以采用加噪声掩盖、人工混响或逆向混响等方法，但因恢复后话音的质量大幅度下降或保密效果差，这些方法没有得到推广应用。
数字保密是由文字密码发展起来的。
数字信号（包括由模拟信号转换成的数字信号），由相同速率的密码序列加密，成为数字保密信号；保密信号传输到收信端后由同一密码序列去密，恢复原数字信号。
扩频的基本原理及应用
扩频的基本原理及应用1. 扩频技术概述•扩频技术是一种利用较宽带传送较窄带信号的技术。
•扩频技术在通信领域有广泛的应用，包括无线局域网、蓝牙、GPS等。
•扩频技术能够提高通信系统的抗干扰性能和安全性。
2. 扩频的基本原理•扩频技术通过在传输过程中对原始数据进行一系列处理，使数据覆盖更宽的频带。
•扩频的基本原理包括扩频码序列的生成和信号的调制解调过程。
•扩频码是一种特殊的序列，通过将原始数据与扩频码进行异或运算，实现信号的扩频。
3. 扩频码序列的生成•扩频码序列是扩频技术的核心部分，用于将原始信号进行扩频。
•常见的扩频码序列有伪随机码、高斯码、码片序列等。
•扩频码序列的生成方法包括线性反馈移位寄存器、迭代求解法等。
4. 扩频信号的调制解调过程•扩频信号的调制过程将原始信号与扩频码进行乘积运算，实现信号的扩频。
•扩频信号的解调过程通过将接收到的信号与扩频码进行相关运算，恢复原始信号。
•扩频信号的调制解调过程中需要注意信号与噪声的抵消和相位同步等问题。
5. 扩频技术的应用•扩频技术在无线局域网中可以提高网络的传输速率和安全性。
•扩频技术在蓝牙通信中有广泛的应用，可以实现低功耗、短距离的无线通信。
•扩频技术在GPS定位系统中可以提高定位的准确性和抗干扰能力。
6. 扩频技术的优缺点•扩频技术的优点包括抗干扰能力强、安全性高、带宽利用率高等。
•扩频技术的缺点包括对系统要求高、复杂度较高、功耗较大等。
7. 扩频技术的发展趋势•随着无线通信技术的发展，扩频技术将进一步应用于更多的领域。
•扩频技术在物联网、5G等领域具有广阔的应用前景。
•扩频技术的发展将推动通信系统的进一步发展和创新。
以上是对扩频的基本原理及应用的介绍，扩频技术作为一种重要的通信技术，在现代通信系统中发挥着重要的作用。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地了解扩频技术的基本原理和应用场景。
移动通信技术第二章习题答案
一、单项选择题1.PN PN短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的短码用于前向信道的调制，标识不同的________________________。
BA.A.基站基站基站B. B. B.小区小区小区C. C. C.业务信道业务信道业务信道D. D. D.控制信道控制信道2.IS95 CDMA 系统中使用的PN 短码偏置共有个。
个。
A A A. 512 B. 1024 C. 32768 D.327673.RAKE 接收技术是一种接收技术是一种_____________________分集技术。
分集技术。
分集技术。
C CA. A. 空间空间空间B. B. B. 频率频率频率C. C. C. 时间时间时间D. D. D.极化极化4.IS-95 CDMA 移动台最多可以解调移动台最多可以解调__________________多径信号。
多径信号。
多径信号。
C CA. 1个B. 2个C. 3个D.4个5.5.对于对于对于IS95 CDMA IS95 CDMA IS95 CDMA系统，寻呼信道数一般为系统，寻呼信道数一般为。
A A. 1A. 1个个 B. 7 B. 7个个 C. 8 C. 8个个 D. 12 D. 12个个6.6.反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是反向闭环功率控制比特的发射速率是__________________。
DA. 1bpsB. 20bpsC.100bpsD. 800bps7.IS95 CDMA 7.IS95 CDMA同步信道的比特率是同步信道的比特率是。
AA. 1200bpsB. 2400bpsC. 4800bpsD.9600bps8.8.从从WASLH 码的角度分析，码的角度分析，IS95 CDMA IS95 CDMA 系统的前向业务信道最多有个。
个。
B B A. 55 B. 61 C. 64 D.4810. IS95 CDMA 小区的PN 短码偏置在短码偏置在__________________信道发布。
移动基站维护与管理习题加答案
移动基站维护与管理习题加答案第⼀部分CDMA概述⼀、填空题1、第⼀代移动通信系统的典型代表制式是TACS和AMPS。
2、Rev A前向峰值数据速率为3.1 Mbps，反向峰值数据速率1.8 Mbps。
3、3G的三个标准时中国移动的TD-SCDMA,中⽂名称为时分同步码分多址。
中国联通的WCDMA，中⽂名称为宽带码分多址，中国电信的CDMA2000。
4、CDMA的频谱利⽤率⾼，相同频谱情况下容量是模拟系统的8-10倍;是GSM 的4-6倍；5、CDMA采⽤独特的软切换技术，降低了掉话率。
6、软切换是先接续，在中断和原来基站的联系。
7、联通C⽹800M⼀共有7个载波的宽带，根据联通DO技术体制，频率规划按照1x从频段⾼段往下⾛，DO从低段开始往上⾛的原则进⾏。
8、⽬前中国电信在⽤的CDMA频段为上⾏825-835MHz，下⾏870-880MHz.8、国际电信联盟在2000年5⽉确定了三⼤主流⽆线接⼝标准，写⼊3G技术指导性⽂件。
⼆、判断题1、在蜂窝移动通信系统中，移动台的发射机仅在发话时才⼯作，⽽移动台接收机总是⼯作的，这种系统为准双⼯系统。
（正确）2、第⼀代移动通信系统是模拟系统，采⽤时分多址。
（错误，采⽤频分多址）3、CDMA系统是数字移动通信系统，主要采⽤码分多址⽅式。
（正确）4、在3G的三种技术中，WCDMA和CDMA2000采⽤频分双⼯⽅式。
需要成对的频率规划。
（正确）5、CDMA2000的基站间同步是必需的，因此需要全球定位系统。
TD-SCDMA 基站间不需要同步。
（错误，TD也需要同步）6、多址技术是指多个独⽴⽤户同时使⽤传输介质⽽互不影响。
（正确）7、电⼦序列号是唯⼀地识别⼀个移动台设备的号码，每个移动台分配⼀个唯⼀的电⼦序列号。
（正确）三、选择题1、在3G中，⽆线⽹络必须能够⽀持不同的数据传输速度，其中在室外能够⽀持的速度为（ B ）。
A、2M/sB、384k/sC、144k/sD、其他2、CDMA2000的扩频码速率为（A ），载波带宽为1.25MHz。
移动通信原理-CDMA基本原理
C：信道容量，单位b/s
B：信号频带宽度，单位Hz
S：信号平均功率，单位W N：噪声平均功率，单位W
结论：在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比S/N 完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信 噪比的条件下获得比较满意的传输质量
无 线 维 护 中 心
扩频通信的理论基础
1． 信息数据经过常规的数据调制，变成窄带信号（假定带宽为B1）。 2． 窄带信号经扩频编码发生器产生的伪随机编码（PN 码：Pseudo Noise Code） 扩频调制，形成功率谱密度极低的宽带扩频信号（假定带宽为B2，B2 远 大于B1）。窄带信号以PN 码所规定的规律分散到宽带上后，被发射出去。
无 线 维 护 中 心
扩频通信的理论基础
3． 在信号传输过程中会产生一些干扰噪声（窄带噪声、宽带噪声）。 4． 在接收端，宽带信号经与发射时相同的伪随机编码扩频解调，恢复成常规 的窄带信号。即依照PN 码的规律从宽带中提取与发射对应的成份积分起 来，形成普通的窄带信号。再用常规的通信处理方式将窄带信号解调成信 息数据。干扰噪声则被解扩成跟信号不相关的宽带信号。
扩频技术原理
扩频技术原理扩频技术，是一种在通信中广泛应用的调制技术，它通过将信号在频域上进行扩展，使其带宽变宽，从而提高了通信系统的抗干扰性能和传输速率。
扩频技术主要应用于无线通信、卫星通信、雷达系统等领域，成为现代通信技术中不可或缺的一部分。
一、扩频技术的基本原理扩频技术的基本原理是将原始信号通过乘法运算与扩频码相乘，从而实现信号的扩展。
扩频码是一种特殊的序列，通常是伪随机序列。
扩频码序列具有良好的互相关性，可以在接收端实现信号的解扩。
二、扩频技术的信号传输方式扩频技术有两种主要的信号传输方式：直接序列扩频和频率跳变扩频。
1. 直接序列扩频(DSSS)直接序列扩频是最常见的扩频技术之一，它将原始信号与扩频码进行乘法运算，通过改变扩频码的周期来改变信号的传输速率。
在发送端，原始信号被扩展成宽带信号，然后通过信道进行传输。
在接收端，接收到的扩频信号通过与扩频码的相关运算，得到原始信号。
2. 频率跳变扩频(FHSS)频率跳变扩频是另一种常见的扩频技术，它将原始信号通过频率跳变的方式进行扩展。
发送端将原始信号与扩频码进行乘法运算后，将信号的载频按照一定规律进行频率跳变。
接收端根据事先约定好的频率跳变规律，对接收到的信号进行解扩。
三、扩频技术的优点扩频技术具有以下几个优点：1. 抗干扰能力强：扩频技术通过将信号扩展到宽带，使得信号在频域上分散，降低了窄带干扰的影响，提高了通信系统的抗干扰能力。
2. 隐蔽性好：扩频技术将信号扩展到宽带，使得信号的功率密度降低，相对于窄带信号，扩频信号在频谱上更加分散，难以被敌方窃听。
3. 传输容量大：扩频技术通过将信号的带宽扩展，提高了信号的传输速率，可以同时传输多路信号。
4. 高精度定位：扩频技术在卫星导航系统中得到广泛应用，通过对接收到的多个扩频信号进行测距和测角，可以实现高精度的定位。
四、扩频技术的应用领域扩频技术在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域广泛应用。
1. 无线通信：扩频技术在无线局域网(WLAN)、蓝牙、CDMA等无线通信系统中得到广泛应用，提高了通信系统的抗干扰性能和传输速率。
PN码、Walsh码在CDMA信道中的应用
目录1. 多址方式 (3)1.1 TDMA和FDMA (3)1.1.1 FDMA (3)1.1.2 TDMA (4)1.2 扩频通信和CDMA (4)1.2.1扩频通信 (4)1.2.2 CDMA (5)2. CDMA系统中的多址码 (6)2.1 CDMA中多址码类型 (6)2.2 CDMA中地址码设计的基本要求 (7)2.3 多址码的设计与实现 (7)2.3.1基站地址码 (7)2.3.2 信道地址码 (8)2.3.2.1 下行信道 (8)2.3.2.2 上行信道 (8)2.3.3 用户地址码 (8)2.3.4 多速率业务地址码 (8)3. PN码介绍 (8)2.1 实际应用中PN码的生成方式 (9)2.1.1长PN码： (9)2.1.2短PN码（m序列）： (9)2.2 m序列 (9)2.2.1 m序列的生成方式 (9)2.2.1 m序列的主要特性 (11)2.3Walsh码介绍 (13)2.3.1 Walsh码的生成方式 (13)2.3.2 Walsh码的主要特性 (14)4. CDMA系统中的正向信道和反向信道 (14)4.1正向信道 (15)4.1.1导频信道 (15)4.1.2同步信道 (15)4.1.3寻呼信道 (16)4.1.4正向业务信道 (16)4.2反向信道 (17)4.2.1接入信道 (17)4.2.2反向业务信道 (18)5.总结 (19)PN码、Walsh码在CDMA信道中的应用摘要：CDMA技术是当前移动通信领域中的很重要的一种技术，包括中国联通在内的诸多国家的通信运营商已经建立了部分CDMA网络。
各大移动通信运营商正在完善的的第三代（3G）移动通信网络和大设备研发商在开发后三代（4G）既带宽更宽的移动通信系统中，CDMA技术都是当之无愧的首选方案。
本文先阐述PN码、Walsh码的相关特性，继而说明它们在CDMA正、反向信道中的应用。
关键词：PN码、Walsh码、卷积编码、调制、信道。
扩频通信的工作方式及其特点
扩频通信的工作方式及其特点在发端输入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。
扩频通信工作方式1.直接序列扩频轻易序列QPSK(ds-ss)就是轻易利用具备低码率的QPSK码序列使用各种调制方式在发端拓展信号的频谱，而在收端用相同的QPSK码序列回去展开解码，把拓展阔的QPSK信号转换成完整的信息。
2.跳频扩频冲频QPSK技术就是通过伪随机码的调制，并使载波工作的中心频率不断弹跳发生改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不能发生改变。
这样，只要交、发信机之间按照紧固的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达至同步，确定噪音和其他干扰信号。
3.跳时扩频冲时就是并使升空信号在时间轴上LBP。
先把时间轴分为许多时片。
在一帧内哪个时片升空信号由QPSK码序列展开掌控。
可以把冲时认知为：用一定码序列展开挑选的多时片的时移键控。
由于使用窄得很多的时片回去传送信号，相对说来，信号的频谱也就沉降了。
在发端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器的扩频码序列去控制通)断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。
在收端，由射频接收机输出的中频信号经本地产生的与发端相同的扩频码序列控制通-断开关，再经二相或四相解调器，送到数据存储器和再定时后输出数据。
只要收、发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。
冲时也可以看作就是一种时分系统，所相同的地方是它不是在一帧中紧固分配一定边线的时片，而是由QPSK码序列掌控的按一定规律LBP边线的时片。
冲时系统的处置增益等同于一帧中所分的时片数。
由于直观的冲时抗干扰性不弱，很少单独采用。
4.脉冲线性扩频升空的射频脉冲信号，在一个周期内，其载频的频率并作线性变化。
因其频率在较宽的频带内变化，信号的频宽也被沉降了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
短码、长码和Walsh码
直序列扩频通信系统
扩频通信是一种无线通信技术。
他所用的传送频带比任何用户的信息频带和数据速率都大许多倍。
用W表示传送带宽(单位为Hz)，用R表示数据速率(单位为bit/s)，W/R被称为扩展系数或处理增益。
W/R的值一般可以在一百到一百万的范围(20db~60db)。
讲到这里，不得不把香农老先生搬出来，这个人可是咱们现代通信理论的奠基人，严重的崇拜（可惜他的著作《信息论》咱实在是看不懂啊，汗！）
香农容量公式(Shannon’ scapacityequation)，这个公式放在这里，人老先生费半天劲搞出来的，我们不去讨论其推算原理，只认为这是正确的。
哦，香农还指出这是在加性高斯白噪声的信道模型下的公式，基本上我们现在的移动通信就是用这个东东啦。
C=Blog2[1 + S/N]
其中：B为传送带宽(单位为Hz)；
C为信道容量(单位为bit/s)；
S/N为信号噪声功率比。
传统通信系统通常压缩信号速率至尽可能小的带宽信道进行传送，cdma系统则采用宽带信道传送信号，以获得处理增益，提高信道容量。
为什么哪？根据香农公式，他老人家说增加信道带宽可以换取更高的信道容量或者是更低的信噪比，以提高收发双方通信的可靠性。
当一个用户以9600bps速率进行语音通信时，cdma的信道带宽是1,228,800hz，处理增益为1,228,800hz/9600=128=21dB。
以此推算，每当用户数增加一倍，信道处理增益下降3db，当用户数达到32个时，信噪比接近底线，达到单扇区容量极限。
实际上，cdma系统对单载波单扇区通话的用户数进行了限制，以确保系统处理增益可以保持在理想的水平。
发信者把需传送的低速数据与一组快速扩频序列合成后通过发射机发射出去，接收者从空中借口截取信息流后，用同一快速扩频序列进行解扩频，从而得到原始信息。
好，扩频的概念有了。
我们再接着往下看。
cdma系统通过码片(chip)来传输信号(signal)，通常每一比特信息要占用几个码片。
所有用户共用cdma信道资源，每个用户拥有自己唯一的码型以区别
于其他用户，用户使用自己的码型(code pattern)与一长组码片进行合成处理，从中恢复出传给自己的信息，而其他用户信息则被丢弃，保证了多用户通信的安全性。
cdma信道合成了三种不同的扩频序列以实现信息传递安全、稳定和**行。
扩频序列很容易在收发双方间生成和合成，而不会耗费过多的处理资源。
扩频序列之一—沃尔什码(Walsh Codes)
沃尔什序列广泛的应用于cdma系统中。
沃尔什函数是相互正交(Mutual Orthogonality)的，以保证用户信号也是互相正交的。
因此对于前向链路，cdma系统是一个正交扩频系统，沃尔什序列可以消除或抑制多址干扰(MAI)。
理论上，如果在多址信道中信号是相互正交的，那么多址干扰可以减少至零。
然而实际上由于多径信号和来自其他小区的信号与所需信号是不同步的，共信道干扰不会为零。
异步到达的延迟和衰减的多径信号与同步到达的原始信号不是完全正交的，这些信号就带来了干扰。
来自其他小区的信号也不是同步或正交的，这也会导致干扰发生。
沃尔什序列在前向链路中用于复用目的，用来区分信道；在反向链路中，沃尔什码仅用作正交调制码，提高反向信号的正交性。
（是不是每个用户使用的沃尔什码不一样呢）
扩频序列之二—伪随机序列(PN, Pseudorandom Noise)，长PN和短PN
cdma系统中，伪随机序列(PN)用于数据的加扰和扩谱调制。
在传送数据之前，把数据序列“随机化”，类似于噪声的形式，从而实现数据加扰。
接收机再
用PN码把被加扰的序列恢复成原始数据序列。
需要指出的是，如果发送数据序列经过完全随机性的加扰，接收机就无法恢复原始序列。
换句话说，如果接收机知道如何恢复原始数据，发送的数据序列就不可能完全随机化。
因此，在实际cdma系统中使用的是一个足够随机的序列，一方面这个随机序列对非目标接收机是不可识别的，另一方面目标接收机能够识别并且很容易同步的产生这个随机序列。
所以把这种序列成为伪随机序列(PN)。
伪随机序列特性：
1) 自身的完全相关
2) 移位近似正交（相比沃尔什码的正交性差）
小结：
所谓直序列扩频,是指把低速数据经过一定的方式扩展到较高的速率。
单纯从这个角度看问题,任何一种码在IS-95或CDMA2000-1X中,使传送的数据达到1.2288Mcps速率,都可以称为扩频。
因此很多书或文章把W ALSH,SHORT PN, LONG PN都经常说是起到了扩谱的作用。
需要注意的是，真正意义上的CDMA系统一个最基本的出发点或设计理念是：必须保证任何在空中出现的信号都应该是象噪声一样,即使不能是真正意义上的噪声,也应该尽量接近噪声的特性。
大家都知道军队过桥一定不能齐步走.为什么,就是要乱七八糟,不要造成共震。
CDMA也一样,如果空中信号都是W ALSH码,即使是有正交特性，但是仍旧会是有规律的信号,仍然无法彻底消除干扰，相互之间的干扰无法避免的,因为太有规律了。
所以我们绝对看不到只有
纯粹的W ALSH码的CDMA系统。
因此，从这个观点上来看，W ALSH码不能是最终的扩频码。
LONG PN是伪随机码，符合CDMA要求信号近似为噪声的要求，但在前向信道,其速率远低于1.2288Mcps（经过抽取器降速），不能算是扩频，只是加扰。
在反向信道LONG PN的速率是1.2288Mcps，可以算是扩频的作用。
但仍然要注意的是LONG PN是在SHORT PN之前加入的，后面进一步被I/O两个支路的SHORT PN加以调制和处理，因此最终的信号出现是受SHORT PN控制的。
SHORT PN既满足了信号近似噪声的要求,同时速率也一直是1.2288Mcps(LONG PN在前向不是),而且还提供了CDMA定时同步的功能(前／反向均有)。
因此说SHORT PN在IS-95和CDMA2000-1X中起扩频的作用更接近于专业说法。
这里也有一个说法供大家参考。
“CDMA个人通信系统的扩频编码采用3层结构。
底层是正交扩频编码，码长64，提供CDMA信道，不同的正交码作为不同的信道。
但是，整个通信系统都使用这一组正交扩频码。
第2层是基站码，也是扩频编码（短PN）,不同的基站使用具有不同相位状态的扩频码。
第3层是移动用户码（长PN），一个用户一个，各不相同，它是由相当长的扩频码（长PN）加上移动用户自身代码（掩码）复合而成的。
这3层编码中，对通信特性影响最大的是底层正交扩频编码的选取。
同时SummerTiger给出的一个理解也放在这里供参考（我做了注释）：
从功能目的角度：物理调制时起到扩频作用的特型码都可以被叫做扩频码
（短PN）
从调制技术角度：对通信特性影响最大的底层正交扩频编码更多地被强调（Walsh码）
看到这里我们逐渐的可以看出CDMA的扩频系统有三个目的，也就会出现三种扩频码：
正交化扩频：使信号间彼此正交，由Walsh码完成；噪声化或加扰“扩频”：使得信号更像噪声，由长码（前向），短码（前反向，进一步使信号类似噪声）调制扩频：信号最终在调制之前编码，短码完成。
所以在CDMA通信系统中的扩频通信不是一步完成的，而是由这3个码序列共同完成的结果。