CDMA - 技术

Rake 接收器

由于对宽带挑战的反思,无线电信道可能包含许多副本(多径),最初传输的信号具有不同的幅度、相位和延迟。 如果信号分量在彼此的一个码片周期内到达,则可以使用Rake 接收机进行调整和组合。 Rake 接收器通过多条路径使用分集原理。 下图显示了 Rake 接收器方案。

Rake 接收器

Rake 接收器处理多个多径信号分量。 相关器输出被组合以实现更好的可靠性和通信性能。 基于单个相关的比特决策会产生很大的误码率,因为由于相关器可能因变色而损坏而处理多径分量。 如果相关器的输出因衰落而损坏,则另一个不会损坏,并且可以通过加权过程减少损坏的信号。


Walsh 沃尔什码

Walsh 沃尔什码最常用于 CDMA 应用的正交码中。 这些代码对应于称为 Hadamard 矩阵的特殊方矩阵的行。 对于一组长度为N的沃尔什码,它由n行组成n × n沃尔什码的方阵。

IS-95 系统使用 64 Walsh 函数矩阵 64。该矩阵的第一行包含一个全为零的字符串,接下来的每一行包含位 0 和 1 的不同组合。每条线都是正交的,并且二进制位的表示是相等的。 当使用 CDMA 系统实现时,每个移动用户使用矩阵中 64 行序列之一作为扩展码。 并且,它提供了所有其他用户之间的零交叉相关性。 该矩阵递归定义如下 −

Walsh 沃尔什矩阵码

其中n是2的幂,表示矩阵W的不同维度。此外,n表示对该矩阵中所有位进行逻辑非运算。 三个矩阵 W2, W4, 和 W8, 分别表示维数为 2、4、8 的 Walsh 函数。

Walsh 函数

64 Walsh 矩阵的64每一行对应一个频道号。 通道号 0 映射到 Walsh 矩阵的第一行,这是全零的代码。 该信道也称为导频信道,用于形成和估计移动无线电信道的脉冲响应。

要计算序列之间的互相关系,我们需要将位转换为矩阵以形成 ± 1 值的对立关系。 然而,同一 CDMA 信道上的所有用户都可以使用公共长 PN 序列以一个码片间隔的精度同步。 它还可以用作数据扰码器。

  • Walsh 沃尔什码是一组自相关性好、互相关性差的扩频码。 Walsh 沃尔什码是 CDMA 系统的支柱,用于开发 CDMA 中的各个信道。

  • 对于 IS-95,有 64 个码可用。

    • 代码"0"用作导频,代码"32"用于同步。

    • 代码 1 到 7 用于控制信道,其余代码可用于业务信道。 如果不需要,代码 2 到 7 也可用于业务信道。

  • 对于 cdma2000,存在多种 Walsh 沃尔什码,它们的长度各不相同,以适应不同无线电配置的不同数据速率和扩频因子。

  • 速率为 1.2288 Mcps 的 64 个正交位模式之一。

  • Walsh 沃尔什码用于识别每个单独传输的数据。 在正向链路中,它们定义了 CDMA 频率内的正向代码信道。

  • 在反向链路中,所有64个编码被每个反向信道用来承载信息。

请看下图。 它显示了如何使用 Walsh 码执行多路复用。

使用 Walsh 码进行多路复用