通信系统信道中程序

1对毕业设计总体实现框架进行初要说明

图1.1设计总体框图

接入信道数据以每20毫秒88比特的速率产生，因为卷积编码器在每帧后复位，所以每帧的数据都加上8比特的尾。故数据进入编码器的速率是（88+8）/0.02=4800bit/s,如图所示。这些数据进行码率1/3，约束长度为9的卷积编码。编码器中出来的数据率是3×4.8=14.4ksps。

为了使接入信道和反向业务信道有相同的块交织方案，接入信道的符号进行了重复，使进入交织器的为2×14.4=3×9.6=28.8ksps，和反向业务信道达最高数据率9600bit/s的数据进入交织器时的速率一样。交织方案是读入一帧的数据（28.8×20=576符号），按列写入18列×32行的矩阵，然后以某种顺序按行读出，以使数据符号在时间上分开。

交织后的符号送到一个（64，6）的沃尔什编码器。沃尔什编码是用每组6个编码符号（c0、……c5）来选择2^6=64阶沃尔什序列Hi中的一个。选择时要按下列准则来计算序号i：

这里的i是64×64哈达码矩阵的行号,而{cj}是经过编码的二进制(0,1)符号.因此符号速率的增长比率为64/6,从28800sps增加到307200cps,单位是”沃尔什编码”每秒.这个步骤可以看作是一个(n=64,k=6)的纠错编码.它也可以解释为一种用二进制信道符号进行64进制正交调制的形式.

接入信道符号进一步用一个特定的相位偏置是靠移位积存器的输出与一个随用户不同而不同的42比特模板序列进行内积来产生的.对于接入信道,模板是用伪随机产生的接入信道和相应的寻呼信道编号以及基站辩识参数构成的.

在脉冲成型与发送之前,长PN码扩谱后的基带数据流分别与I路Q路正交短PN码相乘,Q路相乘后延时了半个码片，形成OQPSK调制和正交分集。注意:这个操作中,符号没有被扩谱,因为短PN码的速率也是102288Mcps.还要注意到,图4021表明所有小区中的所有移动台都采用零偏置的短PN码，不同用户的信号只用它们唯一的长PN码相位加以区别.下表总结了接入信道的调制参数。

接入信道调制参数

参数数值单位

数据速率4800bit/s

PN码片速率1.2288Mcps

代码速率1/3Bit/码符号

码符号重复2符号/码符号

发端占空比100%

码符号速率28800sps

调制6码符号/模符号

调制速率4800sps

沃尔什码片速率307.2kcps

模符号间隔208.33µs

PN码片/码符号42.67

PN码片/模符号256

PN码片/沃尔什码片4

特定移动台的接入信道传送只能在指定的接入信道时隙中进行,接入信道时隙事实20毫秒帧长的睁倍数.接入信道时隙的每一次传送开始都有一随机短延时,以分散不同的移动台的起始传送时间,这些移动台可能在同一时隙内在不同的信道中传送.接入信道有96个数据零作报头,以帮助基站捕获信号.移动台第一次使用接入信道时,只能发送按某种程序形成的试探”消息”,直到决定了该移动台的适当功率水平为止.

2对各个模块所对应的原理进行详细的说明

CDMA(码分多址)是一种利用惟一码序列进行扩频多址接人数字通信的技术。CDMA信道包括基站和移动台之间的前向CDMA信道和反向CDMA信道。前者是从基站到移动台的信道，后者是从移动台到基站的信道。

反向CDMA信道被移动台用来和基站通信，同时在发送之前通过直接序列扩频共享相同的CDMA频率分配。反向CDMA信道是从移动台到基站的反向链路。在反向CDMA信道发送的数据被封装成20ms帧。反向CDMA信道包括接人信道和反向业务信道。接人信道用于短信令消息交换，提供呼叫发起、寻呼响应、指令和注册。反向业务信道用于从单个移动台向单个或多个基站传输用户数据和信令业务。

前向CDMA信道包含导信倍道、同步信道、寻呼信道和前向业务信道。这些信道每路都经过适当的Wash函数正文扩展，然后以1.2288Mc/s固定速率由正交相位导频PN序列扩展。

反向CDMA信道由接人信道和反向业务信道组成。反向信道上发送的所有数据都经过卷积编码、块交织、64阶正交调制和长码直接序列扩展再发送。

下文介绍CDMA信道操作的几个最基本的组成部分。

2.1卷积编码

现代数字通信系统常常设计成以非常高的速率传输。卷积码已应用于很多个同系统，例如，不仅在CDMA移动通信系统种应用卷积编码／译码，而且在空间和卫星也应用。为了防止系统出错,经常会使用卷积码。信息数据序列划分成许多长度为k的小块，每段小块被编码长度为n的码字符号。卷积码(n,k,m)由k个输入、具有m阶存储的n个输出线性时序电路实现。通常，n和k是较小的整数，且k<n，但m相当大。特别地，当k=1时，信息序列不再分成小块，以便可以连续处理，因此，卷积码的发展产生了很多有线和无线通信信道数字传输的实际应用。

卷积码(n，k,m)指定的码率为：R=k/n,编码器级数为m=K—1，其中K是码的约束长度。编码器存储阶数等于数据序列时延。m级n维生成序列集通常可以按如下方式描述：

其中j＝1，2，…，k表示输入端数,j＝1，2，…，n表示模2加法器数(输出端)。方程(2.1)也可以以多项式形式表达为：

其中D是时延操作符，每一项D的幂对应于该项的单位时延数。

每个生成序列直接由从编码器级到各自模2加法器的连接序定，1表示连接，0表示断开。每个生成序列包含m+1位二进制数。如果每次信息序列输入编码器1比特，那么编码器输出序列可以通过合并离散卷积得到，即：

其中基站对前向CDMA信道如同步、寻呼和业务信道上发送的数据进行卷积编码。前向CDMA信道使用码率R=1/2、约束长度为9的(2,1,8)卷积码。

该卷积码的生成序列为：

由于码率为1/2,所以每次编码器输入一位数据,编码器输出就产生两位编码符号。

初始化后第一个输出符号是由生成序列编码的符号，第二个输出符号是由生成序列编码的符号，如图2.1所示，卷积编码包含连续时延数据序列选定抽头的模2加。新晨

图2.1.124位输入的（2，1，8）卷积编码器

例如,以1.2kb/s速率传输的前向业务信道帧结构包含24比特(20ms)。这24比持由16位信息比特和8位编码器尾比特组成，如图2.2所示。最后8位编码尾比特全部设成0。如果信息序列表示成d=(1010100100000101)，相应的多项式为。由于16位信息比特后面有8位编码器比特，则前向业务信道帧表示为M=(101010010000010100000000)或者写成多项式形式:

图2.1.2发送速率为1200b/s的前向业务信道帧

图2.1显示了用于该信道的(2，1，8)卷积码。由于m＝8，n＝2，因此该编码器包含一个具有2个模2加法器的8级移位寄存器和用于编码器连续输出的转向器。对图2.1的卷积编码器，两个生成序列分别为：

和

利用方程(2.4)，对于i=1和j=1，2，有:

利用生成序列编码器每个模2加法器的输出分别为：

输出符号()连接成单个序列，即发送到块交织器的编码符号序列:

对于前向和反向的CDMA信道，每当信息速率小于9600b/s时，每个卷积编码的符号重复k次后再发送到块交织器。k的大小随着信息速率的不同而不同。