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1、2000年8月山东工业大学学报Vol.30No.4第30卷第4期JOURNALOFSHANDONGUNIVERSITYOFTECHNOLOGYAug.2000频率采样定理在DSöCDMA信号数字3接收中的应用曹叶文张晓敏(山东工业大学电子工程系济南250061)摘要全数字DSöCDMA信号接收机既可以采用中频采样方案,也可以采用基带采样方案1在设计时,按频率采样定理合适选择芯片的工作主频、PN码速率、中频采样速率、基带采样速率和中频频率等参数是系统设计的一个重要方面1关键词数字技术;码分多址;扩展频谱调制中图法分类号TN
2、761码分多址(CDMA,CodeDivisionMultipleAccess)通信是将待传送的信息数据用伪随机码调制,实现频谱扩展后再传输,接收端采用同样的伪随机码进行解调及解扩相关处理,[1]恢复出原始信息数据1码分多址扩展频谱系统有直接序列扩频(DSöSSMA),跳频(FH),跳时(FT),多载波扩频(MCöCDMA)四种方式1其中,DSöCDMA技术最为常用1[2]DSöCDMA信号的接收机既可以用模拟技术实现,也可以用数字技术实现1在使用模拟电路的DSöCDMA接收机中,模拟器件固有的一些失真会造成系统性能的恶
3、化,为了能达到CDMA解调的要求,需要用大量的附加电路去矫正这些失真1数字电路则不存在这些附加失真1目前,人们更倾向于尽可能地用数字电路来取代模拟电路,实现接收机的数字[3～5]化11DSöCDMA系统的发送与接收原理1.1发送原理DSöCDMA扩频通信系统发送模型如图1(a),其中调制采用了BPSK方式1编码后的信息数据流d(t)是宽为T的+1或-1值的矩形波信号,首先用扩频编码进行调制1扩频编码是码长为N、码元宽度Tc、+1或-1值的矩形波信号PN(t),扩频编码周期等于信息数据1这样,信息数据正好对扩频序列作周期调
4、制1信息数据为+1,扩频编码极性不变,信3山东省自然科学基金资助项目1作者简介:曹叶文,男,教授,1965年生,1995年在北京大学获理学博士学位1主要研究方向:移动通信、个人通信,扩频通信理论及技术1张晓敏,女,副教授,1955年出生1主要从事数据通信、网络理论及技术的研究1收稿日期:1999211226第4期曹叶文等:频率采样定理在DSöCDMA信号数字接收中的应用331息数据为-1,扩频编码倒相,记为d(t)PN(t)1经信息数据调制的扩频编码,再调制频率为X0的载波,形成射频信号发射出去1发送的DSöCDMA信号
5、表达式为s(t)=2Pd(t)PN(t)cos(X0t+U)(1)其中P为发送信号的功率1在实际的发射机中,发射单元一般包括发数据的随机化处理、串并变换、差分编码、PN码产生、扩频调制、QPSK或BPSK调制及发定时控制,完成由数据输入到已调中频信号及经变频至射频进行发送11.2接收原理在DSöCDMA接收机中,一般采用相关接收,如图1(b)1接收机图1直接序列扩频通信系统模型除接收到发射信号外,还有传输信道中的各种干扰J(t)和噪声n(t),即接收信号是r(t)=s(t)+J(t)+n(t)=2Pd(t)PN(t)co
6、s(X0t+U)+J(t)+n(t)(2)该信号经接收机用的本地载波2cos(X′t+U′)相干解调,再经本地扩频编码PN′(t-S)作扩频相关解调处理后,得到w(t)=Pd(t)PN(t)PN′(t-S)·2cos(X0t+X)cos(X′t+U′)+J(t)PN′(t-S)·2cos(X′t+U′)+n(t)PN′(t-S)·2cos(X′t+U′)=w1(t)+w2(t)+w3(t)(3)式中:w1(t)=Pd(t)PN(t)PN′(t-S)·2cos(X0t+U)cos(X′+U′);w2(t)=J(t)PN′(
7、t-S)·2cos(X′t+U′);w3(t)=n(t)PN′(t-S)·2cos(X′t+U′)则w1(t)是接收机对发送来的扩频信号的解调结果,w2(t)是对外部干扰的解调结果,w3(t)是对噪声的解调结果1这些信号送往传递函数为H(X)的基带窄带滤波器,其输出表示为+∞M(t)=∫h(t-A)w(A)dA(4)-∞当扩频系统的接收机与发射机完全同步时,即载波同步(X′=X0,U′=U),且PN码同步(PN′(t)=PN(t),S=0)时,如果传输信道是无噪声、无干扰的理想信道,分析表明接收机经解调、基带滤波之后的输
8、出为+∞M(t)=∫h(t-A)Pd(A)dA≈Pd(t-B)(5)-∞这样就恢复出发来的信息数据1若信道中存在干扰,这些干扰包括窄带干扰、人为瞄准式干扰、单频干扰、多径干扰和码分多址信号,它们和有用信号同时进入接收机1由于这些干扰与本地扩频信号不相关,故在相关处理中被削弱,从而改善系统的输出信噪比1332山东工业大
