主扰码0 从扰码1
集0 下 行 扰 码 集1
…
从扰码15
…
集511
主扰码 511×16 从扰码 511×16＋1 …
每集分为1个主扰码， 15个从扰码
8192个扰码
512集
从扰码 511×16＋15
目前系统主要采用主扰码
OVSF CODE和GOLD CODE的应用举例
假设： 两个扇区，扰码分别为：Cs.i(t)；Cs.j(t) 每个扇区各有两个信道通话:s1a(t)， s1b(t)； s2a(t)，s2b(t)
Gold序列产生
m-sequence的互相关性没有太强的规律，只有一些特殊的码组之间有一定的规律性。 我们把这些码叫“优选对”（Preferred Pair）
优选对是指一对相同长度的m-sequence相互之间的互相关值只有三个取值
-1 -[2(n+1)/2+1] 和 2(n+1)/2-1 -[2(n+2)/2+1] 和 2(n+2)/2-1
保密性高 低发射功率 易于实现大容量多址通信 占用频带宽
Q&R
1,加扰后的码片的速率？
答：扩频后WCDMA码片速率为3.84Mchips/S,加扰后码片速率不变 2，上行扰码作用确认？ 答：在上行链路中(移动台到基站)，每个移动台向基站发射自己的信息，信息由每 个移动台自己处理，首先经过扩频，然后加扰。对于不同用户，如果是相同的 服务类型，则可以选择相同的扩频码。扰码角度看，在上行方向是移动台的ID， 对每个移动台会有一个扰码来对应。 3，上行和下行对于扰码和扩频码的分配？ 答：DL方向，扩频码是由RNC根据业务类型动态分配的，扰码是由OMC来确定 的，UMTS系统需进行码字管理，确定后由OMC来静态管理。 UL方向，扩频码由RNC半静态方式分配，对相同业务速率,扩频吗是唯一的。 扰码是RNC根据用户每一次的RRC连接建立请求动态分配的。
GOLD CODE互相关特性：
归一化值：Ci(t) Cj(t)<<1 (i≠j)
• 自相关函数近似δ函数，减轻多径干扰 • 分段后各段的互相关近似为零，减轻多址干扰 • 良好的自相关性质决定了其分段序列之间互相关很小，可 以用于区分用户，进行多址
WCDMA的扰码：GOLD序列
• 在上行信道，扰码用于区分用户 – 上行有224个上行长扰码和224个上行短扰码 • 在下行信道，扰码用于区分小区（扇区载频）
扩频后的信号频谱
S（f）
S（f）
干扰噪声 信号
f0
信号
干扰噪声
f0
f
f
解扩频前的信号频谱
解扩频后的信号频谱
信号
脉冲干扰
白噪声
扩频与解扩过程
UE1 UE1xC1
W UE2XC2
UE2
扩频与解扩过程
S [UE1xC1+UE2xC2]xC1=UE1 N
C1 C2相互正交
S [UE1xC1+UE2xC2]xC2=UE2 N
直接扩频通信
扩频信号
低速信号
TX RX
解调信号 积分判决
高速扩频序列
高速扩频序列
简单扩频解扩示意图
数据比特
原始数据
码片
1 -1
扩频
1
-1
扩频码
扩频信号 =数据×码字
1 -1
解扩
扩频码 1 -1
原始数据
=扩频信号×码字
1 -1
扩频过程中的频谱变化
S（f）
S（f）
信号
信号
f0
f
f0
f
扩频前的信号频谱
扩频频域解释
PG（处理增益）=Wc/R
Wc是码片速率 R是信息速率
功率谱
扩频中的品质因子Eb/No
品质因子 系统所允许的最大干扰电平
增益
可以给所有用户共享的功率
其他用户干扰信号
品质因子与增益的关系
Eb
信号功率 S Eb R 信息速率
噪声功率 N No W 扩频后速率 c
信噪比 增益
No
扩频因子Eb/No
S Eb R S Wc No N N R Wc
扩展倍数越多，处 理增益越高，抗干 扰能力越强
码序列的自相关，互相关
相关性：两个信号的相似程度，用相关值来定量描述。 当两个码元完全相同时相关系数为1，两个码元正交是相关系数为0
问题：如何将s1a(t)从S中提取出来呢？
OVSF CODE和GOLD CODE的应用举例
首先区分扇区，用Cs.i(t)来提取该扇区信号；
Cs.i(t)S= Cs.i(t) Cs.i(t) [s1a(t) Cch.m(t) + s1b(t) Cch.n(t)]+ Cs.i(t) Cs.j(t) [s2a(t) Cch.m(t) +s2b(t) Cch.n(t)] ≈s1a(t) Cch.m(t) + s1b(t) Cch.n(t) （因为: Cs.i(t) Cs.i(t) =1; Cs.i(t) Cs.j(t) <<1） 然后利用OVSF CODE的正交特性提出s1a(t) ： Cch.m(t) Cs.i(t) S= Cch.m(t) [s1a(t) Cch.m(t) + s1b(t) Cch.n(t)] = s1a(t) （因为： Cch.m(t) Cch.m(t) ＝1； Cch.m(t) Cch.n(t)]＝0 ）
WCDMA的扩频通信技术
WCDMA通信模型
信源 编码
Interleaving
信道 编码 交织
扩频
加扰
调制
射频 发射
无线信道
去交织 信道解 码 射频 接收
信源 解码
de的定义
什么是扩频通信？ 扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)。扩频通信技术是一种信息传递方 式，其信号所占有的频带宽度远大于所传递信息所需要的最小带宽。 频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现，与所传 数据的信息无关。在接受端用同样的码序列进行相关同步接收，解扩及恢复所传递 信息数据。

s s log2 e 1.44 n0 n0
扩频通信的理论基础—香农定理
扩频通信就是利用宽带技术来换取信噪比的好处。
f B C
T
t
Log2(...)
Log2(1+S/N)
例如：设互换前信道带宽B=3kHz，希望传输的信息速率为 104b/s。此时要求信噪比S/N≈9 倍。假设改变后信道带宽为 10KHz，要求信息传递速率仍为104b/s，此时信噪比S/N=1.
n=odd 奇数
n=even 偶数
利用一对优选对（两个m-sequence的长度分别为2N-1），将各自产生的序列相对 移位异或而成，即可得到2N＋1个GOLD CODE序列（包含原始的两个msequence）.
Gold序列的自相关函数
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
GOLD CODE自相关特性： 归一化值：Ci(t) Cj(t)=1 (i=j)
自相关和互相关分别表示码序列与它自身相移的相似性以及两个码序列之间 的相似性。
自相关特性决定了多径干扰特性 互相关特性决定了多址干扰特性
WCDMA系统的扩频
数据 比特 扩频后 码片
OVSF码
扰码
符号速率＝（业务速率＋校验码）×信道编码×重复或打孔率 码片速率＝符号速率×扩频因子
符号速率＝960Ksps 扩频因子＝4，码片速率＝3.84Mcps
The End Thanks
– 下行有2 码。
18－1＝262143个扰码，但目前只使用0……8191号扰码中的主扰
– 0，1，……，8191，分为512个集合，每个集合包括一个主扰码和
15个次级扰码。 – 512个主扰码又可以分为64个扰码组，每组由8个主扰码组成
• 扰码每10ms重复一次，长度是38400chips
主扰码和从扰码
1
0 0 1
m序列输出长度为2N-1，(N为伪随机序列的 移位寄存器的个数) M序列有2N-1个输出序列组合，每个序列组 合的码长度都为2N-1个
0 1 0
0
1 0 1
0
1 1 0
1
m序列的自相关性
1 0 0 1 1 1 0
负逻辑： 0 —— +1 1 —— －1
+
1
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
按位求和7＝＋23－1
扰码介绍
数据 比特
扩频后 码片
OVSF码
扰码
扰码使用户信息伪随机化，加强保密性
WCDMA扰码是两个m序列（最大长度线性移位寄存器序列）的叠
加，成为Gold码序列。 扰码分为上行扰码和下行扰码，作用不一样
m序列的生成
+
0 0 1
第一个输出 … … 0111001
0
1 1 1
0
0 1 1
lim
N 0
c lim
N 0
B log2 (1
s ) N
(3) 增大信道带宽B可以增加信道容量，但不能使信道容量 无限制增大。信道带宽B趋于无穷大时，信道容量的极限值为
s s n0 B s limc lim B log2 (1 n0 B ) n0 lim S log2 (1 n0 B ) B B B
WCDMA扩频通信


下行：不同小区具有不同的下行扰码
不同小区配置不同的下行扰码，手机通过扰码识别小区 以OVSF码区别同一小区的不同用户