寬帶碼分多址關鍵技術

時間：2022-02-19 02:15:01 | 來源：信息時代

時間：2022-02-19 02:15:01 來源：信息時代

WCDMA產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術包括射頻和基帶處理技術，具體包括射頻、中頻數(shù)字化處理，RAKE接收機、信道編解碼、功率控制等關鍵技術和多用戶檢測、智能天線等增強技術。

射頻和中頻

射頻部分是傳統(tǒng)的模擬結構，實現(xiàn)射頻和中頻信號轉換。射頻上行通道部分主要包括自動增益控制（射頻部分是傳統(tǒng)的模擬結構，實現(xiàn)射頻和中頻信號轉換。射頻上行通道部分主要包括自動增益控制（RFAGC），接收濾波器（Rx濾波器）和下變頻器。射頻的下行通道部分主要包括二次上變頻，寬帶線性功放和射頻發(fā)射濾波器。中頻部分主要包括上行的去混迭濾波器、下變頻器、ADC和下行的中頻平滑濾波器，上變頻器和DAC。與GSM信號和第一代信號不同，WCDMA的信號帶寬為達到5MHz的寬帶信號。寬帶信號的射頻功放的線性和效率是普遍存在的矛盾。

RAKE接收機

RAKE接收機專為CDMA系統(tǒng)設計的經(jīng)典的分集接收器，其理論基礎就是：當傳播時延超過一個碼片周期時，多徑信號實際上可被看作是互不相關的。

帶DLL的相關器是一個遲早門的鎖相環(huán)。它由兩個相關器（早和晚）組成，和解調(diào)相關器分別相差±1/2（或1/4）個碼片。遲早門的相關結果相減可以用于調(diào)整碼相位。延遲環(huán)路的性能取決于環(huán)路帶寬。

延遲估計的作用是通過匹配濾波器獲取不同時間延遲位置上的信號能量分布，識別具有較大能量的多徑位置，并將它們的時間量分配到RAKE接收機的不同接收徑上。匹配濾波器的測量精度可以達到1/4-1/2碼片，而RAKE接收機的不同接收徑的間隔是一個碼片。實際實現(xiàn)中，如果延遲估計的更新速度很快（比如幾十ms一次），就可以無須遲早門的鎖相環(huán)。

由于信道中快速衰落和噪聲的影響，實際接收的各徑的相位與原來發(fā)射信號的相位有很大的變化，因此在合并以前要按照信道估計的結果進行相位的旋轉，實際的CDMA系統(tǒng)中的信道估計是根據(jù)發(fā)射信號中攜帶的導頻符號完成的。根據(jù)發(fā)射信號中是否攜帶有連續(xù)導頻，可以分別采用基于連續(xù)導頻的相位預測和基于判決反饋技術的相位預測方法。

在系統(tǒng)中對每個用戶都要進行多徑的搜索和解調(diào)，而且WCDMA的碼片速率很高，其基帶硬件的處理量很大，在實際實現(xiàn)中有一定困難。

信道編解碼

信道編解碼主要是降低信號傳播功率和解決信號在無線傳播環(huán)境中不可避免的衰落問題。編解碼技術結合交織技術的使用可以提高誤碼率性能，與無編碼情況相比，傳統(tǒng)的卷積碼可以將誤碼率提高兩個數(shù)量級達到10-3~10-4，而Turbo碼可以將誤碼率進一步提高到10-6。WCDMA候選的信道編解碼技術中原來包括Reed-Solomon和Turbo碼，Turbo碼因為編解碼性能能夠逼近Shannon極限而最后被采用作為3G的數(shù)據(jù)編解碼技術。卷積碼主要是用于低數(shù)據(jù)速率的語音和信令。Turbo編碼由兩個或以上的基本編碼器通過一個或以上交織器并行級聯(lián)構成，如圖3：

Turbo碼的原理是基于對傳統(tǒng)級聯(lián)碼的算法和結構上的修正，內(nèi)交織器的引入使得迭代解碼的正反饋得到了很好的消除。Turbo的迭代解碼算法包括SOVA（軟輸出Viterbi算法）、MAP（最大后驗概率算法）等。由于MAP算法的每一次迭代性能的提高都優(yōu)于Viterbi算法，因此MAP算法的迭代譯碼器可以獲得更大的編碼增益。實際實現(xiàn)的MAP算法是Log-MAP算法，它將MAP算法置于對數(shù)域中進行計算，減少了計算量。

Turbo解碼算法實現(xiàn)的難點在于高速數(shù)據(jù)時的解碼速率和相應的迭代次數(shù)，現(xiàn)有的DSP都內(nèi)置了解碼器所需的基本算法，使得Turbo解碼可以依賴DSP芯片直接實現(xiàn)而無需采用ASIC。