遷 胡愛群 朱志明 邊 柱

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹了cdma系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的主要技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了cdma系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)的捕獲跟蹤、rake接收和自動(dòng)頻率校正等模塊。

     關(guān)鍵詞：cdma

     捕獲 跟蹤 rake接收 自動(dòng)頻率校正

     現(xiàn)行的移動(dòng)通信系統(tǒng)基本是蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。蜂容移動(dòng)通信系統(tǒng)經(jīng)歷了幾代發(fā)展。第一代是采用頻分多址（fdma）的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，如美國的amps、英國的tacs系統(tǒng)等。第二代基本是采用時(shí)分多址（tdma）的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，如美國的amps、歐洲的gsm系統(tǒng)等。

     隨著is-95標(biāo)準(zhǔn)的頒布，擴(kuò)頻通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信和室內(nèi)無線通信等各種商用應(yīng)用系統(tǒng)，為用戶提供可靠通信。目前，cdma技術(shù)已被廣泛接受為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的主要技術(shù)。

     1 擴(kuò)頻序列的同步

     同步技術(shù)歷來是數(shù)字通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。同步性能的好壞直接關(guān)系到擴(kuò)頻系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。直擴(kuò)系統(tǒng)只有在完成擴(kuò)頻序列的同步后，才可能用同步的pn序列對(duì)接收的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，把擴(kuò)頻的寬帶信號(hào)恢復(fù)成非擴(kuò)頻的窄帶信號(hào)，以解調(diào)出傳送的信息。擴(kuò)頻信號(hào)的同步分為兩個(gè)階段：初始捕獲階段和信號(hào)初始捕獲后的跟蹤階段。捕獲是粗同步過程，而跟蹤是細(xì)同步過程。

     1.1 擴(kuò)頻序列的初始捕獲

     跟蹤單元的工作范圍有一定限度，被稱為捕獲帶。擴(kuò)頻序列的捕獲是指接收機(jī)的開始接收擴(kuò)頻信號(hào)時(shí)，調(diào)整和選擇本地?cái)U(kuò)頻序列的相位，將收發(fā)機(jī)擴(kuò)頻序列的相位差調(diào)整至捕獲帶內(nèi)，在跟蹤單元開啟前，獲取擴(kuò)頻序列的粗同步。從原理上講，匹配濾波器或相關(guān)器結(jié)構(gòu)是建立初始同步的最佳方法。匹配濾波器可以在中頻實(shí)現(xiàn)，也可以在基帶實(shí)現(xiàn)。在中頻上多采用聲表面波抽頭延遲線（sawtdl），一次完成解擴(kuò)解調(diào)。匹配濾波器的基帶實(shí)現(xiàn)方法是直接對(duì)接收信號(hào)以碼片速率采樣，然后采用數(shù)字方式匹配。匹配濾波方法的實(shí)質(zhì)是一種并行捕獲方案，可以對(duì)偽隨機(jī)序列進(jìn)行快速捕捉。但實(shí)現(xiàn)起來需要多個(gè)并行的支路，硬件過于復(fù)雜，故適用于突發(fā)通信、無線局域網(wǎng)等場合中短周期pn序列的捕獲。在cdma系統(tǒng)中，短pn序列周期為2

     15，長pn序列周期為2 42-1，并不適合使用并行捕獲方案。因此，cdma系統(tǒng)適于采用基于滑動(dòng)相關(guān)的串行捕獲方案。從些實(shí)際的考慮表明：只要初始頻率誤差比較小，在獲得準(zhǔn)確相位和頻率同步之前，首先獲得擴(kuò)頻序列的時(shí)間同步是比較合理的。捕獲過程通常在載波同步之前進(jìn)行，載波的相位是未知的，所以大多數(shù)的捕獲方法都是用非相干檢測。單積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)如圖1所示。相關(guān)器將本地pn序列與接收到的信號(hào)相乘即進(jìn)行關(guān)運(yùn)算，然后再積分，求出它們的互相關(guān)值。將互相關(guān)值作為一次觀測得到的檢測變量，由檢測變量依照一定的檢測方法對(duì)定時(shí)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)（通常是與門限進(jìn)行比較）。若假設(shè)獲得通過，則完成擴(kuò)頻序列的捕獲，否則控制本地pn序列發(fā)生器向前或向后滑動(dòng)一個(gè)碼元，再對(duì)下一個(gè)定時(shí)假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)。

     影響捕獲性能的主要因素是積分區(qū)間長度、同一相位上的觀察次數(shù)（l）、檢測方法以及用來和相關(guān)器輸出進(jìn)行比較的門限等。

     檢測方法為將檢測變量z與判決門限θ進(jìn)行比較，若z≥θ則認(rèn)為檢測通過，否則認(rèn)為檢測失敗。只做一次觀察時(shí)，只對(duì)一個(gè)檢測變量z進(jìn)行檢測。這種情況下虛警概率pf和檢測概率pd分別為[1]：

     式1中μ是n個(gè)碼片觀察時(shí)間內(nèi)相關(guān)器輸出信號(hào)的信噪比，v是相關(guān)器輸出噪聲方差的2倍。

 &n