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    扩频的认识过程     作者 LTE学习大使孙宇彤(微信关注

 页码1    发表日期11-05-09

  扩频是与CDMA相辅相成的数字信号处理技术,也是一种调制技术。尽管已经写过《CDMA空中接口技术》以及《WCDMA空中接口技术》,但是我对扩频技术的理解与认识,以前还是很模糊,并且有很多错误的。

  比如,在《CDMA空中接口技术》中写到,扩频是低速率的基带数据信号与高速率的扩频码进行模二加,扩频码有Walsh码以及PN码(m序列),用纯随机的扩频码去扩展带宽是最好的。以上的提法没有什么问题,但是比较含糊,为什么用纯随机的扩频码去扩展带宽是最好的?到底扩频用的是Walsh码还是m序列也没有说明。

  在《WCDMA空中接口技术》中,引入了信道化码以及扰码的概念,分别对应Walsh码以及m序列。这里将扩频定义为低速率的基带数据信号与高速率的扩频码相乘,是对扩频操作比较好的描述,但是由于扰码的提法,也明确了扩频用Walsh码,加扰用PN码,这却是一种误解。
   前段时间,在解释扩频时,曾写到:“ 常用的扩频码有正交的Walsh序列(Walsh码)以及非正交的伪随机序列(PN码)。”这段话也是有问题。

 页码2    发表日期11-05-09

  最近又看了各种涉及CDMA技术的书,包括《CDMA系统工程手册》,发现书中普遍认为是采用PN码来扩频,也就是用我们在WCDMA中常说的扰码来扩频, PN码才是扩频的主角, PN码为什么能扩频可以从下图看到:

右图是PN码的代表:m序列的频谱图,从图中不难看出,当m序列的N=127时,频谱类似于白噪声了,很宽而且幅值很平。当数据信号与PN码相乘后,就可以扩展频谱,获得类似于右图的频谱。

因此,Walsh码的主要任务并不是频谱扩展,比如W0,其输出结果就是原始信号,达不到扩频的效果。因此,即使Walsh码的速率很高,也就是码率很高,也起不了扩频的效果。Walsh码的主要任务是实现不同信道之间的正交,也就是所谓的正交调制,但不是正交扩频。由于Walsh码没有扩频的功能,少了扩频增益,因此抗信道干扰能力不强。

 页码3    发表日期11-05-10

  究其原因,我发现在有关CDMA的书中,都是写用PN码来扩频,在CDMA技术的鼻祖IS-95中,信道化码的作用称为正交扩频(orthogonally spread),扰码的作用称为两路正交扩频(quadrature spread,QAM的Q,专指两路正交)。例如高通的CDMA工程技术手册中提到:"每一个码分信道都要经过一个Walsh函数进行正交扩频,然后又由1.2288Mchip/s速率的伪噪声序列扩频。"CDMA2000继承了这个说法。
   当然,Walsh正交扩频也是不准确的,正交调制才合理。

    但是到了WCDMA的书,就变了一个调,变成用Walsh码或者OVFS码来扩频了,而PN就变成了纯扰码了。在WCDMA技术中,引入了OVSF这个提法来描述信道化码,而信道化码用于扩频的观念就根深蒂固了。
  例如很经典的两本书:
  "Scrambling is used on top of spreading, so it does not change the signal bandwidth but only makes the signals from different sources separable from each other."   -- WCDMA for UMTS
   "Multiplying a signal with a PSC does not achieve spreading, it only randomizes the signal,......The OVSF handles the signal spreading"  
    --- WCDMA (UMTS) DEPLOYMENT HANDBOOK
    很奇怪的是,后一本书来自高通,怎么离正确的概念越来越远了呢?
    3GPP的规范中也是如此,如TS25.213、25.223等,我大概就是从学WCDMA后,开始被洗脑,形成了一种习惯与定势。

    看来这是3GPP一个不精确的地方,结果影响了一大批人。

 页码4    发表日期12-02-06    已修改12-02-06

  这几天又发现了一个新的误区:扩频通信可以节省发射功率,这主要出现在《CDMA空中接口技术》一书中。我已经写了一个自我批判了

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