【读懂通信】提示

1 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。

2 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： [img]http://jpkc.bupt.edu.cn:4213/mobile/wlkj/C4/C4_images/4.5.1.32.gif[/img] 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。

3 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。