自相关本质上即是序列的交叉关联函数。
R(A.A)={(-1x-1)+(1x1)+(1x1)+(-1x-1)+(1x1)+(-1x-1)+(-1x-1)+(1x1)}={8}
R(B.B)={(1x1)+(-1x-1)+(1x1)+(-1x-1)+(1x1)+(-1x-1)+(1x1)+(-1x-1)}={8}
这两种扩频码每数据位均有8位码片位,其中每数据位的码片位被称为扩频因子(SF)。因此自相关除以SF=1。
(3)拥有同等数量的-1与1
最后,扩频码1与扩频码2拥有相同数量的-1与1,因此这两种代码满足第三种正交条件。
需要注意的是,遵守规则即可产生伪随机码,因其类似噪声被称为伪噪声(PN)。
可变扩频因子
如上所示,扩频码1与扩频码2均含8位扩频因子。下行链路扩频因子取值在4至512之间。在低扩频因子既定的条件下,当用户要求数据传输更快时,系统可分配用户不同的数据传输速率及不同的扩频因子。这正是正交可变扩频因子“可变”由来。注意3.84兆位/秒的码片速率是恒定的,因此相对于可变SF来说,分配给用户基带的数据速率是不同的。
直接序列码扩频后附加了扰码。扰码可帮助移动电话识别正在联系的基站。
OFDM
演进版UMTS无线接入网络(EUTRAN)是第4代移动电话系统性能演进的产物。以4G LTE面世,采用OFDMA(正交频分复用接入)作为下行链路方向的空中接口。主要特点是下行链路速率可达到100Mbps、出色的数据传输(衰减复原)性能和带宽可扩展(1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz)。
OFDM主要涉及的概念是信号载体部分从单个高速率数据信号到多个并行低速率信号之间的转换。图2表示单个信道被分成多个并行的子信道,每个子信道的子载波频率不同。这种与窄带子载波间隔紧密的宽带频谱即为传输信号。间隔紧密提高了系统频谱效率。
图2 OFDM信号产生过程图示
子载波数据速率低,因而发送符号较长,同时可增加保护间隔。这使得OFDM可应对信道挑战性要求,如多径衰落(WCDMA真正存在的一个问题)、窄带干扰与符号间干扰,比以往方案更占优势。从而使并行传输数据的净数据传输率等于信号原有的高数据速率。
在接收端实现紧凑的频谱与信道分离的易用性关键在于子载波间的正交性。
正交性
为便于解释OFDM概念中的正交性,首先重温时域中重复脉冲的傅里叶变换对,以及在频域的sinc函数。图3表示变换对,其中(a)表示RF频率(音调)开启T秒,到下一脉冲时关闭,(b)表示频域等同于以频率为f的RF脉冲为中心的sinc函数,与零点位置1/T分开。
图3 RF频率f赫兹重复脉冲与T秒持续时间
若在相同脉冲周期T内引入另一两倍于第一(即2f)频率的音调,就会使另一sinc函数与第一音调相近,但如图4所示,最大不会超过2f,且以第一音调的第一零点位置为中心。由于第二音调的最大值产生于第一音调零点位置,所以两者之间不会产生交叉干扰。在同时增加更多频率f(图4中所示3f)的整数倍音调创建紧凑型频谱时,也同样适用,音调之间不会产生交叉干扰。