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基于Walsh码的正交扩频研究
张乃夫王勤义孙惠媚
（黑龙江八一农垦大学信息技术学院，黑龙江大庆163000）
科技论坛
摘要：正交扩频是CDMA2000通信系统的重要组成部分，对正交扩频原理进行了研究，设计正交模块，采用CDMA2000通信系统，选择沃尔什编码对对输入数据进行扩频，用MATLAB进行研究仿真，输入数据经过扩频处理后，频带宽度大大扩展，并且数据信号从信噪比门限值也会得到改善。
关键词：扩频通信：沃尔什码：正交扩频
扩频通信技术自20世纪80年代迅速发展，现在已经是无线通
信系统的一种核心技术手段，广泛受到关注和研究。不同于普通的通信系统，扩频需要在数据信号发射端进行扩频调制，接收端进行扩赖解调，对信号作相关运算，带宽压缩成窄带信号，由于干扰和噪声与信号分属不同的频谱范围，因此这个过程能够极大改善信息传输的信噪比要求，通信系统的抗干扰能力较普通的通信方式有了较大提高。而且，在较低的信噪比情况下工作，安全保密性能非常好，很难被监测到，如果不知道系统的密钥参数基本不会被截获窃听。扩频方法是一种多址方式，扩频后，频谱利用率比单载波系统要高得多，组网灵活，适合于移动通信。重点研究CDMA2000系统的扩频模块，采用沃尔什编码，进行正交扩频。
1扩频通信基本原理
图1给出了扩赖通信的示意，自信源发出的信息经过调制，利用扩频码进行扩频处理，编码采用的序列一般有M序列、GOLD序列和walsh函数序列。当选取上述任意一个序列后.如M序列.将其中可用的编码，即正交码，两两组合并划分分组，扩频后经过振荡器调制到较高频率，经过信号功率放大后经天线发出。在接收端经过功率放大，经过本地震荡器混频，再对信号进行解扩处理，恢复出窄带信号，此过程中仍需要用扩频码，并且本地扩频码与发端扩频码同步，解扩后经过滤波器后取解调得到信息到信宿。
2CDMA2000正交扩频原理
本文采用正交Walsh序列来实现信道的正交化，不同信道的数据采用不同的Walsh序列来进行扩频，这些Walsh序列的码片速率都等于1.8Mchip/s。假设两个序列d,(t)和d;(t),符号周期是T,和Tz 分别采用Walsh序列=(t)和w(t)进行扩展，Walsh序列的码片速率为T。是两个信道在编码和交织后的数据流，整个序列的周期为 T=nT,其中n=2",m=0,1,2,在扩频通信系统中T>>T,，T,>>T。这两个信道在使用Walsh序列进行扩频后，产生的输出信号 s(t) = d,(0)+w () +d,()+ wj(n)。
由于Walsh函数序列具有非常良好的自相关特性和互相关特性，即
[d,(t)+w'(t)*w,(r)d, + d,(t)*w(t)+w,(tr)d,
s(t)*w' (t)d,
信息调制
扩扩频码。
混频
高放
4结论
本报
解扩扩频码
调制黄丽器
图1扩频通信示意图
图2基带信号
图3扩频信号时域图
款大解调同步
本文利用沃尔什序列编码进行了正交扩频通信系统的仿真研究，设计正交模块，沃尔什码有良好的相关性，但是在不同相位时互
相关性会减弱。采用CDMA2000通信系统选择沃尔什编码对对输
(1)
因此，在接受端对d,(t)进行解调时，只要用Walsh序列w(t)与接受信号s()进行相乘和积分，即：
[(0)w(d, =J&.()+w()w,(d,+ d (0)+w()+w(4 (2)
人数据进行扩频，用MATLAB进行研究仿真，结果证明扩频的方式能够较好地改善信噪比阔值，有较强抗干扰能力。
参考文献
)[1]吕金飞,程乃平，任宇飞.编码扩频通信系统中非相干解调技术研究[遥测控,2004(2)
[2]衣强.并行组合扩频系统抗干扰性能及映射算法研究[D]哈尔滨：
按序列性质可知，后项积分等于0，于是得到第一个信道数据的积分输出。通过这种方式，CDMA系统码分信道复用在一起，形成
交哈尔滨工程大学，2007.
两个支路的输出信号。
3CDMA2000正交扩频通信仿真
采用MATLAB软件构件CDMA2000正交扩额通信结构，进行
[3]吕家国，杨暂理，齐学卫,一种基于M位移序列编码的多进制扩频通信系统数学模型及其性能分析[1]中国电子科学院研究院学报，
2010,4
仿真研究。首先数据顿经过CRC编码器，产生16bit校验位。通过交
[4]王丽提,王军,王育红，多进制正交扩频加卷积编码体制性能分析
织处理，原先的信息数据交织处理，按列输人，按行输出。相邻信息位经过间隔后传输，通过解交织器可以得到传输数据。图2与图3 是基带信号时域图与扩频后时域图。
时域图上看信号的层次变化更加丰富，对应的频谱宽度会有较大提高，限于篇幅，频谱分布图不再赞述。
万方数据
[]无线电工程，2008(10)