自相關本質上即是序列的交叉關聯函數。
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}
這兩種擴頻碼每數據位均有8位碼片位,其中每數據位的碼片位被稱為擴頻因子(SF)。因此自相關除以SF=1。
(3)擁有同等數量的-1與1
最后,擴頻碼1與擴頻碼2擁有相同數量的-1與1,因此這兩種代碼滿足第三種正交條件。
需要注意的是,遵守規則即可產生偽隨機碼,因其類似噪聲被稱為偽噪聲(PN)。
可變擴頻因子
如上所示,擴頻碼1與擴頻碼2均含8位擴頻因子。下行鏈路擴頻因子取值在4至512之間。在低擴頻因子既定的條件下,當用戶要求數據傳輸更快時,系統可分配用戶不同的數據傳輸速率及不同的擴頻因子。這正是正交可變擴頻因子“可變”由來。注意3.84兆位/秒的碼片速率是恒定的,因此相對于可變SF來說,分配給用戶基帶的數據速率是不同的。
直接序列碼擴頻后附加了擾碼。擾碼可幫助移動電話識別正在聯系的基站。
OFDM
演進版UMTS無線接入網絡(EUTRAN)是第4代移動電話系統性能演進的產物。以4G LTE面世,采用OFDMA(正交頻分復用接入)作為下行鏈路方向的空中接口。主要特點是下行鏈路速率可達到100Mbps、出色的數據傳輸(衰減復原)性能和帶寬可擴展(1.25MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz、15MHz及20MHz)。
OFDM主要涉及的概念是信號載體部分從單個高速率數據信號到多個并行低速率信號之間的轉換。圖2表示單個信道被分成多個并行的子信道,每個子信道的子載波頻率不同。這種與窄帶子載波間隔緊密的寬帶頻譜即為傳輸信號。間隔緊密提高了系統頻譜效率。
圖2 OFDM信號產生過程圖示
子載波數據速率低,因而發送符號較長,同時可增加保護間隔。這使得OFDM可應對信道挑戰性要求,如多徑衰落(WCDMA真正存在的一個問題)、窄帶干擾與符號間干擾,比以往方案更占優勢。從而使并行傳輸數據的凈數據傳輸率等于信號原有的高數據速率。
在接收端實現緊湊的頻譜與信道分離的易用性關鍵在于子載波間的正交性。
正交性
為便于解釋OFDM概念中的正交性,首先重溫時域中重復脈沖的傅里葉變換對,以及在頻域的sinc函數。圖3表示變換對,其中(a)表示RF頻率(音調)開啟T秒,到下一脈沖時關閉,(b)表示頻域等同于以頻率為f的RF脈沖為中心的sinc函數,與零點位置1/T分開。
圖3 RF頻率f赫茲重復脈沖與T秒持續時間
若在相同脈沖周期T內引入另一兩倍于第一(即2f)頻率的音調,就會使另一sinc函數與第一音調相近,但如圖4所示,最大不會超過2f,且以第一音調的第一零點位置為中心。由于第二音調的最大值產生于第一音調零點位置,所以兩者之間不會產生交叉干擾。在同時增加更多頻率f(圖4中所示3f)的整數倍音調創建緊湊型頻譜時,也同樣適用,音調之間不會產生交叉干擾。