基带信号源中CDMA2000下行基带信号模块的实现方案

引言

CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier,由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和後来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMA ONe数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMA One结构直接升级到3G,建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以相对于WCDMA来说，CDMA2000的适用范围要小些，使用者和支持者也要少些。不过CDMA2000的研发技术却是目前3G各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。

第三代移动通信系统是为满足人们对宽带移动通信的要求而产生的，它除了能提供传统的电路数据业务以外还能提供最高达2 Mb/s的分组数据业务。CDMA2000是一个3G移动通讯标准，国际电信联盟ITU的IMT-2000标准认可的无线电接口，也是2G CDMA标准（IS-95, 标志 CDMA1X）的延伸。根本的信令标准是IS-2000,CDMA2000与另两个主要的3G标准WCDMA以及TD-SCDMA不兼容。本文主要探讨基带信号源中CDMA2000下行基带信号模块的实现方案。

CDMA2000下行链路物理信道分为2类：一类是公共物理信道，一类是专用物理信道。其中公用物理信道包括：导频信道、同步信道、寻呼信道、广播信道、快速寻呼信道、公共功率控制信道、前向公共控制信道、公共指配信道。专用物理信道包括：前向专用辅助导频信道、专用控制信道、前向基本信道、前向补充码分信道（RC1,RC2），前向补充信道（RC3~RC9）。

基本信息比特进行信道编码和交织处理后进行长码加扰以区分用户，然后数据流进行符号映射即将0变为+1,1变为1,经变换后的数据流再进行串并转换，即将串行数据变为并行数据，再经WALSH码扩频（区分信道），最后数据经基带滤波形成前向基带信号。

其中的信道编码和交织进行的处理又包括加1位的保留位或标志位，加帧质量指示（CRC），加8位尾比特或保留位，卷积/Turbo编码和速率匹配等一系列操作。

信道编码和交织处理过程如图2所示。在信息比特流加入了帧质量指示（循环冗余校验比特）和纠错比特，实现检错。对数据进行卷积/Turbo编码是为了对抗传输信道中的随机误差，提高信道传输性能。为了适应多种速率传输，信道编码方案中还增加了速率匹配功能。速率匹配是将传输信道上的数据比特打孔或重复，以便达到信道映射时传输格式要求的比特速率。在信道编码中，采用交织技术可分散突发连续错误，减少信道编码需要校正的连续错误，使连续误码离散化成随机错误以便利用前面的信道编码手段纠正。

2 CDMA2000下行链路基带处理的关键技术

2.1 卷积/Turbo编码

卷积编码属于信道编码，主要用来纠正码元的随机误差，他以牺牲效率换取可靠性，利用增加监督位进行检错和纠错，这对数字移动通信十分必要。

Turbo编码在卷积编码、级联码和最大后验功率译码基础上的一种推广和创新，Turbo编码后的误码率（BER）近似为10-5,接近Shannon极限的性能，他不仅在信噪比较低的高噪声环境下性能优越，而且具有很强的抗衰落、抗干扰能力。Turb o码的优良性能受到移动通信领域特别是第三代移动通信体制的重视，所有的第三代无线接口标准都采用了Turbo编码。但因为Turbo编码实现复杂，所以他主要用于高速率数据信道，而卷积编码用于低速率话音信道。

2.2 交织

对输入的数据进行交织可以改善码距分布。交织是用某种一一对应的确定性方法重新排列二进制和非二进制序列顺序的过程，以此来随机化突发错误的统计特性，使得信道无记忆。交织技术接收技术中具有重要的作用，在编码过程中采用交织算法是为了对信息流进行纠错控制。交织技术分散了随机错误和突发错误，采用交织技术使成群错误趋向更随机地分布，改善了码组的误码率性能。

2.3 扰码

扰码技术即用PN码与已扩频码相乘，实现对信号的加密。扰码之间必须有良好的正交性。上行链路物理信道加扰的作用是区分用户，下行链路加扰可以区分小区和信道。

2.4 扩频

扩频操作是用一个高速数字序列（扩频码）与数字信号相乘，把数据符号转换成一系列码片。由信号理论知道，脉冲信号宽度越窄，其频谱就越宽，信号的频带宽度和脉冲宽度近似成反比，因此，越窄的脉冲序列被所传信息调制，可产生频带很宽的信号。扩频码序列就是很窄的脉冲序列。通过扩频操作信号频谱被大大拓宽了。在常规通信中，为了提高频率利用率，通常都是采用大体相当带宽的信号来传输信息，即在无线电通信中射频信号的带宽和所传信息的带宽是属于同一个数量级的，但扩频通信的信号带宽与信息带宽之比则高达100~1 000,属于宽带通信，这样做是为了提高通信的抗干扰能力，这是扩频通信