簡介

本文介紹了第三代（WCDMA）和第四代（OFDM）手機調制方案及其關鍵傳輸特性，以及用于傳輸部件和組件開發/生產測試的測試放大器所需功能涉及的基本概念。

本文中所有例證均選取移動電話系統下行鏈路(基站到移動電話)進行測試。

WCDMA

WCDMA（寬帶碼多分址）是第三代（3G）移動電話網絡UMTS的定義空中接口。采用直接序列擴頻（DSSS），將“偽噪聲”擴頻碼與用戶信號結合，通過帶寬傳輸用戶信號。將不同代碼分配給不同用戶，通過同一帶寬實現多種信號同時傳輸。由于信號分配代碼相同，接收端可還原（解擴）復合寬帶信號中的特定信號。還原過程中，寬帶中所有其它擴展信號均表現為噪聲。

DSSS數據傳輸

通過DSSS，用戶基線數據由眾多擴頻碼的其中之一調制。此類代碼也稱為“信道化碼”，每一個代碼是一個高速率（3.84兆位/秒）、循環重復的偽隨機二進制序列，可“碎化”基線數據，達到3.84MHz的帶寬。

圖1（a）展示了數據傳輸與數據還原時的波形，此處–1=邏輯0，+1=邏輯1。前三個曲線表示傳輸過程。曲線1表示用戶基線數據，曲線2表示分配給每一用戶位的8位擴頻碼，曲線3表示曲線2在曲線1處“碎化”后得到的擴展信號。曲線3表示傳送的信號。

接收端利用相同的擴解碼（曲線4）結合傳送信號來恢復信道數據，由此標記為“解擴碼1”。曲線5表示恢復后的用戶數據。這一過程即為“解擴”，在數學上與解擴碼構成傳送擴頻碼交叉關聯。交叉關聯在第3頁“正交性”部分作出了闡述，但概括起來，即使擴頻碼與解擴碼增加異或非門功能。

圖1（b）表示將傳送的擴展信號與不同的擴解碼結合后的結果。前三個跟蹤曲線表示與圖1（a）相同的傳送過程。不同的是，接收端用標記為“解擴碼2”的另一解擴碼時，數據未恢復（曲線4與5）。

正交性

WCDMA采用正交可變擴頻因子（OVSF）碼，實現多信道同時傳輸，并保證信道數據速率靈活性。所有的OVSF擴頻碼都是“特別的”，相互正交的，即彼此可在3.84MHz傳輸頻帶共存，無交叉干擾。

為實現正交性，各代碼需具備以下屬性：

• 任意兩種代碼交叉關聯=0

• 自相關性除以每個數據位的碼片位數量=1

• 必須擁有與-1和1同等數量的代碼

按照這些規則，我們將檢驗擴頻碼1和2作為示例。

按照規則逐條驗證：

（1）交叉關聯=0

兩個數字序列的交叉關聯性是二者相似度的尺度。R(A.B)表示為序列位的乘積之和。

假設A為圖1（a）中的擴頻碼1，B為圖1（b）中的擴解碼2，如下所示：

A={-1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, 1}

B={1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1}

R(A.B)={(-1x1)+(1x –1)+(1x1)+(-1x1)+(1x1)+(-1x–1)+(-1x1)+(1x–1)}={0}

如前文所示，利用異或非門，即可在門級輕易實現交叉關聯的函數。

（2）自相關性÷每數據位的碼片位數量=1

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