Ансамбли псевдослучайных сигналов

Выбор кодовых последовательностей для систем CDMA зависит от типа канала: прямой (БС-МС) или обратный (МС-БС). В прямом канале связи требуется поддерживать тактовую и кадровую синхронизацию адресных последовательностей рабочих каналов одной БС. Синхронизацию обеспечивают при формировании одного группового сигнала в передающем тракте БС. Преодолев расстояние от БС к МС, сигналы поступают на вход приемника без взаимных временных сдвигов, поскольку в пределах одного луча все они проходят одно расстояние.

Для минимизации межканальных помех в прямом канале связи в качестве адресных последовательностей возможно применение ансамблей ортогональных сигналов. Тогда коррелятор на приемной стороне отреагирует только на ту последовательность, эталон которой хранится в приемнике; отклик коррелятора на сигналы соседних каналов в идеале должен быть нулевым.

В обратном канале связи ситуация принципиально иная: у адресных последовательностей рабочих каналов МС временные сдвиги произвольные, т.е. имеет место асинхронный режим работы МС. Поэтому в обратном канале нужен ансамбль с хорошими корреляционными характеристиками. Все требования к ВКФ и АКФ для обратного канала можно свести в один минимаксный критерий:

,

где – максимальный уровень выбросов ВКФ, – максимальный уровень боковых лепестков АКФ. В идеале . Примером ансамбля бинарных последовательностей, подходящего, хотя и не оптимального, для обратного канала, может служить ансамбль последовательностей Гольда. Для него величина . Однако, наибольшее распространение получили именно М-последовательности, благодаря возможности получения сколь угодно малой величины уровня боковых лепестков АКФ при большой величине основного лепестка.

3.1 Основы кодового разделения каналов

Технология мультидоступа с кодовым разделением каналов, в основе которой лежит ортогональное разделение сигналов, известна давно.

В СССР первая работа, посвященная этой теме, называлась «Основы теории линейной селекции» была опубликована в сборнике ЛЭИС еще в 1935 году, а ее автором был Дмитрий Васильевич Агеев.

Уже после войны в течение долгого времени технология CDMA использовалась в военных системах связи как в СССР, так и в США, поскольку обладала многими ценными для таких систем преимуществами, о которых будет сказано ниже. Долгое время технология CDMA применялась исключительно в военных целях. Лишь в середине 90-х компания Qualcomm на основе этой технологии создала стандарт IS-95 (cdmaOne) и передала его для коммерческого использования. Основные направления внедрения и использования CDMA - это наземные фиксированные беспроводные телефонные сети, сотовые мобильные системы связи и спутниковые системы связи.

Сам принцип CDMA заключается в расширении спектра исходного информационного сигнала (в нашем случае речевого), которое может производиться двумя различными методами, которые уже были рассмотрены ранее: это прямое расширение спектра (DS – Direct Sequence) или скачкообразная перестройка частоты по случайному закону (FH – Frequency Hopping).