一种新的数模混合型解扩方法

隋晓红， 刘付刚

（黑龙江科技学院 计算机与信息工程学院，黑龙江 哈尔滨 150027）

0 引言

本文将基于二阶采样数字正交变换方法应用于 CDMA系统的扩频信号进行解扩，天线收到的射频信号先经下变频转换为中频信号，模拟中频信号送入基于二阶采样的正交解调模块，通过合理设计二阶采样的采样参数，对信号在时域上离散化，同时实现对 QPSK信号的解调，然后通过数模混合型匹配滤波器组对基带扩频信号进行匹配滤波，再进行门限判决，得到两路数字基带序列，再送给 Rake处理器用来补偿移动信道的阴影和多径对系统的影响。这种数模混合型解扩方法的关键是如何对模拟中频信号通过二阶采样实现QPSK解调及如何实现模拟匹配滤波器组[1-5]。

1 基于二阶采样的 WCDMA信号数模混合型解扩方法

式中，sP是载波信号的功率，0f是载波信号的中心频率。则接收端经下变频后的中频信号为：

其中uK为系统用户数，n(t)为信道引入的加性噪声，为分析方便，假定n(t)是高斯自噪声，分别是n(t)的同相分量和正交分量[6-7]。

需要注意的是，为便于后续解扩处理，采样频率除满足上面要求外，关通常取为伪码速率表示在一个码片的采样点数。若N为发送端扩频的伪随机序列的码长，在接收端进行符号交替和解扩的伪随机序列的码长，则由于过采样变为同时伪随机序列码片的数值还要符号交替。假定若扩频时第 1位扩频码是+1，采样后解扩时扩频码由1位变为4位码：+1-1+1-1；若扩频时第i位扩频码是-1，采样后解扩时扩频码变为：-1+1-1+l。因此这种数模混合型解扩方法的相关长度是

实现的基于二阶采样的 WCDMA扩频信号数模混合型解扩电路框图如图1所示，它由两组采样保持器、四个数模混合型匹配滤波器和两个加法器构成。图中输入信号 ()r t为经下变频后的中频模拟信号。sclkI1、sclkI2…sclkIM表示同相通道采样保持电路的M 个时钟信号，sclkQ1、sclkQ2…sclkQM表示正交通道采样保持电路的M个时钟信号（其中正交时钟 sclkIn比对应的同相时钟 sclkQn延迟一个时间间隔a）。、2IC 、IMC 是经长度扩展和符号交替后同相通道伪随机码的码片数据，1QC 、2QC 、QMC 是经长度扩展和符号交替后正交通道伪随机码的码片数据。为同相通道相关解扩的输出信号，为正交通道相关解扩的输出信号。

图1 QPSK调制的WCDMA信号数模混合型解扩电路结构

下面以同相通道为例说明的扩频信号的解扩过程，输入信号 ()r t的一路经同相通道的M个采样保持器在采样时钟sclkI1,sclkI2,…,sclkIM作用下依次进行串行采样，得到同相通道的M个基带采样值，每一个采样值保持到下一个采样时刻，再送到一个与IC码匹配的数模混合型匹配滤波器；同时()r t的另一路经正交通道的M个采样保持器在采样时钟sclkQ1,sclkQ2,…,sclkQM作用下依次进行串行采样，得到正交通道的M个基带采样值，每一个采样值保持到下一个采样时刻，送到一个与QC 码匹配的数模混合型匹配滤波器；两个匹配滤波器输出经二输入加法器相加，然后与两个门限值比较，若超过正门限，表明接收数据为+1；若小于负门限，表明接收数据为-1；若位于正、负门限值之间，表明不相关，然后再输入下一个码片，重复前面的相关过程。就可恢复出第l个用户的同相通道的信息数据。

与同相通道解扩过程不同的是：正交通道的解扩时两个匹配滤波器的输出之间相减求差，为此，将原来与IC，码匹配的匹配滤波器改为与IC- 码匹配，这样二输入减法器变成二输入加法器。

2 结语

本文对 WCDMA系统进行了实验仿真，系统的中频为99.84 MHz，扩频码是128位的PN码，伪码速率为3.84 MHz，扩频信号采用 QPSK调制。在接收端，采用基于二阶采样的数模混合型方法进行相关解扩。实验结果表明本文的相关解扩方法同一般先解扩后解调的解扩方法相比具有一定优越性的。这种数模混合型的相关解扩方法，从输出的相关峰直接恢复出数据，因此不需要 PN码的同步单元，使系统大为简化。同全数字解扩方法比较，有两个特点：①由于该方法通过二阶采样实现正交检波，因此省去高速A/D转换器和正交检波器；②采用数字控制的并行模拟运算电路实现相关运算，因此具有模拟运算电路功耗低、高速等优点；同时由于模拟电路受数字电路控制，因此该方法又具有数字电路灵活，稳定等优点。

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