IS-95标准是CDMA技术的重要里程碑,它将码分多址技术引入蜂窝移动通信并形成标准。该标准由北美的电信工业协会(TIA)于1993年提出,为第三代蜂窝移动通信奠定了基础。IS-95系统具有兼容模拟和数字操作的能力,这使得它能够更容易地在现有的模拟蜂窝系统和数字系统之间进行转换。
IS-95系统区分了前向链路(基站至移动台,下行链路)和反向链路(移动台至基站,上行链路)两种通信路径。在IS-95系统中,通信是通过信道来组织的,前向链路包括导频、同步、寻呼和业务信道,而反向链路则包括接入和业务信道。本文关注的是前向业务信道的基带信号仿真,使用MATLAB软件进行了仿真测试。
在扩频通信技术中,利用扩频码序列对信息码进行扩频调制,接收端则通过相关解调技术进行解调。IS-95系统采用的是直接序列扩频(DS)方式,这种方式在发射端直接用高码率的扩频码序列扩展信号频谱,接收端则用相同的扩频码序列解扩,恢复原始信号。
IS-95前向链路由四种逻辑信道组成,最多可有64条信道同时传输,这些信道以正交形式复用同一个射频载波。导频信道用于发送大功率的连续导频信号,为信息调制后的载波提供相干参考相位;同步信道用于传输系统信息;寻呼信道最多有7条,用于传送信道分配和其它信令消息;剩余的信道用作业务信道,用于传输语音或数据。
仿真模型包括基带信号发射部分、信道(使用加性高斯白噪声信道模型)和接收部分。前向业务信道仿真过程中包括卷积编码、交织、加扰、沃尔什调制、正交扩频和基带滤波等过程。卷积编码使用K级和n个线性代数函数构成的移位寄存器生成,把信息序列转换成编码序列。交织过程通过分组交织器实现,交织时延为20ms。发送的数据流通过沃尔什函数进行调制,并通过正交扩频与基带滤波进一步处理。
发射部分的基带信号处理完毕后,信号将通过信道进行传输。仿真过程中采用的信道模型是加性高斯白噪声(AWGN)模型。在接收端,采用硬判决和软判决维特比译码方法来评估系统的性能,并给出了两种判决方式的误码率曲线。
IS-95系统前向链路业务信道的仿真工作重点在于模拟信号在传输过程中的各种处理步骤和在特定信道下的表现。通过这种方法,研究人员能够预测和分析IS-95CDMA系统在实际应用中的性能表现,为实际网络的部署和优化提供理论依据和技术指导。此外,IS-95作为早期的CDMA标准,对后续的3G乃至4G移动通信技术的发展产生了深远的影响,其在通信中的抗干扰特性和信息隐蔽性等优势,使其成为现代移动通信发展的一个重要基石。