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問答交流7:擾碼是什麼?有什麼作用?

本章主要回答兩個問題:

一、擾碼的作用?

二、加擾運算是什麼?擾碼序列是什麼?

一、擾碼的作用?

1、利於提取位定時分量。

2、擾碼是一種資源,比如可以用於區分不同小區、用戶、信道。

1、利於提取位定時分量。

在數字通信中,有可能存在連0和連1比特的出現,這樣不利於位定時的提取。

上面這句話,隨便找本《通信原理》書籍都能找到類似的話,為什麼就“連0和連1的出現,這樣不利於位定時的提取”?

位同步是正確取樣判決的基礎,隻有數字通信才需要,並且無論是基帶傳輸還是頻帶傳輸都需要位同步;所提取的位同步信息是頻率等於碼速率的定時脈沖,相位則根據判決時信號波形決定,可能在碼元中間,也可能在碼元終止時刻或其他時刻。

如果出現大量的連0或者連1,接收端難以找到一個符號的邊界在哪裡,進而影響在哪裡判決。

如果你看過我之前《陳老濕:第1章:BPSK調制解調器仿真》中最佳采樣點的概念,應該可以更方便理解位定時脈沖的重要性。

問題來瞭,接收端為什麼就不能和發送端生成一個相同的定時脈沖呢,就不會出現上面所說的找不到符號的邊界問題呀?

這是因為發送和接收端的定時脈沖產生可能也有偏差,隨著時間的積累將會越來越大,需要糾正。

怎麼來糾正,可以參考我之前寫的《陳老濕:第10章:位同步與Gardner環路(1)》,這是一種方法。

2、擾碼是一種資源,比如可以用於區分不同小區、用戶、信道。

因為擾碼是一串序列,接收端隻有采用和發送端相同的擾碼序列進行解擾,這樣才能順利完成之後解調解碼過程。

註意到,其實擾碼序列和解擾序列是一樣的序列。

二、加擾運算是什麼?擾碼序列是什麼?

為什麼連0或者連1的比特序列經過加擾器之後,“0”和“1”的分佈會比較均勻,這就涉及加擾器或者說加擾序列到底是什麼東西瞭。

(1)加擾這個操作本質就是模2加運算,或者叫異或運算。

我舉個數值例子,假設原序列是11000,擾碼是10101,原序列經過擾碼之後是01101。

你可能會說,也沒出現“0”和“1”的分佈比較均勻呀,這是因為擾碼序列不夠長。

當擾碼系列足夠長時,不管原序列的0和1分佈特性是如何,經過擾碼序列加擾後,出來的序列的0和1分佈特性和擾碼序列是一致的。

(2)擾碼序列是什麼?擾碼可以用m序列或者gold序列。

比如在5G NR Release 15中PBCH中有兩次加擾,采用的是Gold序列。

第一次加擾的主要目的是降低小區之間PBCH信號的相關性,從而降低小區之間相互幹擾的影響。

加擾序列是階數為31的Gold序列,且每個PBCH 80ms傳輸周期開始時,Gold序列用PCID初始化,所以不同小區的隨機序列不同。

系統幀號第2個(s1)和第3個(s2) LSB,以及SSB block index和半無線幀指示的比特不被加擾。

加擾序列長度4*M,實際上4選1,長度為M(M的取值等於32減去不能加擾的比特數)。

對於FR1,M=29;對於FR2, M=26。

在UE做PBCH解碼時,UE利用不曾加擾的SFN的第2個和第3個LSB,直接獲知加擾子序列,這樣就避免瞭盲目搜尋加擾子序列。

而且SFN的第2個和第3個LSB的組合,每20ms更新一次,這與初始小區搜索時,UE所假設的SSB的發送周期為20ms相吻合。

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這是《陳老濕·通信MATLAB仿真》的《交流問答7》,下次更新見!

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