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摘要：随着移动通信技术的迅速发展，出现了许多新的理论和技术，自从CDMA蜂窝通信系统问世以来，受到广泛的关注。本文讨论的是扩展码在W-cDMA(Widebsand Code Division Multiple Access)无线接口技术的第三代移动通信系统的应用。
关键词：CDMA；WCDMA；Walsh码；OVSF码
一、引言
各国都在发展基于TDMA(时分多址)和基于CDMA(码分多址)的第三代移动通信系统，希望在未来的市场中占据有利地位。WCDMA系统就是基于CDMA发展起来的比较成熟的无线通信系统。
1、COMA系统码的分配。
COMA系统码的分配是将不同的码分配给不同连接，用于区分信道的扩频码是扩频因子可变正交码(OVSF)，正交码可以保证物理信道的正交性。码树的每一级由CSF，code number来描述。对于码片速率为3.84Meps来说扩频因子SF从4-512。一般用4-256。而在树根或特定码下一级树枝到特定码的路径上没有其他的码受到指派时，才可以给UE指派一个码。此外，给工作于特定速率的用户指派所谓的“密切相关码”，这样就可以剩下较多的SF较小的可用码。因此。可以用一个适当的码分配法去寻找“密切相关码”，以防止基站把码用完。并有效的利用系统的码资源。所谓的“密切相关码”是根据基站可用码和UE性能通过码分配策略获得的最相宜的码。在CDMA系统中OVSF是比较珍贵的资源，码分配的目的是在比较简单的环境下支持尽可能多的UE。在应用中，由于用户的业务种类和传输速率的不同，故，一个用户需要多个码来支持不同的数据速率。
2、影响信道码的分配的因素。
要考虑码资源的合理使用问题。在进行信道码的分配时要考虑以下几个因素：
第一、占用比已分配带宽与总带宽之比。尽量多的保留小扩频因子码的码分配方法有较高的占用比，扩频因子越小对应的效据速率就越高，而留下的越多可分配的带宽资源就越多
第二、复杂性使用多个码时增加了系统的复杂度。
第三、码资源利用效率在码资源分配时，可能出现信道码表碎片的情况。如果分配不合理。没有按照紧凑原则或码资源占用与释放的随机性。就会出现信道化碎片的情况。在这种情况下，已分配的码资源占用了虚的速率资源，因此，当码分配不当时码表呈现出千疮百孔的碎片。可以统计码资源的利用率，一旦低于50％门限值时就实施碎片接理工作。即码资源的重新配置。为了实现分码多工进接，展频技术一定要和正交编码技术相结合。
3、WALSH码序列及其特点。
Welsh函数是完备正交函数系，所谓正交是指两个不同的函数相乘，并在给定区间上积分，其结果为0。所谓完备是指在给定区间内，可以用表示。所谓正交是指两个不同的函数相乘，并在给定的区间上积分，其结果为0。所谓完备是指在给定区间内，可以用这个正交函数集合中函数的线性组合来逼近任意给定的函数，在正交函数的个数趋于无限的条件下，均方误差在“均值意义上”趋近于0。welsh函数的性质welsh函数有4个参数，它们是时基、起始时间、振幅和列率。
二、WALSH码序列在W-CDMA系统中的应用
1、OVSF的产生。
W-CDMA系统在下传方向利用一组正交码来做频道的识别，这组正交码除了提供下传频道的识别外同时也被用来对资料做展频。频道码的功能为在一个连结上作实体频道的区分，在W-CDMA里面所用到的频道码为正交可变展频因数码。OVSF码除了作实体频道的区分之外也提供了原始基频讯号的展频。OVSF码的长度被定义为展频因数。展频因数的值会等于用来展频一个符码的码片数。OVSF码的特色就是在不同的展频因数下仍然可以保持正交性，但前提是必须妥善的规划OVS码的指派，唯有这样正交性方能被维持。
2、OVSF的分配原则。
在DL方向，根据用户的业务请求由RNC动态分配，在同一阶情况下，初始状态时，是按由上到下的原则分配，在使用状态下，对空闲资源，也是从上到下按序分配。从RNC的动态资源管理来说，假设在sF=8层，已有5个用户分别占用5个码字信道(0、2、6码字未用)，在不考虑上行链路的干扰受限和下行链路的功率受限时，有第6个用户(业务速配要求SF＝4)申请接入时，RNC允许接人，分配码字时可以采用二种方案，第一种称为Auto-Patching(打补丁)方案，所谓补丁现象，是指由于码字资源的按序分配，个别用户在放弃码字时，会出现不相邻码字被分别占用的现象，如3、7码字占用而2、6码字未占用。所以当第6个用户申请接人时。可以将占用码字3的用户重新配置，使占用码字6信道，将2、3码字的父码字(SF＝4)分配给用户6，这个过程即为Auto－Patching过程；第二种称为Self-Splitting(自我分裂)方案。将申请SF=4的用户分裂，使分别占用2个SF=8的信道来实现。二种方案优选第二种，因为无线链路重建需要涉及相应的信令过程，同时，二个SF=8的功率和一个SF=4的功率是不等效的。在速率适配时，RNC会优先选择SF值高的物理信道，以降低功率。在UL方向的码字分配，现阶段在专用的信令和业务信道上，只能分配每阶中的一个码字，即Cch,SF,SF/4的码字。该码字是1100的重复，只是根据速率不同SF值的不同而重复的次数不同。这是针对单业务单信道情况的码字分配方案，一般认为在上行链路上所要求的速率不是很高，区分用户是通过扰码来区分的，不同用户之间无需通过扩频码来区分用户，所以可以简化码字的分配方式，现阶段无需通过扩频码来区分物理信道，对相同速率的业务可以分配相同的扩频码字，而只通过扰码来区分用户。RNC的这种分配方式称为半静态分配方式。
根据上述的分配原则，一个小区在DL方向码字量多只能分配一个2M业务的承载，这称为码字缺陷(Shortage)。为了弥补缺陷，规范中规定了付扰码(Secondary sc)的概念，对相同的扩频码，为了达到重复使用的目的，以满足多用户的业务需求，可以通过付扰码加以区分。
(三)OVSF码的正交性OVSF码具有良好的正交性因此被使用作为频道的识别。
OVSF码的正交性有其限制，在相同展频因数下的所有OVSF码皆具有良好的正交性，介于不同SF下的码未必会具有正交性。因此在下传方向OVSF码的管理会变得非常重要，若正交性被破坏则使用者便无法正确的解出频道的内容。另外OVSF码的正交性只存在于时间同步的条件下，若时间不同步则整个正交性便被破坏。可以藉由比较两个具有相同展频因数的0VSF码在每个位元的匹配(match)和不匹配(mismatch)的数目来说明OVSF码的正交性。
三、利用Maflab软件的实现
1、方案。我们来用Mathb创建一个2*2的全0矩阵，由于VOSF的正交性的特点，通过编程得到128*128的正交矩阵。它代表了OVSF扩展后的码信元数。在以知W8W16W32W64W128的占用码中，任意几行码被占用，在这几行码中的起始被占用码和末尾的被占用码之间的那些码，是不能用用作传输的。所以，它的整个传输速率将会下降。我们的方案就是尽可能的解决这个问题，使被传输的码得到最大的传输速率。在128*128的树型矩阵中设其中的任意四行码被占用，这四行为4，10，56，101。也就是说；在4和10之间，10和56之间，56和101之间的大部分码被占用。那么，所占的速率将会受到影响。
在W-CDMA中，每码速率为9.6比特／秒，根据OVSF的树型结构，分别在四行的四个码字被占用，码字4被占用，那么，它的下面的树枝96-128共32个码字就也被占用了。码字10被占用了，那么。它下面的树枝73-80共8个码字也被占用了。码字56被占用，那么，它的下面的树枝111和112共2个码字也被占用了。码字101被占用。那它们之间的所有码都被占用。
2、相关程序流程
首先，生成2*2的全0矩阵。在把2列2行的数变为1，来体现矩阵的正交性。在通过程序分步扩为128*128的正交矩阵。相关生成流程图如下：
3G通信的各种制式中WCDMA是很有优势的，他不仅继承了它母系统CDMA的优点，并将其发扬光大。本文只是浅谈一种比较重要的扩展码在WCDMA中的应用。当然，这对于一个相对成熟的无线通信系统来说这只是一个环节，但是我们可以通过各个环节来更加体会整个体系以及它的应用特性。
关键词：CDMA；WCDMA；Walsh码；OVSF码
一、引言
各国都在发展基于TDMA(时分多址)和基于CDMA(码分多址)的第三代移动通信系统，希望在未来的市场中占据有利地位。WCDMA系统就是基于CDMA发展起来的比较成熟的无线通信系统。
1、COMA系统码的分配。
COMA系统码的分配是将不同的码分配给不同连接，用于区分信道的扩频码是扩频因子可变正交码(OVSF)，正交码可以保证物理信道的正交性。码树的每一级由CSF，code number来描述。对于码片速率为3.84Meps来说扩频因子SF从4-512。一般用4-256。而在树根或特定码下一级树枝到特定码的路径上没有其他的码受到指派时，才可以给UE指派一个码。此外，给工作于特定速率的用户指派所谓的“密切相关码”，这样就可以剩下较多的SF较小的可用码。因此。可以用一个适当的码分配法去寻找“密切相关码”，以防止基站把码用完。并有效的利用系统的码资源。所谓的“密切相关码”是根据基站可用码和UE性能通过码分配策略获得的最相宜的码。在CDMA系统中OVSF是比较珍贵的资源，码分配的目的是在比较简单的环境下支持尽可能多的UE。在应用中，由于用户的业务种类和传输速率的不同，故，一个用户需要多个码来支持不同的数据速率。
2、影响信道码的分配的因素。
要考虑码资源的合理使用问题。在进行信道码的分配时要考虑以下几个因素：
第一、占用比已分配带宽与总带宽之比。尽量多的保留小扩频因子码的码分配方法有较高的占用比，扩频因子越小对应的效据速率就越高，而留下的越多可分配的带宽资源就越多
第二、复杂性使用多个码时增加了系统的复杂度。
第三、码资源利用效率在码资源分配时，可能出现信道码表碎片的情况。如果分配不合理。没有按照紧凑原则或码资源占用与释放的随机性。就会出现信道化碎片的情况。在这种情况下，已分配的码资源占用了虚的速率资源，因此，当码分配不当时码表呈现出千疮百孔的碎片。可以统计码资源的利用率，一旦低于50％门限值时就实施碎片接理工作。即码资源的重新配置。为了实现分码多工进接，展频技术一定要和正交编码技术相结合。
3、WALSH码序列及其特点。
Welsh函数是完备正交函数系，所谓正交是指两个不同的函数相乘，并在给定区间上积分，其结果为0。所谓完备是指在给定区间内，可以用表示。所谓正交是指两个不同的函数相乘，并在给定的区间上积分，其结果为0。所谓完备是指在给定区间内，可以用这个正交函数集合中函数的线性组合来逼近任意给定的函数，在正交函数的个数趋于无限的条件下，均方误差在“均值意义上”趋近于0。welsh函数的性质welsh函数有4个参数，它们是时基、起始时间、振幅和列率。
二、WALSH码序列在W-CDMA系统中的应用
1、OVSF的产生。
W-CDMA系统在下传方向利用一组正交码来做频道的识别，这组正交码除了提供下传频道的识别外同时也被用来对资料做展频。频道码的功能为在一个连结上作实体频道的区分，在W-CDMA里面所用到的频道码为正交可变展频因数码。OVSF码除了作实体频道的区分之外也提供了原始基频讯号的展频。OVSF码的长度被定义为展频因数。展频因数的值会等于用来展频一个符码的码片数。OVSF码的特色就是在不同的展频因数下仍然可以保持正交性，但前提是必须妥善的规划OVS码的指派，唯有这样正交性方能被维持。
2、OVSF的分配原则。
在DL方向，根据用户的业务请求由RNC动态分配，在同一阶情况下，初始状态时，是按由上到下的原则分配，在使用状态下，对空闲资源，也是从上到下按序分配。从RNC的动态资源管理来说，假设在sF=8层，已有5个用户分别占用5个码字信道(0、2、6码字未用)，在不考虑上行链路的干扰受限和下行链路的功率受限时，有第6个用户(业务速配要求SF＝4)申请接入时，RNC允许接人，分配码字时可以采用二种方案，第一种称为Auto-Patching(打补丁)方案，所谓补丁现象，是指由于码字资源的按序分配，个别用户在放弃码字时，会出现不相邻码字被分别占用的现象，如3、7码字占用而2、6码字未占用。所以当第6个用户申请接人时。可以将占用码字3的用户重新配置，使占用码字6信道，将2、3码字的父码字(SF＝4)分配给用户6，这个过程即为Auto－Patching过程；第二种称为Self-Splitting(自我分裂)方案。将申请SF=4的用户分裂，使分别占用2个SF=8的信道来实现。二种方案优选第二种，因为无线链路重建需要涉及相应的信令过程，同时，二个SF=8的功率和一个SF=4的功率是不等效的。在速率适配时，RNC会优先选择SF值高的物理信道，以降低功率。在UL方向的码字分配，现阶段在专用的信令和业务信道上，只能分配每阶中的一个码字，即Cch,SF,SF/4的码字。该码字是1100的重复，只是根据速率不同SF值的不同而重复的次数不同。这是针对单业务单信道情况的码字分配方案，一般认为在上行链路上所要求的速率不是很高，区分用户是通过扰码来区分的，不同用户之间无需通过扩频码来区分用户，所以可以简化码字的分配方式，现阶段无需通过扩频码来区分物理信道，对相同速率的业务可以分配相同的扩频码字，而只通过扰码来区分用户。RNC的这种分配方式称为半静态分配方式。
根据上述的分配原则，一个小区在DL方向码字量多只能分配一个2M业务的承载，这称为码字缺陷(Shortage)。为了弥补缺陷，规范中规定了付扰码(Secondary sc)的概念，对相同的扩频码，为了达到重复使用的目的，以满足多用户的业务需求，可以通过付扰码加以区分。
(三)OVSF码的正交性OVSF码具有良好的正交性因此被使用作为频道的识别。
OVSF码的正交性有其限制，在相同展频因数下的所有OVSF码皆具有良好的正交性，介于不同SF下的码未必会具有正交性。因此在下传方向OVSF码的管理会变得非常重要，若正交性被破坏则使用者便无法正确的解出频道的内容。另外OVSF码的正交性只存在于时间同步的条件下，若时间不同步则整个正交性便被破坏。可以藉由比较两个具有相同展频因数的0VSF码在每个位元的匹配(match)和不匹配(mismatch)的数目来说明OVSF码的正交性。
三、利用Maflab软件的实现
1、方案。我们来用Mathb创建一个2*2的全0矩阵，由于VOSF的正交性的特点，通过编程得到128*128的正交矩阵。它代表了OVSF扩展后的码信元数。在以知W8W16W32W64W128的占用码中，任意几行码被占用，在这几行码中的起始被占用码和末尾的被占用码之间的那些码，是不能用用作传输的。所以，它的整个传输速率将会下降。我们的方案就是尽可能的解决这个问题，使被传输的码得到最大的传输速率。在128*128的树型矩阵中设其中的任意四行码被占用，这四行为4，10，56，101。也就是说；在4和10之间，10和56之间，56和101之间的大部分码被占用。那么，所占的速率将会受到影响。
在W-CDMA中，每码速率为9.6比特／秒，根据OVSF的树型结构，分别在四行的四个码字被占用，码字4被占用，那么，它的下面的树枝96-128共32个码字就也被占用了。码字10被占用了，那么。它下面的树枝73-80共8个码字也被占用了。码字56被占用，那么，它的下面的树枝111和112共2个码字也被占用了。码字101被占用。那它们之间的所有码都被占用。
2、相关程序流程
首先，生成2*2的全0矩阵。在把2列2行的数变为1，来体现矩阵的正交性。在通过程序分步扩为128*128的正交矩阵。相关生成流程图如下：
3G通信的各种制式中WCDMA是很有优势的，他不仅继承了它母系统CDMA的优点，并将其发扬光大。本文只是浅谈一种比较重要的扩展码在WCDMA中的应用。当然，这对于一个相对成熟的无线通信系统来说这只是一个环节，但是我们可以通过各个环节来更加体会整个体系以及它的应用特性。