OVSF(正交可变扩频因子)是无线通信系统中的核心编码技术,通过可变长度的正交码实现多用户信道区分与资源分配。其扩频因子(SF)与带宽呈倒数关系,SF值越大对应的传输速率越低但抗干扰能力越强。在
WCDMA等3G通信标准中,OVSF码与伪随机扰码组成混合编码方案,既保证信道正交性又提升系统容量。
OVSF码通过调整
扩频因子实现带宽资源分配,扩频因子数值等于码长且为2的整数次幂(如SF=2n)。当SF=128时,符号速率为3.84Mcps/128=30ksymbol/s,配合QPSK调制可达到60kbps比特速率。该机制使得系统总吞吐量接近最优值的常数因子,同时保证最低传输速率达到有效分配基准。
扩频因子增加使信号带宽压缩,但抗干扰能力提升。例如LoRa技术采用OVSF机制,在SF=7时可实现-137dBm的接收灵敏度。这种特性使其适用于远距离、低功耗的物联网通信场景。
码树分配规则要求父节点码字被占用时,其所有子节点码字不可用。这种限制促使开发动态码分配算法,如基于快速沃尔什-哈达玛变换的盲识别算法,能有效提升TD-SCDMA前向信道容量15%-28%。
混合编码方案结合OVSF正交码与Gold序列扰码,突破纯正交码资源限制。例如在WCDMA下行链路中,OVSF码区分同一基站下的不同用户,而不同基站使用不同扰码区分,形成双重正交体系。
复杂OVSF码可抑制信号包络波动达3.2dB,通过减少扩频序列数量能进一步降低波动方差28%。这种改进有效提升功率放大器效率,使DS-CDMA系统误码率降低至10-5级别。FPGA实现方案采用VHDL语言生成器,可将码资源分配延迟缩短至5个时钟周期内。
与
CDMA2000的
Walsh码相比,OVSF码具有更灵活的资源分配能力。TD-SCDMA因时隙分配机制限制,需采用特殊码管理策略:上行链路每个时隙最多支持16个OVSF码,而下行链路支持至多8个码道。在HSPA 阶段,OVSF仍作为基础扩频机制,与64QAM调制及
MIMO技术协同工作,实现下行42Mbps的传输能力。