畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于SystemView的CDMA研究

1、鄭州輕工業(yè)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于systemview的cdma研究 學(xué)生姓名 * 專業(yè)班級(jí) 信息工程 08-1班 學(xué) 號(hào) 200807070112 院 （系） 計(jì)算機(jī)與通信工程學(xué)院 指導(dǎo)教師(職稱) 12(講師) 完成時(shí)間 2012年5月30日 鄭州輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目 基于systemview的cdma研究 專業(yè) 信息工程 學(xué)號(hào) 200807070112 姓名 * 主要內(nèi)容包括：cdma通信系統(tǒng)：cdma通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向，cdma通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及原理。基于systemview的cdma系統(tǒng)仿真研究?；疽螅豪斫鈉dma通信系統(tǒng)的基本原理及特點(diǎn)

2、，以cdma的is-95標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的認(rèn)識(shí)。掌握碼多分址cdma系統(tǒng)在systemview上的仿真。主要參考資料：1 羅衛(wèi)兵,孫樺,張捷. systemview動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析及通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)m.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.3-5.2 許麗艷,李雪梅,于瑞濤.擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)的仿真j.青島大學(xué)學(xué)報(bào)（工程技術(shù)版）, 2000.16(3):34.3 樊昌信.通信原理教程m.北京：電子工業(yè)出版社，2004.127-128.4 袁東風(fēng),張海霞. systemview動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)軟件學(xué)習(xí)版中文手冊(cè).北京：北京郵電大學(xué)出版社，2004.35-38.5 青松,程岱松,武建華.數(shù)字通信系統(tǒng)的

3、systemview仿真與分析m.北京：電子工業(yè)出版社，2001,53-135.6 白木,周潔.擴(kuò)頻通信的原理、工作方式、特點(diǎn)和應(yīng)用j.電力系統(tǒng)通信，2002.35-38.完 成 期 限： 2012 年 6 月日指導(dǎo)教師簽章： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 2012年 2 月 10 日目 錄摘 要iabstractii1緒論11.1擴(kuò)頻通信的現(xiàn)狀與發(fā)展11.2論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排12擴(kuò)頻通信系統(tǒng)32.1擴(kuò)頻通信的基本原理32.2擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)33cdma擴(kuò)頻通信系統(tǒng)63.1cdma通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介63.2cdma系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)73.3cdma通信系統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)73.3.1cdma通信系統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)73

4、.3.2cdma通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)83.4cdma系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理93.5cdma中使用到的碼序列104systemview簡(jiǎn)介124.1systemview軟件介紹124.2systemview主要特點(diǎn)135下行鏈路基帶系統(tǒng)及各信道仿真155.1實(shí)驗(yàn)步驟155.2業(yè)務(wù)信道仿真155.3導(dǎo)頻信道仿真195.4同步信道仿真215.5尋呼信道仿真235.6下行鏈路基帶系統(tǒng)仿真256結(jié) 論29致 謝30參考文獻(xiàn)31基于systemview的cdma研究摘 要擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點(diǎn)。隨著移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展，擴(kuò)頻通信技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域的應(yīng)

5、用已經(jīng)步入一個(gè)新的階段，擴(kuò)頻通信不僅在軍事通信方面發(fā)揮著不可取代的優(yōu)勢(shì)，而且廣泛滲透到民用通信的各個(gè)方面。本文主要研究了碼多分址（cdma）擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理和關(guān)鍵技術(shù)，介紹了cdma中采用的擴(kuò)頻碼序列，并根據(jù)cdma系統(tǒng)原理給出了各信道仿真的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和仿真參數(shù)，運(yùn)用systemview圖形模塊構(gòu)建cdma擴(kuò)頻系統(tǒng)，并對(duì)cdma擴(kuò)頻系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。通過對(duì)比導(dǎo)頻、同步、尋呼、業(yè)務(wù)四個(gè)信道發(fā)送端和接收終端兩個(gè)波形圖，可觀察到，時(shí)域上解擴(kuò)后的信號(hào)與輸入的原始信號(hào)波形基本一致；頻域上，經(jīng)過對(duì)頻譜波形的分析可知，擴(kuò)頻系統(tǒng)的頻譜明顯變寬，抗干擾能力更強(qiáng)。關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻通信/仿真/systemview/c

6、dmacdma research basedon the sysremviewabstractspread spectrum communication system compared with the conventional communication system, which has strong anti-jamming capability, and information hiding, multiple access and secure communication. with the rapid development of mobile communication, spr

7、ead spectrum communication technology in the field of mobile communication has entered a new stage, spread spectrum communication is not only playing an irreplaceable advantage in military communication, and extensive penetration into the various aspects of civilian communication .this paper mainly

8、studies the principles and key technologies of the code division multiple access (cdma) spread spectrum communication system, used in the cdma spreading code sequence, and channel simulation system structure and simulation parameters are given according to the principle of cdma systems, the use of t

9、he systemview graphics module to build a cdma system and cdma spread spectrum system for simulation and analysis. by comparing the pilot, synchronous, paging, traffic four channels transmitter and receiver terminal two waveform diagram can be observed in the time domain signal after despreading with

10、 the original input signal waveform; the frequency domain, after spectral waveform analysis shows that the spectrum of the spread spectrum system is significantly wider, stronger anti-interference ability.key words：spread spectrum communication/simulation/systemview/cdma1 緒論1.1 擴(kuò)頻通信的現(xiàn)狀與發(fā)展擴(kuò)頻通信(spread

11、 spectrum communication)是近幾年內(nèi)迅速發(fā)展起來的一種通信技術(shù)。在早期研究這種技術(shù)的主要目的是為提高軍事通信的保密和抗干擾的性能，因此這種技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用一直是處于保密狀態(tài)。以后，隨著民用通信的頻帶擁擠日益嚴(yán)重，又由于近代微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，與擴(kuò)頻通信有關(guān)的器件的成本大大地降低，從而進(jìn)一步推動(dòng)了擴(kuò)頻通信在民用領(lǐng)域的發(fā)展金額應(yīng)用，而且也使擴(kuò)頻通信的理論和技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，其最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)1。隨著社會(huì)的進(jìn)步，用戶對(duì)通信的要求越來

12、越高，移動(dòng)通信技術(shù)亦隨之不斷發(fā)展。隨著通信數(shù)字化的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)移動(dòng)通信容量的巨大需求，自20世紀(jì)80年代中期以來，蜂窩移動(dòng)通信已從第1代的模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到了第2代的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，并正在向第3代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)。多址接入方式是影響數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的極其關(guān)鍵的因素。多址接入若以傳輸信號(hào)載波頻率不同劃分來建立，則稱其為頻分多址方式（fdma）；若以傳輸信號(hào)存在的時(shí)間不同劃分來建立，則稱其為時(shí)分多址方式（tdma）；若以傳輸信號(hào)的碼型不同劃分來建立，則稱其為碼分多址方式（cdma）。碼分多址cdma (code division multiple access)是在擴(kuò)

13、頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。隨著蜂窩移動(dòng)通信的發(fā)展，cdma技術(shù)已經(jīng)成為不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)在民用通信中找到更為廣闊的應(yīng)用空間，而關(guān)于cdma技術(shù)的研究熱潮也一直延續(xù)到現(xiàn)在。由于該技術(shù)具有抗干擾性強(qiáng)、保密性好，易于組網(wǎng)等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視，并廣泛地應(yīng)用于衛(wèi)星、導(dǎo)航、測(cè)距、移動(dòng)通信等眾多領(lǐng)域，無論是軍用或民用都有著廣闊的應(yīng)用前景2。1.2 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排第一章為緒論。簡(jiǎn)單的回顧了無線通信的發(fā)展歷程、擴(kuò)頻通信技術(shù)的重要性及論文的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排。第二章研究擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的基本原理和特點(diǎn)。介紹了擴(kuò)頻通信的特征以及優(yōu)越的性能。第三章研究cdma擴(kuò)頻

14、通信系統(tǒng)。主要闡述了cdma通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以及主要的擴(kuò)頻技術(shù)，包括擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)。后面著重介紹了cdma通信系統(tǒng)的主要實(shí)現(xiàn)原理和總原理圖，具體的把邏輯信道分成了導(dǎo)頻、同步、尋呼、業(yè)務(wù)信道。最后列出了cdma擴(kuò)頻系統(tǒng)中會(huì)用到的兩種碼序列walsh碼和pn碼，以及兩種碼的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用中的作用。第四章研究systemview軟件。通過對(duì)systemview軟件的簡(jiǎn)單介紹和應(yīng)用環(huán)境的了解，主要分析了systemview的主要特點(diǎn)以及用systemview仿真時(shí)的優(yōu)勢(shì)。第五章研究cdma下行鏈路系統(tǒng)及各個(gè)信道的仿真。首先列出了仿真的實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)；其次就是各個(gè)信道的仿真，對(duì)于結(jié)果重點(diǎn)分析了

15、業(yè)務(wù)信道的抗干擾能力以及頻譜圖，并對(duì)仿真結(jié)果做了驗(yàn)證。最后是結(jié)論與致謝。總結(jié)了寫論文的感受以及得到的巨大鍛煉。其次是對(duì)自己寫作過程中有過幫助的人以誠(chéng)摯的謝意。2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)2.1 擴(kuò)頻通信的基本原理擴(kuò)展頻譜通信(spread spectrum communication)簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信。擴(kuò)頻通信的基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號(hào)來發(fā)射。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示。圖2-1 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖為了將要發(fā)射的信號(hào)擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上，擴(kuò)頻系統(tǒng)需要在頻帶和技術(shù)的復(fù)雜性方面付出昂貴的代價(jià)，但是其優(yōu)點(diǎn)可以通過

16、香農(nóng)定理來證明。香農(nóng)定理指出：在高斯白噪聲干擾條件下，通信系統(tǒng)的極限傳輸速率（信道容量） 為：c=blog2(1+s/n) （2-1）這個(gè)公式指示出：如果信息傳輸速率c不變，則帶寬b和信噪比s/n是可以互換的，就是說增加帶寬就可以在較低的信噪比的情況下以相同的信息率來可靠的傳輸信息，甚至在信號(hào)被噪聲淹沒的情況下，只要相應(yīng)的增加信號(hào)帶寬，仍然保持可靠的通信，也就是可以用擴(kuò)頻方法以寬帶傳輸信息來換取信噪比上的好處。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)3。2.2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)擴(kuò)頻通信具有許多窄帶通信難以替代的優(yōu)良性能，使得它能迅速推廣到各種公用和專用通信網(wǎng)絡(luò)之中。簡(jiǎn)單來說主要有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

17、(1) 抗干擾性強(qiáng)，誤碼率低圖2-2 擴(kuò)頻通信中，頻譜寬度與功率譜密度示意圖如圖所述，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)由于在發(fā)送端擴(kuò)展信號(hào)頻譜，在接收端解擴(kuò)還原信息，產(chǎn)生了擴(kuò)頻增益，從而大大地提高了抗干擾容限。根據(jù)擴(kuò)頻增益不同，甚至在負(fù)的信噪比條件下，也可以將信號(hào)從噪聲的淹沒中提取出來。表示擴(kuò)頻通信特性的一個(gè)重要參數(shù)是擴(kuò)頻增益g(spreading gain),其定義為擴(kuò)頻前的信號(hào)帶寬b1與擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬b2之比。g=b2/b1擴(kuò)頻通信中，接收端對(duì)接收到的信號(hào)做擴(kuò)頻解調(diào)，只提取擴(kuò)頻編碼相關(guān)處理后帶寬為b1的信號(hào)成份，而排除了擴(kuò)展到寬帶b2中的干擾、噪聲和其他用戶通信的影響，相當(dāng)于把接收信噪比提高了g倍。應(yīng)該說，

18、抗干擾性能強(qiáng)是擴(kuò)頻通信的最突出的優(yōu)點(diǎn)；(2) 隱蔽性強(qiáng)、干擾小因信號(hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，則單位帶寬上的功率很小，即信號(hào)功率譜密度很低。信號(hào)淹沒在白噪聲之中，別人難于發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，再加之不知擴(kuò)頻編碼，就更難拾取有用信號(hào)。而極低的功率譜密度，也很少對(duì)其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。(3) 易于實(shí)現(xiàn)碼分多址擴(kuò)頻通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號(hào)，眾多用戶，只要配對(duì)使用自

19、己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同接收者發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。(4) 抗多徑干擾在無線通信中，抗多徑干擾問題一直是難以解決的問題，利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性；在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，也可把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng)，從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。(5) 易于同頻使用，提高了無線頻譜利用率無線頻譜十分寶貴，雖然從長(zhǎng)波到微波都已得到開發(fā)利用，仍然滿足不了社會(huì)的需求。為此，世界各地都設(shè)

20、計(jì)了頻譜管理機(jī)構(gòu)，用戶只能使用申請(qǐng)獲得的頻率，依靠頻道劃分來防止信道之間發(fā)生干擾。由于擴(kuò)頻通信采用了相關(guān)接收這一高技術(shù)，信號(hào)發(fā)送功率極低（1w，一般為1100mw），且可工作在信道噪聲和熱噪聲背景中，易于在同一地區(qū)重復(fù)使用同一頻率，也可以與現(xiàn)今各種窄帶通信共享同一頻率資源4。3 cdma擴(kuò)頻通信系統(tǒng)3.1 cdma通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)經(jīng)歷了第一代模擬技術(shù)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和第二代數(shù)字技術(shù)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(也稱3g)也被引入同程中。在第二代移動(dòng)通信的主要技術(shù)體制中，wcdma-fdd/tdd(現(xiàn)稱高碼片速率tdd)和td-scdma(融和后現(xiàn)稱低碼片速率tdd)都是由199

21、8年12月成立的3gpp(第三代伙伴項(xiàng)日)進(jìn)行開發(fā)和維護(hù)的規(guī)范，這些技水都是以cdma技術(shù)為核心的。cdma是碼分多址(code division multiple access)的英文縮寫，它是在數(shù)寧技術(shù)的分支擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術(shù)。cdma技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，冉經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼，與接收的帶寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信。cdma允許所有使用者同時(shí)使用全部頻帶(1.2

22、288mhz)，由于其使用了擴(kuò)頻技術(shù)，可以將其他使用者發(fā)出訊號(hào)視為雜訊，完全不必考慮到訊號(hào)碰撞(collision)問題。cdma中所提供語音編碼技術(shù)，通話品質(zhì)比目前gsm好，且可把用戶對(duì)話時(shí)周圍環(huán)境噪音降低，使通話更清晰。就安全性能而言，cdma不但有良好的認(rèn)證體制，更吲其傳輸特性，用碼來區(qū)分用戶，防止被人盜聽的能力人人增強(qiáng)。wideband cdma（wcdma）寬帶碼分多址傳輸技術(shù)，為imt2000的重要基礎(chǔ)技術(shù)，將是第三代數(shù)字無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一。cdma通信系統(tǒng)采用先進(jìn)的擴(kuò)頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了碼分多址的應(yīng)用系統(tǒng)。當(dāng)前商用cdma系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn)為is-95，提供1.2288mhz的無線載頻

23、間隔；為防止干擾，不同的用戶分配不同的無線信道(頻率)或同一信道內(nèi)的不同碼；相同的無線信道能在相鄰小區(qū)或扇面使用；每扇面的話務(wù)容量為軟容量，不受頻率或收發(fā)信機(jī)數(shù)量的嚴(yán)格限制。cdma系統(tǒng)能夠使移動(dòng)臺(tái)同時(shí)與兩個(gè)或多個(gè)基站通信以實(shí)現(xiàn)小區(qū)間無縫切換，話音信道為先接后斷，大大減少了掉話率。只有l(wèi)ucent真正做到交換機(jī)之間，交換機(jī)之內(nèi)所有基站實(shí)現(xiàn)全程軟切換。cdma保持設(shè)定的話音質(zhì)量，誤幀率，同時(shí)獲得最大頻譜效率手段。設(shè)定和控制反向eb/no以控制誤幀數(shù)量；盡量減低手機(jī)發(fā)射功率(反向)；盡量減低基站發(fā)射功率(前向)；提供方法使運(yùn)營(yíng)者可以平衡系統(tǒng)容量與話音質(zhì)量的需要5。3.2 cdma系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)cd

24、ma系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)及擴(kuò)頻通信原理，使得可以在系統(tǒng)中使用多種先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，為系統(tǒng)帶來了許多優(yōu)點(diǎn)：(1) cdma系統(tǒng)的信道容量是模擬系統(tǒng)的1020倍；(2) 用戶數(shù)目和服務(wù)質(zhì)量之間可以相互折衷，靈活確定，即所謂的軟容量；(3) 在cdma系統(tǒng)中采用有效的功率控制、強(qiáng)糾錯(cuò)能力的信道編碼方式以及多種形式的分集技術(shù)，以提供話音質(zhì)量和低發(fā)射功率；(4) 使用可變速率聲碼器，在不講話時(shí)傳輸速率降低，即話音激活技術(shù)，可減輕對(duì)其他用戶的干擾；(5) cdma系統(tǒng)的信號(hào)擾碼方式提供了高度的保密性，使這種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)在防止串話、盜用等方面是其它系統(tǒng)不可比擬的6。3.3 cdma通信系統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)3.3.

25、1 cdma通信系統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)(1) 采用了多種分集方式。除了傳統(tǒng)的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作川，同時(shí)在基站和移動(dòng)臺(tái)采用了rake接收機(jī)技術(shù)，相當(dāng)于時(shí)間分集的作朋。(2) 采用了話音激活技術(shù)和扇區(qū)化技術(shù)。因?yàn)閏dma系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個(gè)系統(tǒng)的容量增大。(3) 采用了移動(dòng)臺(tái)輔助的軟切換。通過它可以實(shí)現(xiàn)無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)通過分集接收多個(gè)基站的信號(hào)，可以減低自身的發(fā)射功率，從而減少了對(duì)周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向連路的容量和覆蓋范圍。(4) 采用了功率控制技術(shù)，

26、這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。(5) 具有軟容量特性?？梢栽谠拕?wù)量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數(shù)。當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一輕一重叫，負(fù)荷重的小區(qū)可以通過減少導(dǎo)頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負(fù)擔(dān)分擔(dān)。(6) 兼容性好。由于cdma的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對(duì)窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。(7) cdma的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是cdma的特點(diǎn)之一。(8) cdma高效率的ocelp話音編碼。話音編碼技術(shù)是數(shù)字通信中的一個(gè)重要課題。ocelp是利用碼表矢量量化差值的信號(hào)，并根據(jù)語音激活的程度產(chǎn)生一個(gè)輸出速

27、率可變的信號(hào)。這種編碼方式被認(rèn)為是目前效率最高的編碼技術(shù)，在保證有較好話音質(zhì)量的前提下，大大提高了系統(tǒng)的容量7。3.3.2 cdma通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)cdma移動(dòng)通信網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾個(gè)方面：1、功率控制技術(shù)它是cdma系統(tǒng)的核心技術(shù)。cdma系統(tǒng)是一個(gè)自擾系統(tǒng)，所有移動(dòng)用戶都占用相同帶寬和頻率，“遠(yuǎn)近效用”問題特別突出。cdma功率控制的目的就是克服“遠(yuǎn)近效用”，使系統(tǒng)既能維護(hù)高質(zhì)量通信，又不對(duì)其他用戶產(chǎn)生干擾。功率控制分為前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分為僅由移動(dòng)臺(tái)參與的開環(huán)功率控制和移動(dòng)臺(tái)、基站同時(shí)參與的閉環(huán)功率控制。功率控制的目的是使每個(gè)用戶到達(dá)基站的功率相同。2、pn

28、碼pn碼的選擇直接影響到cdma系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。cdma信道的區(qū)分是靠pn碼來進(jìn)行的，因而要求pn碼自相關(guān)性要好，互相關(guān)性要弱，實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡(jiǎn)單等。目前的cdma系統(tǒng)就是采用一種基本的pn序列m序列作為地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶。3、分集接收在頻帶較窄的調(diào)制系統(tǒng)中，如果采用模擬fm調(diào)制的第一代蜂窩電話系統(tǒng)，則多徑效應(yīng)的存在會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的衰落。但在寬帶cdma調(diào)制系統(tǒng)中，不同的路徑可以各自獨(dú)立接收，從而顯著降低多徑衰落的嚴(yán)重性。但多徑衰落并沒有完全消除，因?yàn)橛袝r(shí)仍會(huì)出現(xiàn)解調(diào)器無法獨(dú)立處理的多路徑。這種情況將導(dǎo)致某些衰落現(xiàn)象。分集是減少衰落的好方法。分集有

29、3種類型，時(shí)間分集、頻率分集、空間（路徑）分集在cdma系統(tǒng)中都得到應(yīng)用。4、軟切換先連接，再斷開稱之為軟切換。cdma系統(tǒng)工作在相同的頻率和帶寬上，因而軟切換技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比tdma系統(tǒng)要方便容易得多。 5、rake接收在進(jìn)行無線電通信時(shí)，多徑傳播往往會(huì)產(chǎn)生有害的多徑干擾。但在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中卻可以對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行分離和合并，實(shí)現(xiàn)多徑分集，以改善系統(tǒng)性能。具有這種功能的接收機(jī)稱為rake接收機(jī)。為了提高多徑分集的效果，可以設(shè)想對(duì)多個(gè)峰值進(jìn)行篩選，把那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量取出，再對(duì)它進(jìn)行延時(shí)和相位矯正，使之在某一時(shí)刻對(duì)齊，并按一定規(guī)則進(jìn)行合并。因此，rake接收機(jī)的基本功能是對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)

30、行搜索、定時(shí)和跟蹤，以及對(duì)獲得的多徑峰值進(jìn)行時(shí)間、相位矯正，最后按規(guī)則進(jìn)行合并以獲得輸出8。3.4 cdma系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理通信系統(tǒng)包括很多不同的信道部分，下圖3-1所示為信道總的原理圖，下面將會(huì)介紹各個(gè)信道及模塊的原理。圖3-1 信道總原理圖一個(gè)基站和一個(gè)移動(dòng)臺(tái)構(gòu)成一個(gè)完整的擴(kuò)頻碼分系統(tǒng)。將bs到ms方向的鏈路稱為下行鏈路（down link），在有的地方又將它稱為正向鏈路或前向鏈路（forward link）。將ms到bs方向的鏈路稱為上行鏈路（up link），也稱為反向鏈路（reverse link）。下行鏈路和上行鏈路均是由碼分物理信道構(gòu)成的，利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息。依

31、據(jù)所傳送的信息功能不同而分類的信道稱為邏輯信道。邏輯信道及其功能如下：導(dǎo)頻信道基站在此信道發(fā)送引導(dǎo)信號(hào)，以供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站并引導(dǎo)移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)；同步信道基站在此信道發(fā)送同步信息，以供移動(dòng)臺(tái)建立與系統(tǒng)的定時(shí)和同步；尋呼信道基站在此信道尋呼移動(dòng)臺(tái)發(fā)送有關(guān)尋呼、指令及業(yè)務(wù)信道指配信息；業(yè)務(wù)信道供移動(dòng)臺(tái)與基站臺(tái)雙向通信并傳送信令9。3.5 cdma中使用到的碼序列一般的cdma擴(kuò)頻系統(tǒng)中會(huì)用到兩種碼序列。1、walsh碼walsh碼來源于h矩陣，根據(jù)h矩陣中“+1”和“-l”的交變次數(shù)重新排列就可以得到walsh矩瘁，該矩陣中各行列之間是相互止交(mutual orthogonal)的，可以保證使用它擴(kuò)頻

32、的信道也是互相正交的。對(duì)于cdma前向鏈路，采64階walsh序列擴(kuò)頻，每個(gè)w序列用于一種前向物理信道(標(biāo)準(zhǔn))，實(shí)現(xiàn)碼分多址功能。信道數(shù)記為wo-w63，碼片速率：1.2288mc/s。沃爾什序列可以消除或抑制多址干擾(mai)。理論上，如果在多址信道中信號(hào)是相互正交的，那么多址干擾可以減少至零。然而實(shí)際上由于多徑信號(hào)和來在其他小區(qū)的信號(hào)與所需信號(hào)是不同步的，共信道干擾不會(huì)為零。異步到達(dá)的延遲和衰減的多徑信號(hào)與同步到達(dá)的原始信號(hào)不是完全正交的，這此信號(hào)就帶來干擾。來自其他小區(qū)的信號(hào)也不是同步或正交的，這也會(huì)導(dǎo)致干擾發(fā)生，在反向鏈路中，沃爾什碼序列僅用作擴(kuò)頻。2、pn碼pn碼分為長(zhǎng)碼和短碼：短碼

33、：短碼是長(zhǎng)度為2-1的周期序列。在cdma系統(tǒng)的前向信道(從基站指向手機(jī)方向)中，短碼用于對(duì)前向信道進(jìn)行調(diào)制，使前向信道帶上本基站的標(biāo)記，不同的基站使用不同相位的短碼，從而互相區(qū)別開來。在反向信道中(從手機(jī)指向基站方向)，短碼用于對(duì)反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行調(diào)制，作用與短碼在前向信道中相同。長(zhǎng)碼：長(zhǎng)碼是長(zhǎng)度為2-1的劇期序列。速率為1.2288mcps。在cdma系列的前向信道(從基站指向手機(jī)方向)中，長(zhǎng)碼用于對(duì)業(yè)務(wù)信道進(jìn)行擾碼(作用類似于加密)。在反向信道中(從手機(jī)指向基站方向)，長(zhǎng)碼用來直接進(jìn)行擴(kuò)頻，用于區(qū)分不同的接入手機(jī)(ms)。同一用戶在前向和反向使用同一長(zhǎng)碼偏置，也就是同一個(gè)長(zhǎng)碼掩碼。pn碼的

34、選擇直接影響到cdma系統(tǒng)的容量、抗干擾能力、接入和切換速度等性能。cdma信道的區(qū)分是靠pn碼來進(jìn)行的，因而要求pn碼自相關(guān)性要好，互相關(guān)性要弱，實(shí)現(xiàn)和編碼方案簡(jiǎn)單等。目前的cdma系統(tǒng)就是采用一種基本的pn序列m序列作為地址碼，利用它的不同相位來區(qū)分不同用戶10。4 systemview簡(jiǎn)介通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜，因此，在通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，在進(jìn)行實(shí)際硬件系統(tǒng)試驗(yàn)之前，軟件仿真己成為必不可少的一部分。目前，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 eda(electronic design automatic)技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的潮流。為了使繁雜的電子設(shè)計(jì)過程更加便捷，出現(xiàn)了許多針對(duì)不同

35、層次應(yīng)用的 eda軟件。美國(guó) elanix公司推出的基于pc機(jī) windows平臺(tái)的systemview動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是其中一個(gè)非常優(yōu)秀的 eda軟件11。4.1 systemview軟件介紹systemview是一個(gè)信號(hào)級(jí)的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真，是一個(gè)強(qiáng)有力的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號(hào)處理、濾波器設(shè)計(jì)、直到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計(jì)、仿真要求。systemview以模塊化和交互式的界面，在大家熟悉的 windows窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個(gè)嵌入式的分析引擎。使用 systemview你只需要關(guān)心項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想和過程，而不必花費(fèi)大量的時(shí)間去編程建立

36、系統(tǒng)仿真模型。用戶只需使用鼠標(biāo)器點(diǎn)擊圖標(biāo)即可完成復(fù)雜系統(tǒng)的建模、設(shè)計(jì)和測(cè)試，而不會(huì)花費(fèi)過多的時(shí)間和精力通過編程來建立系統(tǒng)的仿真模型，也不必?fù)?dān)心程序中是否存在編程錯(cuò)誤。systemview是一個(gè)完整的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析和仿真的可視化開發(fā)環(huán)境它可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)?；旌霞岸嗨俾氏到y(tǒng)，可用于各種線性、非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。尤具特色的是，它可以很方便地進(jìn)行各種濾波器的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)備有通信、邏輯、數(shù)字信號(hào)處理(dsp)、射頻/模擬、碼分多址個(gè)人通信系統(tǒng)(cdma/pcs)、數(shù)字視頻廣播(dvb)系統(tǒng)、自適應(yīng)濾波器、第三代無線移動(dòng)通信系統(tǒng)等專業(yè)庫可供選擇，適合于各種專業(yè)設(shè)計(jì)人員。該系統(tǒng)支持

37、外部數(shù)據(jù)的輸入和輸出，支持用戶自己編寫代碼(c/c+)，兼容 matlab軟件。同時(shí)，提供了與硬件設(shè)計(jì)工具的接口，支持 xilinx 公司的 fpga 芯片和 ti 公司的 dsp 芯片，它已大量地應(yīng)用于現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理、通信系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真等領(lǐng)域12。4.2 systemview主要特點(diǎn)systemview仿真軟件相對(duì)于其它軟件來說,具有如下主要優(yōu)點(diǎn)：(1)能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng)。能在 dsp、通訊和控制系統(tǒng)應(yīng)用中構(gòu)造復(fù)雜的模擬、數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。具有大量可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、dsp和射頻/模擬功能模塊。特別適合無線電話(gsm、cdma、fdma、tdma

38、、dsss)、無繩電話、尋呼機(jī)和調(diào)制解調(diào)器以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)(gps、dvbs、leos)等的設(shè)計(jì)；能夠仿真 dsp 結(jié)構(gòu)；各種系統(tǒng)時(shí)域/頻域分析和譜分析；對(duì)射頻/模擬電路(混合器，放大器，rlc 電路和運(yùn)放電路)進(jìn)行理論分析和失真分析。(2)快速方便的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真。使用熟悉的 windows 界面和功能鍵，systemview可以快速建立和修改系統(tǒng)，并在對(duì)話框內(nèi)快速訪問和調(diào)整參數(shù)，實(shí)時(shí)修改實(shí)時(shí)顯示，不用寫一行代碼即可建立用戶習(xí)慣的子系統(tǒng)庫(metasystem)。systemview 圖標(biāo)庫包括幾百種信號(hào)源、接收端、操作符和功能塊。信號(hào)源和接收端圖標(biāo)允許在 systemview內(nèi)部生成和

39、分析信號(hào)，并提供可外部處理的各種文件格式和輸入/輸出數(shù)據(jù)接口。(3)在報(bào)告中方便地加入 systemview的結(jié)論。systemview通過 notes(注解)很容易在屏幕上描述系統(tǒng)；生成的systemview系統(tǒng)和輸出的波形圖可以很方便地使用復(fù)制和粘貼命令插入 word 等文字處理器。(4)提供基于組織結(jié)構(gòu)圖方式的設(shè)計(jì)。通過利用systemview中的圖符和metasystem(子系統(tǒng))對(duì)象的無限制分層結(jié)構(gòu)功能，systemview能很容易地建立復(fù)雜的系統(tǒng)。首先可以定義一些簡(jiǎn)單的功能組，再通過對(duì)這些簡(jiǎn)單功能組的連接進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個(gè)大系統(tǒng)，這樣，單一的圖符就可以代表一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)。metasyste

40、m的連接使用也與系統(tǒng)提供的其他圖符同樣簡(jiǎn)單，它可以在另一窗口中單獨(dú)顯示，也可以展開到主窗口中。(5)多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)。systemview允許合并多種數(shù)據(jù)采樣率輸入的系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化 fir 濾波器的執(zhí)行。這種特性尤其適合于同時(shí)具有低頻和高頻部分的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會(huì)降低仿真的精度。同時(shí)還可降低對(duì)計(jì)算機(jī)硬件配置的要求。(6)完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)。systemview包含一個(gè)功能強(qiáng)大的、很容易使用的圖形模板設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的環(huán)境，包含大量的fir濾波類型和 fft 類型，并提供易于用 dsp 實(shí)現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù)。(7

41、)先進(jìn)的信號(hào)分析和數(shù)據(jù)塊處理。systemview提供的分析窗口是一個(gè)能夠提供系統(tǒng)波形詳細(xì)檢查的交互式可視環(huán)境。分析窗口還提供一個(gè)能對(duì)仿真生成數(shù)據(jù)進(jìn)行先進(jìn)的塊處理操作的接收計(jì)算器。systemview還提供了一個(gè)真實(shí)而靈活的窗口用以檢查系統(tǒng)波形。(8)可擴(kuò)展性。systemview允許用戶插入自己用 c/c+寫的用戶代碼庫，插入的用戶庫自動(dòng)集成到 systemview中，如同系統(tǒng)內(nèi)建的庫一樣使用。同時(shí)，它兼容matlab 可以與 matlab進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。(9)完善的自我診斷功能。systemview能自動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯(cuò)并通過顯示指出出錯(cuò)的圖符。這個(gè)特點(diǎn)對(duì)用戶系統(tǒng)的診斷是十

42、分有效13。5 下行鏈路基帶系統(tǒng)及各信道仿真5.1 實(shí)驗(yàn)步驟1、觀察前面介紹的各個(gè)信道的基本原理框圖，按照每一個(gè)模塊的原理圖分別搭出業(yè)務(wù)信道，導(dǎo)頻信道，同步信道，尋呼信道，和基帶下行鏈路傳輸系統(tǒng)；同時(shí)，按照is-95標(biāo)準(zhǔn)，正確設(shè)定各個(gè)器件的參數(shù)。2、電路圖連接好之后，設(shè)計(jì)好系統(tǒng)時(shí)間、系統(tǒng)抽樣頻率及抽樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù)；3、調(diào)試電路，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果不正確時(shí)改變電路的參數(shù)，直至正確結(jié)果出現(xiàn)。4、分析觀察各個(gè)信道的不同點(diǎn)，以及信道中各個(gè)部分在單個(gè)信道中的作用，每個(gè)信道在總的基帶信號(hào)傳輸系統(tǒng)中起到的作用，做出實(shí)驗(yàn)總結(jié)。5.2 業(yè)務(wù)信道仿真正向業(yè)務(wù)信道可以改變數(shù)據(jù)速率來傳送信息，速率集合為rs1：9.6，

43、4.8，2.4，1.2kbps；rs2：14.4，7.2，3.6，1.8kbps。我們以rs1為例。業(yè)務(wù)信道仿真原理如圖5-1：圖5-1業(yè)務(wù)信道仿真原理圖業(yè)務(wù)信道仿真電路如圖5-1：圖5-2 業(yè)務(wù)信道仿真電路圖電路圖及模塊說明：1業(yè)務(wù)信道模塊，輸出基帶尋呼信道的數(shù)據(jù)到脈沖整形濾波器。數(shù)據(jù)傳輸速率9.6kbps。0偽隨機(jī)序列發(fā)生器，幅值1v，碼元速率8.6kbps，最大速率5mbps。2幀品質(zhì)檢測(cè)編碼器，在20ms的數(shù)據(jù)幀尾部加入帶有crc校驗(yàn)功能的編碼，以監(jiān)測(cè)信道的質(zhì)量。碼元速率為8.6kbps，最大碼元速率為9.6kbps。3卷積碼編碼器，輸出比特?cái)?shù)n=2，信息位k=1，約束長(zhǎng)度l=9，最大

44、碼元速率19.2kbps。4符號(hào)中繼器，重復(fù)指數(shù)為1，最大傳輸速率為19.2kbps。5交織模塊，is95中使用24行16列個(gè)單元以19.2kbps共20ms為前向信道和page信道的交織長(zhǎng)度。碼元速率9.6kbps，最大速率19.2kbps。6對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行異或運(yùn)算，單極性碼元，最大碼元速率為19.2kbps。7/15/17方波發(fā)生器，幅度1v，頻率1.2288mbps，最大速率5mbps。8長(zhǎng)pn碼發(fā)生器，42個(gè)抽頭產(chǎn)生。9采樣器，采樣頻率和最大速率均為19.2kbps。28偽隨機(jī)序列發(fā)生器，幅值1v，碼元速率800bps，最大速率5mbps。10功率控制位，在前向信道中加入功率控制位，功

45、率控制位為800bps的數(shù)據(jù)流，雙極性碼元，最大速率為19.2kbps。12數(shù)據(jù)重復(fù)器，重復(fù)指數(shù)為64，最大碼元速率1.2288mbps。16walsh函數(shù)發(fā)生器，這里使用w64，55，最大碼元速率為5mcps。14/21/20采樣器，采樣頻率和最大速率均為1.2288mbps。13/22/23乘法器。18i通道pn擴(kuò)展，完成i通道擴(kuò)頻，單極性碼元，pn偏置為1。19q通道pn擴(kuò)展，完成q通道擴(kuò)頻，單極性碼元，pn偏置為1。24/26數(shù)據(jù)重復(fù)器，對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)流進(jìn)行重發(fā)，以保證數(shù)據(jù)速率。重復(fù)指數(shù)為4。25/27低通濾波器，48抽頭系數(shù)，只能使用31/32增益模塊，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大，增益為-3db

46、。28階躍函數(shù)信號(hào)源,信號(hào)幅值為0，幅度偏置為0，以0s為起始時(shí)刻，最大碼元速率5mcps。29采樣器，采樣頻率為4.9152mcps，最大碼元速率為4.9152mcps。30復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)模塊，參數(shù)有相位增益，相位偏置30deg。33延遲，延遲時(shí)間為1微秒。34/38保持器，輸出碼元速率和最大碼元速率均為5mbps14。業(yè)務(wù)信道參數(shù)設(shè)置如表5-1：表5-1 業(yè)務(wù)信道參數(shù)表數(shù)據(jù)速率(b/s)9600480024001200pn子碼速率(mc/s)1.22881.22881.22881.2288卷積編碼碼速率1/21/21/21/2碼元重復(fù)后出現(xiàn)的次數(shù)1248調(diào)制碼元速率19200b/s19200b/

47、s19200b/s19200b/s每調(diào)制碼元的子碼數(shù)64646464每比特的子碼數(shù)256256256256仿真結(jié)果如圖5-3：圖5-3 業(yè)務(wù)信道仿真結(jié)果圖分析：從仿真結(jié)果的上面兩圖可以看出對(duì)比信號(hào)一樣，除了延遲以外，兩個(gè)電路圖的輸出波形幾乎一樣，符合實(shí)驗(yàn)要求。從最下面將兩個(gè)輸出波形相減得到的圖可以看出誤差非常的小，幾近為0。輸入頻譜與擴(kuò)頻頻譜的輸出結(jié)果如圖5-4：圖5-4 輸入頻譜與擴(kuò)頻頻譜的輸出結(jié)果圖分析：從輸出的頻譜圖上我們可以看出擴(kuò)頻后的頻譜寬度明顯增大，系統(tǒng)的擴(kuò)頻作用很明顯。5.3 導(dǎo)頻信道仿真導(dǎo)頻信道不傳送任何數(shù)據(jù)，其輸入全部為0。導(dǎo)頻信道為移動(dòng)臺(tái)接收機(jī)的相干解調(diào)提供相位基準(zhǔn)以確保相

48、干檢測(cè)。移動(dòng)臺(tái)在所有時(shí)間檢測(cè)導(dǎo)頻信道。所有基站的導(dǎo)頻信號(hào)使用相同的pn序列，但可以通過唯一對(duì)應(yīng)的時(shí)間來識(shí)別每個(gè)基站。下面的電路為信號(hào)經(jīng)過固定的導(dǎo)頻信道以及經(jīng)過搭建好的信道最后經(jīng)過對(duì)比得出信號(hào)是相同的。電路中的3和5為異或門，是將導(dǎo)頻信道信源(全為0)與is-95中的i和q路pn序列進(jìn)行模二加，再經(jīng)過符號(hào)中繼器將信號(hào)整形，以及低通濾波器，再經(jīng)過增益器。最后將i和q路信號(hào)送至復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算器輸出15，如圖5-6。導(dǎo)頻信道仿真電路如圖5-5：圖5-5 導(dǎo)頻信道電路圖復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算器實(shí)現(xiàn)功能如表5-2： 表5-2 設(shè)置參數(shù)表設(shè)置輸入輸出phase0ffset(p0)0 real(rin)r=rincos(

49、gp+po)-linsin(gp+po)g 11 imag(lin)r=lincos(gp+po)-rnsin(gp+po)2 phase(p)在進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的時(shí)候，t9為0，它的輸出經(jīng)過采樣后與t11的2端口相連是的p為0，而t11的輸出接的是0端口，所以t11最終的表達(dá)式應(yīng)該是r=rincos(gp+po)-linsin(gp+po)=rincos(p0)-linsln(po)=rincos30-linsin30。這就是輸山結(jié)果有t7和t8兩個(gè)信號(hào)合成的表達(dá)式14。所以在11的輸出中是前面兩路信號(hào)的運(yùn)算結(jié)果。圖5-6 導(dǎo)頻信道仿真結(jié)果圖分析：從仿真結(jié)果的上面兩圖可觀察到：時(shí)域上解擴(kuò)后的信號(hào)

50、與輸入的原始信號(hào)波形基本一致；從最下面輸出的頻譜圖上我們可以看出擴(kuò)頻后的頻譜寬度明顯增大，系統(tǒng)的擴(kuò)頻作用很明顯。5.4 同步信道仿真在圖中已經(jīng)比較清楚的顯示了同步信道的信源碼速率和經(jīng)過各個(gè)器件后的速率。同步信道工作的固定速率為l.2 kbps，經(jīng)過采樣器以后速率沒有變化，然后經(jīng)過r=1/2和約束長(zhǎng)度k=9的卷積編碼器后，速率變?yōu)?.4 kbps。15為符號(hào)重復(fù)器，經(jīng)過以后，信號(hào)速牢變?yōu)?.8 kbps，2為交織編碼器，經(jīng)過該器件，信號(hào)速率不會(huì)變化，仍為4.8kbps，然后經(jīng)重復(fù)速率為256的16器件，將信號(hào)速率變?yōu)?.2288mbps，從而與下面的walsh序列相乘，進(jìn)行正交調(diào)制16。之后的信

51、號(hào)變化與導(dǎo)頻信道中相同，用i和q路信號(hào)進(jìn)行pn序列擴(kuò)頻調(diào)制，最后經(jīng)過復(fù)數(shù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算器進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，兩路輸出如圖5-8。同步信道仿真電路如圖：圖5-7 同步信道電路圖同步信道的參數(shù)如表：表5-3 同步信道參數(shù)表數(shù)據(jù)速率(b/s)1200pn子碼速率(mc/s)1.2288卷積編碼碼速率1/2碼元重復(fù)后出現(xiàn)的次數(shù)2調(diào)制碼元速率4800b/s每調(diào)制碼元的子碼數(shù)256每比特的子碼數(shù)1024輸出結(jié)果如圖5-8：圖5-8 同步信道仿真結(jié)果圖分析：從仿真結(jié)果的上面兩圖可以看出對(duì)比信號(hào)兩個(gè)電路圖的波形幾乎一樣。從下面將兩個(gè)輸出波形相減得到的圖可以看出誤差非常的小。從最下面輸出的頻譜圖上我們可以看出擴(kuò)頻后的頻譜

52、寬度明顯增大，系統(tǒng)的擴(kuò)頻作用很明顯。5.5 尋呼信道仿真尋呼信道的數(shù)據(jù)傳輸速率有兩種，一種是4.8kbps，另一種為9.6kbps。尋呼信道仿真電路如圖5-9，本實(shí)驗(yàn)中采用第二種。由于卷積編碼后速率倍乘，變成19.2kbps。之后再進(jìn)行尋呼信道的長(zhǎng)碼進(jìn)行數(shù)據(jù)擾碼，由于t20，t2l，t22構(gòu)成長(zhǎng)碼生成器進(jìn)行擾碼，而t22抽樣的頻率為19.2khz，所以在進(jìn)行擾碼的時(shí)候t2輸出的碼速率沒有變化，然后進(jìn)入t29(碼元重復(fù)為64)得到19.264=1.2288mbps速率的信息，之后進(jìn)行i路和q路的pn序列擴(kuò)頻。得到的兩路信號(hào)分別經(jīng)t27和t28進(jìn)行4碼元重復(fù)，碼元速率變?yōu)樵瓉淼乃谋?。然后?jīng)過t11

53、和t12低通濾波器將高頻分量濾除，再經(jīng)過t13和t14后進(jìn)行增益放大，合成后得到最終的信號(hào)。對(duì)比波形如圖5-10。圖5-9 尋呼信道電路圖尋呼信道參數(shù)設(shè)置如表5-4：表5-4 尋呼信道參數(shù)表數(shù)據(jù)速率(b/s)96004800pn子碼速率(mc/s)1.22881.2288卷積編碼碼速率1/21/2碼元重復(fù)后出現(xiàn)的次數(shù)12調(diào)制碼元速率19200b/s19200b/s每調(diào)制碼元的子碼數(shù)6464每比特的子碼數(shù)256256尋呼信道仿真結(jié)果如圖5-10：圖5-10 尋呼信道仿真結(jié)果圖分析：從仿真結(jié)果的上面兩圖可觀察到：時(shí)域上解擴(kuò)后的信號(hào)與輸入的原始信號(hào)波形基本一致；從最下面輸出的頻譜圖上我們可以看出擴(kuò)頻

54、后的頻譜寬度明顯增大，系統(tǒng)的擴(kuò)頻作用很明顯。5.6 下行鏈路基帶系統(tǒng)仿真基帶系統(tǒng)是將下行鏈路各個(gè)信道進(jìn)行i和q路分別相加，然后經(jīng)過一個(gè)多徑信道模擬器t95，傳輸?shù)浇邮斩耍邮斩瞬捎脙深^的rake接收機(jī)接收進(jìn)行解調(diào)。即只需要兩個(gè)相關(guān)器，最后信號(hào)直接相加就可以了。為了進(jìn)行walsh函數(shù)解擴(kuò)，必須用同相的本地walsh函數(shù)碼進(jìn)行相干解調(diào)。與前面基站發(fā)射時(shí)使用的業(yè)務(wù)信道的walsh序列號(hào)相對(duì)應(yīng)即w(64,55)，所以在解擴(kuò)的時(shí)候也由方波序列發(fā)生器激勵(lì)的walsh碼發(fā)生器產(chǎn)生第55號(hào)walsh函數(shù)，即w(64,55)。經(jīng)過相乘后，完成本地walsh碼與接收信號(hào)的walsh序列解擴(kuò)16。兩個(gè)接收機(jī)子系統(tǒng)，

55、將調(diào)整后的信號(hào)輸出，再經(jīng)t84，t47進(jìn)行采樣點(diǎn)延遲以及后面的采樣，最后經(jīng)加法器合并信號(hào)。采樣點(diǎn)延遲時(shí)間不同，分別為48和52個(gè)延遲。最后經(jīng)t88和t90進(jìn)行限幅和雙極性變單極性。最后在觀察窗可以看到對(duì)應(yīng)波形?；鶐到y(tǒng)仿真電路如圖5-11：圖5-11 基帶系統(tǒng)仿真電路圖未經(jīng)低通濾波的頻譜圖如下5-12：圖5-12 未經(jīng)低通濾波的頻譜圖經(jīng)過低通濾波后的頻譜圖如下5-13：圖5-13 經(jīng)過低通濾波后的頻譜圖分析：經(jīng)過低通濾波器的作用，iq兩路信號(hào)的高頻分量被濾除，從圖中可看出明顯差別。兩路信號(hào)輸出結(jié)果如圖5-14：圖5-14分析：從輸出的信號(hào)是經(jīng)過解擴(kuò)和walsh序列解擴(kuò)得到的信號(hào)，沒有進(jìn)過限幅和相應(yīng)的極性變化。但是可以看出這兩個(gè)信號(hào)有一定的相似性。圖5-15分析：觀察下行鏈路基帶系統(tǒng)的傳輸，對(duì)比直接傳輸與通過信道后的傳輸信息是一樣的（t7為沒有經(jīng)過信道的信號(hào)，t89為經(jīng)過信道及解擴(kuò)等的信號(hào)）這說明信道沒有使信號(hào)失真。6 結(jié) 論通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，收益頗豐。實(shí)踐