CDMA通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析

本文格式為Word版，下載可任意編輯——CDMA通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析

代碼速率1/3Bit/碼符號(hào)碼符號(hào)重復(fù)2符號(hào)/碼符號(hào)發(fā)端占空比100%

碼符號(hào)速率28800sps

調(diào)制6碼符號(hào)/模符號(hào)調(diào)制速率4800sps沃爾什碼片速率307.2kcps

模符號(hào)間隔208.33μsPN碼片/碼符號(hào)42.67PN碼片/模符號(hào)256

PN碼片/沃爾什碼片4

特定移動(dòng)臺(tái)的接入信道傳送只能在指定的接入信道時(shí)隙中進(jìn)行,接入信道時(shí)隙事實(shí)20毫秒幀長(zhǎng)的睜倍數(shù).接入信道時(shí)隙的每一次傳送開始都有一隨機(jī)短延時(shí),以分散不同的移動(dòng)臺(tái)的起始傳送時(shí)間,這些移動(dòng)臺(tái)可能在同一時(shí)隙內(nèi)在不同的信道中傳送.接入信道有96個(gè)數(shù)據(jù)零作報(bào)頭,以幫助基站捕獲信號(hào).移動(dòng)臺(tái)第一次使用接入信道時(shí),只能發(fā)送按某種程序形成的試探〞消息〞,直到?jīng)Q定了該移動(dòng)臺(tái)的適當(dāng)功率水平為止.

2對(duì)各個(gè)模塊所對(duì)應(yīng)的原理進(jìn)行詳細(xì)的說明

CDMA(碼分多址)是一種利用惟一碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻多址接人數(shù)字通信的技術(shù)。CDMA信道包括基站和移動(dòng)臺(tái)之間的前向CDMA信道和反向CDMA信道。前者是從基站到移動(dòng)臺(tái)的信道，后者是從移動(dòng)臺(tái)到基站的信道。

反向CDMA信道被移動(dòng)臺(tái)用來(lái)和基站通信，同時(shí)在發(fā)送之前通過直接序列擴(kuò)頻共享一致的CDMA頻率分派。反向CDMA信道是從移動(dòng)臺(tái)到基站的反向鏈路。在反向CDMA信道發(fā)送的數(shù)據(jù)被封裝成20ms幀。反向CDMA信道包括接人信道和反向業(yè)務(wù)信道。接人信道用于短信令消息交換，提供呼叫發(fā)起、尋呼響應(yīng)、指令和注冊(cè)。反向業(yè)務(wù)信道用于從單個(gè)移動(dòng)臺(tái)向單個(gè)或多個(gè)基站傳輸用戶數(shù)據(jù)和信令業(yè)務(wù)。

前向CDMA信道包含導(dǎo)信倍道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道。這些信道每路都經(jīng)過適當(dāng)?shù)腤ash函數(shù)正文擴(kuò)展，然后以1.2288Mc/s固定速率由正交相位導(dǎo)頻PN序列擴(kuò)展。

反向CDMA信道由接人信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。反向信道上發(fā)送的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過卷積編碼、塊交織、64階正交調(diào)制和長(zhǎng)碼直接序列擴(kuò)展再發(fā)送。

下文介紹CDMA信道操作的幾個(gè)最基本的組成部分。

2.1卷積編碼

現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)往往設(shè)計(jì)成以十分高的速率傳輸。卷積碼已應(yīng)用于好多個(gè)同系統(tǒng)，例如，不僅在CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)種應(yīng)用卷積編碼／譯碼，而且在空間和衛(wèi)星也應(yīng)用。為了防止系統(tǒng)出錯(cuò),經(jīng)常會(huì)使用卷積碼。信息數(shù)據(jù)序列劃分成大量長(zhǎng)度為k的小塊，每段小塊被編碼長(zhǎng)度為n的碼字符號(hào)。卷積碼(n,k,m)由k個(gè)輸入、具有m階存儲(chǔ)的n個(gè)輸出線性時(shí)序電路實(shí)現(xiàn)。尋常，n和k是較小的整數(shù)，且kI時(shí)S=1.其他的方法可以減小B≤I時(shí)的最小間隔而增加B>I時(shí)的最小間隔.IS-95就用了這樣的技術(shù).除非細(xì)心觀測(cè)考慮讀出的方法,否則一般最小間隔都是減少的.

IS-95系統(tǒng)交織一幀之內(nèi)的數(shù)據(jù),除了同步信道之外,其他信道都是20毫秒,同步信道的一幀周期上26.66毫秒.因此,所有的IS-95的交織器在塊數(shù)據(jù)上操作.嚴(yán)格地說,并沒有用塊交織,但是交織的類型設(shè)計(jì)要依靠于信道和原始數(shù)據(jù)率.例如,反向鏈路通過矩陣之中以非傳統(tǒng)的方法讀出各行數(shù)據(jù)以改變最小間隔特性.

2.3沃爾什函數(shù)說明

沃爾什函數(shù)是正交的、歸一化的和完備的。“正交〞是指兩個(gè)不同的函數(shù)相乘，并在給定區(qū)間上積分，其結(jié)果為0。“歸一化〞的意思是假使兩個(gè)函數(shù)一致，那么它們乘積的積分為1。最終，“完備〞大致可理解為：在給定的區(qū)間內(nèi)，可使用這個(gè)正交函數(shù)集中函數(shù)的線性組合來(lái)迫近任意給定的函數(shù)，在正交函數(shù)的個(gè)數(shù)趨于無(wú)限的條件下，均方誤差在“均值意義上〞趨近于0。2.3.1沃爾什函數(shù)特性說明

我們將N階的沃爾豕函數(shù)定義為N段函數(shù)的集合，記為{Wj(t);t∈(0,T),j=0,1,…,N-1},定義如下：

1.除了在一些跳變點(diǎn)上取值0外，Wj(t)僅在集合{+1，-1}中取值。2.對(duì)于所有的j，有Wj（0）=1.

3.在區(qū)間（0，T）內(nèi)，Wj(t)確切地有j次符號(hào)變化（穿越零點(diǎn)）。

T4.?Wj(t)Wk(t)dt??j?k?0?T,j?k

5.關(guān)于區(qū)域的中點(diǎn)，每一個(gè)函數(shù)Wj(t)不是奇函數(shù)就是偶函數(shù)。

一個(gè)沃爾什函數(shù)集由N個(gè)函數(shù)構(gòu)成，并依照穿越零點(diǎn)（符號(hào)改變）的次數(shù)來(lái)定義它們的階數(shù)。用函數(shù)集表示如下：

?W0(t),W1(t),...,Wj(t),...,WN?1(t)?

第一個(gè)函數(shù)W0（t）在整個(gè)（0，1）區(qū)間上沒有過零點(diǎn)，而W1（t）在整個(gè)定義區(qū)域上有一個(gè)過零點(diǎn)。考慮圖3.1所示的定義在（0，T），將沃爾什函數(shù)的幅值

圖2.3.1

轉(zhuǎn)化為二值規(guī)律{0，1}表示，即+l“0〞，-1“1〞，并將圖5.1中的所有8階沃爾什函數(shù)的整個(gè)下標(biāo)集j＝0，1，…，7用二進(jìn)制表示出來(lái)，于是我們可以寫出8個(gè)沃爾什序列，如圖3.2所示。

當(dāng)考慮一個(gè)階的沃爾什函數(shù)集(序列)時(shí)，可以注意到序列關(guān)于K軸上的點(diǎn)K＝T/2，，…，具有對(duì)稱性，其中T是沃爾什函數(shù)的周期。沃爾什函數(shù)關(guān)于這些點(diǎn)要么奇對(duì)稱，要么偶對(duì)稱。這些點(diǎn)位j＝K，K—1，…，1，亦即?？紤]任意一個(gè)N＝16階的沃爾什函數(shù)，如：

W13＝O1011010101O0101

圖2.3.2序列關(guān)于T/2K?T/24?T/16處奇對(duì)稱：

關(guān)于T/8處奇對(duì)稱：

關(guān)于T/4處偶對(duì)稱：

關(guān)于T/2處奇對(duì)稱：

將沃爾什函數(shù)的下標(biāo)j用k位二進(jìn)制數(shù)表示出來(lái)，即j＝(j1,j2,..jk)。假使jk=0，則函數(shù)關(guān)于T/2K?k?1軸處偶對(duì)稱，k=1,2，…，k;假使jk＝l，那么函數(shù)關(guān)于這個(gè)軸處奇對(duì)稱。在沃爾什序列中，與沃爾什函數(shù)中的定義一致，第一個(gè)值總是0，即研Wj(0)＝1，而Wj0＝0。

對(duì)沃爾什序列w13,可以分析如下：在W13中，(j1,j2,j3,j4)=(1，l，0，1)，因此可以判斷：

j1/2＝1，表示序列關(guān)于T/16處奇對(duì)稱j2＝1，表示序列關(guān)于T/8處奇對(duì)稱j3＝O，表示序列關(guān)于T/4處偶對(duì)稱j4=1，表示序列關(guān)于T/2處奇對(duì)稱

于是，以0打頭依照對(duì)稱的要求，可以寫出如下序列：W13＝010110101010O101這個(gè)序列與前面一開始給出的一樣。

同樣，根據(jù)觀測(cè)，可以得出沃爾什函數(shù)關(guān)于對(duì)稱軸(中點(diǎn))的位置的特性如下：·沃爾什函數(shù)關(guān)于(0，T)的中點(diǎn)，也即在T/2處的對(duì)稱軸ax上奇對(duì)稱或偶對(duì)稱?！の譅柺埠瘮?shù)關(guān)于子區(qū)間(O,T/2)和(T/2，T)的中點(diǎn)T／4，3T/4處具有同樣的對(duì)稱性將這些中點(diǎn)對(duì)稱軸定義為ak-1。

·同樣的處理過程重復(fù)k次，直到子區(qū)間的中點(diǎn)為T/N，3T/N,…，(N—1)/N，這里

N?2k。這些中點(diǎn)對(duì)稱軸稱為a1,這些軸具有同樣的對(duì)稱性。

2.3.2沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生方法介紹

沃爾什函數(shù)的產(chǎn)生方法有多種，可以使用萊德馬契函數(shù),也可以使用哈達(dá)瑪短陣，還可以利用沃爾什函數(shù)自身的對(duì)稱特性。下面僅以用哈達(dá)瑪矩陣產(chǎn)生方式來(lái)介紹。

哈達(dá)碼矩陣是一個(gè)方陣，方陣的每一個(gè)元素為+1或-1，列與列之間是正交的。假使一個(gè)矩陣的第列的元素都是1，那么我們說這個(gè)矩陣是規(guī)范?？梢允褂?代替+1，而使用1代替-1，即使用規(guī)律值{0，1}來(lái)表示哈達(dá)碼矩陣，那么2×2的2階哈達(dá)碼矩陣可以表示為：

假使HN是一個(gè)N×N的哈達(dá)碼矩陣，于是有：

T?NINHNHNH??11???00?2?1?1??01?????這里IN是一個(gè)N×N的單位。假使規(guī)定N≥1為哈達(dá)碼矩陣的階數(shù),那么N可取值為1,2,或4t(t為整數(shù)).設(shè)Ha和Hb分別為a階和b階的哈達(dá)碼矩陣,那么Ha×Hb=Hab的階數(shù)為ab,運(yùn)算規(guī)則如下:假使Ha矩陣中一個(gè)元素為+1(或規(guī)律值

0),那么用Hb來(lái)代入,假使該元素為-1（或?yàn)橐?guī)律值1），則用-Hb（或Hb的補(bǔ)）代入。假使N為2的冪，并規(guī)定H1=[+1]=[0]，于是H2N可以由下式求得：?HNH2N??

??HN

___HN?____?HN??這里規(guī)定HN為HN取負(fù)（為其補(bǔ)值）。N?2t的哈達(dá)碼矩陣可以由N=2階的哈達(dá)碼矩陣的規(guī)范形式連乘得到。

假使N?2t，則所有的哈達(dá)瑪矩陣的行序列和列序列都是沃爾什序列。然而，用沃爾什函數(shù)表示和哈達(dá)瑪函數(shù)表示之間存在一些區(qū)別，即哈達(dá)瑪函數(shù)的行序號(hào)和列序號(hào)都與符號(hào)改變(過零點(diǎn))的次數(shù)沒有關(guān)系，而沃爾什函數(shù)卻具有這種關(guān)系。顯然，由哈達(dá)瑪函數(shù)生成的沃爾什函數(shù)不是依照符號(hào)改變的次數(shù)排序的，因而需要一種方法對(duì)這兩種排序進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。

2.4直接序列擴(kuò)展

反向CDMA信道中，反向業(yè)務(wù)信道相接人信道將由長(zhǎng)碼直接序列擴(kuò)展，以提供有限的保密性。對(duì)反向業(yè)務(wù)信道，直接序列(DS)擴(kuò)展操作包含對(duì)數(shù)據(jù)脈沖隨機(jī)發(fā)生器輸出數(shù)據(jù)和長(zhǎng)碼模2加。數(shù)據(jù)脈沖隨機(jī)發(fā)生器產(chǎn)生掩碼符號(hào)0和1，隨機(jī)地掩蔽由于碼重復(fù)產(chǎn)

生的冗余數(shù)據(jù)。掩碼符號(hào)由幀數(shù)據(jù)率和長(zhǎng)碼的最終14比特位確定。對(duì)于接人信道，DS擴(kuò)展操作包含64階正交調(diào)制器輸出和長(zhǎng)碼的模2加。

設(shè)d(t)為Walsh碼片調(diào)制的數(shù)據(jù)序列，Tb為數(shù)據(jù)比特時(shí)間間隔。Walsh調(diào)制的數(shù)據(jù)序列被長(zhǎng)碼c(t)的擴(kuò)展則碼片模2加。每個(gè)c(t)脈沖稱為碼片，Tc表示碼片時(shí)間間隔，Tb=4Tc。擴(kuò)展PN碼片序列速率固定在1.2288Mc/s。由于6個(gè)編碼符號(hào)由64個(gè)時(shí)間正交Walsh函數(shù)之一調(diào)制，調(diào)制符號(hào)發(fā)送速率固定在28.8/6＝4.8ks/s。因此，每個(gè)Walsh碼片由4個(gè)PN碼片擴(kuò)展，即1.2288?106/307.2?103?4。由1.2288Mc/s長(zhǎng)碼PN碼片相乘的直接序列d(t)如圖4.1所示。

圖2.4.1

2.5QPSK和OQPSK調(diào)制

為了使頻帶效率最大，高頻譜效率的CDMA信道調(diào)制技術(shù)要求在相位正交的兩個(gè)載波同時(shí)發(fā)送。正交調(diào)制在擴(kuò)頻中極為重要，它對(duì)某些類型的干擾不敏感。

令d(t)?d0,d1,d2,...為原始數(shù)據(jù)流，為雙極性脈沖，-1代表二進(jìn)制l，+l代表二進(jìn)制0．如圖2.5.1所示。該脈沖數(shù)據(jù)流分成同相流dI(t)?d0,d2,d4,...(偶數(shù)比特)和正交相位流dQ(t)?d1,d3,d5,...(奇數(shù)比特),如圖2.5.2和圖2.5.3所示。注意，dQ(t)和dI(t)分別具有d(t)的一半速率。

2.5.1原始數(shù)據(jù)d(t)

2.5.2同相流dI(t)

2.5.3正交流的dQ(t)

將每個(gè)dI(t)和dQ(t)幅度調(diào)制到載波的余弦和正弦函數(shù)上，可以得到QPSK波形，如圖2.5.4所示。

圖2.5.4QPSK擴(kuò)頻調(diào)制器

s(t)?PsdI(t)cos(?0t?)?PsdQ(t)sin(?0t?)44??

?2Ps(cos(?0t??)cos?(t)?sin(?0t??)sin?(t))44其中，

?2Pscos[?0t??4??(t)]cos?(t)?dI(t)/2,sin?(t)??dQ(t)/2,?(t)??arctan(dQ(t)/dI(t)).同相流dI(t)以+1(二進(jìn)制0)或-l(二進(jìn)制1)對(duì)余弦函數(shù)進(jìn)行幅度調(diào)制，產(chǎn)生一個(gè)BPSK波形。同樣地，正交相位流dQ(t)對(duì)余弦函數(shù)進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生另—個(gè)與前面余弦函數(shù)產(chǎn)生波形正交的BPSK波形。這樣，載波的這兩個(gè)正交分量就產(chǎn)生QRK波形。圖2.5.5QPSK的信號(hào)空間

持續(xù)時(shí)間為Ts的原始數(shù)據(jù)流dQ(t)可以通過串/并轉(zhuǎn)換器將持續(xù)時(shí)間2Tb劃分為同相流dI(t)和正交相位流dQ(t)(參見圖2.5.4)。QP5K調(diào)制時(shí)，同相和正交相位數(shù)據(jù)流都

以1/2Tb/s速率發(fā)送并同步對(duì)齊，以便發(fā)送時(shí)間一致.非偏移QRK調(diào)制時(shí)。兩種脈沖流

dQ(t)和dI(t)發(fā)送時(shí)間一致，如圖2.5.6所示。由于dI(t)和dQ(t)一致對(duì)齊，所以載波

相位每2Tb秒變化一次相位，導(dǎo)致了圖2.7所示的四種相位之—。

圖2.5.6dI(t)和dQ(t)一致對(duì)齊的QPSK波形S(t)

s(t)的方程也用于偏移QPSK(OQPSK)信令。OQR5K和標(biāo)準(zhǔn)的非偏移QPSK在兩個(gè)基帶波形對(duì)齊方面不同。兩種脈沖流dI(t)和dQ(t)相互交織，因此個(gè)是同時(shí)地改變狀態(tài)。這兩種調(diào)制方案的不同在于脈沖流dI(t)和dQ(t)定時(shí)移位了，以至于兩種數(shù)據(jù)流差Tb對(duì)齊，如圖2.5.7和2.5.8所示。載波相位每Tb秒可能的變化限制在和。然而在作偏移QPSK下，兩種脈沖流dI(t)和dQ(t)時(shí)間一致，載波相位每2Tb秒變化一次，如圖2.5.7和2.5.8所示。對(duì)應(yīng)于QPSK數(shù)據(jù)流的典型OPSK波形如下圖。

2.5.7分開的數(shù)據(jù)流

2.5.8偏移的QPSK波形2.6長(zhǎng)碼的產(chǎn)生

長(zhǎng)碼提供了限的保密性。長(zhǎng)碼是242?1的PN序列，用于前向CDMA信道的擾碼和反向CDMA信道的擴(kuò)領(lǐng)。長(zhǎng)碼在前向業(yè)務(wù)信道和反問業(yè)務(wù)俏道惟一標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)。長(zhǎng)碼的特點(diǎn)是使用長(zhǎng)碼掩碼來(lái)形成公用長(zhǎng)碼或私有長(zhǎng)碼。長(zhǎng)碼還用在一致CDMA信道上區(qū)分多重接人信道。

當(dāng)在當(dāng)在接入信道上傳輸時(shí)，先進(jìn)行長(zhǎng)碼直接序列擴(kuò)展，然后發(fā)送。擴(kuò)展操作包括64階正交調(diào)制器輸出序列和長(zhǎng)碼的模2加，如圖2.6.1所示。

CAN:接入信道編號(hào)PCN:尋呼信道編號(hào)BASE-ID:基站標(biāo)識(shí)

PLLOT-PN:前向CDMA信道PN偏移

1100011:長(zhǎng)碼掩碼頭

圖2.6.1

長(zhǎng)碼周期為242?1個(gè)碼片，由碼發(fā)生器的LFSR抽頭多項(xiàng)式P（x）指定：242?1p(x)?1?x1?x2?x3?x5?x6?x7?x10?x16?x17?x18?x19?x21

2526273133354222252627313335?x22??xx??xx??xx??xx??xx??xx??xx?x42

對(duì)所有42位掩碼和LFSR42級(jí)輸出的“與〞結(jié)果進(jìn)行“異或〞操作可以得到長(zhǎng)碼的每個(gè)PN碼片，如圖6.2所示。

圖2.6.2長(zhǎng)碼發(fā)生器

長(zhǎng)碼掩碼包括42位二進(jìn)制序列，它是長(zhǎng)碼的惟一標(biāo)識(shí)。長(zhǎng)碼掩碼根據(jù)移動(dòng)臺(tái)傳輸?shù)男诺李愋投粏?。圖2.6.2顯示了長(zhǎng)碼發(fā)生器產(chǎn)生的PN碼片(1.2288kc/s)，它由長(zhǎng)碼掩碼激活。

2.7短碼的產(chǎn)生

直接序列擴(kuò)展之后，反向業(yè)務(wù)伯道和接人信道進(jìn)行正交相位擴(kuò)展。

另外，前向CDMA信道正交擴(kuò)展之后，每個(gè)碼道(導(dǎo)頻、同步、尋呼或前向業(yè)務(wù)信道)進(jìn)行正交相位擴(kuò)展。

擴(kuò)展序列是長(zhǎng)度為或32768個(gè)PN碼片的正交相位序列。該正交相位序列稱為導(dǎo)頻PN序列．分別基于以下抽頭多項(xiàng)式；

對(duì)于一致I序列：

PI(x)?1?x5?x7?x8?x9?x13?x15對(duì)于正交相位Q序列：

345610111215PQ(x)?1?x?x?x?x?x?x?x?x

3MTALAB軟件中的SIMULINK的簡(jiǎn)介

MATLAB通信工具箱（communicationToolbox）中提供了大量MATLAB函數(shù)和SIMULINK仿真模塊，可以用來(lái)對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真和分析。這些函數(shù)和模塊涉及通信系統(tǒng)的各個(gè)部分，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇，從而構(gòu)筑自己的通信系統(tǒng)模型。

SIMULINK仿真工具包是MATLAB的工具包之一，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建摸、仿真和分析的一個(gè)集成環(huán)境。它可以仿真線形或非線形系統(tǒng)、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)、離散時(shí)間系統(tǒng)或兩者混合系統(tǒng)，也可以仿真多速率系統(tǒng)。

SIMULINK提供了一個(gè)用于建摸的圖形用戶界面，主要實(shí)用于構(gòu)造比較繁雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型。它的主要特點(diǎn)在于使用戶可以通過簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作和拷貝等命令建立起直觀的系統(tǒng)框圖模型，并進(jìn)行交互性的動(dòng)態(tài)仿真。所謂交互性，指的是用戶可以在仿真的同時(shí)修改系統(tǒng)參數(shù)，仿真輸出結(jié)果隨著參數(shù)的改變而改變。SIMULINK的特性使它同以往的仿真工具有了較大的改進(jìn)，用戶可以脫離繁雜的基于微分方程的計(jì)算方法，轉(zhuǎn)而使用簡(jiǎn)單直觀的框圖式構(gòu)造方法。

SIMULINK有一個(gè)重要特征，它是構(gòu)造于MATLAB的之上的。因此SIMULINK用戶可以直接使用基于MATLAB的工具對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)造、優(yōu)化和仿真。這里所說的基于MATLAB的工具，指的是MATLAB應(yīng)用于工具箱和專門用于某些領(lǐng)域的特定M文件的集合。通信工具箱就是MATLAB應(yīng)用工具箱的一種。由于應(yīng)用工具箱均由MATLAB的原代碼編寫而成，用戶可以在SIMULINK的工作平臺(tái)上便利地調(diào)用工具箱中的各種工具，從而實(shí)現(xiàn)了各類工具箱之間的無(wú)縫連接。

SIMULINK的應(yīng)用包括建摸和仿真兩部分。所謂建摸，指的是從SIMULINK的七個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊子庫(kù)或MATLAB其他工具包模塊庫(kù)中選擇所需的模塊，并拷貝到用戶的模型窗口中，經(jīng)過連線和設(shè)置模塊參數(shù)等構(gòu)筑起用戶自己的仿真模型的過程。SIMULINK完全采用“抓取〞來(lái)構(gòu)造動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)的創(chuàng)立過程就是繪制框圖的過程。而通信模塊的創(chuàng)立和仿真，一般是在SIMULINK工作窗口內(nèi)利用COMMLIB庫(kù)中通信模塊構(gòu)筑用戶設(shè)計(jì)的通信模型，然后再利用SIMULINK工作窗口中特有的菜單項(xiàng)選擇項(xiàng)進(jìn)行仿真。

在開啟SIMULINK之前，首先要運(yùn)行MATLAB。開啟SIMULINK主工作界面的方式有兩種：

（1）在MATLAB的工作窗口中鍵入“simulink〞指令。（2）在MATLAB窗口的狀態(tài)欄中點(diǎn)擊SIMULINK圖標(biāo)。

需要注意的是，SIMULINK對(duì)模塊或模型文件的操作一般都有兩種方式：（1）菜單操作方式——在被操作模型的SIMULINK窗口下進(jìn)行。

（2）命令操作方式——在MTALAB的工作窗口中通過一些固定調(diào)用格式的指令對(duì)

模塊或模型文件進(jìn)行調(diào)用、仿真等操作。

依照上述的方式開啟的SIMULINK工作窗口就是SIMULINK的標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)的窗口，同時(shí)被開啟的還有一個(gè)新的模型文件窗口（標(biāo)記為untitled）.SIMULINK窗口見下：

SIMULINK模型具有層級(jí)結(jié)構(gòu)，十分有利于建造和管理一個(gè)大型系統(tǒng)。為便于實(shí)現(xiàn)分層設(shè)計(jì)，在SIMULINK模塊庫(kù)的費(fèi)線形子庫(kù)（Nonlinear）中含有一種專用模塊——子系統(tǒng)（Subsystem）模塊，同時(shí)，SIMULINK還為子系統(tǒng)提供了封裝（MASK）功能。

1.子系統(tǒng)模塊（SubsystemBlock）

當(dāng)一個(gè)動(dòng)態(tài)模型包含大量環(huán)節(jié)時(shí)，往往把系統(tǒng)功能分塊，每一塊建立一個(gè)子系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中使用子系統(tǒng)，可以降低模型的繁雜度，減少窗口的數(shù)目，并易于對(duì)模型進(jìn)行擴(kuò)展和修改。設(shè)計(jì)一個(gè)SIMULINK框圖，可以采用“自頂向下〞的設(shè)計(jì)方式，下構(gòu)造處總體模型，再分別建立各個(gè)子系統(tǒng)；也可以采用“自頂向下〞的設(shè)計(jì)方式，先完成每個(gè)部分底層設(shè)計(jì)，封裝為子系統(tǒng)后，再用其搭建一個(gè)總體框圖。

下面簡(jiǎn)要給出采用“自頂向下〞模式設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的主要步驟：

（1）在MATLAB工作窗口中鍵入sinmulink指令，開啟SIMULINK標(biāo)準(zhǔn)模塊庫(kù)。從它的[File]菜單中選取[New]命令，創(chuàng)立新的方框圖窗口。

（2）用鼠標(biāo)雙擊SIMULINK模塊庫(kù)中Connections圖表，開啟下一級(jí)子模塊庫(kù)，將其中的子系統(tǒng)模塊（Subsystem）用鼠標(biāo)拖至用戶新建的文件窗口中。

（3）雙擊子系統(tǒng)模塊，開啟一個(gè)空白的子系統(tǒng)窗口，依照功能要求添加模塊，并用輸入端口代表送入子系統(tǒng)的信號(hào)，輸出端口代表輸出信號(hào)。

2.封裝功能

具有封裝功能是SIMULINK模塊一個(gè)十分有用的特點(diǎn)。通過封裝可以為子系統(tǒng)建立用戶自定義的對(duì)話筐和圖標(biāo)；可以在當(dāng)前圖形窗口中隱蔽子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容，用簡(jiǎn)單的圖標(biāo)來(lái)代替子系統(tǒng)。另一方面，由于子系統(tǒng)中每個(gè)模塊都有一個(gè)對(duì)話筐，進(jìn)行仿真的時(shí)候，必需開啟每個(gè)對(duì)話筐分別定義參數(shù)值，應(yīng)用起來(lái)比較麻煩。而封裝功能可以將子系統(tǒng)中的多個(gè)對(duì)話筐合并為一個(gè)單獨(dú)的對(duì)話筐——封裝對(duì)話筐，封裝對(duì)話筐中的參數(shù)在仿真時(shí)被直接送入子系統(tǒng)的各個(gè)模塊中，從而簡(jiǎn)化了用戶定義仿真參數(shù)過程。同時(shí)，通過在封裝對(duì)話筐中自定義的模塊參數(shù)域、模塊描述信息和模塊幫助信息等，可以使仿真模型有一個(gè)更友好的用戶界面。

4設(shè)計(jì)仿真、分析與驗(yàn)證

根據(jù)前面所述的原理與總體框圖，在此，我們對(duì)接入信道進(jìn)行完全的仿真、分析與驗(yàn)證如下：

4.1設(shè)計(jì)總體模塊構(gòu)造

圖4.1.1仿真總體構(gòu)圖

4.1.2subsystem1內(nèi)部結(jié)構(gòu)

圖4.1.3subsystem2內(nèi)部結(jié)構(gòu)

4.2對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行分析與驗(yàn)證

4.2.1源中部分（subsystem1）設(shè)置、說明與分析：

在源這部分里面，我們用貝努力二進(jìn)制產(chǎn)生器產(chǎn)生所需的二進(jìn)制代碼，所產(chǎn)生的碼序列是聽從貝努力概率分布的。為了滿足設(shè)計(jì)的需要，我們同時(shí)將貝努力產(chǎn)生器的輸出

值設(shè)為[80×1]且基于幀格式的輸出方式，也即：基于幀格式輸出的80行和1列的矩陣。再利用CRC產(chǎn)生8位循環(huán)冗余檢驗(yàn)（CRC）碼，在數(shù)據(jù)尾部參與CRC碼的作用有兩點(diǎn)：第一，可以在接收時(shí)確定幀（包）是否發(fā)生了錯(cuò)誤，其次，可以輔助確定接收的幀的數(shù)據(jù)速率，最終對(duì)數(shù)據(jù)速率的確定則是卷積譯碼器。另外，利用ZeroPad(零填充模塊)模塊，在數(shù)據(jù)幀末端參與8個(gè)比特的0，其作用在于，在每幀卷積編碼終止后，對(duì)卷積編碼其中的移位積存器復(fù)位。由于MATLAB中的卷積編碼器具有自動(dòng)復(fù)位功能，因此這個(gè)零填充模塊并不是必需的。但在此，我們依舊將此模塊設(shè)置為插入8個(gè)尾比特零，可以使數(shù)據(jù)的速率達(dá)到我們最終的要求。模塊的參數(shù)設(shè)置見下面的各圖形。

模塊設(shè)置如下：4.2.1.1Bernoulli模塊設(shè)置Bernoulli模塊參數(shù)設(shè)置說明：

（1）Probabilityofazero:0.5表示的是以概率0.5取值為1，以0.5的概率取值為-1；

（2）Sampletime:20/1000表示的是20毫秒，設(shè)置為20ms的原因在于，4800bit/s的速率的幀長(zhǎng)為20ms;80是指每幀中含有80個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)，對(duì)于4800bit/s的速率而言，應(yīng)當(dāng)每幀的比特?cái)?shù)為96個(gè)，之所以在這里設(shè)置為80，是由于在后面的CRC產(chǎn)生器和ZeroPad分別產(chǎn)生了8個(gè)冗余循環(huán)碼和8個(gè)尾比特0碼。因此，在這里每個(gè)比特的抽樣時(shí)間為20/1000/80s.

（3）將輸出數(shù)據(jù)設(shè)置為基于幀結(jié)構(gòu)的方式，也即：選擇Frame-basedoutputs的選項(xiàng)，原因在于，CRC碼產(chǎn)生模塊的輸入必需基于幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的。

（4）每幀的數(shù)據(jù)為80比特，所以，將每幀的抽樣次數(shù)設(shè)置為80，也即：Samplesper

frame設(shè)置為80。

4.2.1.2CRC模塊設(shè)置CRC模塊參數(shù)設(shè)置說明：

對(duì)于反向信道的HalfRate（半速率，也即為4800bit/s）而言，GeneratalCRCGenerator的生成多項(xiàng)式為：

3478g(x)?1?x?x?x?x?x所以對(duì)應(yīng)的Generatorpolynomial的設(shè)置就應(yīng)為：[110110011]圖4.2.1.3ZeroPad模塊的的設(shè)置

ZeroPad模塊參數(shù)設(shè)置說明：

（1）在這里將Padsignalat設(shè)置為End是由于，我們期望在數(shù)據(jù)末尾插入8個(gè)0

尾比特。

（2）由于我們?cè)贑RC的輸出為[88×1]的比特?cái)?shù)據(jù)，也即一列的數(shù)據(jù)，所以，為了

在同一的數(shù)據(jù)后面添加8個(gè)0數(shù)據(jù)，我們?cè)谶@里就將Padalong設(shè)置為：Columns.（3）在該模塊的輸出端，我們要求幀數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)為96，也即為了在幀數(shù)據(jù)后面加

入8個(gè)0，因而將Specifiednumberofoutputrows設(shè)置為96。

綜合上面所述，我們將上三個(gè)模塊構(gòu)建為一個(gè)“源（source）〞子系統(tǒng)，簡(jiǎn)單的封裝后的圖形為：

圖4.2.1.4源子系統(tǒng)模塊

對(duì)該源內(nèi)各個(gè)模塊間的數(shù)據(jù)變化狀況驗(yàn)證如下圖中的波形所示：

4.2.1.5源內(nèi)部各模塊的輸出波形

其中，依上至下的波形分別是Bernoulli模塊、CRC模塊、ZeroPad模塊的輸出波形。

從圖中，我們可以明了的看見，其次各波形相對(duì)于第一個(gè)波形而言，增加的比特?cái)?shù)分別為：00011010，也即剛好8個(gè)比特?cái)?shù)，與理論中的在幀數(shù)據(jù)后面插入8個(gè)CRC冗余循環(huán)碼完全的；在第三個(gè)波形中，我們同樣可以看出，它相對(duì)于其次個(gè)波形而言，在末尾剛好參與了8個(gè)0比特，即：00000000。

4.2.2對(duì)卷積編碼器和重復(fù)模塊的設(shè)置、說明與分析：

仿真連接方法見下面圖形：圖4.2.2.1仿真連接圖1

其中，使用Buffer的原因在于：由于Subsystem1模塊、卷積編碼器模塊、重復(fù)模塊輸出的數(shù)據(jù)都是基于幀的數(shù)據(jù)，而Scope示波不能觀測(cè)基于幀的數(shù)據(jù)，所以，我們需要將基于幀的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合示波器的數(shù)據(jù)來(lái)觀測(cè)。通過轉(zhuǎn)換，我們可以將Subsystem1模塊、卷積編碼器模塊、重復(fù)模塊的原來(lái)每次每幀同時(shí)輸出分別為[96×1]、[288×1]、[576×1]的數(shù)據(jù)都改變?yōu)檩敵鼍鶠槊看?個(gè)的數(shù)據(jù)。這樣，我們就可以用示波器來(lái)觀測(cè)，并驗(yàn)證我們的設(shè)置。

卷積編碼器參數(shù)設(shè)置說明：

圖4.2.2.2卷積編碼器模塊參數(shù)設(shè)置

Trellisstructure的設(shè)置說明：該項(xiàng)指的示卷積編碼器的生成多項(xiàng)式。其中，9是指卷積編碼器的約束長(zhǎng)度，也即在卷積編碼器中使用了8個(gè)移位寄放器；[557663711]是指卷積編碼器的生成多項(xiàng)式，該多項(xiàng)式可以說明：這個(gè)卷積編碼器有一個(gè)輸入端，有三個(gè)輸出端，也即，在卷積編碼器利有三個(gè)模2判決電路。三個(gè)模2判決器與9個(gè)（其中第一個(gè)往往被省略，所以往往只說8個(gè)）移位寄放器的關(guān)系分別位：101101111，110110011，111001001，“1〞表示與移位相應(yīng)的寄放器相關(guān)，“0〞表示不相關(guān)。

4.2.2.3重復(fù)模塊參數(shù)的設(shè)置

重復(fù)模塊的參數(shù)設(shè)置說明：

(1)Repeatitioncount是指重復(fù)次數(shù)，為了使后面塊交織器的輸入端輸入的數(shù)據(jù)每幀大小是576個(gè)符號(hào)，而重復(fù)模塊前的數(shù)據(jù)已經(jīng)是每幀288個(gè)符號(hào)，所以，我們?cè)谶@個(gè)地方將重復(fù)設(shè)置為2次。

(2)為了使重復(fù)模塊輸出的數(shù)據(jù)達(dá)到要求，我們?cè)谶@個(gè)模塊將Frame-basedmode設(shè)置為Maitaininputframerate.

對(duì)兩個(gè)模塊驗(yàn)證如圖4.2.2.4所示：圖4.2.2.4卷積編碼器和重復(fù)模塊輸出數(shù)據(jù)

源模塊輸出的數(shù)據(jù)序列為：11100000010111101011卷積編碼器輸出的數(shù)據(jù)序列為：11110000100000100101重復(fù)模塊輸出數(shù)據(jù)序列為：11111111000000001100

現(xiàn)在對(duì)圖4.2.2.4的數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計(jì)算分析。由卷積編碼器的生成多項(xiàng)式可以得出以下式子：

對(duì)應(yīng)于557，也即：101101111的多項(xiàng)式為：

g1(x)?1?x2?x3?x5?x6?x7?x8對(duì)應(yīng)于663，也即：110110011的多項(xiàng)式為：

g2(x)?1?x1?x3?x4?x7?x8

對(duì)應(yīng)于711，也即：111001001的生成多項(xiàng)式為：

g3(x)?1?x1?x2?x5?x8我們?cè)O(shè)輸入的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式為：

u(x)??xi，(i和n均為非負(fù)整數(shù))

i?0n由源模塊的輸出，我們?nèi)∏叭齻€(gè)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證，也即：111，它對(duì)應(yīng)的u(x)為：

由v(x)的表達(dá)式可以得出卷積編碼器的理論輸出碼序列為：111100001000001001011111101001111

u(x)?1?x1?x2卷積編碼器輸出的多項(xiàng)式v(x)為:

?g1(x)??v(x)?u(x)*?g(x)2????g3(x)???1?x2?x3?x5?x6?x7?x8????(1?x1?x2)?1?x1?x3?x4?x7?x8??1?x1?x2?x5?x8????1??1??0??0??0??0??0??1????0?x??0?x2??0?x3??0?x4??0?x5??1?x6??1?x7??1????????????????????????1????0???1???0???1???1???1???1???1??0??1??x8??0?x9??1?x10??0??????????1???1???1??由于display只能顯示前20位比特，對(duì)照觀測(cè)，我們可以得出，前20位數(shù)據(jù)理論輸出與仿真完全吻合。

4.2.3對(duì)子系統(tǒng)Subsystem2（塊交織器）模塊的設(shè)置、說明與分析：

子系統(tǒng)Subsystem2的構(gòu)成如下圖：圖4.2.3.1塊交織器的子系統(tǒng)

圖4.2.3.2子系統(tǒng)Subsystem2參數(shù)設(shè)置框圖

參數(shù)設(shè)置說明：

（1）在該子系統(tǒng)內(nèi)，我們運(yùn)用的是一個(gè)[32×18]的矩陣，所以將設(shè)置框圖中的行和列分別設(shè)置為32、18。

（2）由于子系統(tǒng)內(nèi)部的BittoIntegerConverter模塊和IntegertoBitConverter模塊分別將每行的18個(gè)比特符號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)、將一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換為18比特，因而，將Numberofbitsperinteger設(shè)置為18。

（3）Elments是指子系統(tǒng)內(nèi)部的通用塊交織器符號(hào)的輸出順序，也即：[1324576891110121315141617191820212322242527262829313032]'，其中的數(shù)字均指行號(hào)。

子系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為：

圖4.2.3.3塊交織器的子系統(tǒng)

圖4.2.3.4Matrix模塊的設(shè)置

圖4.2.3.5BittoIntegerConverter模塊設(shè)置

圖4.2.3.6GeneralBlockInterleaver模塊設(shè)置

圖4.2.3.7IntegertoBitConverter模塊設(shè)置

子系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)模塊的說明、分析與驗(yàn)證：

(1)對(duì)于矩陣交織器，其作用是把輸入的信號(hào)依照某種順序?qū)懭胍粋€(gè)矩陣中，待完成整個(gè)矩陣的填充后，依照另外一種順序從矩陣中讀出數(shù)據(jù)。它的數(shù)據(jù)操作順序是：先把輸入信號(hào)按行寫入矩陣，然后依照列從在、矩陣中讀出來(lái)。

(2)對(duì)于BittoIntegerConverter模塊和IntegertoBitConverter模塊，其作用不言而喻，分別是將每行的比特?cái)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為一個(gè)十進(jìn)制的整數(shù)、將一個(gè)十進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)化為一行比特序列。

(3)對(duì)于GeneralBlockInterleaver模塊，其作用是：把輸入信號(hào)依照自己的設(shè)定順序進(jìn)行置換，產(chǎn)生交織信號(hào)的過程。通用塊交織保證每個(gè)輸入的數(shù)據(jù)能夠在輸出信號(hào)中，且每個(gè)輸出信號(hào)只能出現(xiàn)一次,也即說明，通用塊交織器可以將幀數(shù)據(jù)序列中的重復(fù)的比特符號(hào)給除去。

下面是各個(gè)模塊的仿真輸出數(shù)據(jù)理論與仿真的驗(yàn)證。讀數(shù)據(jù)的方式是采用Toworkspace模塊來(lái)讀出并顯示數(shù)據(jù)的。仿真連接圖見下：

圖4.2.3.8仿真連接圖

圖4.2.3.9ToWorkspace模塊設(shè)置

（此圖僅是顯示Repeat模塊數(shù)據(jù)輸出的設(shè)置，其他模塊輸出的ToWorkspace模塊設(shè)置僅僅是Variablename改變而已）

Repeat模塊的輸出數(shù)據(jù)如下：

111111001111001100001100110000000011110000000000111100001111000000001111001111001111110011111111000011001100111100111100000011111100111111001111

111111110011110000110011001100111100111111001100111100000011001100111100000011000000111111111100000000110011001100111111110000110011110000111100111111001100110000000000110011000011111111001100110000111111111100110000000011111111110011001100111111111100000011110000110000001100001111110011000000001100001100000000110011111100

111100000011000011110000000011110011000011001100001100000000001100111111000000110000001111111100111111000000

圖4.2.3.10Repeat模塊數(shù)據(jù)輸出

數(shù)據(jù)說明：本來(lái)重復(fù)模塊的輸出數(shù)據(jù)是[576×1]的基于幀結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)形式，但是，為了與后面的交織器的輸出數(shù)據(jù)相比較，我們將[576×1]的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為[32×18]的數(shù)據(jù)形式，576個(gè)數(shù)據(jù)比特是依照行的順序?qū)懭刖仃嚨?。從這個(gè)矩陣數(shù)據(jù)中我們可以看出，由于重復(fù)2次的原因，相臨的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)都至少是2的倍數(shù)，也即說明每個(gè)比特符號(hào)至少重復(fù)了一次，從而也再次驗(yàn)證了重復(fù)模塊設(shè)置與仿真的正確性。

Matrix交織器輸出的也是[576×1]的基于幀的數(shù)據(jù)形式，為了明顯地更簡(jiǎn)單的比較與驗(yàn)證，我們將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為[18×32]的矩陣形式，它的數(shù)據(jù)形式應(yīng)當(dāng)是上面Repeat模塊輸出數(shù)據(jù)[32×18]的轉(zhuǎn)置形式，也即數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)完全成轉(zhuǎn)置形式對(duì)應(yīng)。由于，它是重復(fù)模塊輸出后576個(gè)數(shù)據(jù)依照行的順序?qū)懭耄僖勒樟械捻樞蜃x出的。這里我們將[18

×32]表示成下面它的轉(zhuǎn)置矩陣形式，也即：[32?18]T的形式，因此讀出的順序按行。

Matrix交織器輸出數(shù)據(jù)[32?18](576位)101001111110010110110000001100011010011111100101101100000011000111011111101001101011010100100001110111111010011010110101001000011001110011111001101110100000100010011100111110011011101000001000010000111000001101011110010000110100001110000011010111100100001110001011011100101011110110001101100010110111001010111101100011011000110110000010010011010111000110001101100000100100110101110001001010001111111110111111010101000010100011111111101111110101010010110101011110010000010011001110101101010111100100000100110011100101101100001100010010010011011001011011000011000100100100110110

圖4.2.3.11Matrix交織器輸出數(shù)據(jù)

T對(duì)照上敘兩組數(shù)據(jù)，我們根據(jù)理論分析知，假使將repeat模塊的輸出數(shù)據(jù)連成576個(gè)比特符號(hào)，同時(shí)也將Matrix模塊的輸出數(shù)據(jù)，按列的形式讀出（也即上敘數(shù)據(jù)依照行順序讀出），并連成576個(gè)比特符號(hào)，那么，我們得到的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)均是576個(gè)比特符號(hào)，而且，他們的排列順序也應(yīng)當(dāng)完全一致?；诖朔治觯覀?cè)賹?duì)上面的兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，我們可以得出，上敘兩組數(shù)據(jù)完全符合，而且兩矩陣數(shù)據(jù)完全成轉(zhuǎn)置形式對(duì)應(yīng)。因此，我們的驗(yàn)證也成功。

BittoIntegerConverter模塊的作用是將Matrix交織器輸出的576個(gè)比特符號(hào)寫入[32×18]的矩陣，并將矩陣的每一行轉(zhuǎn)化為一個(gè)十進(jìn)制的數(shù)據(jù)輸出。

下面將Matrix交織器的輸出數(shù)據(jù)依照行的順序?qū)懭隱32×18]的矩陣中去，表示如下：

101001111110010110110000001100011010011111100101101100000011000111011111

101001101011010100100001110111111010011010110101001000011001110011111001101110100000100010011100111110011011101000001000010000111000001101011110010000110100001110000011010111100100001110001011011100101011110110001101100010110111001010111101100011011000110110000010010011010111000110001101100000100100110101110001001010001111111110111111010101000010100011111111101111110101010010110101011110010000010011001110101101010111100100000100110011100101101100001100010010010011011001011011000011000100100100110110

圖4.2.3.12

對(duì)于第一行數(shù)據(jù)101001111110010110，我們將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的數(shù)據(jù)，計(jì)算方法如下：

(D1)10?21?22?24?27?28?29?210?211?212?215?217=171926

其中(D1)10表示第一行轉(zhuǎn)化為10進(jìn)制的數(shù)據(jù)符號(hào)。

同樣可以計(jì)算出(D2)10、(D2)10……的十進(jìn)制數(shù)據(jù)分別為：197402、129388……。下面是BittoIntegerConverter模塊仿真輸出的十進(jìn)制數(shù)據(jù)。對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)是

完全吻合的。

BittoIntegerConverter模塊仿真輸出GeneralBlockInterleaver模塊仿真輸出

?171926??197402????129388????12767??170708????138746??109896????105721??190498????118683???164368???230238????68878??13796????58076??179597????142794???252120???221331???94605???133429???202359???258005????10495??195922????219024????78765??96516???211308???50323???104131???18742???

?171926??129388????197402????12767??170708????109896??138746????105721??190498????164368????118683??230238????68878??58076????13796??179597????142794???221331???252120????94605??133429????258005??202359????10495??195922????78765???219024???96516????211308??104131????50323??18742???

圖4.2.3.13圖4.2.3.14

通用塊交織器的輸出數(shù)據(jù)見圖4.2.3.14。它是BittoIntegerConverter模塊仿真輸出依照[1324576891110121315141617191820212322242527262829313032]'的行順序輸出，對(duì)比于圖4.2.3.13BittoIntegerConverter模塊的數(shù)據(jù)，我們可以驗(yàn)證我們的仿真過程正確。

IntegertoBitConverter模塊的數(shù)據(jù)輸出（576個(gè)比特符號(hào)）

101001111110010110011111100101101100110000001100011010

000011000111011111101001101011010100011010110101001000100001110111111010011001110011111001101110100000100010101000001000010000011100111110011011111000001101011110010000110100001110001110001011011100000011010111100100101011110110001101100010110111001010110110000010010011111101100011011000010111000110001101100000100100110101111110111111010101110001001010001111000010100011111111101111110101010010010011001110101101110101011110010000010111100100000100110011100101101100011001011011000011001100010010010011000100100100110110

圖4.2.3.15

IntegertoBitConverter模塊輸出數(shù)據(jù)每一行的二進(jìn)制比特?cái)?shù)據(jù)即是將GeneralBlockInterleaver模塊每個(gè)十進(jìn)制數(shù)變換為二進(jìn)制數(shù)而已。其計(jì)算方法從略。

利用scope模塊來(lái)觀測(cè)的各個(gè)模塊的輸出波形見下圖：

波形的輸出順序?yàn)?，從上至下：Repeat模塊輸出數(shù)據(jù)、Matrix交織器輸出數(shù)據(jù)、

BittoIntegerConverter模塊輸出數(shù)據(jù)、GeneralBlockInterleaver模塊輸出數(shù)據(jù)、Integer

toBitConverter模塊輸出數(shù)據(jù)

圖

圖4.2.3.16

4.2.4沃爾什調(diào)制器輸出與長(zhǎng)碼輸出及其異或驗(yàn)證模塊參數(shù)設(shè)置及參數(shù)設(shè)置說明如下:

圖4.2.4.1Walsh正交編碼調(diào)制器設(shè)置

Walshorder:是指沃爾什調(diào)制器的輸入,用每6個(gè)比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)選取Walsh正交符

號(hào)集中的某一行符號(hào),且任何一行的數(shù)據(jù)符號(hào)的個(gè)數(shù)均為64個(gè)。其簡(jiǎn)單計(jì)算公式為i?c0?2c1?4c2?8c3?16c4?32c5，具體原理見沃爾什函數(shù)部分。

Inputvectorlength:是指輸入的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。從塊交織器輸出的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為576個(gè)二進(jìn)

制比特，所以這里的設(shè)置為32×18=576。

4.2.4.2雙極性向單極性轉(zhuǎn)換模塊設(shè)置

M-arynumber:是指數(shù)據(jù)序列的進(jìn)制數(shù)，由于，在本仿真的過程中，我們所用的數(shù)據(jù)均為

二進(jìn)制數(shù)據(jù)序列，故將此設(shè)置為2。

Polarity:由于Walsh調(diào)制器輸出的數(shù)據(jù)是雙極性的二進(jìn)制序列，而長(zhǎng)碼產(chǎn)生的碼

序列是單極性的，為了兩者匹配，我們就用極性變換來(lái)使達(dá)到目的。在極

性變換中，“1〞=>“-1〞,〞0〞=>〞1〞，所以，將這里的參數(shù)設(shè)置為Negative.

圖4.2.4.3Buffer模塊設(shè)置

Outputbuffersize(perchannel):為了使異或模塊前Walsh調(diào)制器的輸出碼序列大小

和長(zhǎng)碼產(chǎn)生器輸出碼序列大小一致，我們同時(shí)將兩出的模塊輸出碼序列大小設(shè)置為4。圖4.2.4.4長(zhǎng)碼產(chǎn)生器設(shè)置Outputframesize:同4.2.3.3設(shè)置說明。

Sampletime:為了保持幀在整個(gè)仿真中的大小不變和滿足設(shè)計(jì)的需要，我們這里

也繼承前面的模塊設(shè)置，將抽樣時(shí)間設(shè)置為20/1000/80。

圖4.2.4.5異或模塊參數(shù)設(shè)置

仿真數(shù)據(jù)驗(yàn)證：

參考前面的塊交織器輸出的前6位比特?cái)?shù)據(jù)，可以知道，前6位比特?cái)?shù)據(jù)為：101001。運(yùn)用公式i?c0?2c1?4c2?8c3?16c4?32c5計(jì)算可得i=37,也即，Walsh調(diào)制器輸出的碼序列為Walsh正交符號(hào)集中的第37行數(shù)據(jù)碼序列。查表知該行碼序列為：0101101001011010010110100101101010100101101001011010010110100101。對(duì)照仿真輸出數(shù)據(jù)，見圖4.2.3.6和圖4.2.3.7所示。圖4.2.3.6所示的是Walsh調(diào)制器輸出的雙

極性碼，圖4.2.3.7所示的是雙極性碼變換后的單極性碼。由兩圖可以知道，我們的仿真與理論完全吻合。當(dāng)然，這里只是驗(yàn)證了，塊交織器輸出的前6位碼序列，其他碼序列的驗(yàn)證方法同這里一樣，這里不再重復(fù)。

Walsh調(diào)制器輸出數(shù)據(jù)BipolartoUnipolarConverter的輸出數(shù)據(jù)

圖4.2.4.6圖4.2.4.7

長(zhǎng)碼異或處驗(yàn)證：

圖4.2.4.8

Buffer模塊的輸出（雙極性）BipolartoUnipolarConverter的輸出數(shù)據(jù)

圖4.2.4.9圖4.2.4.10長(zhǎng)碼產(chǎn)生器輸出異或輸出

圖4.2.4.11圖4.2.4.12

由于，buffer模塊輸出的數(shù)據(jù)是雙極性的，經(jīng)過映射后，我們得到單極性的數(shù)據(jù)，映射方法是：“1〞=>“-1〞,“0〞=>“1〞，由于buffer模塊輸出的數(shù)據(jù)為全“1〞，所以，經(jīng)過極性變換后的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)為全“0〞。對(duì)圖4.2.3.9和圖4.2.3.10的讀值可以知道，數(shù)據(jù)符合理論。BipolartoUnipolarConverter的輸出數(shù)據(jù)和長(zhǎng)碼產(chǎn)生器輸出經(jīng)過異或輸出，即得異或模塊輸出數(shù)據(jù)，分析知道，數(shù)據(jù)正確。

通過對(duì)上面的