【正文】 35 信號(hào)源（二）波形 表 32 二進(jìn)制 伯努利 序列產(chǎn)生器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Bernoulli Binary Generator Probability of a zero Initial seed 62 Sample time 1/9600 Framebase outputs Unchecked Interlpret vector parameter as 1D Unchecked 極性轉(zhuǎn)換：由于單極性波形的頻率成分中含有直流分量，不適合 于信道的傳輸，所以要將單極性波形轉(zhuǎn)化成雙極性波形?；鶐盘?hào)選用用二進(jìn)制伯努利序列產(chǎn)生器，它產(chǎn)生的是一系列二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，設(shè)置 0 與 1 的概率分別 ，根據(jù)3G 通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，基帶信號(hào)的比特率為 9600kbps，所以設(shè)置 Sample time 設(shè)為1/9600。離散時(shí)間仿真是對(duì)實(shí)際通信系統(tǒng)的一種簡(jiǎn)化，它的仿真建模比較簡(jiǎn)單，整個(gè)仿真過(guò)程需要花費(fèi)的時(shí)間比連續(xù)仿真少，是通信仿真的主要形式。 Tables(函數(shù)和平臺(tái)模塊 )， Math(數(shù)學(xué)模塊 )， Nonlinear(非線性模塊 )， Signals amp。 Simulink 還提供了豐富的功能模塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用 Simulink 幾乎可以做到不書寫一行代碼就能完成整個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模工作。 matlab 編寫簡(jiǎn)單、代碼效率高等優(yōu)點(diǎn)使得 matlab 在通信、信號(hào)處理、金融計(jì)算領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)它還可以與其他語(yǔ)言（如 Fortran和 C 語(yǔ)言）混合編程，進(jìn)一步擴(kuò)展了自身的功能。 7．高度可靠的保密安全性。 3．系統(tǒng)容量增大。由于單邊帶調(diào)制占用的帶寬最窄，所以在頻分復(fù)用中一般都采用單邊帶調(diào)制技術(shù)。由于采用了很窄的時(shí)片去發(fā)送信號(hào)，相對(duì)說(shuō)來(lái)，信號(hào)的頻譜也就展寬了。所以，跳頻系統(tǒng)也占用了比信息帶寬要寬得多的頻帶 ③ THSS 跳時(shí)是使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上跳變。此外，若為不同的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)適當(dāng)?shù)倪x擇不同的擴(kuò)頻碼，使他們之間的互相關(guān)系數(shù)很小，就可以使各個(gè)系統(tǒng)的用戶在同一頻段上工作而互不干擾，實(shí)現(xiàn)碼分復(fù)用和碼分多址。圖 214 中， cB 是一個(gè)擴(kuò)頻碼碼片持續(xù)時(shí)間 ct 的倒數(shù)，即 cc tB /1? 。當(dāng)考慮接收信號(hào)上疊加的噪聲和干擾信號(hào)時(shí)，接收機(jī)的輸入信號(hào)功率譜密度如圖 214（ a）所示，其中包括白噪聲、窄帶干擾，以及和有用信號(hào)功率譜相近的寬帶干擾信號(hào)。此本地?cái)U(kuò)頻碼和接收信號(hào)相乘后，其輸出信號(hào) s1(t)的相位如圖 e 所示。由于擴(kuò)頻碼的碼片寬度比信號(hào) 碼元寬度小很多，所以調(diào)制后的信號(hào)帶寬基本上決定于擴(kuò) 頻碼的碼片寬度。擴(kuò)頻碼通常采用 m 序列，但是有時(shí)為了保密也采用非線性序列。這里， )(tc 和嗎 )(tm 都是不歸零二進(jìn)制信號(hào)，取值“ +1”和“ 1”。擴(kuò)頻增益又稱處理增益，用Gp 表示。直擴(kuò)系統(tǒng)正是應(yīng)用了這一原理，直接用重復(fù)頻率很高的窄脈沖序列來(lái)展寬信號(hào)的頻譜。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中采用偽隨機(jī)序列 /正交序列 擴(kuò)頻，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機(jī)序列作為不同用戶的地址碼，從而實(shí)現(xiàn)碼分多址通信。 當(dāng)接收端的信噪比一定時(shí)，信道的傳輸帶寬越大，其系統(tǒng)的信道容量也越大。 擴(kuò)頻技術(shù)介紹 擴(kuò)頻理論介紹 首先介紹香農(nóng)定理。這種 H 矩陣稱為正規(guī)阿達(dá) 瑪矩陣。于是上式可改寫為： ?????? ?? ???2H 階數(shù)為 2 的冪的阿達(dá)瑪矩陣可以用下面的遞推公式求出： 22/ HHH NN ?? 式中， ? 為直積。 在正交編碼理論中，阿達(dá)瑪（ Hadamard）矩陣具有非常重要的作用，因?yàn)樗拿恳恍忻恳涣卸际且粋€(gè)正交碼組。 由互相關(guān)系數(shù) ? 的定義式容易看出任何碼組 ? 的的取值范圍均在 +1 和 1 之間，即有： 11 ???? ? 。 本課題主要是用正交碼做為“載波”，所以只對(duì) 偽隨機(jī)碼的介紹只到這里，不作太詳細(xì)的介紹。由于它具有類似白噪聲的隨機(jī)特性但是又能重復(fù)產(chǎn)生，所以稱為偽隨機(jī)序列，并且可以代替白噪聲用于需要隨機(jī)信號(hào)的場(chǎng)合，例如測(cè)試系統(tǒng)性能。在討論通信系統(tǒng)性能受噪聲的影響時(shí)，我們主要分析的就是白噪聲的影響。熱噪聲的頻率范圍很廣，在接近 Hz1210~0 內(nèi)均勻分布。所以熱噪聲無(wú)處不在。通信系統(tǒng)中沒(méi)有傳輸信號(hào)時(shí)也有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。在此環(huán)路中，壓控振蕩器（ VCO）提供兩路互為正交的載波，與輸入接收信號(hào)分別在同相和正交兩個(gè)鑒相器中進(jìn)行鑒相，經(jīng)低通濾波之后的輸出均含調(diào)制信號(hào)， 兩者相乘后可以消除調(diào)制信號(hào)的影響， 經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與相位差有關(guān)的控制壓控，從而準(zhǔn)確地對(duì)壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整。 設(shè)調(diào)制信號(hào) m(t)無(wú)直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號(hào)為 ttmts cm ?co s)()( ? () 接收端將該信號(hào)經(jīng)過(guò)非線性變換 ——平方器件后得到 ttmtmttmte cc ?? 2c o s)()(]c o s)([)( 22 ??? () 上式的第二項(xiàng)包含有載波的倍頻 c?2 的分量。 一、直接法 直接法也稱自同步法。因此，載波同步是實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的先決條件。 QPSK 介紹 QPSK 又稱正交相移鍵控。 數(shù)字調(diào)制解調(diào) ASK 介紹 ASK 又稱振幅鍵控，其表示式為： ????? t0 )c o s ()()( 0 ?? ttAts () 式中， 00 2 f?? ? 為載波的角頻率；???? ”當(dāng)發(fā)送“”當(dāng)發(fā)送“ 0 0 1 )( AtA 調(diào)制方法如圖 23 所示 ： 圖 23： ASK 調(diào)制的兩種方法 相乘器 cos?0t s(t) A(t) cos?0t s(t) A(t) 相乘電路 開關(guān)電路 解調(diào)方法如圖 24， 25 所示： 1，包絡(luò)檢波法（非相干解調(diào)） 圖 24 包絡(luò)檢波法解調(diào) 2，相干解調(diào)法－ 利用載波相位信息： 圖 25 相干解調(diào)法 誤碼率如下： 設(shè)在 T 內(nèi)，帶通濾波后的接收信號(hào)和噪聲電壓等于 : () 式中， ∵ n(t)是一個(gè)窄帶高斯過(guò)程 ，故有 () 將上兩式代入 y(t)式，得到： () 或 () 帶通 濾波 相乘 電路 低通 濾波 抽樣 判決 相干 載波 S(t) A(t) 定時(shí)脈沖 包絡(luò)檢波器 全波 整流 帶通 濾波 低通 濾波 抽樣 判決 定時(shí)脈沖 s(t) A(t) Tttntsty ???? 0)()()(????”時(shí)。 為了充分利用信道，將多路信號(hào)組合成群信號(hào)，在一條信道上同時(shí)傳輸 —信道復(fù)用 。另外，數(shù)字通信還有同步問(wèn)題。 信宿 ：將恢復(fù)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為原始消息。 調(diào)制器是將基帶信號(hào)變換成適合具體信道傳輸?shù)男盘?hào) 。典型例子有話筒 (語(yǔ)音到音頻電信號(hào) )、攝像機(jī) (圖像到視頻電信號(hào) )、電傳機(jī) (字符到數(shù) 字信號(hào) )等。 數(shù)字通信系統(tǒng)有多種，例如數(shù)字電話系統(tǒng)、高速計(jì)算機(jī)并行數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)等。 各種不同的消息可以分成兩類：離散消息和連續(xù)消息。例如， 符號(hào)、文字、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖象等都是消息 (message)。全球有 850 多款的 cdma2020 商用終端上市。 2020 年 中國(guó)移動(dòng)的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)投入商用。 2020 年 5 月，國(guó)內(nèi) 8 家企業(yè)與 QUALCOMM 簽訂 Ramp。 1997 年，中國(guó)的北京、西安、上海、廣州建有 CDMA 實(shí)驗(yàn)網(wǎng)（中國(guó)長(zhǎng)城網(wǎng)，133 網(wǎng)）。 國(guó)外 CDMA 技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 目前全球約有 50 個(gè)左右國(guó)家正在使用 CDMA 網(wǎng)絡(luò)，其中 CDMA 作為主要移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的包括美國(guó)、韓國(guó)、日本、澳 大利亞等國(guó)家以及南美洲的一些地區(qū)。在美國(guó)和日本， CDMA 成為國(guó)內(nèi)的主要 移動(dòng)通信技術(shù) 。 關(guān)鍵詞 ： CDMA；擴(kuò)頻 ； matlab仿真 The analysis and simulation of munication system based on Matlab Abstract A technology in wireless munication was called Code Division Multiple Access(Referred to CDMA) and it is the Core technology in 3G. CDMA technology was developed During World War II for the need of war. But it has been used in the military areas for a long time and was used in civilian areas until resent years. In china, it is in a few years that this technology began to thrive. At present, there are three methods to implement CDMA technology: WCDMA put forward by Europe, CDMA2020 put forward by America and TDSCDMA put forward by China. The mon feature of these three technologies is CDMA. In fact, CDMA is posed of two technologies: CD and MA. The former is based on spread spectrum which has many advantages such as the ability to improve the suppression of narrowband interference, hiding signals in the background noise, the prevention of information eavesdropping， enabling many users to use one frequency band and so on. At our country, the market prospects of CDMA are very bright just because of the beginning of its prevailing .As result, this technology is an issue deserved to research. By grasping the basic theory of it through simulating CDMA via Matlab, I can lay the foundation for studying it deeper later. This paper includes the following contents: spread spectrum, mingling two signals, modulation, demodulation, adding noise, separating the two signals, minimizing error rate. Analyse performance through waveform, spectrum scope and making a further improvement. The simulation result proves the correctness of this designed system. Key words: CDMA, spread spectrum, Matlab simulation 1 緒論 背景介紹 CDMA 技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對(duì)更高質(zhì)量無(wú)線通信的需求。 在我國(guó)， CDMA 正處于剛剛盛行階段