【正文】 帶的 導(dǎo)頻 符號(hào)完成的。 延遲估計(jì)的作用是通過匹配濾波器獲取不同時(shí)間延遲位置上的信號(hào)能量分布，識(shí)別具有較大能量的多徑位置，并將它們的時(shí)間量分配到 RAKE 接收機(jī)的不同接收徑上。當(dāng)串行輸入的采樣數(shù)據(jù)和本地的 擴(kuò)頻碼 和 擾碼 的相位一致時(shí)，其相關(guān)能力最大，在濾波器輸出端有一個(gè)最大值。根據(jù)相關(guān)能量，延遲估計(jì)器就可以得到多徑的到達(dá)時(shí)間量。 移動(dòng)臺(tái) 和 基站 間的RAKE 接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法和功能盡管有所不同，但其原理是完全一樣的。圖中把接收數(shù)據(jù)送入 RA 此接收機(jī)的各指峰 finger，在每個(gè) fillger 中首先對接收數(shù)據(jù)做下抽樣和 時(shí)延調(diào)整，保證各 finger 均獲得有效的計(jì)算數(shù)據(jù)，并且使每個(gè) chip 周期 內(nèi)有一個(gè)抽樣值；接著是與本地?cái)U(kuò)頻地址碼進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，隨后在整個(gè)擴(kuò)頻地址碼長度內(nèi)求平均，并以符號(hào)長度為周期抽樣，然后將各 finger 的計(jì)算值乘以信道加權(quán)系數(shù)口，后合并相加，最后得到 RAKE 接收輸出值 x(t) RAKE 接收機(jī)模型 （圖 6） 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 RAKE 接收機(jī)在 WCDMA 中的應(yīng)用 WCDMA 中 的 RAKE 接收機(jī)的一種實(shí)現(xiàn)方案如圖 7 所示。假設(shè)信源輸出用 16 位 Walsh碼 擴(kuò)頻，進(jìn)入接收機(jī)的有 3 徑（即 N=3）；假設(shè)每條徑之間延時(shí)半個(gè)碼片，為了進(jìn)行仿真，對 Walsh 碼進(jìn)行擴(kuò)展，每個(gè)碼字重復(fù)一次，則長度擴(kuò)展為 32 位，如 [1 1 0]擴(kuò)展為 [1 1 1 1 0 0]。 %將 Walsh 碼重復(fù)為兩次 WCDMA 中 RAKE 接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方案 （圖 7） Chip 匹配 濾波器 頻率 補(bǔ)償 內(nèi)插 /下 抽樣 導(dǎo)頻信道解擴(kuò) 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 信道解擴(kuò) 定時(shí)跟蹤 抽樣時(shí)鐘偏移跟蹤 擾碼獲 取 解擾 相位 補(bǔ)償抽樣 相位誤差跟蹤 RAKEfinger控制 抽樣 頻率 偏 移跟蹤 合并 多徑捕獲 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 Wal16_d(1:2:31)=Wal。 %接收到的三徑信號(hào)以及噪聲信號(hào) demp=p1*path1+p2*path2+p3*path3+noise。 RAKE 接收機(jī)的每個(gè) finger 負(fù)責(zé)每個(gè)多徑的接收與跟蹤，其中還包括信道參數(shù)的估計(jì)和補(bǔ)償，RAKE 接收機(jī)的控制部分負(fù)責(zé)多徑捕獲和多徑信號(hào)取舍，合并單元將從各個(gè) finger中獲得的解擴(kuò)解調(diào)信號(hào)按一定的算法進(jìn)行合并，以便有效地檢測用戶信息比特。但是，在實(shí)現(xiàn)上由于多個(gè)天線的數(shù)據(jù)要進(jìn)行分路的控制處理，增加了基帶處理的復(fù)雜度。符號(hào)級(jí)的處理包括信道估計(jì)， 相位旋轉(zhuǎn) 和合并相加 。 延遲估計(jì)的主要部件是 匹配濾波器 ，匹配濾波器的功能是用輸入的數(shù)據(jù)和不同相位的本地 碼字 進(jìn)行相關(guān)，取得不同碼字相位的相關(guān)能量。實(shí)際實(shí)現(xiàn)中，如果延遲估計(jì)的更新速度很快（比如幾十 ms一次），就可以無須遲早門的 鎖相環(huán) 。 LPF 是一個(gè) 低通濾波器 ，濾除信道估計(jì)結(jié)果中的噪聲，其帶寬一般要高于信道的 衰落率 。遲早門的相關(guān)結(jié)果相減可以用于調(diào)整碼 相位 。圖為一個(gè) RAKE 接收機(jī)，它是專為 CDMA 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)典的分集接收器，其理論基礎(chǔ)就是：當(dāng)傳播時(shí)延超過一個(gè)碼片周期時(shí)，多徑信號(hào)實(shí)際上可被看作是互不相關(guān)的。這樣，在無線信道中出現(xiàn)的 時(shí)延擴(kuò)展 ，就可以被看作只是被傳信號(hào)的再次傳送。 面對未來的發(fā)展， RAKE 接收機(jī)將同三項(xiàng)關(guān)鍵革新技術(shù)相結(jié)合： 智能天線技術(shù) 、多用戶檢測、 MIMO 系統(tǒng)。 RAKE 接收機(jī) 技術(shù)發(fā)展及研究現(xiàn)狀 1956 年， Prcie 和 Green提出了具有抗多徑衰落的RAEK 接收機(jī)概念： 1937年，F(xiàn)orney 提出的基于已知信道特性的 最大似然序列檢測器(MLSD)，這是一種最優(yōu)的單用戶接收機(jī) （ RAKE 接收機(jī)框圖 如圖 2 所示 ） 。在CDMA 移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于信號(hào)帶寬較寬，存在著復(fù)雜的多徑 無線電 信號(hào)，通信受到 多徑衰落 的影響。 TDSCDMA 在使用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng) DAS 時(shí)，不需要使用智能 天線系統(tǒng)，完全可以使用常規(guī)的室內(nèi)天線對室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。 至此， TDSCDMA 不論在形式上還是在實(shí)質(zhì)上，都已在國際上被廣大運(yùn)營商、設(shè)備制造商所認(rèn)可和接受，形成了真正的國際標(biāo)準(zhǔn)。 ITU 綜合了各評(píng)估組的評(píng)估結(jié)果，在 1999 年 11 月赫爾辛基 ITURTG8/1 第 18 次會(huì)議上和 2020 年 5月在伊斯坦布爾的 ITUR 全會(huì)上， TDSCDMA 被正式接納為 CDMATDD 制式的方案之一。 TDSCDMATime DivisionSynchronous Code Division Multiple Access (時(shí)分同步的碼分多址技術(shù) )，又稱時(shí)分同步 CDMA。根據(jù)重組方案， ―新中國移動(dòng) ‖將根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建設(shè)，并且已經(jīng)在初步在部分區(qū)域建成投入試運(yùn)行。 CDMA20201x 被稱為 。 WCDMA 采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（ DSCDMA）、頻分雙工（ FDD）方式，碼片速率為 ，載波帶寬為 5MHz.基于 Release 99/ Release 4 版本，可在 5MHz 的帶寬內(nèi)，提供最高 384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。根據(jù)重組方案，新中國聯(lián)通將根據(jù)該方案重建 3G網(wǎng)絡(luò) 。 WCDMA、 CDMA2020 與 TD—SCDMA 都屬于寬帶 CDMA 技術(shù)。這種聲碼器具有 8kbit／ S 和 13kbit／ S 兩種速率的序列。 （ 8） CDMA 高效率的 QCELP 話音編碼。 （ 6）兼容性好。 （ 4）采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。因?yàn)?CDMA 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。 （ 5）多個(gè)用戶同時(shí)接收 ,同時(shí)發(fā)送 . 2．在擴(kuò)頻 CDMA 通信系統(tǒng) 中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù)而具有一些新的特點(diǎn)： （ 1）采用了多種分集方式。這是擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)，是所有通信方式無法比擬的。因此可以更好的節(jié)約建網(wǎng)成本。 雖然 CDMA 系統(tǒng)頻率規(guī)劃簡單，但 CDMA 系統(tǒng)存在著 PN 短碼的規(guī)劃，并且 PN 短碼的規(guī)劃相較頻率規(guī)劃并不一定更簡單。同時(shí)門限值根據(jù)背景噪聲的改變而變，這樣即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質(zhì)量。 (3) 通話質(zhì)量更佳 TDMA 的信道結(jié)構(gòu)最多只能支持 4Kb 的語音編碼器，它不能支持 8Kb 以上的語音編碼器。 CDMA 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，打個(gè)比方，將帶寬想像成一個(gè)大房子，所有的人將進(jìn)入惟一的大房子。 (2) 系統(tǒng)容量的配置靈活 在 CDMA 系統(tǒng)中，用戶數(shù)的增加相當(dāng)于背景噪聲的增加，造成話音質(zhì)量的下降。但 CDMA 技術(shù)有其獨(dú)到之處，在通話質(zhì)量好、掉話少、低輻射、健康環(huán)保等方面具有顯著特色。增長 率位于第三的是 中美洲 和 南美洲 ， CDMA 用戶數(shù)量達(dá)到 500 萬。據(jù) CDG(世界 CDMA 發(fā)展集團(tuán) )統(tǒng)計(jì)， 1996 年底 CDMA用戶僅為 100 萬；到 1998 年 3 月已迅速增長到 1000 萬；截至 1999 年 9 月，用戶數(shù)量已超過 4000 萬。 cdma2020 在標(biāo)準(zhǔn)研究的前期，提出了 1X 和 3X 的發(fā)展策略，但隨后的研究表明， 1X 和 1X 增強(qiáng)型技術(shù)代表了未來發(fā)展方向。其后又分別出版了 13K 話音編碼器的 TSB74 標(biāo)準(zhǔn)，支持 的 CDMA PCS 系統(tǒng)的 STD008 標(biāo)準(zhǔn)，其中 13K 編碼話音服務(wù)質(zhì)量已非常接近有線電話的話音質(zhì)量。在 澳大利亞 主辦的第 27 屆奧運(yùn)會(huì)中， CDMA 技術(shù)更是發(fā)揮了重要作用。全球許多國家和地區(qū)，包括中國大陸、中國香港、韓國、日本、美國都已建有 CDMA 商用網(wǎng)絡(luò)。 Wideband CDMA(WCDMA)寬帶碼分多址傳輸技術(shù)，為 IMT2020 的重要基礎(chǔ)技術(shù)，將是第三代數(shù)字 無線通信 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)之一。 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 CDMA 專業(yè)定義 CDMA，就是利用展頻的 通訊技術(shù) ，因而可以減少手機(jī)之間的干擾，并且可以增加用戶的容量，而且手機(jī)的功率還可以做的比較低，不但可 以使使用時(shí)間更長，更重要的是可以降低電磁波輻射對人的傷害。 WCDMA、 CDMA2020 與TD—SCDMA 都屬于寬帶 CDMA 技術(shù)。它主要定位于實(shí)時(shí) 視頻 、高速多媒體和移動(dòng)Inter 訪問業(yè)務(wù)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，第三代移動(dòng)通信技術(shù)提供了全球無縫覆蓋和漫游、更大的容量、支持窄帶業(yè)務(wù)，并提供高速數(shù)據(jù)服務(wù)。 ? 矩陣除的運(yùn)算在線性代數(shù)中沒有，有矩陣逆的運(yùn)算，在 matlab 中有兩種矩陣除運(yùn)算 ： 右除 B/A 左除 A\C。 矩陣運(yùn)算 矩陣加、減（＋ ,－）運(yùn)算 規(guī)則： （ 1） 相加、減的兩矩陣必須有相同的行和列兩矩陣對應(yīng)元素相加減。 X=1:6 用于選出矩陣指定行、列及元素。4 5 6] x=[2 pi/2。程序文件擴(kuò)展名為 “.m” ，以文本文件形式保存。）但一般安裝完畢后會(huì)在安裝目錄下有一個(gè)快捷運(yùn)行方式。這里有一點(diǎn)要注意的是，由于不同操作系統(tǒng)設(shè)置，可能會(huì)出現(xiàn)一些意外錯(cuò)誤，而且越高版本的 MATLAB 對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的 性能 要求也越高，如 版本要 求至少 64M 內(nèi)存，最好128M。開放性也許是 MATLAB 最受人們歡迎的特點(diǎn)。功能性工具箱用于多種學(xué)科。 武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 MATLAB 包含兩個(gè)部分：核心部分和各種可選的工具箱。 MATLAB 還具有較強(qiáng)的編輯圖形界面的能力。 例如，在 MATLAB 里，用戶無需對矩陣預(yù)定義就可使用。 2）運(yùn)算符豐富。在求解過程中，最麻煩的要算第二部分。由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。 以下簡單介紹一下 MATLAB 的主要特點(diǎn)。 MATLAB 的語言特點(diǎn) 一種語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 不同于其他語言的特點(diǎn)，正如同 FORTRAN 和 C 等高級(jí)語言使人們擺脫了需要直接對計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語言的 MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。在歐美等高校， MATLAB 已經(jīng)成為線性代數(shù)，自動(dòng)控制理論，數(shù)理統(tǒng)計(jì)，數(shù)字信號(hào)處理，時(shí)間序列分析，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基 本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。 1999 年推出 版。這種軟件的缺點(diǎn)是使用面窄，接口簡陋，程序結(jié)構(gòu)不開放以及沒有標(biāo)準(zhǔn)的基庫，很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。 1984 年 ， Cleve Moler 和 John Little 成立了 Math Works 公司 ， 正式把 MATLAB推向市場 ， 并繼續(xù)進(jìn)行 MATLAB 的研究和開發(fā) 。 在以后的數(shù)年里 ， MATLAB 在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用 ， 并作為面向武漢理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 大眾的免費(fèi)軟件廣為流傳 。 EISPACK 是特征值求解的FOETRAN 程序庫 ， LINPACK 是解線性方程的程序庫 。 學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包 ， 控制工具包 、 信號(hào)處理工具包 、 通信工具包等都屬于此類 。 MATLAB 是一門計(jì)算機(jī)編程語言，取名來源于 Matrix Laboratory，本意是專門以矩陣的方式來處理計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，它把數(shù)值計(jì)算和可視化環(huán)境集成到一起，非常直觀，而且提供了大量的函數(shù)，使其越來越受到人們的喜愛，工具箱越來越多，應(yīng)用范圍也越來越廣泛 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué) ， 工程中常用的形式十分 相似 ， 故用 MATLAB 來解 答 問題要比用 C、 FORTRAN 等語言完 成 相同的事情簡捷得多 。而在用 MATLAB 函數(shù)的仿真中，函數(shù)按照數(shù)據(jù)流的順序依次執(zhí)行，意味著所處理的數(shù)據(jù)，首先要經(jīng)過一個(gè)運(yùn)算階段，然后再激活下一個(gè)階段，這種仿真被稱為數(shù)據(jù)流仿真。通信工具箱中的模塊可供直接使用，并允許修改，使用起來十分方便，因而完全可以滿足使用者設(shè)計(jì)和運(yùn)算的需要。 關(guān)鍵詞 ： 仿真 、 碼分多址 、 擴(kuò)頻 –CDMA、 通信系統(tǒng) 、 3G、 多徑干擾 、 WCDMA、分集接收 。實(shí)現(xiàn) CDMA 的理論基礎(chǔ)是擴(kuò)頻通信，即在發(fā)送端將待發(fā)送的數(shù)據(jù)用偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展，然后進(jìn)行傳輸，而在接收端則采用同樣的編碼進(jìn)行解擴(kuò)及相關(guān)處理，恢復(fù)原始的數(shù)據(jù)信息。 仿真 CDMA 發(fā)射機(jī)的功能，包括隨機(jī)序列的產(chǎn)生，信源編碼尾比特添加 , 信道編碼 (卷積編碼 )，分組交織 和擴(kuò)頻調(diào)制 6 個(gè)功能模塊，生成用于數(shù)字基帶，矩陣實(shí)驗(yàn)室（ MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式的程序語言。該程序仿真 CDMA 接收機(jī)的功能，包括解擴(kuò)，解交織，信道編碼 (卷積碼 )，解碼，信源編碼 (CRC)解碼 5 個(gè)功能模塊，生成用于數(shù)字基帶傳輸?shù)男盘?hào)序列。