【正文】 LINK，對碼分多址通信仿真系統(tǒng)進行仿真。 SIMULINK simulation。頻分多址方式是以傳輸信號載波頻率的不同劃分來建立多址接入。碼分多址方式是以傳輸?shù)男盘柎a型的不同劃分來建立多址接入。存在問題：由于所有的基站都使用同一個頻率，相互之間存在干擾，如果小區(qū)規(guī)劃做得不好，將直接影響話音質(zhì)量和使系統(tǒng)容量打折扣，因而在進行站距、天線高度等設(shè)計時應(yīng)謹慎。一個典型的擴頻通信系統(tǒng)框圖 [2]如圖 所示。擴頻和解擴是為了提高系統(tǒng)的抗干擾能力而進行的信號頻譜展寬和還原。 CDMA 系統(tǒng)的擴頻方式和重要參數(shù)在實際的碼分多址系統(tǒng)中，直接序列擴頻方式得到了廣泛的認可和應(yīng)用。（1）擴頻增益擴頻增益，通常用于衡量擴頻系統(tǒng)抗干擾能力的優(yōu)劣。 CDMA 擴頻碼：偽隨機碼序列碼分多址系統(tǒng)中，非常注重研究偽隨機序列的自相關(guān)和互相關(guān)特性。偽隨機序列定義 [3]如下： 凡自相關(guān)系數(shù)具有下列形式的碼序列，稱為偽隨機序列,又稱為狹義偽隨機序列： ()??10Pxix?????????????其中 為序列與初始序列的相位差。需滿足：目標接收端，能識別并同步產(chǎn)生此序列；對于非目標接收端而言，該序列是不可識別的。 m 序列 m 序列是由 n 級線性移位寄存器產(chǎn)生的周期為 的碼序列，是最長線性反饋移12?n位寄存器序列的簡稱。（2）移位特性：m 碼序列和其移位后的序列模 2 相加，所得的序列還是 m 序列，只是相位不同。求出特征多項式，可通過兩種方式產(chǎn)生 m 序列。1na?2na? nra?1z1z?... 1z1c2crc......na圖 反饋移位寄存器原理框圖序列生成多項式表示為: ()1200() iiGxaxax??????將線形反饋邏輯代入后,選擇初始狀態(tài)為 ()121rraa????????得到 ()0()riiGzFxc??????其中, 是關(guān)于 的多形式。圖 產(chǎn)生 m 序列的仿真模型偽隨機序列產(chǎn)生器模塊的參數(shù)設(shè)置為：生成多項式為[1 0 0 1 1]；初始狀態(tài)為：[0100]；采樣時間為： s，仿真時間設(shè)置為 1 秒。得 m 序列互相關(guān)函數(shù)特性如圖 所示（Matlab 程序見附錄（2））。滿足下列條件的兩個 m 序列可構(gòu)成優(yōu)選對：??12n 4xyR???????為 奇 數(shù)為 偶 數(shù) 且 不 能 被 整 除 CDMA 擴頻碼：PN 序列的擴頻原理在 CDMA 中，不同的用戶在相同的時間用相同的頻帶，有一系列正交的波形、序列或碼字來相互分離開。（3）每個碼自己的內(nèi)積被碼元的數(shù)量相除必須為 1。假設(shè)有相同的三個用戶希望發(fā)送三條單獨的信息。對于第一條信息： ??1mt?1?1? 1??1? 0pt? ? 1其中， 是第一條信息的擴展信號。結(jié)果推導(dǎo)出函數(shù)、 和 ：??1Mt2t??3t 0p1???13??1? t 797? 3C1?3? ??2t 79 6p1???131? 3Mt 9 7?根據(jù)積分函數(shù) 、 和 ，有一個“判決門限”。2 SIMULINK 仿真概述本文采用的是 SIMULINK 仿真，其所有的模塊在每個時間步長上同時執(zhí)行，被稱為時間流的仿真。當一個動態(tài)模型包含許多環(huán)節(jié)時，往往把系統(tǒng)按功能分塊，每一塊建立一個子系統(tǒng)。碼分多址通信系統(tǒng)原理框圖 [2]如圖 所示。再用一條 15 位的 m 序列與每個信息碼元進行相關(guān)運算，數(shù)據(jù)單位為切普，長度縮短為比特的 1/30，信號頻譜大大擴展。當從信道中檢測到信號后，接收端首先對接收信號進行解擴處理，通過擴頻碼的正交性去除多址干擾恢復(fù)為擴頻前的原始數(shù)據(jù)。 本文將實際應(yīng)用中的碼分多址通信系統(tǒng)的解擴設(shè)備進行簡化。不同用戶間擴頻碼字的正交性越好，MAI 就越小。由于碼字的不相關(guān)特性，多個用戶可以采用相同的載波同時向信道發(fā)送數(shù)據(jù)包。分別延遲四個、七個 m 序列碼元的兩個碼組與源信號的原始碼組構(gòu)成三個正交碼組，它們分別對單個用戶的信號進行直接擴頻。以后進入接收部分，信號與源信號 m 序列擴頻碼相乘進行解擴。碼分多址通信系統(tǒng)的仿真模型 mafenduozhi，包括源信號的生成、卷積編碼、信道調(diào)制、擴頻調(diào)制、多址干擾、加性高斯白噪聲信道、解擴、解調(diào)、譯碼、錯誤率統(tǒng)計等模塊。Initial seed：隨機數(shù)種子，不同的隨機數(shù)種子通常產(chǎn)生不同的序列，設(shè)為 12345。編碼原理是其碼字與現(xiàn)在和之前的信息比特都有關(guān)系，糾錯能力與約束長度有關(guān)，糾錯性能與譯碼算法有關(guān)。源信號數(shù)據(jù)流進行卷積編碼，由一列信號變成兩列信號，可得波形如圖 所示。表 緩存器和緩存器 1 參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱 緩存器 緩存器 1Specify output buffer size（指定輸出緩存大?。?使能（選中）Output buffer size(channel)（每信道輸出緩存大?。?1 2Buffer overlap（緩存交疊） 0Initial conditions（初始條件） 0Number of channels（信道數(shù)） 1根據(jù)表 設(shè)置，得碼分多址仿真系統(tǒng) mafenduozhi 中卷積編碼后的雙列信號經(jīng)緩存器后變?yōu)檫m應(yīng) MDPSK 調(diào)制的一列信號，碼元周期為 ，波形如圖 所示。擴頻、解擴的方式可以使用單極性二進制碼元用異或的方式，但是 0 的結(jié)果有時處理起來有一定的困難；當信號疊加了噪聲信號后已經(jīng)不是二進制碼時，就不能用異或方式處理。擴頻模塊如圖 所示。 MAI 干擾產(chǎn)生的原因是由于多個用戶的隨機接入，不同用戶21r?擴頻偽碼之間不能保證完全正交。MAI 干擾模塊仿真了一個三發(fā)射條件下，另兩個用戶數(shù)據(jù)包對源信號的干擾情況。延遲四個碼元及延遲七個碼元的兩個碼組與源信號原始碼組構(gòu)成三個正交碼組，分別對單個用戶信號進行直接擴頻。圖 MAI 干擾生成模塊框圖通過示波器，可得多址用戶 1 信號經(jīng)卷積編碼、緩存轉(zhuǎn)換、MDPSK 調(diào)制、擴頻等打包后的多址干擾信號 1 波形如圖 所示。模塊參數(shù)設(shè)置如下：Initial seed：初始化種子，設(shè)為 18233。信號夾雜著加性高斯白噪聲，其均值為 0，方差表現(xiàn)為噪聲功率的大小。要求使用的偽隨機碼與發(fā)送端擴頻用的偽隨機碼不僅碼字相同，而且相位相同。圖 接收端解擴后信號波形 MDPSK 解調(diào)模塊在接收端對信號進行解調(diào)，以恢復(fù)原來的頻譜。 圖 經(jīng) MDPSK 解調(diào)后信號波形根據(jù)表 中緩存器 1 的設(shè)置，通過示波器，可得碼分多址仿真系統(tǒng) mafenduozhi中 MDPSK 解調(diào)后的信號經(jīng)過 緩存器 1 轉(zhuǎn)換后波形如圖 所示。設(shè)置為 Hard Decision，對應(yīng)輸入信號為二進制數(shù)據(jù)。根據(jù)維特比譯碼器以上參數(shù)設(shè)置，可得碼分多址仿真系統(tǒng)中信號經(jīng)過卷積譯碼后波形如圖 所示，其碼元周期恢復(fù)為 。錯誤率統(tǒng)計模塊的參數(shù)設(shè)置如表 所示。信宿端接收信號與源信號波形如圖 所示，可以得到接收端接收信號可以很好的恢復(fù)發(fā)送端發(fā)送的源信號，只是存在不可避免的延遲。固定信道信噪比 SNR=15dB 的傳輸環(huán)境，對相同的源信號，來分析 m 序列抽樣時間即頻譜的倒數(shù)與誤碼率的關(guān)系（Matlab 程序見附錄（4）），如圖 所示。 7 結(jié)論本文首先對碼分多址技術(shù)進行了介紹，列出其主要優(yōu)點和存在問題。參考文獻[1] 李賀冰，袁杰萍，孔俊霞. SIMULINK 通信仿真教程[M]. 北京：國防工業(yè)出版社， [2] 李建新，劉乃安，： Matlab 通信工具箱[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，[3] 竇中兆，雷湘. CDMA 無線通信原理[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2022，2[4] 徐明遠，邵玉斌. MATLA 仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用 [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，[5] 王月清，柴遠波，吳桂生. 寬帶 CDMA 移動通信原理[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，致 謝本課題在設(shè)計和論文的寫作過程中，都得到了王增鋒老師的悉心指導(dǎo)。最后，感謝我的同學(xué)們對我的理解與