【正文】 (3) 用 Simulink的時間流直接進行仿真，可以反復(fù)修改電路參數(shù)，同時在 Scope模塊以及 頻譜儀上可以看到仿真結(jié)果。 表 321 頻譜儀參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Spectrum scope Buffer input Lock Buffer size 128 Buffer overlap 64 Window type Hann Window sampling Periodic Number of spectral averages 2 Specify FFT length Unlocked 圖 343 第一路信號頻譜 圖 344 第一路信號擴頻后頻譜 在設(shè)計中， PN 碼抽樣時間為 1/1228800，即傳碼率為 1228800bit/s，信源傳碼率為 9600bit/s。故對其末端進行采樣，所以要有 9/96000 的延時。模型如圖 328 所示，參數(shù)如表 314 所示，輸出波形如圖 329 所示。模型如圖 322 所示，參數(shù)如表 311 所示。模型如圖 317 所示，參數(shù)如表 38 所示，輸出波形如圖 318， 319 所示。 模型如圖 314 所示。階數(shù)越大，表示能夠容納的用戶數(shù)就越多。 信源及擴頻部分仿真 第一路二進制伯努利序列產(chǎn)生器如圖 32。 SIMILINK模塊庫按功能進行分類，包括以下 8類子庫： Continuous(連續(xù)模塊 )， Discrete(離散模塊 )， Function amp。 Matlab 的全稱是 matrix laboratory，由美國 Mathworks 公司于 20 世紀 80 年代推出的數(shù)學(xué)軟件，最初它是一種專門用于矩陣運算的軟件，經(jīng)過多年的發(fā)展， matlab 已經(jīng)發(fā)展成為一種功能全面的軟件，幾乎可以解決科學(xué)計算中的所有問題。 2．抗多徑衰落能力強 ?？梢园烟鴷r理解為：用一定碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。由于這種信號的功率分 布在很寬的頻帶中，若傳輸中有小部分的頻譜分量受到衰落的影響，將不會引起信號產(chǎn)生嚴重的失真，故具有抗頻率選擇性衰落的能 力。由圖 213 可以看出，在上述接收過程中，接收信號是帶寬 BPSK 信號，但是經(jīng)過和本地擴頻碼相乘后，就成為窄帶 BPSK 信號了。在圖中二進制碼“ 1”用電壓“ 1”表示，二進制碼“ 0”用電壓“ +1”表示。頻譜擴展是由擴頻碼 )(tc 與輸入基帶信號 )(tm 相乘實現(xiàn)的。采用的脈沖越窄，擴展的頻譜越寬。當噪聲功率趨近 0 時，信道容量趨近無窮。由上面方法構(gòu)造出的 H 矩陣是對稱矩陣，而且其第一行和第一列中的元素全為“ +” 。 若將正交編碼用于碼分復(fù)用中的“載波”，則合成的多路信號很容易用于計算互相關(guān)系數(shù)的方法分開。其中以 m 序列最為重要，并得到廣泛應(yīng)用。 由于在一般通信系統(tǒng)的工作頻率范圍內(nèi)熱噪聲的頻譜是均勻分布的，好像白光的頻譜在可見光的頻譜范圍內(nèi)均勻分布那樣，所以熱噪聲又稱為白噪聲。例如，導(dǎo)線、電阻和半導(dǎo)體器件均會產(chǎn)生熱噪聲。 圖 211 載波提取 三、科斯塔斯（ Costas）環(huán) 即同相正交環(huán)法， 它的原理框圖如圖 214 所 示。 載波同步的實現(xiàn)方法 提取載波的方法一般分為兩類：一類是在發(fā)送有用信號的同時，在適當?shù)念l率位置上一個或多個稱為導(dǎo)頻的正弦波，接收端就由導(dǎo)頻提取載波，這類方法稱為插入導(dǎo)頻法；另一類是在接受端直接從發(fā)送信號中提取載波，這種方法稱為直接法。 ∴當發(fā)送 “1”時， x(t)的概率密度等于： () 當發(fā)送 “0”時， x(t)的概率密度等于： () 令 h 為判決門限，則將發(fā)送的 “1”錯判為 “0”的概率等于： () 式中， 將 “0”錯判為 “1”的概率等于： () 當 P(1) = P(0) 時，相干解調(diào)的總誤碼率為： () 當 h 值等于最佳門限值 h*時， () 當信噪比 r1 時， () 對于包絡(luò)檢波法的誤碼率，這里不做介紹。 如果將基帶信號直接在信道中傳輸，易受高頻電磁波干擾，而且整個信道只傳輸一種信號，信道利用率低 。 噪聲源 ：是整個系統(tǒng)受噪聲干擾的集中反映。 圖 22 數(shù)字通信系統(tǒng)模型 信源將消息轉(zhuǎn)換為原始電信號 (基帶信號 )。所以，信號是傳輸消息的手段，是載體。 現(xiàn)階段發(fā)展狀況 截至 2020 年 5 月底的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全球使用 cdma2020 1X 和 WCDMA 等技術(shù)的用戶已經(jīng)超過了 億人，其中 cdma2020 1X 用戶 億人、 EVDO 用戶1620 萬人、 WCDMA 用戶 2620 萬人。 1999 年 11 月 中興、大唐、華為等廠家相繼開發(fā)出 MSC 產(chǎn)品。在 澳大利亞 主辦的第 27 屆 奧運會中， CDMA技術(shù)更是發(fā)揮了重要作用。 仿真結(jié)果證明了整個設(shè)計系統(tǒng)的正確性。 CDMA 技 術(shù)早在 第二次世界大戰(zhàn) 期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā) ，但長期以來一直被用于軍事領(lǐng)域，直到近些年才開始用于民用領(lǐng)域，在中國，也就是近幾年剛開始盛行。除文中已明確注明 和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品及成果的內(nèi)容。 在我國， CDMA 正處于剛剛盛行階段 ,市場前景非常廣闊，因此， CDMA 是一個非常有研究價值的課題。在美國和日本， CDMA 成為國內(nèi)的主要 移動通信技術(shù) 。 1997 年，中國的北京、西安、上海、廣州建有 CDMA 實驗網(wǎng)（中國長城網(wǎng)，133 網(wǎng)）。 2020 年 中國移動的 GPRS 網(wǎng)絡(luò)投入商用。例如， 符號、文字、語音、數(shù)據(jù)、圖象等都是消息 (message)。 數(shù)字通信系統(tǒng)有多種，例如數(shù)字電話系統(tǒng)、高速計算機并行數(shù)據(jù)處理傳輸系統(tǒng)等。 調(diào)制器是將基帶信號變換成適合具體信道傳輸?shù)男盘?。另外，數(shù)字通信還有同步問題。 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；???? ”當發(fā)送“”當發(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和噪聲電壓等于 : () 式中， ∵ n(t)是一個窄帶高斯過程 ，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 定時脈沖 s(t) A(t) Tttntsty ???? 0)()()(????”時。因此，載波同步是實現(xiàn)相干解調(diào)的先決條件。 設(shè)調(diào)制信號 m(t)無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號為 ttmts cm ?co s)()( ? () 接收端將該信號經(jīng)過非線性變換 ——平方器件后得到 ttmtmttmte cc ?? 2c o s)()(]c o s)([)( 22 ??? () 上式的第二項包含有載波的倍頻 c?2 的分量。通信系統(tǒng)中沒有傳輸信號時也有噪聲，噪聲永遠存在于通信系統(tǒng)中。熱噪聲的頻率范圍很廣，在接近 Hz1210~0 內(nèi)均勻分布。由于它具有類似白噪聲的隨機特性但是又能重復(fù)產(chǎn)生，所以稱為偽隨機序列，并且可以代替白噪聲用于需要隨機信號的場合，例如測試系統(tǒng)性能。 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 ???? ? 。于是上式可改寫為： ?????? ?? ???2H 階數(shù)為 2 的冪的阿達瑪矩陣可以用下面的遞推公式求出： 22/ HHH NN ?? 式中， ? 為直積。 擴頻技術(shù)介紹 擴頻理論介紹 首先介紹香農(nóng)定理。 擴頻通信系統(tǒng)中采用偽隨機序列 /正交序列 擴頻，在實際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機序列作為不同用戶的地址碼，從而實現(xiàn)碼分多址通信。擴頻增益又稱處理增益，用Gp 表示。擴頻碼通常采用 m 序列，但是有時為了保密也采用非線性序列。此本地擴頻碼和接收信號相乘后，其輸出信號 s1(t)的相位如圖 e 所示。圖 214 中， cB 是一個擴頻碼碼片持續(xù)時間 ct 的倒數(shù)，即 cc tB /1? 。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 跳時是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。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)。 7．高度可靠的保密安全性。 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動態(tài)系統(tǒng)的建模工作。離散時間仿真是對實際通信系統(tǒng)的一種簡化，它的仿真建模比較簡單，整個仿真過程需要花費的時間比連續(xù)仿真少，是通信仿真的主要形式。 圖 34 二進制伯努利序列產(chǎn)生器 圖 35 信號源（二）波形 表 32 二進制 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。 圖 310 加法器 圖 311 加法器輸出波形 表 35 加法器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Sum List of signs ++ Sample time 1 調(diào)制及信道部分仿真 成形濾波器：由于矩形脈沖的帶寬為無限帶寬，不適合信道傳輸，并且能夠引起碼間串擾，所以需要將矩形脈沖改成升余弦滾降的形式，所以用 成形濾波器進行波形變換。模型如圖 315 所示，參數(shù)如表 37 所示，輸出波形如圖 316 所示。將其設(shè)為 1/1228800，是與輸入端最小的 sample time 一致。 模型如圖 326 所示，參數(shù)如表 313 所示，輸出波形如圖 327 所示。其中 Phase delay（ secs）設(shè)為 9/96000，主要是使采樣在每個碼元周期最末端進行。 圖 337 判決器 表 319 判決器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Switch Threshold 0 Enable zerocrossing detection Lock Sample time(1 for inherited) 1 保持器：當判定是 0 還是 1 后，要對其進行輸出，輸出的碼元要持續(xù)多長時間，當然是發(fā)送時的信號速率 1/9600。從中可以歸納以下幾點： (1) 詳細地分析 CDMA的結(jié)構(gòu)及各模塊工作原理，是進行仿真的前提。 參考文獻： 樊昌信 . 通信原理教程 . 北京