【正文】 接序列擴頻通信系統(tǒng)的原理 ...........................................................14 直接序列擴頻的主要技術優(yōu)點 ...........................................................16第 4 章 基于 MATLAB 的 WCDMA 系統(tǒng)的擴頻方案 ...............................................17 SIMULINK 簡介 ...................................................................................................17 SIMULINK 的功能 ...............................................................................................17 直接序列擴頻系統(tǒng)的總設計模型 ..................................................................18 解擴與檢波 ......................................................................................................22第 5 章 仿真參數設置以及結果分析............................................................................23 擴頻系統(tǒng)中主要通信工具箱簡介 ...................................................................23 參數設置 ...........................................................................................................25 仿真結果分析 ...................................................................................................29 理想狀態(tài)下的仿真結果分析 ................................................................29 在強干擾條件下的仿真結果分析 .......................................................34 在強干擾條件下擴頻系統(tǒng)的改進 .......................................................38結束語..............................................................................................................................40致 謝................................................................................................................................41參考文獻..........................................................................................................................42附 錄：WCDMA 系統(tǒng)擴頻系統(tǒng)仿真模型總框圖 .......................................................43第 1 章 緒 論 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程和 3G 的現狀 從移動通信的誕生到今天，移動通信已經有 100 多年的歷史了。論文首先介紹移動通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程和 3G 現狀、分析 WCDMA 的系統(tǒng)，然后對 WCDMA 系統(tǒng)中的擴頻技術進行詳細論述，最后對 WCDMA 中的擴頻通信基于 Simulink 的仿真，實現了信號的產生、擴頻、解擴、加擾、解擾、調制、解調等部分。同時，程控交換技術也推動了移動通信網絡的迅速發(fā)展。移動通信的發(fā)展過程及趨勢可以從不同的方面來描述：（1）工作頻段由短波、超短波、微波到毫米波、紅外和超長波；（2）頻道間隔由 100kHz、50kHz 、25kHz 到 和寬帶擴頻信道；（3）調制方式由振幅壓擴單邊帶、模擬調制到數字調制；（4）多址方式由頻分多址（FDMA） 、時分多址（TDMA） 、碼分多址（CDMA）到混合多址，以及固定多址和隨機多址的結合；（5）網絡覆蓋由蜂窩到微蜂窩、微微蜂窩和混合蜂窩；（6）網絡服務范圍由局部地區(qū)、大中城市到全國、全世界，并由陸地、水上、空中發(fā)展到海陸空一體化；（7）業(yè)務類型由通話為主，到傳送數據、傳真、靜止圖象，到傳送綜合業(yè)務。至此，新一代移動通信的出現順應了潮流的發(fā)展。日本建立了 JDC 系統(tǒng)，等等） ，全球統(tǒng)一和全球漫游無法實現，因此也無法降低系統(tǒng)的運營成本。演進主要表現在空中接口技術的演進、無線網絡系統(tǒng)機構的演進，以及固定網絡與移動網絡的融合等方面。歐洲于 1988 年開展 RACEI 程序，并一直延續(xù)到 1992 年 6 月，它代表了第三代無線研究活動的開始。目前看來，將要采用的第三代標準中選取 WCDMAFDD 模式的國家是最多的，比如歐洲、日本、韓國都決定 WCDMAFDD 模式為自己的主流制式。是因為在技術上CDMA2022 和 WCDMA 是 FDD 的標準，TD—SCDMA 則是一個 TDD 標準 [5]。網絡運營商可以依據其運營牌照，以等級式的小區(qū)分層的形式，使用多個這樣的 5MHz 載頻來增加容量。上行鏈路是移動臺到基站的連接，下行鏈路是基站到移動臺之間的連接。 AMR 編碼器是一種單個集成的語音編碼器，它有 8 種固定的信源速率模式，從 到。 AMR 解碼器AMR 解碼器的處理和一般的解碼器相同。使用編碼后增加了無效負荷和傳輸時間，適合糾正非連續(xù)的少量錯誤。減少連“0”碼或連“1”碼以保證定時恢復質量是數字基帶傳輸中的一個重要問題，但傳送碼流經編碼處理后，可能在其中出現連續(xù)的“0”或連“1” 。未經調制的電脈沖信號所占據的頻帶寬度通常從直流和低頻開始，因而稱為數字基帶信號（調制信號） ；調制的目的是把要傳輸的信號（模擬信號或數字信號）變換成適合信道傳輸的信號，這就意味著把基帶信號轉變?yōu)橐粋€相對基帶頻率而言頻率非常高的帶通信號，該信號成為已調信號。在接受端則用同樣的碼進行相關同步接受、解擴及回復所傳信息的數據。對于高速數據業(yè)務，一般會要求誤碼率（BER）為 106，對應 Eb/No 工作點約為 6dB。即便是探測到信號，如果沒有正確地編碼，也不能將噪聲信號重新匯編成原始的信號。然后，將這“相關”的信號過濾、解調，就可以恢復初始數據。如 34 所示，一般的無線擴頻通信系統(tǒng)都要進行三次調制。 直擴系統(tǒng)具有很強的保密性能。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡單直觀的鼠標操作，就可構造出復雜的系統(tǒng)。 Simulink 的功能Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具，是一種基于 MATLAB 的框圖設計環(huán)境，是實現動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。 在 接 收 端 接 收 到 寬 帶 射 頻 信 號 ， 變 頻 為 中 頻 ， 然 后 由 本地 產 生 的 與 發(fā) 送 端 相 同 的 擴 頻 碼 序 列 去 解 擴 。 在 擴 展 頻 譜 通 信 中 需 要 用 到 的 高 碼 率 的 窄 帶 脈 沖 序 列 ， 目 前 最 普 遍 使用 的 是 偽 隨 機 碼 （ 或 稱 偽 噪 聲 碼 PN） ， 這 種 碼 序 列 重 要 的 特 性 就 是 具 有 近 似于 隨 機 信 號 的 性 能 。待傳信息的頻譜擴展了以后，能量被均勻地分布在較寬的頻帶上，功率頻譜密度下降；擴頻信號解擴以后，寬帶信號恢復成窄帶信息，功率頻譜密度上升；相對于信息信號，脈沖干擾只經過了一次被模二相加的調制過程，頻譜被擴展，功率頻譜密度下降，從而使有用信息在噪聲干擾中被提取出來 [11]。 Sample time：抽樣時間，表示輸出序列中每個二進制符號的持續(xù)時間。 Output mask source：選擇模塊中的輸出屏蔽信息的給定方式。如果輸入不為 0，PN 序列產生器會將各個寄存器恢復到初始狀態(tài)。其作用局勢在輸入信號中加入高斯白噪聲。本項只有“Mode”項選定為 Signal to noise ration(SNR)時有效。它的作用是提升數據流的傳輸速率，將其“out put sample time”設置成與碼片速率相同。PN Sequence Generator 中的參數設置如表 52 所示：表 52 PN Sequence Generator 模塊參數設置PN Sequence GeneratorGenerator polynomial [1 0 0 0 1 1 1 0 1]Initial states [0 0 0 0 0 0 0 1]Output mask vector(or scalar shift value)0Sample time 1/10000Convert 轉換器：在設計中 Convert 的作用是將{0,1}序列轉換成｛1，+1｝序列，這樣才可以通過乘法器直接與信源相乘，進然后入到下一個模塊 BPSK 調制。 再次設計中采用的信噪比、參數 Initial seed 等設置如圖 52 截圖所示。對于啟動本設計模型的仿真，其理想狀態(tài)下的仿真結果如下：在仿真過程中，出現了五個頻譜示波器的變化圖，分別如圖 55558 、59 所示：圖 55 信源輸入頻譜圖圖 56 擴頻頻譜圖圖 57 調制頻譜圖圖 58 解擴頻譜圖圖 59 解調頻譜圖如圖 510 所示分別為擴頻前和通過擴頻解擴后輸出的波形。誤碼率=傳輸中的誤碼個數/所傳輸的總碼數 *100%。圖 519 輸入、輸出波形對比圖在看 Display 反映出來的。給定的信道容量可以用不同的帶寬和信噪比來組合傳輸；給定信噪比，只要增加用于傳輸信息的帶寬，理論上就可以增加在信道中無誤差地傳輸的信息率；在同樣的信道容量下，增大傳輸帶寬可由較小的信號傳輸功率傳送，這表明帶寬系統(tǒng)具有較好的抗干擾性。從仿真原理圖上可以看到，在進行解擴前，不僅向信道添加了信道高斯白噪聲，而且還加入了一個頻率為 200HZ 的單頻正弦干擾。在分析了擴頻調制技術分別在上行鏈路、下行鏈路的應用，以WCDMA 為例，論述了直接序列擴頻通信的原理及其在 WCDMA 系統(tǒng)方案中的優(yōu)點進行了簡要說明，最后運用 Matlab 中的 Simulink 模塊進行了 WCDMA 直擴系統(tǒng)的仿真，包括理想情況下和強干擾的實際情況下的仿真，最后對強干擾條件下的仿真結果進行了分析并提出了一種最簡單的改進方法。周老師嚴謹的治學態(tài)度、寬廣淵博的專業(yè)知識以及待人寬厚、親切的為人風格讓我非常敬佩。限于水平，文章有很多不足的地方，懇請考試批評指正。單頻干擾信號經過接收機相關處理，輸出功率隨著擴頻碼元寬度的減小而減小?；氐奖驹O計當中，在強干擾條件下，我們將 AWGN 的信噪比 SNR 的值由初始值 1 開始增加，在增加的過程中可以發(fā)現 Display 的誤碼率值在逐漸減小，示波器的擴頻前后的波形圖也在不斷的接近。加性高斯白噪聲 AWGN（Additive White Gaussian Noise）是最常見的一種噪聲，它存在各種傳輸媒質中，包括有線傳輸信道和無線傳輸信道。啟動仿真按鈕，在仿真過程中，出現的六個個頻譜示波器的變化圖，分別如圖 5151515151519 所示。如圖 512 所示，在 Display 前端接入了一個 Error Rate Calculation 模塊，則此圖顯示了系統(tǒng)的誤碼率情況。所以我們去掉這兩個個模