wcdma系統(tǒng)研究及仿真設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-16 15:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 駐波比達到一定的要求，因為在寬帶運用時頻率范圍很廣，駐波比會隨頻率而變，應(yīng)使阻抗在寬度范圍內(nèi)盡量匹配。直擴接收機的問題要復(fù)雜一些，因為除有用寬帶信號外，還存在其他干擾信號。直擴系統(tǒng)接收機的線性很重要，限幅會引起6dB信噪比的損失。從接收機前端到相關(guān)器要求保持線性，不僅在信號范圍內(nèi)，也包含干擾。自動增益控制只能部分地解決問題。通常應(yīng)盡量把相關(guān)器靠近前端，使相關(guān)器前高電平級盡量的少，這樣做的結(jié)果也降低了對本振信號電平的要求。另外，一般認為接收機前端最好能復(fù)蓋整個寬頻帶，用改變本振頻率經(jīng)混頻得到固定的中頻信號。但由于干擾信好的存在，這會導(dǎo)致大量的干擾信號落入中頻通帶內(nèi)，故一般最好不用寬帶放大。一個理想的直擴接收系統(tǒng)應(yīng)使有用信號得到放大，而干擾信號被濾除。故接收機前端應(yīng)調(diào)諧在PN碼鐘率的兩倍。當(dāng)然，實際上有多種接收機的結(jié)構(gòu)可供我們選擇。 RAKE接收機在CDMA擴頻系統(tǒng)中，信道帶寬遠遠大于信道的平坦衰落帶寬。不同于傳統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)需要用均衡算法來消除相鄰符號間的碼間干擾，CDMA擴頻碼在選擇時就要求它有很好的自相關(guān)特性。這樣，在無線信道中出現(xiàn)的時延擴展，就可以被看作只是被傳信號的再次傳送。如果這些多徑信號相互間的延時超過了一個碼片的長度，那么它們將被CDMA接收機看作是非相關(guān)的噪聲，而不再需要均衡了。由于在多徑信號中含有可以利用的信息，所以CDMA接收機可以通過合并多徑信號來改善接收信號的信噪比。其實RAKE接收機所作的就是：通過多個相關(guān)檢測器接收多徑信號中的各路信號，并把它們合并在一起。圖42所示為一個RAKE接收機，它是專為CDMA系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)典的分集接收器，其理論基礎(chǔ)就是：當(dāng)傳播時延超過一個碼片周期時，多徑信號實際上可被看作是互不相關(guān)的。圖4 RAKE接收機框圖帶DLL的相關(guān)器是一個具有遲早門鎖相環(huán)的解調(diào)相關(guān)器。遲早門和解調(diào)相關(guān)器分別相差177。1/2（或1/4）個碼片。遲早門的相關(guān)結(jié)果相減可以用于調(diào)整碼相位。延遲環(huán)路的性能取決于環(huán)路帶寬。由于信道中快速衰落和噪聲的影響，實際接收的各徑的相位與原來發(fā)射信號的相位有很大的變化，因此在合并以前要按照信道估計的結(jié)果進行相位的旋轉(zhuǎn)，實際的CDMA系統(tǒng)中的信道估計是根據(jù)發(fā)射信號中攜帶的導(dǎo)頻符號完成的。根據(jù)發(fā)射信號中是否攜帶有連續(xù)導(dǎo)頻，可以分別采用基于連續(xù)導(dǎo)頻的相位預(yù)測和基于判決反饋技術(shù)的相位預(yù)測方法。如圖圖7所示。圖5 基于連續(xù)導(dǎo)頻信號的信道估計方法圖6 使用判決反饋技術(shù)的間斷導(dǎo)頻條件的信道估計方法LPF是一個低通濾波器，濾除信道估計結(jié)果中的噪聲，其帶寬一般要高于信道的衰落率。使用間斷導(dǎo)頻時，在導(dǎo)頻的間隙要采用內(nèi)插技術(shù)來進行信道估計，采用判決反饋技術(shù)時，先硬判決出信道中的數(shù)據(jù)符號，在已判決結(jié)果作為先驗信息（類似導(dǎo)頻）進行完整的信道估計，通過低通濾波得到比較好的信道估計結(jié)果，這種方法的缺點是由于非線性和非因果預(yù)測技術(shù)，使噪聲比較大的時候，信道估計的準確度大大降低，而且還引入了較大的解碼延遲。延遲估計的作用是通過匹配濾波器獲取不同時間延遲位置上的信號能量分布（如圖45所示），識別具有較大能量的多徑位置，并將它們的時間量分配到RAKE接收機的不同接收徑上。匹配濾波器的測量精度可以達到1/4～1/2碼片，而RAKE接收機的不同接收徑的間隔是一個碼片。實際實現(xiàn)中，如果延遲估計的更新速度很快（比如幾十ms一次），就可以無須遲早門的鎖相環(huán)。圖7 匹配濾波器的基本結(jié)構(gòu)延遲估計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行相關(guān)，取得不同碼字相位的相關(guān)能量。當(dāng)串行輸入的采樣數(shù)據(jù)和本地的擴頻碼和擾碼的相位一致時，其相關(guān)能力最大，在濾波器輸出端有一個最大值。根據(jù)相關(guān)能量，延遲估計器就可以得到多徑的到達時間量。從實現(xiàn)的角度而言，RAKE接收機的處理包括碼片級和符號級，碼片級的處理有相關(guān)器、本地碼產(chǎn)生器和匹配濾波器。符號級的處理包括信道估計，相位旋轉(zhuǎn)和合并相加。碼片級的處理一般用ASIC器件實現(xiàn)，而符號級的處理用DSP實現(xiàn)。移動臺和基站間的RAKE接收機的實現(xiàn)方法和功能盡管有所不同，但其原理是完全一樣的。對于多個接收天線分集接收而言，多個接收天線接收的多徑可以用上面的方法同樣處理，RAKE接收機既可以接收來自同一天線的多徑，也可以接收來自不同天線的多徑，從RAKE接收的角度來看，兩種分集并沒有本質(zhì)的不同。但是，在實現(xiàn)上由于多個天線的數(shù)據(jù)要進行分路的控制處理，增加了基帶處理的復(fù)雜度。 Simulink簡介Simulink 是 MATLAB 最重要的組件之一，它提供一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和 綜合分析的集成環(huán)境。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(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。S imulink 具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及 仿真精細、貼近實際、效率高、靈活等優(yōu)點，并基于以上優(yōu)點 S imulink 已被廣泛 應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計。Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具， 是一種基于 MATLAB的框圖設(shè)計環(huán)境，是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。S imulink可以連續(xù)采樣時間、離散采樣時間或兩種混合的采樣時間進行建模，它也支持多速率 系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個創(chuàng)建過程只需單 擊和拖動鼠標操作就能完成，它提供了一種更快捷、明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。Simulink 是用于動態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計工具。 對各種時變系統(tǒng)，包括通訊、控制、信號處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng)，S imulink 提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對其進行設(shè)計、仿真、執(zhí)行和測試。.構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴展了Simulink多領(lǐng)域建模功能，也提供了用于設(shè)計、執(zhí)行、驗證和確認任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB緊密集成，可以直接訪問MATLAB大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。 Simulink 中常用的模塊庫（1）信宿（S inks）模塊庫：包括顯示或?qū)⑤敵龌貙懙哪K。Display 顯示輸 入的值；Output 創(chuàng)建子系統(tǒng)的輸出端口或外部輸出端口；Scope、F loat Scope 顯示 仿真時產(chǎn)生的信號；StopSimulation 當(dāng)輸入不等于零時停止仿真；Terminator 將未 連接的輸出端口作為終端；XY Graph 顯示 XY 坐標圖。（2）信源（Sources）模塊庫：包括產(chǎn)生各種信號的模塊。Band－Limited White Noise 為連續(xù)系統(tǒng)引入白噪聲；C hirp S ignal 產(chǎn)生一個掃
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