【正文】 e delay1Computation delay0其余默認下一頁為仿真總圖（圖347）：圖347 仿真總圖結(jié)論　 通過對DSCDMA進行了仿真，得到與理論較吻合的結(jié)果。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。(2) 在仿真中，如果Simulink沒有提供現(xiàn)成的模塊要首先合成出合適的模塊，通?？梢杂靡延心K搭建。達到最佳設(shè)計要求，大大簡化了設(shè)計流程，減輕了設(shè)計負擔，充分體現(xiàn)了Simulink工具的優(yōu)越性。 (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。對于本課題而言，已完成了設(shè)計任務(wù)(CDMA各個模塊的選擇設(shè)計和系統(tǒng)仿真)和研究目的，通過用MATLAB對CDMA系統(tǒng)的仿真調(diào)試、結(jié)果分析，讓我熟悉了CDMA的工作原理，加深了對調(diào)制方式的認識，并深刻的了解實際PN碼擴頻的產(chǎn)生和應(yīng)用。通過仿真結(jié)果中的波形、頻譜圖等直觀的方式，有助于實現(xiàn)對CDMA系統(tǒng)規(guī)律的把握研究。論文致謝本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師王恩成老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。王恩成老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向王恩成老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)給了我許多的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意。最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝！參考文獻：樊昌信 . 通信原理教程 . 北京 : 電子工業(yè)出版社， 薛山 . MATLAB基礎(chǔ)教程 . 北京 : 清華大學(xué)出版社，韋崗，季飛，傅娟 . 通信系統(tǒng)建模與仿真 . 北京 . 馮建和，王衛(wèi)東 ，房杰 . CDMA 2000網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用 . 北京 : 人民郵電出版社,2010康桂霞等. CDMA2000 1X 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) .北京 :人民郵電出版社，. 北京：國防工業(yè)出版社，周炯槃等 . :楊家瑋，盛敏，劉勤. 移動通信基礎(chǔ)。北京，電子工業(yè)出版社，(第2版). 北京:1周祖榮，. 天津:1: 1丁奇 ,陽楨. :1Rappaport,（第二版）周文安等譯,北京:1mischa schwartz著,mobile wireless munications許希斌，李云洲譯， 北京: 電子工業(yè)出版社,外文資料翻譯及原文采用DSP算法的通信系統(tǒng)設(shè)計第八章 頻率調(diào)制 幅度調(diào)制產(chǎn)生后，出現(xiàn)了頻率調(diào)制，并被商業(yè)化。其主要優(yōu)點是，與AM相比能夠限制更多額外噪聲。除了用于商業(yè)電臺外，對衛(wèi)星和微波通信，以及數(shù)字數(shù)據(jù)傳送，它還可以被用于作為視頻信號的部分。在本章，將講述FM及解調(diào)的基本理論，將實現(xiàn)兩種形式的解調(diào)器：鑒頻器和鎖相環(huán)。 FM信號及其一些性質(zhì)、FM信號 FM信號的產(chǎn)生是通過用基帶信號改變正弦載波瞬時頻率，不是其幅度。正弦信號的瞬時頻率定義如下: () 這個定義可以判斷如下：當時，其導(dǎo)數(shù)是，即的頻率。帶有載頻的FM波形的瞬時頻率與基帶信號有如下關(guān)系： ()其中是頻率靈敏度，一個正常數(shù)。輸入信號以這種方式控制輸出頻率的振蕩器被稱為壓控振蕩器。FM信號的角度是(假設(shè)當時為0)： ()其中 ()是由引起的載波相位偏差。由產(chǎn)生的FM信號是: ()用加法代替積分,可以獲得近似的離散時間FM波形。近似相位角是: ()其中 ()總的載波角可以通過如下公式遞歸計算 ()FM信號結(jié)果示例如下： ()FM波形的頻譜不能用簡單公式表示，比如表示AM波形的基帶信號頻譜。然而，可以獲得特殊情況像正弦曲線信號 的結(jié)果。這稱作單音頻率調(diào)制。用這種信息產(chǎn)生的調(diào)頻信號波形是 ()信號調(diào)制指數(shù)定義如下： ()例如，且。觀察當處于其正值最高峰和負值最低谷時，振動有多快。如[, p. 163]所示，級數(shù)展開如下 ()其中是第一類n階貝塞爾函數(shù)，是如下積分值： ()(a)信號M(t)(b)m(t)的FM波形圖81 fc = 1 kHz, fm = 100 Hz, fs = 80 kHz, β = 5時的舉例 這些函數(shù)可以通過如下級數(shù)計算： () 關(guān)于貝賽爾函數(shù)更多性質(zhì)可以參考[, Appendix 4]，前幾個函數(shù)詳細內(nèi)容在該參考書164頁。 很明顯，F(xiàn)M信號頻譜比AM信號頻譜復(fù)雜的多。它的頻率成分集合為無窮集合{。 n = ?∞, ,∞}。各種的范圍可參考[]及大部分其他的本科生通信系統(tǒng)教材。載頻的正弦分量為幅度，實際上對一些可以達到0. 另一種情況，其中對所有t都有時，獲得的結(jié)果稱為窄帶調(diào)制。由于當時 ， ，F(xiàn)M可以近似如下： ()或用復(fù)數(shù)表示： () 這類似于AM信號，只是除去離散載頻成分是，與加上相位角的正弦曲線反相。窄帶FM信號頻譜類似于AM。窄帶近似有時被用于模擬FM調(diào)制器及倍頻器。然而要實現(xiàn)DSP，那么應(yīng)該用()式產(chǎn)生一個真正的FM信號。 FM信號帶寬 總之，F(xiàn)M信號的帶寬的簡單且準確的公式不存在。帶寬取決于基帶信號的形式和最大頻率偏差。下面是眾所周知的卡森公式，通常被用于估計帶寬： ()其中是最大頻率偏差,是基帶信號的最大頻率成分。 例如，商業(yè)FM信號用最大頻偏為和最大基帶信息頻率。用卡森公式估計FM信號帶寬為，是所要求AM調(diào)制帶寬（）的六倍。 頻率鑒別器即：把接收到的FM信號轉(zhuǎn)換成電壓的器件，電壓是根據(jù)其輸入的瞬時頻率所估計的，此過程不用本地振蕩器。所以，用的是不相干的方式。一般的，轉(zhuǎn)換如下進行：通過模擬鑒別器把FM信號應(yīng)用于帶通濾波器（此帶通濾波器要具有相當寬的帶寬以及從FM信號轉(zhuǎn)移來的中心頻率），以便輸入信號的瞬時頻率落在濾波器峰值的一邊帶上，在這邊帶上，響應(yīng)單調(diào)增加或減少。當瞬時頻率隨濾波器的時間常數(shù)緩慢變化時，其輸出近似于帶有包絡(luò)的且有同樣瞬時頻率的FM信號，包絡(luò)隨濾波器的瞬時頻率的幅度響應(yīng)而變化。這種近似被稱為準靜態(tài)分析。然后用包絡(luò)檢波器可以檢測幅度變化，例如像用于AM解調(diào)的檢波器。在更先進的鑒別器中，F(xiàn)M的輸入信號被用于第二個中心頻率為帶通濾波器，所以的瞬時頻率變化到的左邊，且濾波器輸出的幅度變化與第一個濾波器的方向相反。第二個濾波器輸出的包絡(luò)減去第一個濾波器的輸出包絡(luò)被，就到鑒別器的輸出。如果幅度響應(yīng)為與他們中心頻率相關(guān)的同樣波形，且關(guān)于中心頻率是對稱的，那么當輸入頻率為載頻時，鑒別器的輸出將為0，超過載頻時，將為正值，低于載頻時，將為負值。可以將濾波器設(shè)計如下：在足夠?qū)挼姆秶鷥?nèi)，使鑒別器輸出是與兩個頻率（輸入頻率與載頻）之差線性相關(guān)。圖82：基本鑒別器 采用前置封包的FM鑒頻器DSP更好的應(yīng)用是基于前置封包制造鑒器頻。當足夠小且?guī)?，能夠使截止頻率低于的和 是帶限信號時，F(xiàn)M信號的前置封包是 ()前置封包的角度是 ()相位的導(dǎo)數(shù)是 ()是精確的瞬時頻率。利用FIR濾波器形成導(dǎo)數(shù)和希爾伯特變換，可獲得這個等式近似的離散時間表示。注意到派生物是FM信號的平方預(yù)包絡(luò)。 此FM鑒別器及其他鑒別器的帶寬必須至少與接收到的FM信號帶寬一樣大。因此，要求的帶寬通常比基帶信息的帶寬大得多。在一個在鑒別器前放一個帶通接收濾波器，K可以進一步限制了噪聲。我們亦可獲得復(fù)包絡(luò)鑒頻器。FM信號的復(fù)包絡(luò)是復(fù)包絡(luò)的相位是：相位的導(dǎo)數(shù)是：這與信號成正比，且沒有多余常數(shù)項。首先，產(chǎn)生及解調(diào)前置封包，得到復(fù)包絡(luò)。此復(fù)包絡(luò)的實部為同相分量，虛部為正交分量。同相分量及正交分量都是低通信號。因此，對于同相及正交分量，在（中心頻率）到截止頻率的頻帶上，鑒別器的頻率響應(yīng)一定要接近。如果將鑒別器作為FIR濾波器，他們的幅度響應(yīng)將在起點自動為0，可實現(xiàn)很優(yōu)的秀設(shè)計。觀察通過希爾伯特變換濾波器和鑒別器后的延時怎樣與從中心抽頭取出的信號匹配的。對于采用前置封包的鑒頻器，在以載頻為中心的通帶上，微分器一定要接近，而這些通帶鑒別器很難制造。：用復(fù)包絡(luò)實現(xiàn)的離散時間鑒頻器與鑒頻器相比，鎖相環(huán)(PLL)在噪聲環(huán)境中可以更好解調(diào)FM信號。他類似于科斯塔斯環(huán)。圖中鎖相環(huán)的輸入是無噪聲的FM信號 ()。此輸入通過希爾伯特變換濾波器，形成前置封包 ()前置封包與壓控振蕩器（VCO）模塊的輸出相乘。VCO未來采樣的相位是z?1 模塊的輸入。z?1 模塊可以用如下等式描述。 ()起始n=0，且重復(fù)等式，因此 ()其中 () 圖84 離散時間鎖相環(huán)VCO的輸出是 ()乘法器輸出是 () FM輸入信號的相角與VCO輸出之間的相位誤差是乘法器輸出的角，且可以用如下公式計算 () 此公式是通過C庫函數(shù)atan2(y,x)計算得來，如圖所示。atan2(y,x)函數(shù)是四象限內(nèi)的反正切函數(shù)，且規(guī)定角度在和之間。這個由乘法器和反正切函數(shù)組成的模塊被稱為鑒相器。當相位誤差較小時，用計算簡單、但不太精確的方法對其估計為 ()鑒相器輸出被應(yīng)用于具有 ()轉(zhuǎn)移功能的環(huán)路濾波器。輸出為的環(huán)路濾波器的累加器部分能夠以零誤差使環(huán)路追蹤載頻補償。我們將看到環(huán)路濾波器的輸出是傳遞信息的估計值。由于鑒相器的特性，PLL是一個非線性系統(tǒng)。如果忽視反正切的間斷性。線性PLL的轉(zhuǎn)移函數(shù)是 () 鎖相環(huán)的線性模型低頻時，與一致，可以近似為 ()因此 ()在時域 ()對于，根據(jù)()可得： () 最后一個等式說明PLL在適當條件下是一個FM解調(diào)器。 線性環(huán)路的頻率響應(yīng)具有帶限微分器的特性。選擇環(huán)路參數(shù)一定要能使之提供足夠的環(huán)路帶寬以便通過期望的基帶信號。但帶寬應(yīng)盡可能小，以抑制帶外噪聲。當FM信號帶有附加噪聲時，PLL比鑒頻器更好。原因是鑒頻器的帶寬一定要足夠大到能通過調(diào)制信號，然而PLL帶寬只是大到通過基帶信號即可。對于寬帶FM，調(diào)制信號帶寬可以比基帶信號帶寬大的多。因此，PLL可以因其更窄的帶寬而去除掉更多帶外噪聲。 此實驗中描述的PLL非常類似于第六章雙邊帶調(diào)幅相干解調(diào)中描述的科斯塔斯環(huán)。然而，應(yīng)該注意的是，對于這兩個系統(tǒng)所要求的環(huán)路帶寬有很大的差別。用于FM解調(diào)的PLL的帶寬一定要足夠大到能通過基帶信號。另一方面，由于科斯塔斯環(huán)用于產(chǎn)生穩(wěn)定載波參考信號，所以其帶寬應(yīng)該非常窄，且窄到僅能追蹤載波漂移，且允許合理的采集時間。Communication System DesignUsing DSP AlgorithmsSteven A. TretterChapter 8 Frequency Modulation Frequency modulation (FM) was invented and mercialized after amplitude modulation. Its main advantage is that it is more resistant to additive noise than AM. In addition to mercial radio, it is used as a ponent of television signals, for satellite and microwave munications, and for digital data transmission. In this chapter the basic theory of FM modulation and demodulation will be presented and you will implement two types of demodulators, the frequency discriminator and the phaselocked loop. The FM Signal and Some of its Properties Definition of Instantaneous Frequency and the FM Signal An FM signal is generated by using the baseband message signal to change the instantaneous frequency of a carrier sinusoid rather than its amplitude. The instantaneous frequency of a sinusoid is defined to be () This definition can be justified by observing that when, its derivative is which is the frequency of . The instantaneous frequency of an FM wave with carrier frequency is related to the baseband message by the equation ()Where is a positive constant that called the frequency sensitivity. An oscillator whose frequency is controlled by its input in this manner is called a voltage controlled oscillator. The angle of the FM signal, assuming the value is 0 at , is ()Where