【正文】 的性質(zhì)來實現(xiàn)兩路并行的數(shù)字信息傳輸。 正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種多載波傳輸技術(shù)，它不是如今才發(fā)展起來的新技術(shù)，早期主要用于軍用的無線高頻通信系統(tǒng)，由于其實現(xiàn)的復(fù)雜限制了它的進一步應(yīng)用。直到 20 世紀 80 年代，人們提出了采用離散傅里葉變換來實現(xiàn)多個載波的調(diào)制，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得 OFDM 技術(shù)更趨于實用化。 擴頻調(diào)制，它的載波采用寬帶的偽噪聲(PN)序列，它是用擴頻頻譜的方法來換取信噪比的系統(tǒng)。 擴展頻譜技術(shù)的理論基礎(chǔ)是：香農(nóng)建立的關(guān)于通信系統(tǒng)效能的理論；即增加頻帶可以降低接收的信噪比門限值，這就是擴頻通信的基本，即用頻帶來換取信噪比。 把用擴展頻譜的方法換取信噪比的系統(tǒng)稱為擴頻(SS)通信系統(tǒng)。擴展頻譜系統(tǒng)必須滿足兩條準則： (1)傳輸帶寬遠大于被傳送的原始信號的帶寬或速率； (2)傳輸帶寬主要由擴頻函數(shù)決定，此擴頻函數(shù)常用的是偽隨機編碼信號，西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文23而被傳送的原始信號本身不再是確定傳輸帶寬的決定因素。 擴展頻譜通信的實質(zhì)：在發(fā)送端用一個偽隨機編碼信號（擴頻函數(shù)）將發(fā)送信號的帶寬擴展，然后再送入信道傳輸，在接收端對收到的擴頻信號進行相關(guān)處理以便將它恢復(fù)成窄帶信號，再從中解調(diào)出所需信息。四種擴頻調(diào)制方式 直接序列擴頻系統(tǒng) 又稱偽噪聲調(diào)制系統(tǒng)，簡稱(DS)系統(tǒng)或(PN)系統(tǒng)。它是用一個速率很高的數(shù)字編碼序列去直接調(diào)制射頻載波，從而使射頻帶寬較原始信號帶寬大得多的一種擴頻通信方式。 跳頻擴頻系統(tǒng) 跳頻是指在無線電設(shè)備工作過程中，載波頻率不斷自動跳變，用簡略的術(shù)語表達就是“多頻、選碼、頻移鍵控。 線性調(diào)頻系統(tǒng) 又稱鳥聲(Chirp)系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的載波頻率在一個給定的脈沖時間間隔內(nèi)線性地掃過—個很寬的頻段。線性調(diào)頻多用于雷達系統(tǒng)中。 時間跳變系統(tǒng) 簡稱跳時(TH)系統(tǒng)。它是用偽碼序列啟閉信號的發(fā)射時刻和時間。發(fā)射信號的“有” 、 “無”同偽碼序列一樣是偽隨機的，跳時一般和跳頻結(jié)合起來使用，兩者一起構(gòu)成“時頻跳變”系統(tǒng)。 CDMA 信道調(diào)制 反向信道調(diào)制 反向 CDMA 信道由接人信道和反向業(yè)務(wù)信道組成。反向信道上發(fā)送的所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過卷積編碼、塊交織、64 階正交調(diào)制和長碼直接序列擴展再發(fā)送。 反向 CDMA 信道被移動臺用來和基站通信，同時在發(fā)送之前通過直接序列擴頻共享相同的 CDMA 頻率分配。反向 CDMA 信道是從移動臺到基站的反向鏈路。在反向 CDMA 信道發(fā)送的數(shù)據(jù)被封裝成 20ms 幀。反向 CDMA 信道包括接人信道和反向業(yè)務(wù)信道。接人信道用于短信令消息交換，提供呼叫發(fā)起、西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文24尋呼響應(yīng)、指令和注冊。反向業(yè)務(wù)信道用于從單個移動臺向單個或多個基站傳輸用戶數(shù)據(jù)和信令業(yè)務(wù)。（1）反向接入信道的調(diào)制原理框圖如圖 ：反向接入信道的信息比特增加 8個尾比特卷積編碼符號重復(fù)塊交織6 4 階正交調(diào)制長碼擴譜O Q P SK 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制圖 反向接入信道的調(diào)制原理框圖（2）反向業(yè)務(wù)信道的調(diào)制原理框圖如圖 ：反向業(yè)務(wù)信道的信息比特增加幀質(zhì)量指示比特 （ 9 6 0 0 b i t / s 或4 8 0 0 b i t / s ）增加 8 個尾比特卷積編碼 r = 1 / 3 , k = 9符號重復(fù)塊交織6 4 階正交調(diào)制數(shù)據(jù)突發(fā)隨機化長碼擴譜O Q P S K 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制圖 反向業(yè)務(wù)信道的調(diào)制原理框圖 前向信道的調(diào)制前向 CDMA 信道包含導(dǎo)信信道、同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道。這些信道每路都經(jīng)過適當(dāng)?shù)?Wash 函數(shù)正文擴展，然后以 正交相位導(dǎo)頻 PN 序列擴展。(1) 前向?qū)ьl信道的調(diào)制原理框圖如圖 :西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文25導(dǎo)頻信息比特 （ 全 0 ）W a l s h函數(shù)正交擴譜Q P S K 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制 前向?qū)ьl信道的調(diào)制原理框圖(2)前向同步信道的調(diào)制原理框圖如圖 :同步信道比特卷積編碼碼符號重復(fù)塊交織W a l s h函數(shù)正交擴譜Q P S K 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制圖 前向同步信道的調(diào)制原理框圖 (3) 前向?qū)ず粜诺赖恼{(diào)制原理框圖如圖 尋呼信道比特卷積編碼 r = 189。 , k = 9碼符號重復(fù)塊交織數(shù)據(jù)擾碼W a l s h 函數(shù)正交擴譜Q P S K 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制圖 前向?qū)ず粜诺赖恼{(diào)制原理框圖(4) 前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制的原理框圖如圖 :前向業(yè)務(wù)信道的信息比特增加幀的質(zhì)量指示比特（ 9 6 0 0 b i t / s 或4 8 0 0 b i t / s 時 ）增加 8 個尾比特卷積編碼 r = 189。 , k = 9碼符號重復(fù)塊交織數(shù)據(jù)擾碼插入功率控制比特W a l s h 函數(shù)擴譜O Q P S K 調(diào)制基帶濾波射頻調(diào)制西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文26圖 前向業(yè)務(wù)信道調(diào)制的原理框圖 CDMA 系統(tǒng)干擾分析：上行干擾與下行干擾。：同頻干擾和非同頻干擾。：(1)強信號干擾：這種干擾是指合法的信號占用合法的頻率，由于功率過強，造成臨近頻段接收設(shè)備阻塞。最常見的為 CDMA 下行對 GSM 上行、固定頻率直放站等的干擾。(2)固定頻率的干擾：具有固定頻率的干擾源工作于移動通信頻段。這種干擾的頻率幾乎不變，或在小范圍內(nèi)抖動，上下行都可能存在。上述的強信號干擾，實際上也是固定頻率的干擾之一，只不過強信號工作在合法的頻率上。(3)寬頻直放站干擾：這種干擾信號頻率不變，此起彼伏，一般為 EMI 問題或有意干擾。(4)互調(diào)干擾：互調(diào)干擾是由于外部一個或多個無線信號源由饋纜進入接收裝置的非線性放大器產(chǎn)生的。 CDMA 系統(tǒng)，干擾可分類為系統(tǒng)內(nèi)部干擾和系統(tǒng)外部干擾。(1)內(nèi)部干擾：CDMA 信號共享相同的載波，相互之間會產(chǎn)生干擾，包括本小區(qū)和相鄰小區(qū)的干擾，干擾強弱取決于本小區(qū)和相鄰小區(qū)的業(yè)務(wù)情況，這種干擾稱為自干擾、同信道干擾、共信道干擾。(2)外部干擾：外部干擾源（非 CDMA）對 CDMA 信號同樣會產(chǎn)生干擾影響。 CDMA 系統(tǒng)，外部干擾可以歸納為以下幾類：(1)強信號干擾：干擾信號雖然不占有移動通信系統(tǒng)的頻率，但由于功率過高,造成相鄰頻段的移動通信系統(tǒng)阻塞。微波、電視發(fā)射臺、無線尋呼等放大功西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文27率設(shè)備可能引起這種干擾。(2)固定頻率的干擾：這種干擾多見于舊有的專用無線電系統(tǒng)占用移動資源，由于干擾源是專用通信系統(tǒng)，干擾信號比較穩(wěn)定。(3)寬頻直放站干擾：主要存在于上行頻段，這種干擾的特點是頻帶寬，幾乎占據(jù)整個上行頻段。(4)雜亂信號干擾：這種干擾信號頻率不定，變化很大。對于外部干擾，需要根據(jù)具體情況進行處理，比如同頻的其他系統(tǒng)的干擾，需要將其中的一個系統(tǒng)調(diào)整為其他的頻點。 本章小結(jié)本章首先介紹了調(diào)制的一些基本知識,調(diào)制在通信系統(tǒng)中是必不可少的部分，而在無線通信系統(tǒng)中信道是比較復(fù)雜的。在無線通信中，發(fā)射信號在傳播過程中往往受到環(huán)境中的各種物體所引起的遮擋、吸收、反射、折射和衍射的影響，形成多條路徑信號分量具有不同的傳播時延、相位和振幅，并附有信道噪聲，它們的疊加會使復(fù)合信號相互抵消或增強，導(dǎo)致嚴重的衰落，這就需要對系統(tǒng)中的信號及信道進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)制。所以后面緊接著介紹了幾種實用的信道調(diào)制，最后研究了 CDMA 信道在不同序列和干擾下的函數(shù)參數(shù)，以及在不同效應(yīng)和干擾下造成的影響。西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文28 第四章 CDMA 通信系統(tǒng)中基于 simulink 的系統(tǒng)仿真 simulink 簡介近幾年，在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域，Simulink 已成為在動態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域建模和仿真方面分，Simulink 具有相對獨立的功能和使用方法。確切的說，它是一個用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、應(yīng)用最廣泛的軟件包之一 。它的魅力在于強大的功能和簡便的操作。作為 MATLAB 的重要組成部仿真和分析的軟件包。它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，也支持具有多種采樣頻率的系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進程的。在 Simulink 環(huán)境中，利用鼠標就可以在模型窗口中直觀地畫出系統(tǒng)模型，然后直接進行仿真。它為用戶提供了方框圖進行建模的圖形接口，采用這種結(jié)構(gòu)畫模型就像你用手和紙來畫一樣容易。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。Simulink 包含有 SINKS（輸出方式） 、SOURCE（輸入源） 、LINEAR（線性環(huán)節(jié)） 、NONLINEAR（非線性環(huán)節(jié)） 、CONNECTIONS （連接與接口）和EXTRA（其他環(huán)節(jié)）子模型庫，而且每個子模型庫中包含有相應(yīng)的功能模，用戶也可以定制和創(chuàng)建用戶自己的模塊。用 Simulink 創(chuàng)建的模型可以具有遞階結(jié)西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文29構(gòu)，因此用戶可以采用從上到下或從下到上的結(jié)構(gòu)創(chuàng)建模型。用戶可以從最高級開始觀看模型，然后用鼠標雙擊其中的子系統(tǒng)模塊，來查看其下一級的內(nèi)容，以此類推，從而可以看到整個模型的細節(jié)，幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。在定義完一個模型后，用戶可以通過 Simulink 的菜單或MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對它進行仿真。菜單方式對于交互工作非常方便，而命令行方式對于運行一大類仿真非常有用。采用 SCOPE 模塊和其他的畫圖模塊，在仿真進行的同時，就可觀看到仿真結(jié)果。除此之外，用戶還可以在改變參數(shù)后來迅速觀看系統(tǒng)中發(fā)生的變化情況。仿真的結(jié)果還可以存放到MATLAB 的工作空間里做事后處理。模型分析工具包括線性化和平衡點分析工具、MATLAB 的許多工具及MATLAB 的應(yīng)用工具箱。由于 MATLAB 和 SIMULINK 的集成在一起的，因此用戶可以在這兩種環(huán)境下對自己的模型進行仿真、分析和修改。Simulink 通過利用模塊組合的方法可以方便用戶快速、準確地創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)的計算機模型。它可以用來模擬線性與非線性系統(tǒng)，連續(xù)與非連續(xù)系統(tǒng)，或者這些混合的系統(tǒng)，是強大的系統(tǒng)仿真工具。 典型的模型結(jié)構(gòu)Simulink 的每一個模塊實際上都是一個系統(tǒng)、一個典型的 Simulink 模塊包括輸入、狀態(tài)和輸出三個部分：（1） 輸入模塊：即信號源模塊，包括常數(shù)信號源、函數(shù)信號發(fā)生器和用戶自定義信號；（2） 狀態(tài)模塊：即被模擬的系統(tǒng)模塊，它是 Simulink 的中心模塊，是系統(tǒng)建模的核心和主要部分；輸出模塊：即信號顯示模塊，它能夠以圖形方式、文件格式進行顯示， 也可以在 MATLAB 的工作空間顯示，輸出模塊主要集中在 Sinks 庫。在 Simulink中，模塊都是用矢量來表示這三個部分的，如圖 所示X ( s t a t e s )U ( i n p u t ) y ( o u t p u t )圖 矢量模塊化西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文30 Simulink 仿真過程Simulink 仿真分為兩個階段：初始化和模型執(zhí)行。（1） 初始化階段初始化階段需要完成的主要工作及其步驟如下：對模型的參數(shù)進行估計，得到它們實際計算的值。展開模型的各個層次。按照更新的次序?qū)δK進行排序。確定那些非顯示化的信號屬性，并檢查每個模塊是否能夠接受連接到它們輸入端的信號。確定所有非顯示化的信號采樣時間模塊的采樣時間。分配和初始化存儲空間，以便存儲每個模塊的狀態(tài)和當(dāng)前值的輸出。（2） 模型執(zhí)行階段對于一般的仿真模型是通過采用數(shù)值積分來來進行仿真的，計算數(shù)積分可以采用以下兩步來進行：按照秩序計算每個模塊的積分。根據(jù)當(dāng)前輸入和狀態(tài)來決定狀態(tài)的微分，得到微分矢量，然后把它返回給解法器，以計算下一個采樣點的狀態(tài)矢量。 QPSK 調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)仿真圖如下程序代碼見附錄：西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文31圖 是輸入二進制信號頻譜圖 圖 零插入前后的信號頻譜對比圖圖 的第一個小圖是 I 通道信號頻譜圖，第二個小圖是 Q 通道信號頻譜圖，第三個小圖是零插入后 I 通道頻譜圖，第四個小圖是零插入后 Q 通道頻譜圖。西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文32圖 通過脈沖整形濾波器后的頻譜圖對比圖 的第一個小圖是脈沖整形濾波器的時域響應(yīng)頻譜圖，第二個小圖是脈沖整形濾波器的傳遞函數(shù)頻譜圖，第三個小圖是 I 通道信號通過脈沖整形濾波器后的頻譜圖，第四個小圖是 Q 通道信號通過脈沖整形濾波器后的頻譜圖。圖 通過 I/Q 通道信號調(diào)制后頻譜圖對比圖 的第一個小圖是 I 通道信號調(diào)制后頻譜圖，第二個小圖是 Q 通道信西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文33號調(diào)制后頻譜圖。 圖 I/Q 解調(diào)后的頻譜圖和通過匹配濾波器后的頻譜圖對比圖 的第一個小圖是 I 通道已調(diào)信號解調(diào)后的頻譜圖，第二個小圖是 Q通道已調(diào)信號解調(diào)后的頻譜圖，第三個小圖是 I 通道解調(diào)信號通過匹配濾波器后的頻譜圖，第四個小圖是 Q 通道解調(diào)信號通過匹配濾波器后的