【正文】 噪音或受到的噪音信號干擾在某頻段或限制條件之下是高斯白噪聲。相關(guān)檢測設(shè)計DSCDMA系統(tǒng)的載波調(diào)制方式可采用調(diào)頻或調(diào)相，以調(diào)相方式應(yīng)用最廣。以2PSK調(diào)制為例，發(fā)端用戶1發(fā)射的信號為 （式1）上式中，d1(t).c1(t)是（1，+1）域二元數(shù)據(jù)，則S1(t)是0/π調(diào)相的2PSK信號。故載波調(diào)制器就是模擬乘法器。式1可寫成如下形式 （式2） 或 （式3） 上式表明，發(fā)端的DSCDMA射頻信號，可通過先擴頻調(diào)制再載波調(diào)制（式2）或先載波調(diào)制再擴頻調(diào)制（式3）得到，二者是等效的。與此對應(yīng)，收端也有二種等效的解調(diào)方案。本實驗系統(tǒng)采用的方案是：發(fā)端先擴頻調(diào)制再載波調(diào)制，收端先載波解調(diào)再擴頻解調(diào)。發(fā)端N個用戶發(fā)射在空中的信號在時域、頻域完全混疊在一起，收端每一個用戶都可收到。收端第1個用戶天線收到的信號 （式4）解調(diào)后的信號 （式5）經(jīng)過與本地地址碼c1(t)相關(guān)檢測后輸出信號 （式6） 上式中，T為地址碼序列周期，等于信碼周期Tb，故積分號中信碼di(t)是常數(shù)可提出，得 （式7） 已知PN序列的互相關(guān)函數(shù)為0，即 （式8）代入式7，根據(jù)地址碼的正交性關(guān)系可得 （式9）上式9中為c1(t)的自相關(guān)函數(shù)峰值。經(jīng)采樣后得到方波形式的信碼d1(t)。收端用戶1從發(fā)端N個用戶發(fā)射在空中，在時域及頻域完全混疊的DSCDMA信號中，接收到發(fā)端用戶1的信碼。 將解調(diào)后信號與原偽隨機序列相乘完成解擴。 每一路用戶與對應(yīng)的PN序列相乘完成解擴，解擴后的信號是窄帶信號。其他用戶仍是寬帶信號，因此還需要設(shè)計一個低通濾波器，將窄帶信號提取出來。設(shè)置濾波器為FIR低通濾波器,Fs=100Hz,Fpass=4Hz,Fstop=9Hz。四、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果及分析頻譜分析和信號波形對比假設(shè)：信碼速率Rb（單位：b/s，比特/秒）、周期Tb=1/Rb；地址碼速率Rp（單位：c/s，碼片/秒或子碼/秒）、周期Tp=1/Rp，地址碼序列每周期包含p個子碼元，序列周期。通常設(shè)置即上式表明，地址碼速率Rp是信息速率Rb的p整數(shù)倍，1個信碼周期Tb對應(yīng)一個地址碼序列周期T。信息碼與地址碼相乘后占據(jù)的頻譜寬度擴展了p倍。①擴頻前頻譜：②擴頻后的頻譜：③解擴濾波后的頻譜：可以看到：待傳信息的頻譜被擴展了以后，能量被均勻地分布在較寬的頻帶上，功率譜密度下降；擴頻信號解擴以后，寬帶信號恢復(fù)成窄帶信息，功率譜密度上升；相對與信息信號，脈沖干擾只經(jīng)過了一次被模二相加的調(diào)制過程，頻譜被擴展，功率譜密度下降，從而使有用信息在噪聲干擾中被提取出來。④信號源和接收端波形對比由上圖可以看出信號源和接收波形是一致的。這是在3用戶的情況下。誤碼率分析用戶數(shù)量調(diào)制方式信道SNR(dB)誤碼率38PSK1048PSK1058PSK1068PSK1078PSK10從上面的實驗結(jié)果可以看出，隨著用戶數(shù)量的增加，誤碼率基本隨著增大的趨勢。而用戶數(shù)量為5時，誤碼率反而比用戶數(shù)量為4時有所下降。經(jīng)過查閱資料，是PN序列的性能較差所導(dǎo)致。我們采取的6位的PN序列，生成多項式為[1 0 0 0 0 1 1],自相關(guān)性不夠強，所以導(dǎo)致用戶數(shù)量為4時，PN碼產(chǎn)生相互干擾，解擴和多用戶檢測時誤碼率升高。五、實驗中遇到的問題及解決方法。頻譜的觀察直接用頻譜儀（spectrum）觀察信號頻譜效果不好。解決的關(guān)鍵在于對其參數(shù)的設(shè)置，包括緩沖區(qū)，同時要應(yīng)當(dāng)使用速率調(diào)整模塊（Rate Transition）,調(diào)整抽樣速率，使其符合奈奎斯特定理。濾波器的設(shè)計 我們經(jīng)過很長時間都沒有完成多用戶檢測功能。經(jīng)過查閱資料，發(fā)現(xiàn)需要設(shè)計匹配濾波器和抽樣判決器，在matlab的simulink上可以用digital filter designer做匹配濾波器和relay做抽樣判決器。濾波器的設(shè)計方法是：研究信源的功率譜波形，所以經(jīng)過多次試驗，設(shè)置濾波器為為FIR低通濾波器,Fs=100Hz,Fpass=4Hz,Fstop=9Hz。為什么8psk不需要加入載波調(diào)制載波是根據(jù)你的調(diào)制方式，在內(nèi)部產(chǎn)生的載波信號，不用輸入的。PN碼的設(shè)計我們之前使用的是4位的PN碼，但是誤碼率很高。經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)是因為PN碼周期越長，自相關(guān)性就會越好，所以使用6位的PN碼。一般通信系統(tǒng)中使用的PN碼有15位或者42位。八、附錄系統(tǒng)總框圖系統(tǒng)的用戶由subsystem封裝成user（用戶）模塊，系統(tǒng)一共提供了7個用戶模塊。用戶信息擴頻調(diào)制后經(jīng)信道傳輸，然后解調(diào)進入相關(guān)檢測模塊，完成信息接受。相關(guān)檢測模塊用subsystem封裝成demo模塊。并設(shè)置了誤碼率測試部分。系統(tǒng)具體設(shè)計分析 用戶模塊用戶模塊完成擴頻功能 ①貝努利序列設(shè)計不同用戶模塊的initial seed不同②PN序列設(shè)計不同用戶的initial seed設(shè)置為不同，生成多項式保持一樣③抽樣判決設(shè)計用抽樣判決進行極性轉(zhuǎn)換④乘法器設(shè)計用乘法器進行擴頻①極性轉(zhuǎn)換進信道前要先進行極性轉(zhuǎn)換②調(diào)制解調(diào)調(diào)制解調(diào)使用8PSK ③信道使用AWGN Channel模塊，設(shè)置信噪比SNR為10dB。由輸入信號與PN碼相乘完成解擴，并需要設(shè)置一個低通濾波器和抽樣判決器完成多用戶檢測。解擴的PN序列設(shè)計與原擴頻該用戶PN序列設(shè)置保持一致。濾波器設(shè)置如下：抽樣判決器設(shè)置如下：誤碼率檢測使用Error Rate Calculation和display模塊組成，Error Rate Calculation一端必須接上與對應(yīng)用戶相同的Bernoulli Binary Generator，才能正確反應(yīng)誤碼率情況，并且而信號源需要unit delay 延時完成同步。5總結(jié) 通過仿真實驗，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(dān)，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。50 / 51