【正文】 通過仿真結(jié)果中的波形、頻譜圖等直觀的方式，有助于實(shí)現(xiàn)對(duì) CDMA系統(tǒng)規(guī)律的把握研究。 (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，通常可以用已有模塊搭建。從信源和擴(kuò)頻后波形的頻譜可知，信源頻譜帶寬被大大擴(kuò)展了，基本符合理論。模型如圖 338 所示，參數(shù)如表 320 所示。 圖 334 乘法器 圖 335 抽樣后波形 表 317 乘法器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Chouyang Pulse type Time based Time(t) Use simulation time Amplitude 1 Period（ secs） 1/9600 Pulse width（ % of period） 10 Phase delay（ secs） 9/96000 Interpret vector parameters as 1D Lock 常量：在判定是 0 還是 1 后，要輸出， 模型如圖 336 所示，參數(shù)如表 318 所示。模型如圖 332 所示，參數(shù)如表 316 所示，輸出波形如圖 333 所示。其中的延時(shí)要設(shè)置為 ，其原因是，若設(shè)置為 0，則在積分器的輸出在比較碼元末端時(shí)就已經(jīng)開始清零，并不是在積分結(jié)束后才清零。 圖 326濾波器 圖 327 解調(diào)后波形 表 313 濾波器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Analog filter design Design method Butterworth Filter type Lowpass Filter order 3 Passband edge frequency pi*12288000 解擴(kuò)部分仿真 積分器：系統(tǒng)默認(rèn)的積分器為不定積分，而實(shí)際的積分器應(yīng)該為定積分，在每個(gè)碼元持續(xù)期間積分，積分結(jié)束后將積 分值清零，使下一個(gè)積分開始時(shí)的初值為 0。 模型如圖 323 所示。模型如圖 321 所示，參數(shù)如表 310 所示 。模型如圖 320 所示，參數(shù)如表 39 所示。 圖 315 正弦波 圖 316 正弦載波 表 37 正弦載波參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Sine wave Sine type Time based Time(t) Use simulation time Amplitude 1 Bias 0 Frequency 2*pi*12288000 Phase 0 Sample time 1/1228800000 Interpret vector parameters as 1D Unlocked 信道主要參數(shù)有兩個(gè)，一個(gè)是信噪比（ SNR），在 CDMA 系統(tǒng)中， SNR 在 030dB范圍內(nèi)，當(dāng)噪聲比較小時(shí)， SNR 應(yīng)達(dá)到 10dB 以上，當(dāng)噪聲比較大時(shí)，可設(shè)置 SNR為 05dB。 考慮仿真時(shí)間，將載頻設(shè)置較低一些。其中必然會(huì)有延時(shí)， 模型如圖 312 所示，參數(shù)如表 36 所示，輸出波形如圖 313 所示 ： 圖 312 成形濾波器模塊圖 圖 313 成形濾波器輸出 表 36 升余弦濾發(fā)送波器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Raised cosine transmit filter Filter type Square root Group delay 1 Rolloff factor 0 Framing Maintain input frame size Upsampling 64 增益，設(shè)置其倍數(shù)為 8。模型如圖 38所示，參數(shù)如表 34 所示，輸出波形如圖 39 所示。 模型如圖 36 所示，參數(shù)如表 33 所示，輸出波形如圖 37 所示。模型如圖 32 所示，參數(shù)如表 31 所示，輸出波形如圖 33 所示。 在對(duì)通信系統(tǒng)實(shí)施仿真之前，首先需要研究通信系統(tǒng)的特性，通過歸納和抽象建立通信系統(tǒng)的仿真模型。 Systems(信號(hào)和系統(tǒng)模塊 )， Sinks(接收器模塊 )， Sources(輸入源模塊 )。 在 Matlab 的命令窗口輸入 Simulink 命令即可啟動(dòng) Simulink。 Simulink 是基于 matlab 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是 Mathworks 公司于 1990 年推出的產(chǎn)品。 8．手機(jī)功耗小。 4．通信質(zhì)量好。 TDMA（時(shí)分多址）： 與頻分復(fù)用相比，時(shí)分復(fù)用優(yōu)點(diǎn)有許多，如：便于信號(hào)的數(shù)字化和實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信，制造調(diào)試容易，更適合采用集成電路實(shí)現(xiàn)，等等。 仿真整體框圖 仿真圖的發(fā)射、接收部分 如圖 21 216 所 示： 圖 215 發(fā)射部分原理框圖 信號(hào) 1 擴(kuò)頻碼 N 擴(kuò)頻碼 1 信號(hào) N + 調(diào)制 圖 2216 接收部分原理框圖 FDMA、 TDMA、 CDMA 的比較 FDMA（頻分多址：在頻分復(fù)用時(shí)，每路信號(hào)占用不同的頻段。首先把時(shí)間軸分成許多時(shí)片。 (b)解擴(kuò)后的功率譜 f 有用信號(hào) s1(t)功率譜密度 窄帶干擾功率譜密度 白噪聲功率譜密度 寬帶干擾功率譜密度 2Bc Bc f 寬帶干擾功率譜密度 白噪聲功率譜密度 窄帶干擾功率譜密度 有用信號(hào) s1(t) 功率譜密度 Bc 2Bc (a)解擴(kuò)前的功率譜 f0 ② FHSS 用一定碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。 圖 214 DSSS 系統(tǒng)中接收端擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò)原理示意圖 有上述 DSSS 基本原理可見，基帶信號(hào)碼元經(jīng)過擴(kuò)頻后，其頻帶可以大大展寬，而其頻譜的幅度卻大大下降。這時(shí)有用信號(hào)的功率譜被淹沒在噪聲和干擾之下。它和接收端產(chǎn)生的本地載波相乘，進(jìn)行相干解調(diào)后，恢復(fù)出的波形如圖 f 所示，即原發(fā)送信碼。用圖 c 中的波形對(duì)載波進(jìn)行 BPSK 調(diào)制后，發(fā)送端已調(diào)信號(hào)的相位如圖 d 所示。 在圖 213 中給出了 DSSS 技術(shù)的幾處關(guān)鍵波形舉例。假設(shè)信號(hào)碼元持續(xù)時(shí)間等于 T，擴(kuò)頻碼的碼元（稱為碼片 chip）持續(xù)時(shí)間等于 cT ,并將其稱為碼片持續(xù)時(shí)間。對(duì)于 CDMA2020 系統(tǒng)， dBKMRWG bp 21)(l o g10)/(l o g10 1010 ????? () 在直接序列擴(kuò)頻 DSSS 通信系統(tǒng)中，最常用的是 BPSK、 QPSK、 MSK。 設(shè)碼片長(zhǎng)度為 Tc，信息比特長(zhǎng)度 1/R， CT ?? 1/R，偽隨機(jī)序列乘以信息比特的目的是把二進(jìn)制比特信息流轉(zhuǎn)化成一個(gè)更寬頻譜的類噪聲序列，這也說明了擴(kuò)頻通信這個(gè)詞可以與縮寫詞 CDMA 交換使用。常用的PN 序列有 m 序列、及 GOLD 序列 ，正交序列如 Walsh 序列 。當(dāng)信道帶寬趨于無窮時(shí)，信道容量并不趨于無窮，而是趨于一個(gè)固定值。 香農(nóng)定理： )/1(lo g 2 NSBC ??? ，其中 C 為信道容量， B 為傳輸帶寬， S/N為信噪比。不難驗(yàn)證，若交換正規(guī) H 矩陣的任意兩行或兩列，或者改變?nèi)我恍校ɑ蛄校┲械娜吭氐姆?hào)，則此矩陣仍為 H 矩陣，并保持其正交性質(zhì)，但不一定是正規(guī)矩陣了。 上式中直積的算法是將矩陣 2/NH 中的每個(gè)元素都用矩陣 2H 代替。這種矩陣是法國(guó)數(shù)學(xué)家 于1893 年首先構(gòu)造出來的。當(dāng) 0?? 時(shí)，稱碼組為正交編碼；若 0?? ，稱為準(zhǔn)正交編碼。 碼組正交 設(shè)“ +1”和“ 1”表示 二進(jìn)制碼元，碼組由等長(zhǎng)的二進(jìn)制碼元組成，長(zhǎng)度為 N，并用 x 和 y 表示兩個(gè)碼組： ),(),( 2121 NiNi yyyyyxxxxx ???? ?? 式中， Niyx ii ?,2,1),1,1(, ???? . 則將兩個(gè)碼組的互相關(guān)系數(shù)定義為： iNi iyxNyx ???11),(? () 并將 0),( ?yx? 作為兩碼組正交的充分必要調(diào)件。更重要的是，它具有良好的相關(guān)特性，可以用于碼分復(fù)用、多址接入、測(cè)距、密碼、擴(kuò)展頻譜通信和分離多徑信號(hào)等許多領(lǐng)域。 信噪比 一般來講，當(dāng)通信質(zhì)量比較差時(shí)，信噪比在 0~5dB 范圍內(nèi)，當(dāng)通信質(zhì)量比較好時(shí)，信噪比至少應(yīng)該在 10dB 以上。在一個(gè)阻值為 R 的電阻兩端，在頻帶寬度為 B 的范圍內(nèi)，產(chǎn)生的熱噪聲電壓的有效值為： V 4kTRBV ? () 式中， ???k ，為波爾茲曼常數(shù)； T 為熱力學(xué)溫度 ( K。 在這類器件中，電子由于其熱能而不斷運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)中和其他粒子碰撞而隨機(jī)地以折線路徑運(yùn)動(dòng)，即呈現(xiàn)為布朗運(yùn)動(dòng)。由于這樣的噪聲是疊加在信號(hào)上的，所以有時(shí)將其稱為加性噪聲。 設(shè)輸入的抑制載波雙邊帶信號(hào)為 ttm c?cos)( ，并假定環(huán)路鎖定，且不考慮噪低通 壓控 震蕩 90176。若用一窄帶濾波器將 c?2 頻率分量濾出，再進(jìn)行二分頻，就可獲得所需的相干載波。這種方法是設(shè)法從接收信號(hào)中提取同步載波。 如果接收信號(hào)中包含離散的載波分量時(shí)，在接受端可從信號(hào)中分離出信號(hào)載波作為本地相干波，這樣分離出的本地相干波必然和接收信號(hào)的載波頻率相同，但要相位相同，仍要作適當(dāng)調(diào)整。它有 A 和 B 兩種編碼方式，如圖 26 所示： ??? ?? ”時(shí)當(dāng)發(fā)送“ ”時(shí)當(dāng)發(fā)送“ 0)( 1)()( tn tnAtxcc? ?221 2/)(e x p2 1)( nnAxxp ??? ???? ?? ???????? ???????? ????? hneAher fdxxpP211 21211)(?duexer f x u? ?? 0 22)( ?? ? ???????? ??????????? hneher fdxxpP200 2121)(????????? ?????????????????? ???????? ?????nneeehe r fahe r fPPP ?? 214121412121 01*)(*)( 01 xpxp ?? ?2/21 rerfcPe ?4/1 re erP ?? ?? ?220 2/exp21)( nnxxp ??? ?? 圖 26 正交相移鍵控的兩種方式 產(chǎn)生方法：如圖 27， 28 所示： 1，相乘法 2，選擇法（圖 28） 圖 28 QPSK 產(chǎn)生方法 — 選擇法 解調(diào)方法 （如圖 29） 串 /并 變換 串 /并 變換 帶通 濾波 串 /并 變換 ?1 ?4 ?3 ?2 a b sin?0t 載波 產(chǎn)生 相乘 電路 相乘 電路 ?/2 移相 串 /并 變換 相加 電路 cos?t A(t) s(t) a b 01 11 00 10 45? 00 10 11 01 位 (a) A方式 (b)B方式 參考相位 參考相位 同步 按照同步的功用分為：載波同步、位同步、群同步和網(wǎng)同步。當(dāng)發(fā)送“”時(shí)，當(dāng)發(fā)送“001c o s)( 0 tAts ?ttnttntn sc 00 s in)(co s)()( ?? ????? ? ??? ”時(shí)發(fā)送“ ”時(shí)發(fā)送“ 0s i n)(c o s)( 1s i n)(c o s)(c o s)(00000 ttnttn ttnttntAtyscsc ?? ?????? ? ??? ”時(shí)發(fā)送“ ”時(shí)發(fā)送“ 0s i n)(c o s)( 1s i n)(c o s)]([)(0000 ttnttn ttnttnAtyscs