【正文】 數(shù)據(jù)擾碼通過對(duì)交織器輸出數(shù)據(jù)與用戶號(hào)碼對(duì)應(yīng)的長偽碼進(jìn)行模2加來完成。交織之后，前向CDMA信道的每路碼道用一個(gè)64階Walsh函數(shù)進(jìn)行正交擴(kuò)頻。這樣，對(duì)于所有速率的數(shù)據(jù)（9600b/s，4800b/s，2400b/s或1200b/s）。對(duì)尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道而言，重復(fù)次數(shù)取決于每路信道的數(shù)據(jù)速率。同步信道、尋呼信道和前向業(yè)務(wù)信道在發(fā)送之前都進(jìn)行卷積編碼以便糾錯(cuò)，而導(dǎo)頻信道不需要卷積編碼。1)“0”。尋呼信道信號(hào)也是經(jīng)過編碼、交織、擴(kuò)頻和調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)。移動(dòng)臺(tái)監(jiān)視導(dǎo)頻信道以捕獲前向CDMA信道定時(shí)并提供相關(guān)解調(diào)的相位參考。需要在反向CDMA信道傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)都經(jīng)過卷積編碼，以便糾錯(cuò)、塊交織，從而防止突發(fā)錯(cuò)誤，并引入接入冗余來提高系統(tǒng)性能，經(jīng)過64階Walsh函數(shù)調(diào)制來提供正交信道化，以及由長碼進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻來獲得發(fā)送之前有限的加密。前向CDMA信道上每個(gè)碼道由適當(dāng)?shù)腤alsh函數(shù)正交擴(kuò)展，以使得所有碼道之間正交，再由導(dǎo)頻PN序列正交對(duì)(即相互正交的相位)擴(kuò)頻，以便使用QPSK(正交相移鍵控)調(diào)制波形傳輸。CDMA重復(fù)使用小區(qū)無線電頻率資源并高效地控制系統(tǒng)容量，因?yàn)镃DMA系統(tǒng)天生具有出色的抗十?dāng)_能力。每個(gè)小區(qū)包含一個(gè)基站，在話音編碼和解碼之前，基站與MTSO(移動(dòng)電話交換局)連接。1989年11月進(jìn)行了CDMA可行性測(cè)試。呼叫半徑通常小于200米，允許用戶占用很大帶寬。PHP可以用于住宅無繩電話、私有無線PBX(專用分組交換機(jī))、公眾遠(yuǎn)程點(diǎn)和無線電話通信。該系統(tǒng)在數(shù)字蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間提供了9個(gè)接口。1992年，第一個(gè)商用GSM系統(tǒng)在德國設(shè)計(jì)成功。在很多參與其中的通信公司和設(shè)備制造商(AT＆T，Motorola，North Tele和其他)的協(xié)作下，基于多址接入方案的數(shù)字蜂窩應(yīng)用也取得了進(jìn)展，CDMA系統(tǒng)作為候選標(biāo)準(zhǔn)(Is95)完全符合蜂窩通信工業(yè)協(xié)會(huì)(CTIA)要求。擴(kuò)頻技術(shù)曾經(jīng)廣泛用于抗干擾和多徑場(chǎng)合以及測(cè)距和跟蹤。我在本次設(shè)計(jì)中，成功對(duì)cdma2000移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)進(jìn)行了建模和仿真，獲得了正確得系統(tǒng)參數(shù)和數(shù)據(jù)幀傳輸過程；對(duì)CRC編譯碼、卷積編譯碼、交織器、正交擴(kuò)頻、頻譜擴(kuò)展等模塊進(jìn)行建模和子系統(tǒng)封裝調(diào)試。cdma2000由IS95移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)而來，它在室內(nèi)環(huán)境中能夠達(dá)到的最高速率為2Mbit/s，步行情況下能夠達(dá)到384kbit/s，車載環(huán)境下則能夠達(dá)到144kbit/s。并就本次實(shí)驗(yàn)誤碼率偏高提出解決辦法，在接收端采用Rake接收機(jī)將會(huì)實(shí)現(xiàn)更好的接收和判決。cdma2000 1x采用同步信號(hào)來實(shí)現(xiàn)時(shí)間的同步，這對(duì)誤碼率的降低有著重要的理論和工程意義。Rake接收機(jī)由若干個(gè)多徑和一個(gè)合成器組成,由于接收到的信號(hào)是一些由初始信號(hào)經(jīng)過不同的延遲衰減產(chǎn)生的復(fù)信號(hào),而每個(gè)Rake多徑僅針對(duì)其中一路信號(hào)進(jìn)行解調(diào),故通過合成多個(gè)Rake多徑的輸出,將得到具有比單路接收(非Rake接收)時(shí)高得多的信噪比的輸出信號(hào)。我的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)模型中采用的是相干解調(diào)的理論算法，對(duì)多徑衰落來說，不能實(shí)現(xiàn)很好的接收和判決。本次仿真實(shí)驗(yàn)采用了CRC、卷積、塊交織、HPSK等技術(shù)來降低誤碼率。如何有效的降低系統(tǒng)的誤碼率，保證數(shù)據(jù)正確無誤的到達(dá)接收端用戶，是移動(dòng)通信中的關(guān)鍵問題。經(jīng)過濾波后基帶信號(hào)的帶寬為590kHz。這時(shí)由于功率總能量一定，信號(hào)類似于高斯白噪聲信號(hào)。其頻譜由基帶頻譜示波器看出。增進(jìn)了對(duì)cdma2000 1x頻譜擴(kuò)展的理解和整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的把握。 仿真分析cdma2000 1x是以碼分多址技術(shù)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案，經(jīng)過理論分析和不斷的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，證明CDMA是移動(dòng)通信環(huán)境下獲得大容量和高質(zhì)量的一種靈活有效的方法，并且解決了頻帶資源有限問題和移動(dòng)臺(tái)低功率等不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。在前述信道波形中，其無線配置為RC3模式，每幀有172個(gè)碼元，幀持續(xù)時(shí)間為20ms，最高數(shù)據(jù)傳輸速率為9600bit/s。本次仿真，使用的是仿真時(shí)間是10s。PN序列則用于擾碼，來識(shí)別不同的用戶。本章介紹了cdma2000 1x反向信道調(diào)制與解調(diào)系統(tǒng)。其模塊內(nèi)部原理圖如圖412。因此，在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的過程中，信道對(duì)傳輸信號(hào)的影響是一個(gè)不可或缺的環(huán)節(jié)。這些調(diào)制信號(hào)通過信道到達(dá)接收端，在接收端通過與發(fā)送端相反的過程得到原始數(shù)據(jù)。要利用Walsh函數(shù)的正交性可以從中分離開。從而實(shí)現(xiàn)在一個(gè)碼元后，積分器被重新置0，使下一次積分繼續(xù)，如圖411為解調(diào)模塊框圖。假設(shè)和 是反向業(yè)務(wù)信道擾碼之前兩個(gè)支路的輸出信號(hào)，和是用于擾碼的兩個(gè)短碼序列，由此得到兩個(gè)信號(hào)序列和，其中： (45)這兩個(gè)信號(hào)序列在基帶濾波之后調(diào)制到載波頻率上，形成射頻輸出信號(hào) (46)解調(diào)過程：（T為碼元周期） = (47)= (48)將上面兩式相加得可到： (49)同理，對(duì)于我們有： (410)根據(jù)相關(guān)接收機(jī)解調(diào)原理，設(shè)計(jì)系統(tǒng)模型，在經(jīng)過積分器后，使用碼元抽樣器和碼元最后時(shí)刻過零判別器，來判斷碼元信號(hào)的極性，得到編碼符號(hào)序列。FIR=[,,,]。在這個(gè)通頻帶范圍內(nèi)，濾波器的歸一化頻率響應(yīng)局限在，＝。cdma2000基站調(diào)制模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示其中5個(gè)端口分別表示反向補(bǔ)充信道2（SCH2）、反向?qū)ьl信道（PCH）、反向?qū)Ｓ每刂菩诺溃―CCH）、反向基本信道（FCH）以及反向補(bǔ)充信道1/公共控制信道/增強(qiáng)接入信道（DCH1/CCCH/EACH）的輸入信號(hào)。這樣，HPSK調(diào)制在偶數(shù)碼片時(shí)間從HPSK的四個(gè)相位進(jìn)行選擇，在奇數(shù)碼片時(shí)間在前一個(gè)碼片相位的基礎(chǔ)上改變+π/2或π/2，使得信號(hào)過零的概率降低到原來的1/8。如圖47所示為cdma2000中反向鏈路調(diào)制結(jié)構(gòu)框圖。HPSK使用固定的重復(fù)函數(shù)進(jìn)行復(fù)擾碼得到加擾信號(hào)。在反向鏈路中，移動(dòng)臺(tái)終端的成本、待機(jī)時(shí)長、通話時(shí)長等都是很重要的指標(biāo)，這些都與移動(dòng)終端的調(diào)制特性有關(guān)。如圖45為短PN序列生成模塊框圖。它通過單位時(shí)延模塊（Unit Delay）把長碼生成模塊的輸出信號(hào)延時(shí)一個(gè)碼片后與Q支路的PN序列生成模塊的短碼序列相乘，然后通過一個(gè)Q支路信號(hào)變換（Conversion）模塊，產(chǎn)生的輸出信號(hào)再與cdma2000移動(dòng)臺(tái)PN信號(hào)生成器I支路相乘，從而得到Q支路的輸出信號(hào)。另外，長碼產(chǎn)生器中的42bit掩碼可以是公共掩碼，也可以是私有掩碼，前者通過移動(dòng)臺(tái)的設(shè)備序列號(hào)（ESN，Equipment Serial Number）計(jì)算得到，后者則通過加密過程得到，并且這個(gè)掩碼的前面兩位等于01。圖43 PN序列原理圖長PN碼的周期為21個(gè)碼片，它與掩碼共同形成用戶的識(shí)別碼。PN序列采用移位寄存器來產(chǎn)生PN碼，PN序列生成器中共有r個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器都以相同的抽樣頻率更新寄存器的狀態(tài)，即在第k個(gè)寄存器在時(shí)刻t+1的狀態(tài)等于第k+1個(gè)寄存器在時(shí)刻t的狀態(tài)。不同信道的數(shù)據(jù)幀在通過各自的正交擴(kuò)頻模塊之后疊加在一起，可以在同一個(gè)物理信道上進(jìn)行傳輸，而接收端則可以通過這些信道使用的Walsh碼把它們區(qū)分開來。對(duì)于長度為N的Walsh碼，它恰好有i個(gè)過零點(diǎn)。由于不同的信道使用不同的Walsh序列，因此移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生的不同信道的數(shù)據(jù)可以通過同一個(gè)物理信道進(jìn)行傳輸。圖418 譯碼后的誤碼率 本章小結(jié)根據(jù)cdma2000 1x的反向信道的實(shí)際電路模型，數(shù)據(jù)幀需要經(jīng)過CRC編碼、卷積編碼、信號(hào)重復(fù)、信號(hào)抽取、塊交織然后數(shù)據(jù)幀調(diào)制，經(jīng)過信道后解調(diào)、解交織、去重復(fù)、卷積譯碼、CRC譯碼的過程，實(shí)現(xiàn)整個(gè)的cdma2000業(yè)務(wù)信道的功能。這些模塊具有相同的參數(shù)，只需改變初始化模塊相應(yīng)的參數(shù)數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)工作區(qū)變量傳遞到這些模塊中。assignin(‘base’,’mFrameLength’,xFrameLength)。其功能是使得仿真模型在初始化的過程中自動(dòng)創(chuàng)建4個(gè)工作區(qū)變量（mRC，mFrameDuration，mBitRate和mFrameLength），這些變量的設(shè)置等于初始化模塊的參數(shù)設(shè)置。當(dāng)這些模塊處于同一個(gè)仿真模型中時(shí)，它們的參數(shù)設(shè)置應(yīng)該相同。cdma2000交織器模塊將根據(jù)這4個(gè)參數(shù)的設(shè)置情況自動(dòng)設(shè)置信號(hào)重復(fù)、信號(hào)抽取和信號(hào)交織參數(shù)，完成數(shù)據(jù)幀的交織過程。在上述計(jì)算過程中，m和J是由交織器長度決定的參數(shù)，它與交織器長度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如工程要求。其建模圖形如圖410：圖410 卷積譯碼器 信號(hào)交織器與解交織塊交織是一種基于分組的交織方法，它在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的交織信號(hào)與這段時(shí)間內(nèi)的輸入信號(hào)有關(guān)，它通過制定信號(hào)向量與輸出信號(hào)向量下標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行置換。后驗(yàn)概率卷積譯碼器通常用于構(gòu)建Turbo譯碼器。最后，把這個(gè)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成一個(gè)封裝子系統(tǒng)。同時(shí)，卷積編碼器還在每幀輸入數(shù)據(jù)的后面預(yù)先添加8個(gè)0，用于在每幀數(shù)據(jù)的編碼結(jié)束后對(duì)各個(gè)寄存器進(jìn)行復(fù)位。編碼速率為1/4的卷積碼的生成函數(shù)為（八進(jìn)制）、（八進(jìn)制）、（八進(jìn)制）、（八進(jìn)制），編碼器結(jié)構(gòu)如圖35。本次仿真為基本業(yè)務(wù)信道RC3和RC4，是低速率傳輸，采用的是卷積碼。CRC檢測(cè)器首先從接受到的二進(jìn)制序列中分離出信息序列和CRC，然后根據(jù)接收端的信息序列重新計(jì)算CRC。下面設(shè)計(jì)cdma2000移動(dòng)臺(tái)的CRC編碼器，這個(gè)CRC編碼器能夠根據(jù)信道的無線設(shè)置自動(dòng)選擇相應(yīng)的CRC編碼器，并且在輸入的數(shù)據(jù)幀后面添加特定長度的幀質(zhì)量指示（FQI）。對(duì)于長度為10bit的CRC編碼器，它的生成多項(xiàng)式為：g(x)= (33)它用于計(jì)算RC4中長度等于125bit的數(shù)據(jù)幀的幀質(zhì)量指示。在cdma2000 1x中，每個(gè)數(shù)據(jù)幀首先經(jīng)過一個(gè)CRC編碼器，產(chǎn)生長度不等的CRC校驗(yàn)位（16bit、12bit、10 bit、8 bit或6 bit）。當(dāng)接收端檢測(cè)到傳輸錯(cuò)誤時(shí)，它并不去糾正這個(gè)傳輸錯(cuò)誤，而是要求發(fā)送端重新發(fā)送這個(gè)信號(hào)序列。因本次仿真采用MATLAB中的Simulink模塊庫，故對(duì)MATLAB和Simulink都做了簡(jiǎn)單介紹，給出了cdma2000 1x的反向物理信道的總體仿真方案。cdma2000 1x技術(shù)在IS95技術(shù)上采用了一系列新技術(shù)，大大地提高了系統(tǒng)的性能。基站要和許多移動(dòng)臺(tái)同時(shí)通信，因而基站通常是多路的，有多個(gè)信道，而每個(gè)移動(dòng)臺(tái)只供一個(gè)用戶使用，是單路的。先介紹了CDMA碼分多址技術(shù)。經(jīng)過基帶濾波和加射頻后，數(shù)據(jù)幀從移動(dòng)臺(tái)發(fā)射出去。cdma2000的交織器有其固定的算法，使用模塊庫中的矩陣交織模塊實(shí)現(xiàn)，同時(shí)把信號(hào)重復(fù)和信號(hào)抽取模塊也放到此子系統(tǒng)中。我們通常說的數(shù)據(jù)傳輸速率是在完成上述兩個(gè)過程之后得到的數(shù)據(jù)幀傳輸速率，這其中包含了CRC編碼產(chǎn)生的校驗(yàn)位和預(yù)留的8bit數(shù)據(jù)。不同的數(shù)據(jù)幀長度對(duì)應(yīng)的不同的生成多項(xiàng)式，對(duì)其的選擇由封裝模塊的初始化函數(shù)以及對(duì)應(yīng)的入口參數(shù)完成。S函數(shù)的代碼既可以用MATLAB語言編寫，也可以用其它的編程語言（如C、C++、Ada或Fortran等）編寫。在很多情況下，Simulink模型庫（Simulink Library）中的模塊不能完全滿足用戶的要求，這時(shí)候需由用戶自己來編寫相應(yīng)的代碼。同時(shí)，通過Simulink的存儲(chǔ)模塊，仿真數(shù)據(jù)可以方便的以各種形式保存到工作區(qū)或文件中，供用戶在仿真結(jié)束之后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。一般來說，用戶可以在極短的時(shí)間內(nèi)掌握MATLAB的基礎(chǔ)知識(shí)，并且能夠初步的應(yīng)用MATLAB解決簡(jiǎn)單的問題。加保留位加幀質(zhì)量指示位每幀加8個(gè)編碼器尾比特卷積編碼器或Turbo編碼器符號(hào)重復(fù)符號(hào)刪除塊交織信息比特 調(diào)制符號(hào)圖21 增強(qiáng)接入信道、反向公共控制信道、反向?qū)Ｓ每刂菩诺兰癛C34的反向基本信道和反向補(bǔ)充信道的編碼信道的信道結(jié)構(gòu)增強(qiáng)接入信道、反向公共控制信道、反向?qū)Ｓ每刂菩诺兰癛C34的反向基本信道和反向補(bǔ)充信道的編碼信道的信道結(jié)構(gòu)如圖21所示，其中結(jié)構(gòu)中的實(shí)線框是以上信道都有的部分。前向速率為SR1的情況下，cdma2000信道類型有以下結(jié)構(gòu)：表21前向cdma2000信道結(jié)構(gòu)信道類型最大數(shù)目前向?qū)ьl信道1發(fā)送分集導(dǎo)頻信道1輔助導(dǎo)頻信道未指定輔助發(fā)送分集導(dǎo)頻信道未指定同步信道1尋呼信道7廣播信道未指定快速尋呼信道3公共功率控制信道未指定公共指配信道未指定前向公共控制信道未指定前向?qū)I(yè)控制信道1/每個(gè)前向業(yè)務(wù)信道前向基本信道1/每個(gè)前向業(yè)務(wù)信道前向補(bǔ)充碼分信道(僅RC1和RC2)7/每個(gè)前向業(yè)務(wù)信道前向補(bǔ)充信道（僅RC3～RC5）2/每個(gè)前向業(yè)務(wù)信道與之相對(duì)應(yīng)的反向cdma2000信道結(jié)構(gòu)如下:表22反向cdma2000信道結(jié)構(gòu)信道的類型最大數(shù)目反向?qū)ьl信道1接入信道1增強(qiáng)接入信道1反向公共控制信道1反向?qū)Ｓ每刂菩诺?反向基本信道1反向補(bǔ)充碼分信道（RC1和RC2）7反向補(bǔ)充信道（RC3和RC4）2本次實(shí)驗(yàn)仿真將以cdma2000 1x反向業(yè)務(wù)信道為例來研究整個(gè)cdma2000 1x系統(tǒng)的物理信道,并嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行仿真。前向CDMA信道（FCDMACH）是指使用特定的導(dǎo)引PN偏移在CDMA載頻頻率上從基站到移動(dòng)臺(tái)所發(fā)送的物理（碼）信道的集合。增強(qiáng)的媒體接入控制功能cdma2000的媒體接入控制子層控制多種業(yè)務(wù)接入，保證多媒體的實(shí)現(xiàn)。Turbo編碼器由兩個(gè)RSC編碼器、交織器和刪除器組成，其中每個(gè)RSC編碼器產(chǎn)生兩路校驗(yàn)位信號(hào)，這兩個(gè)輸出信號(hào)經(jīng)刪除復(fù)用后形成Turbo碼。cdma2000增加了反向?qū)ьl信道，因此基站可以利用反向?qū)ьl信道的擴(kuò)頻信號(hào)獲得相干信號(hào)，實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)。前向連路發(fā)送分集技術(shù)cdma2000采用直接擴(kuò)頻發(fā)送分集技術(shù)，它有2種工作方式，既正交發(fā)送分集與空時(shí)擴(kuò)展分集。與反向功率控制類似，前向功率控制的最大速率可以達(dá)到800bit/s。