【正文】 nchecked Interlpret vector parameter as 1D Unchecked 第二 路二進(jìn)制伯努利序列產(chǎn)生器：基帶信號選用用二進(jìn)制伯努利序列產(chǎn)生器，它產(chǎn)生的是一系列二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，設(shè)置 0 與 1 的概率分別 ，根據(jù) 3G 通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，基帶信號的比特率為 9600kbps，所以設(shè)置 Sample time 設(shè)為 1/9600?；鶐盘栠x用用二進(jìn)制伯努利序列產(chǎn)生器，它產(chǎn)生的是一系列二進(jìn)制隨機(jī)數(shù)，設(shè)置 0 與 1 的概率分別 ，根據(jù)3G 通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，基帶信號的比特率為 9600kbps，所以設(shè)置 Sample time 設(shè)為1/9600。 關(guān)于參數(shù)設(shè)計(jì)，由于兩路信號除了信號源與最后恢復(fù)的信號不同，其余都相同，所以只對信號源與最后恢復(fù)的信號做出兩個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)及波形，其余只做單路。離散時(shí)間仿真是對實(shí)際通信系統(tǒng)的一種簡化，它的仿真建模比較簡單，整個(gè)仿真過程需要花費(fèi)的時(shí)間比連續(xù)仿真少，是通信仿真的主要形式。 通信仿真綜述 通信仿真是衡量通信系統(tǒng)性能的工具。 Tables(函數(shù)和平臺模塊 )， Math(數(shù)學(xué)模塊 )， Nonlinear(非線性模塊 )， Signals amp。其界面如圖 31所示： 圖 31 Simulink 界面 Simulink Simulink是 MATLAB軟 件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個(gè)軟件包，它與 MATLAB語言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是基于 Windows的模型化圖形輸入，其結(jié)果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建而非語言的編程上。 Simulink 還提供了豐富的功能模塊以及不同的專業(yè)模塊集合，利用 Simulink 幾乎可以做到不書寫一行代碼就能完成整個(gè)動態(tài)系統(tǒng)的建模工作。它可以用來對各種動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真。 matlab 編寫簡單、代碼效率高等優(yōu)點(diǎn)使得 matlab 在通信、信號處理、金融計(jì)算領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，同時(shí)它還可以與其他語言（如 Fortran和 C 語言）混合編程，進(jìn)一步擴(kuò)展了自身的功能。 另外，對于 CDMA 中的 WCDMA， CDMA2020， TDSCDMA 對比情況如下： 表 21 三種主要技術(shù)體制的對比情況 制式 WCDMA CDMA2020 TDSCDMA 采用國家 歐洲、日本 美國、韓國 中國 繼承基礎(chǔ) GSM 窄帶 CDMA GSM 同步方式 異步 同步 異步 碼片速率 ? 信號 1 擴(kuò)頻碼 N 擴(kuò)頻碼 1 信號 N 解調(diào) 積分 積分 抽樣判決 抽樣判決 信號帶寬 5MHz N? 空中接口 WCDMA CDMA2020 兼容 IS95 TDSCDMA 核心網(wǎng) GSM MAP ANSI41 GSM MAP 3 CDMA系統(tǒng)的 Matlab 仿真 仿真軟件介紹 Matlab 綜述 Matlab 是當(dāng)前最優(yōu)秀的科學(xué)計(jì)算軟件之一 ,也是許多科學(xué)領(lǐng)域中分析、應(yīng)用和開發(fā)的基本工具。 7．高度可靠的保密安全性。 5．頻率利用率高。 3．系統(tǒng)容量增大。 對于 CDMA，前面已經(jīng)介紹，碼分的基礎(chǔ)是擴(kuò)頻，擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn)都是 CDMA 的優(yōu)點(diǎn)，具體如下： 1．抗干擾性能好。由于單邊帶調(diào)制占用的帶寬最窄，所以在頻分復(fù)用中一般都采用單邊帶調(diào)制技術(shù)。 在大量信號需做頻分復(fù)用時(shí)，總的占用頻帶必然很寬。由于采用了很窄的時(shí)片去發(fā)送信號，相對說來，信號的頻譜也就展寬了。在一幀內(nèi)哪個(gè) 時(shí)片發(fā)射信號由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。所以，跳頻系統(tǒng)也占用了比信息帶寬要寬得多的頻帶 ③ THSS 跳時(shí)是使發(fā)射信號在時(shí)間軸上跳變。也就是說，用擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。此外，若為不同的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)適當(dāng)?shù)倪x擇不同的擴(kuò)頻碼，使他們之間的互相關(guān)系數(shù)很小，就可以使各個(gè)系統(tǒng)的用戶在同一頻段上工作而互不干擾，實(shí)現(xiàn)碼分復(fù)用和碼分多址。因此在傳輸中有可能將信號隱藏在噪聲和干擾下，很難被他人發(fā)現(xiàn)。圖 214 中， cB 是一個(gè)擴(kuò)頻碼碼片持續(xù)時(shí)間 ct 的倒數(shù)，即 cc tB /1? 。將其與本本地?cái)U(kuò)頻馬相乘 后，只有有用信號的功率譜寬度受到壓縮而使譜密度增大，白噪聲和寬帶干擾信號的功率譜基本 未變，窄帶干擾的功率譜則大大展寬而使其譜密度大大下降。當(dāng)考慮接收信號上疊加的噪聲和干擾信號時(shí)，接收機(jī)的輸入信號功率譜密度如圖 214（ a）所示，其中包括白噪聲、窄帶干擾，以及和有用信號功率譜相近的寬帶干擾信號。 在接收設(shè)備中，為了能夠產(chǎn)生和發(fā)送端同步的擴(kuò)頻碼，需要有同步電路。此本地?cái)U(kuò)頻碼和接收信號相乘后，其輸出信號 s1(t)的相位如圖 e 所示。這時(shí)已假定“ 1”對應(yīng)相位“ ? ”，“ 0”對應(yīng)相位“ 0”。由于擴(kuò)頻碼的碼片寬度比信號 碼元寬度小很多，所以調(diào)制后的信號帶寬基本上決定于擴(kuò) 頻碼的碼片寬度。其中，圖（ a）是發(fā)送端輸入基帶信號碼元波形 )(tm ；圖 b 是周期性擴(kuò)頻碼 c（ t），給出了一個(gè)周期為15 的 m 序列，它和基帶信號的時(shí)鐘是同步的；圖 c 是基帶信號和擴(kuò)頻碼相乘后的波形 d（ t）。擴(kuò)頻碼通常采用 m 序列，但是有時(shí)為了保密也采用非線性序列。 圖 212 DSSS 通信系統(tǒng)原理方框圖 通常每個(gè)信號碼元持續(xù)時(shí)間內(nèi)包含許多碼片，故 cT t。這里， )(tc 和嗎 )(tm 都是不歸零二進(jìn)制信號，取值“ +1”和“ 1”。其中圖212（ a）， 212（ b）是發(fā)送設(shè)備及接收設(shè)備的原理方框 圖。擴(kuò)頻增益又稱處理增益，用Gp 表示。產(chǎn)生的寬帶二進(jìn)制序列的帶寬 W近似是 cT/1 .因此原始信息比特流的帶寬要乘以 W/R， W/R 稱為系統(tǒng)的擴(kuò)頻增益。直擴(kuò)系統(tǒng)正是應(yīng)用了這一原理，直接用重復(fù)頻率很高的窄脈沖序列來展寬信號的頻譜。 擴(kuò)頻系統(tǒng)的分類 ① DSSS（直擴(kuò)系統(tǒng)） 信號時(shí)域波形與頻域波形關(guān)系可以采用窄的脈沖序列去進(jìn)行調(diào)制某一載波，得到一個(gè)很寬的雙邊帶的直擴(kuò)信號。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中采用偽隨機(jī)序列 /正交序列 擴(kuò)頻，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機(jī)序列作為不同用戶的地址碼，從而實(shí)現(xiàn)碼分多址通信。 ))/(1(B l o g l i m)/1(B l o g l i mC l i m 022 BnSNS BBB ?? ?????? ?? () ns? 當(dāng)信道容量一定時(shí)，信道帶寬與信噪比可以互換。 當(dāng)接收端的信噪比一定時(shí)，信道的傳輸帶寬越大，其系統(tǒng)的信道容量也越大。 香農(nóng)公式的重要結(jié)論： 當(dāng)信道的傳輸帶寬一定時(shí)，接收端的信噪比越大，其系統(tǒng)的信道容量越大。 擴(kuò)頻技術(shù)介紹 擴(kuò)頻理論介紹 首先介紹香農(nóng)定理。目前，除了 188474 ???N 外，所有 200?N 的 H 矩陣都已經(jīng)找到。這種 H 矩陣稱為正規(guī)阿達(dá) 瑪矩陣。例如： ??????????????????????????????????????2222224HHHHHHH ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4444248 HHHHHHH 阿達(dá)瑪矩陣簡稱 H 矩陣。于是上式可改寫為： ?????? ?? ???2H 階數(shù)為 2 的冪的阿達(dá)瑪矩陣可以用下面的遞推公式求出： 22/ HHH NN ?? 式中， ? 為直積。阿達(dá)瑪矩陣是一種方陣，僅由元素 +1 和 1 構(gòu)成 。 在正交編碼理論中，阿達(dá)瑪（ Hadamard）矩陣具有非常重要的作用，因?yàn)樗拿恳恍忻恳涣卸际且粋€(gè)正交碼組。若兩個(gè)碼組的相關(guān)系數(shù) ? 為負(fù)值，即 0?? ，則稱其為超正交。 由互相關(guān)系數(shù) ? 的定義式容易看出任何碼組 ? 的的取值范圍均在 +1 和 1 之間，即有： 11 ???? ? 。 在用“ 1”和“ 0”表示二進(jìn)制碼元時(shí)，通常用二進(jìn)制數(shù)字“ 1”表示“ 1”，用二進(jìn)制數(shù)字“ 0” 表示“ +1”，于是碼組的互相關(guān)系數(shù)的定義式應(yīng)該變?yōu)椋? DA DAyx ???),(? () 式中， A 為 x 和 y 中對應(yīng)碼元相同的個(gè)數(shù)， D 為 x 和 y 中對應(yīng)碼元不同的個(gè)數(shù)。 本課題主要是用正交碼做為“載波”，所以只對 偽隨機(jī)碼的介紹只到這里，不作太詳細(xì)的介紹。偽隨機(jī)序列不止一種。由于它具有類似白噪聲的隨機(jī)特性但是又能重復(fù)產(chǎn)生，所以稱為偽隨機(jī)序列，并且可以代替白噪聲用于需要隨機(jī)信號的場合，例如測試系統(tǒng)性能。 偽隨機(jī)碼 偽隨機(jī)碼（ PN 碼）又稱偽 隨機(jī)序列。在討論通信系統(tǒng)性能受噪聲的影響時(shí)，我們主要分析的就是白噪聲的影響。 )。熱噪聲的頻率范圍很廣，在接近 Hz1210~0 內(nèi)均勻分布。在沒有外界作用力的條件下，這 些電子的布朗運(yùn)動結(jié)果產(chǎn)生的電流平均值等于 0，但是會產(chǎn)生一個(gè)交流電流分量。所以熱噪聲無處不在。 有一種很重要的噪聲，叫做熱噪聲，它是由電阻性元器件中自由電子的布朗運(yùn)動產(chǎn)生的，它來自一切電阻性元器件中的電子的熱運(yùn)動。通信系統(tǒng)中沒有傳輸信號時(shí)也有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于通信系統(tǒng)中。相移 低通 環(huán)路 濾波 輸出 已調(diào) 信號 平方 二 分頻 壓控 震蕩 環(huán)路 濾波 鑒 相器 已調(diào) 信號 載波 輸出 圖 210平方法 聲的影響，則 VCO 輸出的兩路互為正交的本地載波分別為 )co s(1 ?? ?? tV c , )sin(2 ?? ?? tV c 式中， ? 為 VCO 輸出信號與輸入已調(diào)信號載波之間的相位誤差。在此環(huán)路中，壓控振蕩器（ VCO）提供兩路互為正交的載波，與輸入接收信號分別在同相和正交兩個(gè)鑒相器中進(jìn)行鑒相，經(jīng)低通濾波之后的輸出均含調(diào)制信號， 兩者相乘后可以消除調(diào)制信號的影響， 經(jīng)環(huán)路濾波器得到僅與相位差有關(guān)的控制壓控，從而準(zhǔn)確地對壓控振蕩器進(jìn)行調(diào)整。基于這種構(gòu)思的平方變換法提取載波的方框圖如圖 211 所示。 設(shè)調(diào)制信號 m(t)無直流分量，則抑制載波的雙邊帶信號為 ttmts cm ?co s)()( ? () 接收端將該信號經(jīng)過非線性變換 ——平方器件后得到 ttmtmttmte cc ?? 2c o s)()(]c o s)([)( 22 ??? () 上式的第二項(xiàng)包含有載波的倍頻 c?2 的分量。有些信號，如 DSBSC、 PSK 等，它們雖然本身不直接含有載波分量，但經(jīng)過某種非線性變換后，將具有載波的諧波分量，因而可從中提取出載波 分量來。 一、直接法 直接法也稱自同步法。 如果接收信號中沒有離散載頻分量，就需要用復(fù)雜的方法從信號中提取載波。因此，載波同步是實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)的先決條件。 載波同步是指在相干解調(diào)時(shí)，接收端需要提供一個(gè)與接收信號中的調(diào)制載波嚴(yán)格同頻同相的相干載波。 QPSK 介紹 QPSK 又稱正交相移鍵控。 相干解調(diào)法 的誤碼率： 抽樣判決處的電壓 x(t) 為： () 式中， )(tnc － 高斯過程。 數(shù)字調(diào)制解調(diào) ASK 介紹 ASK 又稱振幅鍵控，其表示式為： ????? t0 )c o s ()()( 0 ?? ttAts () 式中， 00 2 f?? ? 為載波的角頻率；???? ”當(dāng)發(fā)送“”當(dāng)發(fā)送“ 0 0 1 )( AtA 調(diào)制方法如圖