【正文】 310 加法器 圖 311 加法器輸 出波形 表 35 加法器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Sum List of signs ++ Sample time 1 調(diào)制及信道部分仿真 成形濾波器：由于矩形脈沖的帶寬為無限帶寬，不適合信道傳輸，并且能夠引起碼間串?dāng)_，所以需要將矩形脈沖改成升余弦滾降的形式，所以用成形濾波器進行波形變換。 圖 38 阿達瑪產(chǎn)生器 圖 39 阿達瑪產(chǎn)生器產(chǎn)生的波形 表 34 擴頻碼參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Hadamard code generator Code length 128 Code index 127 Sample time 1/1228800 Framebased outputs Unchecked Output data type Double 加法器：將多路信號疊加在一起，以便多用戶共同使用同一個信道，實現(xiàn)復(fù)用。根據(jù) 3G 通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，擴頻碼的碼片速率為，故將 Sample time 設(shè)為 1/1228800。 圖 36 極性轉(zhuǎn)換模塊 圖 37 雙極性波形 表 33 極性轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Unipolar to Bipolar Converter Mary ++ Polarity Positive Output data type Inherit via internal rule 阿達瑪產(chǎn)生 器：其中的 Code length 設(shè)為 128，表示該碼可以為階數(shù)為 128 的阿達瑪矩陣中的任意一行（列）， Code index 為 127，表示此碼為矩陣中的第 127 行。 圖 34 二進 制伯努利序列產(chǎn)生器 圖 35 信號源（二）波形 表 32 二進制 伯努利 序列產(chǎn)生器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Bernoulli Binary Generator Probability of a zero Initial seed 62 Sample time 1/9600 Framebase outputs Unchecked Interlpret vector parameter as 1D Unchecked 極性轉(zhuǎn)換：由于單極性波形的頻率成分中含有 直流分量，不適合 于信道的傳輸，所以要將單極性波形轉(zhuǎn)化成雙極性波形。 圖 32 二進制伯努利序列產(chǎn)生器 圖 33 信號源（一）波形 表 31 二進制 伯努利 序列產(chǎn)生器參數(shù)設(shè)置 參數(shù)名稱 參數(shù)值 模塊類型 Bernoulli Binary Generator Probability of a zero Initial seed 61 Sample time 1/9600 Framebase outputs Unchecked Interlpret vector parameter as 1D Unchecked 第二 路二進制伯努利序列產(chǎn)生器：基帶信號選用用二進制伯努利序列產(chǎn)生器，它產(chǎn)生的是一系列二進制隨機數(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用用二進制伯努利序列產(chǎn)生器，它產(chǎn)生的是一系列二進制隨機數(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，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)的信號做出兩個參數(shù)設(shè)計及波形，其余只做單路。離散時間仿真是對實際通信系統(tǒng)的一種簡化，它的仿真建模比較簡單， 整個仿真過程需要花費的時間比連續(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軟件的擴展，它是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個軟件包，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)進行建模、分析和仿真。 matlab 編寫簡單、代碼效率高等優(yōu) 點使得 matlab 在通信、信號處理、金融計算領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，同時它還可以與其他語言（如 Fortran 和 C 語言）混合編程，進一步擴展了自身的功能。 另外，對于 CDMA 中的 WCDMA， CDMA2022， 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 CDMA2022 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 ? 信號帶寬 5MHz N? 空中接口 WCDMA CDMA2022 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)是擴頻，擴頻的優(yōu)點都是 CDMA 的優(yōu)點，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，總的占用頻帶必然很寬。由于采用了很窄的時片去發(fā)送信號，相對說來，信號的頻譜也就展 寬了。在一幀內(nèi)哪個時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制。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 (b)解擴后的功率譜 f 有用信號 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 s1(t)功率譜密度 Bc 2Bc (a)解擴前的功率譜 f0 跳時是使發(fā)射信號在時間軸上跳變。也就是說，用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。此外，若為不同的擴頻通信系統(tǒng)適當(dāng)?shù)倪x擇不同的擴頻碼，使他們之間的互相關(guān)系數(shù)很小，就可以使各個系統(tǒng)的用戶在同一頻段上工作而互不干擾，實現(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 是一個擴頻碼碼片持續(xù)時間 ct 的倒數(shù)，即 cc tB /1? 。將其與本本地擴頻馬相乘后，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，接收機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)送端同步的擴頻碼，需要有同步電路。此本地擴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。這時已假定“ 1”對應(yīng)相位“ ? ”，“ 0”對應(yīng)相位“ 0”。由于擴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 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 是周期性擴頻碼 c（ t），給出了一個周期為 15 的 m 序列，它和基帶信號的時鐘是同步的；圖 c 是基帶信號和擴頻碼相乘后的波形 d（ t）。擴頻碼通常采用 m 序列，但是有時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 通常每個信號碼元持 續(xù)時間內(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。擴頻增益又稱處理增益，用 Gp 表示。產(chǎn)生的寬帶二進制序列的帶寬 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)的擴頻增益。直擴系統(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。 擴頻系統(tǒng)的分類 ① DSSS（直擴系統(tǒng)） 信號時 域波形與頻域波形關(guān)系可以采用窄的脈沖序列去進行調(diào)制某一載波，得到一個很寬的雙邊帶的直擴信號。 擴頻通信系統(tǒng)中采用偽隨機序列 /正交序列 擴頻，在實際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機序列作為不同用戶的地址碼，從而實現(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，信道帶寬與信噪比可以互換。 當(dāng)接收端的信噪比一定時，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，接收端的信噪比越大，其系統(tǒng)的信道容量越大。 擴頻技術(shù)介紹 擴頻理論介紹 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 瑪矩陣。例如： ??????????????????????????????????????2222224HHHHHHH ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4444248 HHHHHHH 阿達 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，阿達瑪（ Hadamard）矩陣具有非常重要的作用，因為它的每一行每一列都是一個正交碼組。若兩個碼組的相關(guān)系數(shù) ? 為負值，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”表示二進制碼元時，通常用二進制數(shù)字“ 1”表示“ 1”，用二進制數(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)碼元相同的個數(shù)， D 為 x 和 y 中對應(yīng)碼元不同的個數(shù)。 本課題主要是用正交碼做為“載波”，所以只對 偽隨機碼的介紹只到這里，不作太詳細的介紹。偽隨機序列不止一種。由于它具有類似白噪聲的隨機特性但是又能重復(fù)產(chǎn)生，所以稱為偽隨機序列，并且可以代替白噪聲用于需要隨機信號的場合，例如測試系統(tǒng)性能。 偽隨機碼 偽隨機碼（ PN 碼）又稱偽隨機序列。在討論通信系統(tǒng) 性能受噪聲的影響時，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，這些電子的布朗運動結(jié)果產(chǎn)生的電流平均值等于 0，但是會產(chǎn)生一個交流電流分量。所以熱噪聲無處不在。相移 低通 環(huán)路 濾波 輸出 已調(diào) 信號 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動產(chǎn)生的，它來自一切電阻性元器件中的電子的熱運動。由于這樣的噪聲是疊加在信號上 的，所以有時將其稱為加性噪聲。 信號 )cos()( ttm c? 分別與 21 VV 、 相乘后得 ： )]2c os ()[c os