【正文】
上行鏈路的盲信道估計(jì)[J ] . 通信學(xué)報(bào), 2007 , 28 (1) : 8216.[12] 楊維, 李航. 多徑衰落信道下MC2CDMA 系統(tǒng)性能分析[J] . 電子與信息學(xué)報(bào), 2007 , 29 (6) : 1 81121 818.[13] 吳曉波 Gold碼及其偶位碼短截碼特性的計(jì)算 (2).[14] 張宏 多進(jìn)制偽碼正交調(diào)制系統(tǒng)多址性能的改善 北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào) . 19 (4).[15] , Digital Communications. McGrawHill, New York, 1983.[16] W. W. Peterson and E. J. Weldon, ErrorCorrecting Codes (Cambridge, Mass.:MITPress, 1972).附 錄1. 英文原文An Overview of CDMACDMA BasicsCDMA systems spread a slow information bit rate with a fast chip sequence, transmit it over the air and retrieve the original information. How to actually spread and retrieve the information is standardized in details in IS95. Three main tools are used:Walsh codes, 64chip orthogonal sequencesA short code: 215 1 = 32767 chips long, which has the property of being orthogonal to any nonzero offset of itself.A long code: 242 chips long, used to generate unique sequences, which are pseudoorthogonal to oneanother.The following sections go into further details on where these tools are used in various aspects of the IS95 air interface: on forward links, reverse links, in access mode, and in traffic mode.Walsh CodesForward Link Walsh codes are orthogonal codes, IS95 uses them to multiplex several mobile munications (and control channels) on the forward link. In the forward link, each mobile uses a specific Walsh code sequence。無論是大量的文獻(xiàn)查閱,還是對(duì)于困惑的找尋答案,都是一份歷練。然后感謝父母、寢室舍友。在這個(gè)過程中,導(dǎo)師給了我耐心細(xì)致的輔導(dǎo)和熱忱的幫助。致 謝許多個(gè)日子的煎熬后,這份畢業(yè)設(shè)計(jì)終于畫上了一個(gè)句點(diǎn)。文章簡(jiǎn)介了CDMA及其技術(shù),也對(duì)MATLAB通信仿真作了相關(guān)介紹。在我國(guó)CDMA的發(fā)展十分迅速,CDMA網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)已經(jīng)基本初具規(guī)模。CDMA的核心技術(shù)有:;;;;;;;。 基于MA TLAB/ Simulink 工具箱對(duì)各功能模塊進(jìn)行建模與仿真研究,以反向業(yè)務(wù)信道為例設(shè)計(jì)出一套完整的CDMA通信仿真演示系統(tǒng),詳細(xì)分析了CDMA通信系統(tǒng)的工作方式以及信號(hào)處理過程。接收濾波后,信號(hào)經(jīng)過RAKE接收、解調(diào)解擴(kuò),頻譜波形得到恢復(fù), ,擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)過PN 碼解擴(kuò)處理后重新回到窄帶形式,而干擾信號(hào)在通過PN 后頻譜被展寬,再通過窄帶濾波器后被再次削弱和抑制[12]。信號(hào)在無線環(huán)境中傳播,經(jīng)過瑞利多徑衰弱(Rayleigh) 和加性高斯白噪聲(AWGN) 信道后,信號(hào)因衰弱和干擾而產(chǎn)生不同程度的畸變,可以清晰地看到頻譜受干擾的影響,波形圖中顯示的擴(kuò)頻信號(hào)頻譜帶有不少雜亂的干擾信號(hào)。原始信息數(shù)據(jù)經(jīng)過CRC 幀質(zhì)量指示、卷積編碼、碼元重復(fù)、交織后, 得到窄帶信號(hào),信號(hào)頻譜集中在很較窄的范圍內(nèi),[12]。仿真時(shí)長(zhǎng) 1 s 2 s 5 s 誤碼率 信噪比越大,表明信號(hào)越好,隨之,誤碼率越低(仿真時(shí)間5s)。 原始種子119940123456誤碼率 錯(cuò)誤數(shù) 87 79總位數(shù) 13540 13540,改變仿真時(shí)間。下面將展示三種方式,改變仿真參數(shù)。 反向檢測(cè)器(Error Rate Calculation)誤碼率估算模塊比較了傳輸位和接收位的結(jié)果,產(chǎn)生原始bit錯(cuò)誤率。這三個(gè)有效地接收端依次用短PN碼和長(zhǎng)碼對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行解頻,隨后用64位Walsh碼相關(guān)聯(lián)。這個(gè)模塊包含了反向信道rake接收器。這個(gè)模塊使濾波器轉(zhuǎn)化為一個(gè)傳輸濾波器,濾波器被設(shè)計(jì)為在允許的頻段里最大化信號(hào)功率。 瑞利多徑和AWGN信道內(nèi)部結(jié)構(gòu) 。當(dāng)輸入信號(hào)是真實(shí)的,該模塊添加了真實(shí)的高斯噪聲,產(chǎn)生一個(gè)真實(shí)的輸出信號(hào)[10]。瑞利多徑衰落:多徑瑞利衰落信道模塊,實(shí)現(xiàn)了多徑瑞利衰落傳播信道的基帶模擬,此模塊一般用于移動(dòng)無線通信系統(tǒng)建模。其中,The IS95A Rev Ch Walsh Modulation and Spreading模塊(子系統(tǒng))包含IS95A反向信道突發(fā)隨機(jī)化模塊,該模塊用于可變數(shù)據(jù)速率傳輸,起到一個(gè)選通門的作用,即基于長(zhǎng)碼和信息幀的輸入數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生一個(gè)的選通門信號(hào)。(Spreading and Modulation)擴(kuò)頻與調(diào)制子系統(tǒng)包含幾個(gè)功能,分別是Walsh碼調(diào)制,長(zhǎng)碼和短PN碼擴(kuò)頻。短碼產(chǎn)生器(Short Code Generator ),產(chǎn)生I和Q短PN碼。 。為了均勻的在整個(gè)20ms幀上擴(kuò)頻數(shù)據(jù),要使用一個(gè)數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)化算法[7]。CDMA反向信道的調(diào)制為64階正交調(diào)制。反向業(yè)務(wù)信道的符號(hào)重復(fù)率隨數(shù)據(jù)的不同而不同。 重復(fù)從卷積編碼器來的輸入符號(hào)。移動(dòng)臺(tái)對(duì)不同速率反向業(yè)務(wù)信道的初始信息數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼。符號(hào)重復(fù)x1x2x4x8卷積編碼 數(shù)據(jù)突發(fā)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 正交調(diào)制交 織42階長(zhǎng)PN碼發(fā)生器基帶濾波器 基帶濾波器 反向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu) 信源編碼,減小語(yǔ)音冗余度,降低語(yǔ)音傳輸需要的比特速率。移動(dòng)臺(tái)在反向業(yè)務(wù)信道上以可變速率的數(shù)據(jù)發(fā)送信息,速率的選擇以幀為單位[6]。速率2也包括四種速度:14400,7200,3600和1800 bit/s。根據(jù)所使用的聲碼器種類的不同,反向業(yè)務(wù)信道支持兩種速率。特別是Simulink將是實(shí)現(xiàn)仿真的主要工具,以及對(duì)仿真過程作了整體的介紹,這也是后面實(shí)現(xiàn)仿真的主要依據(jù)。 本文將先用M文件的方式實(shí)現(xiàn),再用SIMULINK的方式兩種方法實(shí)現(xiàn)。和MATLAB一樣,SIMULINK也提供有非常詳細(xì)的在線幫助和實(shí)例演示,以方便用戶學(xué)習(xí)和使用SIMULINK[5]。(8)若仿真出錯(cuò),可使用建模調(diào)試工具執(zhí)行單步仿真或斷點(diǎn)調(diào)試。(6)在方針過程中實(shí)時(shí)查看模型的仿真結(jié)果,或在仿真結(jié)束后把結(jié)果直接導(dǎo)入MATLAB工作空間進(jìn)行分析。(4)模型編輯完成后保存為文件。在simulink 里,模型是保存在模型文件里的,新建一個(gè)空白模型,也就是新建了—個(gè)空白的模型文件。具體的操作步驟為:(1)啟動(dòng) Simulink 模塊庫(kù)瀏覽窗口。我們使用的仿真工具一般都具有很強(qiáng)的繪圖功能,能夠便捷地繪制各種類型的圖表[5]。常用的系統(tǒng)性能尺度包括平均值,方差,標(biāo)準(zhǔn)差,最大值和最小值等,它們從不同的角度描繪了仿真系統(tǒng)的性能。仿真分析是一個(gè)通信系統(tǒng)仿真流程中的最后一個(gè)步驟。仿真的運(yùn)行實(shí)際上是計(jì)算機(jī)的計(jì)算過程,這個(gè)過程一般不需要人工干預(yù),花費(fèi)的時(shí)間由仿真的復(fù)雜度確定。當(dāng)然,文檔的編寫不一定要求很規(guī)范,并且文檔的大小應(yīng)視仿真設(shè)計(jì)的規(guī)模而定。在明確了仿真系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)的要求之前,最好把這些設(shè)置整理成一份簡(jiǎn)單的文檔。實(shí)施仿真之前需要確定的另外一個(gè)因素是性能尺度。在仿真實(shí)驗(yàn)中,通常需要多次改變仿真模型輸入信號(hào)的數(shù)據(jù),以觀察和分析仿真模型對(duì)這些輸入信號(hào)的反應(yīng),以及仿真系統(tǒng)在這個(gè)過程中表現(xiàn)出來的性能。有了上面的準(zhǔn)備工作,下一步就可以通過仿真軟件來建立仿真模型了。有了這些具體的仿真目標(biāo)之后,下一步是獲取實(shí)際通信系統(tǒng)的各種參數(shù),如通信系統(tǒng)占用的帶寬及其頻率分布,系統(tǒng)對(duì)于特定的輸入信號(hào)產(chǎn)生的輸出等。一般情況下,通信系統(tǒng)模型是一個(gè)隨機(jī)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。確定性模型的輸入變量和輸出變量都有固定數(shù)值,而在隨機(jī)模型中,至少有一個(gè)輸入變量是隨機(jī)的。 仿真模型一般是一個(gè)數(shù)學(xué)模型。應(yīng)該注意的是,通信系統(tǒng)仿真是一個(gè)螺旋式發(fā)展的過程,因此,這3個(gè)步驟可能需要循環(huán)執(zhí)行多次之后才能夠獲得令人滿意的仿真結(jié)果?;旌夏K是根據(jù)輸入信號(hào)的類型來確定輸出信號(hào)類型的,它既能夠產(chǎn)生連續(xù)輸出信號(hào),也能夠產(chǎn)生離散輸出信號(hào)[5]。對(duì)于連續(xù)模塊,Simulink采用積分方式計(jì)算輸出信號(hào)的數(shù)值,因此,連續(xù)模塊主要涉及導(dǎo)數(shù)的計(jì)算及其積分。根據(jù)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系,Simulink提供3種類型的模塊:連續(xù)模塊,離散模塊和混合模塊。除此之外,用戶還可以在改變參數(shù)后來迅速觀看系統(tǒng)中發(fā)生的變化情況。菜單方式對(duì)于交互工作非常方便,而命令行方式對(duì)于運(yùn)行一大類仿真非常有用。用戶可以從最高級(jí)開始觀看模型,然后用鼠標(biāo)雙擊其中的子系統(tǒng)模塊,來查看其下一級(jí)的內(nèi)容,以此類推,從而可以看到整個(gè)模型的細(xì)節(jié),幫助用戶理解模型的結(jié)構(gòu)和各模塊之間的相互關(guān)系。 Simulink包含有SINKS(輸出方式)、SOURCE(輸入源)、LINEAR(線性環(huán)節(jié))、NONLINEAR(非線性環(huán)節(jié))、CONNECTIONS(連接與接口)和EXTRA(其他環(huán)節(jié))子模型庫(kù),而且每個(gè)子模型庫(kù)中包含有相應(yīng)的功能模,用戶也可以定制和創(chuàng)建用戶自己的模塊。它為用戶提供了方框圖進(jìn)行建模的圖形接口,采用這種結(jié)構(gòu)畫模型就像你用手和紙來畫一樣容易。它支持連續(xù)、離散及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng),也支持具有多種采樣頻率的系統(tǒng),而且系統(tǒng)可以是多進(jìn)程的。它的魅力在于強(qiáng)大的功能和簡(jiǎn)便的操作。 近幾年,在學(xué)術(shù)界和工業(yè)領(lǐng)域,Simulink已成為在動(dòng)態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域建模和仿真方面分,Simulink具有相對(duì)獨(dú)立的功能和使用方法。它既擁有Word 強(qiáng)大的文字處理功能,又能從Word 訪問MATLAB 的數(shù)據(jù)計(jì)算和可視化結(jié)果[4]。 (5)圖形文字統(tǒng)一處理功能。 (4)動(dòng)態(tài)仿真功能。MATLAB 可以給計(jì)算數(shù)據(jù)以二維、三維乃至四維的圖形表現(xiàn)。MATLAB 符號(hào)運(yùn)算的獨(dú)特之處:無須事先對(duì)變量賦值,而所得的結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)的符號(hào)形式表達(dá),符號(hào)計(jì)算的整個(gè)過程以字符進(jìn)行。MATLAB 出色的數(shù)值計(jì)算功能是使之優(yōu)于其他數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件的決定性因素之一。 MATLAB的功能 MATLAB 之所以成為世界頂級(jí)的科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件,是因?yàn)樗S著版本的升級(jí)與不斷完善而具有愈來愈強(qiáng)大的功能。MATLAB程序通常是解釋執(zhí)行的,在執(zhí)行效率和速度上低于其它高級(jí)語(yǔ)言,當(dāng)然如果對(duì)執(zhí)行效率有特別要求,可以采用C語(yǔ)言編制算法,然后通過MATLAB接口在MATLAB中執(zhí)行。 (7)MATLAB程序可以直接映射為DSP芯片可接受的代碼,大大提高了現(xiàn)代電子通信設(shè)備的研發(fā)效率。 (6)MATLAB具有串口操作、聲音輸入輸出等硬件操控能力。具有多種形式來表達(dá)二維、三維圖形,并具有強(qiáng)大的動(dòng)畫功能,可以非常直觀地表現(xiàn)抽象的數(shù)值結(jié)果。 (5)MATLAB具有強(qiáng)大的繪圖功能。通常矩陣運(yùn)算精度高達(dá)1015以上,完全能夠滿足一般工程和科學(xué)計(jì)算的需要。 (4)MATLAB計(jì)算精度很高。對(duì)于常規(guī)語(yǔ)言中必須使用許多語(yǔ)句才能實(shí)現(xiàn)的功能,如矩陣分解、矩陣求逆、積分、快速傅立葉變換,甚至串口操作、聲音的輸入輸出等,在MATLAB中均用一兩句指令即可實(shí)現(xiàn)。 (3)MATLAB語(yǔ)法簡(jiǎn)單,編程風(fēng)格接近數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述,是數(shù)學(xué)算法開發(fā)和驗(yàn)證的最佳工具。使用MATLA意味著站在巨人的肩膀上觀察和處理問題,所以在編程效率,程序的可讀性、可靠性和可移植性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常規(guī)的高級(jí)語(yǔ)言。 (2) MATLAB是一種超高級(jí)語(yǔ)言。采用MATLAB編寫的程序可以在目前所有的操作系統(tǒng)上運(yùn)行(只要這些系統(tǒng)上安裝了MATLAB平臺(tái))。在國(guó)內(nèi)外許多著名學(xué)術(shù)期刊上登載的論文,大部分的數(shù)值結(jié)果和圖形都是借助MATLAB來完成的。 目前,MATLAB已經(jīng)廣泛用于理工科大學(xué)從高等數(shù)學(xué)到幾乎各門專業(yè)課程之中,成為這些課程進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)的有效工具。MATLAB使得人們擺脫了常規(guī)計(jì)算機(jī)編程的繁瑣,讓人們能夠?qū)⒋蟛糠志ν度氲窖芯繂栴}的數(shù)學(xué)建模上。但是,要用好MATLAB卻不是在短時(shí)間就可以達(dá)到的。 MATLAB的特點(diǎn) MATLAB是MathWorks公司開發(fā)的一種跨平臺(tái)的,用于矩陣數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)單高效的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,與其它計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言如C,