【正文】 顯示修 正圖41 Simulink的步驟Simulink的運(yùn)行 ：１、命令窗口下點(diǎn)擊Simulink圖標(biāo)（或鍵入Simulink命令）→Simulink Library Browser→simulink模塊；２、打開模型創(chuàng)建窗口：在工具欄中選擇“建立新模型”的圖標(biāo)，彈出名為Untitled的空白窗口。支持多采樣頻率系統(tǒng)。Simulink提供了圖形化用戶界面，只須點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可以輕易的完成模型的創(chuàng)建、調(diào)試和仿真工作，用戶不須專門掌握一種程序設(shè)計(jì)語言。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。第4章 基于MATLAB的WCDMA系統(tǒng)的擴(kuò)頻方案 Simulink簡介Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號(hào)，眾多用戶，只要配對使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。 易于實(shí)現(xiàn)碼分多址：直擴(kuò)通信占用帶寬頻譜資源通信，改善了抗干擾能力是否浪費(fèi)了頻段？其實(shí)不然，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。在直擴(kuò)系統(tǒng)中，射頻帶寬很寬，頻譜度很低，甚至淹沒在噪音中，就很難檢查到信號(hào)的存在。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng)，美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴(kuò)頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?？垢蓴_性強(qiáng)：抗干擾是擴(kuò)頻通信主要特性之一，比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大100倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。信源擴(kuò)頻調(diào)制PN碼振蕩器高放混頻解擴(kuò)本振PN碼解調(diào)同步圖34 直接序列擴(kuò)頻通信原理 直接序列擴(kuò)頻的主要技術(shù)優(yōu)點(diǎn)直擴(kuò)系統(tǒng)射頻帶寬很寬，小部分頻譜衰落不會(huì)使信號(hào)頻譜嚴(yán)重的畸變。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制。這樣下來，信源速率就被提高了11倍，同時(shí)也使處理增益達(dá)到10dB以上，從而有效地提高了整機(jī)的信噪比。它是一種數(shù)字調(diào)制方法，具體說，就是將信源與一定的PN碼（偽噪聲碼）進(jìn)行模二加。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理直接序列擴(kuò)頻就是用比信息速率高很多倍的偽隨機(jī)噪聲碼相乘來達(dá)到擴(kuò)展信號(hào)的帶寬，擴(kuò)頻通信是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的最小帶寬。由于PN碼的帶寬很寬，所以可以在不丟失信息的情況下，將信號(hào)能量降低到噪聲限度以下，通常將輸出功率頻譜主瓣的零值到零值的帶寬（2）認(rèn)定為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的帶寬。這解調(diào)的射頻信號(hào)和噪聲信號(hào)的功率最接近時(shí)它的功率最高，并且和信道的噪聲最“相關(guān)”。然后用一個(gè)雙重平衡混頻器將射頻載波和經(jīng)PN碼調(diào)制的載波相乘來進(jìn)行解調(diào)。直接序列擴(kuò)頻技術(shù)通過將射頻載波和偽噪聲（PN）數(shù)字信號(hào)有效地相乘來執(zhí)行數(shù)據(jù)處理。由于他的抗噪聲性，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)也非常適合商業(yè)運(yùn)用。它最初的用途是為軍事通信提供安全保障，由于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)是將窄帶信息信號(hào)擴(kuò)展成帶寬噪聲信號(hào)，所以敵人很難探測到信號(hào)。不同的物理信道用不同的信道碼Cch，在一個(gè)小區(qū)內(nèi)擾碼Cscramb是相同的。 下行鏈路的擴(kuò)頻/調(diào)制下行鏈路DPCH的擴(kuò)頻/調(diào)制原理如圖32所示。對于一條數(shù)據(jù)速率為1024kb/s碼道，擴(kuò)頻增益為4，約6dB，增益余量為，這意味著在5MHz帶寬內(nèi)，若要求BER為106，共可傳輸一條速率為1024kb/s的碼道。區(qū)別僅在于：數(shù)據(jù)速率小于1024kb/s時(shí)，每條DPDCHi被不同的信道碼Cch，di(di=1，2，…)擴(kuò)頻；數(shù)據(jù)速率等于2048kb/s時(shí)，每對DPDCH2di1和DPDCH2di被一個(gè)相同的Cch，di擴(kuò)頻。 上行鏈路的擴(kuò)頻/調(diào)制WCDMA的上行鏈路擴(kuò)頻/調(diào)制原理如圖31所示：圖31 WCDMA上行鏈路DPDCH/DPCCH擴(kuò)頻/調(diào)制從圖中可以看出在5MHZ帶寬內(nèi)，多路專用物理數(shù)據(jù)信道（DPDCH）的總數(shù)據(jù)速率小于等于1024kb/s時(shí)上行DPDCH的復(fù)用原理。擴(kuò)頻調(diào)制是指I和Q支路信道碼和擾碼擴(kuò)頻，經(jīng)濾波和載波調(diào)制后輸出。在WCDMA系統(tǒng)中,調(diào)制可分為數(shù)據(jù)調(diào)制和擴(kuò)頻調(diào)制。頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成的，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)，與傳的信息數(shù)據(jù)無關(guān)。第3章WCDMA系統(tǒng)中的擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)擴(kuò)展頻譜（SS：Spread Spectrum）通信簡稱擴(kuò)頻通信。在接收端需將以調(diào)信號(hào)還原成要傳輸?shù)脑夹盘?hào)，也就是基帶信號(hào)從載波中提取出來以便接收者（信宿）處理和理解過程。調(diào)制可以通過是高頻載波隨信號(hào)幅度的變化而改變載波的幅度、相位、或者頻率來實(shí)現(xiàn)。在通信系統(tǒng)中，信號(hào)的調(diào)制與解調(diào)只是一個(gè)頻譜搬移的過程。M序列是最常用的一種偽隨機(jī)序列，它是最長線性反饋移位寄存器序列的簡稱，WCDMA使用的擾碼是由m序列的不同相位異或而成。從更廣泛的意義上來說，擾碼能使數(shù)字傳輸系統(tǒng)對各種數(shù)字信息具有透明性，這不但因?yàn)閿_碼能改善未定時(shí)回復(fù)的質(zhì)量，還因?yàn)閿_碼能夠使信號(hào)頻譜彌散而保持穩(wěn)恒，相當(dāng)于數(shù)字信號(hào)的功率拓展，使其分散開了，因此擾亂過程又稱為“能量分散”過程。這樣破壞了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的前提，破壞了傳輸信道的碼平衡，使得系統(tǒng)有可能回不到設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)。數(shù)字通信理論在設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)時(shí)都是假設(shè)所傳輸?shù)谋忍亓髦小?”、“1”出現(xiàn)的概率是相等的，實(shí)際應(yīng)用中的通信系統(tǒng)以及其中的數(shù)字通信技術(shù)的設(shè)計(jì)性能指標(biāo)首先也是這一假設(shè)為前提的。由于改變了數(shù)據(jù)流的傳輸順序，必須要等整個(gè)數(shù)據(jù)塊接收后才能糾錯(cuò)，加大了處理延時(shí)，因此交織深度應(yīng)根據(jù)不同的業(yè)務(wù)要求選擇；在特殊情況下，若干個(gè)隨機(jī)獨(dú)立差錯(cuò)有可能交織為突發(fā)差錯(cuò)。如圖22所示為碼序列的相關(guān)性。 在WCDMA系統(tǒng)中提到的交織技術(shù)，它通常跟信道編碼結(jié)合使用。卷積碼主要用在語音業(yè)務(wù)，約束長度為9，加8個(gè)尾比特；Turbo碼主要用在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，兩個(gè)8狀態(tài)的并行級(jí)聯(lián)碼（PCCC）構(gòu)成，加6個(gè)尾比特。這樣來增加符號(hào)間的相關(guān)性的，以便在收到干擾的情況下恢復(fù)信號(hào)的作用。解碼器具有獨(dú)特的重構(gòu)隨機(jī)激勵(lì)矢量的相位彌散處理。解碼器包括：發(fā)送參數(shù)譯碼（LP參數(shù)、自適應(yīng)碼本矢量、自適應(yīng)碼本增益、固定碼本矢量、固定碼本增益），合成重建語音。AMR編碼器功能包括9大部分：預(yù)處理；先行預(yù)測分析和量化；開環(huán)基因分析；沖擊響應(yīng)計(jì)算；目標(biāo)信號(hào)計(jì)算；自適應(yīng)碼本；代數(shù)碼本；自適應(yīng)和固定碼本增益的量化；存儲(chǔ)器更新。下面介紹AMR編碼器、解碼器功能。根據(jù)此時(shí)的語音質(zhì)量可以把8中速率分成高、中、低3類速率，高速率提供的語音質(zhì)量比低速率提供的語音質(zhì)量有很大提高。此外，還有低速率的噪聲編碼模式，編碼器能夠根據(jù)命令在每20ms語音幀中改變它的速率。WCDMA系統(tǒng)采用AMR（Adaptive MultiRate）語音編碼。自適應(yīng)多速率（AMR）是以智能的方式解決信源解碼和信道解碼的速率分配問題。經(jīng)過信源編碼的含有信息的數(shù)據(jù)成為“比特”；經(jīng)過信道編碼和交織后的數(shù)據(jù)成為“符號(hào)”；經(jīng)過最終擴(kuò)頻得到的數(shù)據(jù)稱為“碼片”。TDD模式在很大程度上是基于FDD模式的概念和思想的，加入它是為了彌補(bǔ)基本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的不足，也是為了能使用ITU為IMT2000分配的那些不成對頻譜[7]。在FDD模式下，上行鏈路和下行鏈路分別使用兩個(gè)獨(dú)立的5MHz的載波；在TDD模式下只使用一個(gè)5MHz的載波，在上下行鏈路之間分時(shí)共享。這種快速的無線容量分配一般由網(wǎng)絡(luò)來控制，以達(dá)到分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最佳吞吐量。在每個(gè)10ms期間，用戶數(shù)據(jù)速率是恒定的。實(shí)際的載頻要根據(jù)載頻間的干擾情況，[6]。WCDMA所固有的較寬的載波帶寬使其能夠支持高的用戶數(shù)據(jù)速率，并且也具有某些性能方面的優(yōu)勢，例如增強(qiáng)的多徑分集能力。為支持很高的比特速率（最高可達(dá)2Mbps），采用了可變擴(kuò)頻因子和多碼連接。 接力切換語音編碼AMR8k/13k QCELP / 8k EVRC AMR第2章 WCDMA系統(tǒng) WCDMA通信系統(tǒng)的基本模型和主要參數(shù)系統(tǒng)組成如圖21所示。表11是移動(dòng)通信幾種技術(shù)方案的比較。雖然它們同屬3G的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但是仍然分為兩類：CDMA2000、WCDMA并作一類，TD—SCDMA則單獨(dú)成一類。而未來VoIP技術(shù)的采用也將把全I(xiàn)P化的優(yōu)勢突顯出來[4]。從WCDMA 標(biāo)準(zhǔn)版本的演進(jìn)（HSPDA→HSUPA→HSPA→HSPA+→LTE）可以清晰地判斷出全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正逐步成為WCDMA的趨勢。美國的ATamp。WCDMAFDD/TDD（現(xiàn)稱高碼片速率TDD）和TDSCDMA（融和后現(xiàn)稱低碼片速率TDD）都是由3GPP開發(fā)和維護(hù)的規(guī)范，這些技術(shù)都是以CDMA技術(shù)為核心的。日本運(yùn)營商N(yùn)TT DoCoMo在1996年推出了一套WCDMA技術(shù)的發(fā)展，加快了WCDMA的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，并最終使WCDMA技術(shù)成為ITU批準(zhǔn)的國際通信標(biāo)準(zhǔn)。在這些早期研究中，對各種不同的接入技術(shù)包括TDMA、CDMA、OFDM等進(jìn)了試驗(yàn)和評(píng)估，為WCDMA奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。1992—1995年之間歐洲開始了RACE II程序。 WCDMA的產(chǎn)生和發(fā)展歷程WCDMA主要起源于歐洲和日本的早期第三代無線研究活動(dòng)，GSM的巨大成功對第三代系統(tǒng)在歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生重大影響。固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合也是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。從現(xiàn)在的發(fā)展來看，采用OFDMA（正交頻分多址）技術(shù)的LTE系統(tǒng)已經(jīng)成為了現(xiàn)在3G的主流研究對象。首先，在空中接口技術(shù)方面，3G繼續(xù)向著更高數(shù)據(jù)傳輸率、更高頻譜利用率的方向演進(jìn)。3G技術(shù)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入了普及階段，3G技術(shù)自身也在不斷演進(jìn)。國際電聯(lián)ITU稱為IMT2000。這一切都要求移動(dòng)通信系統(tǒng)必然要發(fā)生另一場革命。(3)通信容量不足。（2）無法實(shí)現(xiàn)全球漫游，由于沒有形成全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)（歐洲建立GSM系統(tǒng)。第二代系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在，也越來越暴露出其不足：(1)業(yè)務(wù)仍然較單一。其產(chǎn)品類型又可分為兩大類，即第一類數(shù)字式TDMA系統(tǒng)和第二類數(shù)字式窄帶 CDMA系統(tǒng)。第二代移動(dòng)通信（2G）起于90年代初期，流行于90年代中后期。隨著市場的發(fā)展，模擬蜂窩系統(tǒng)的頻