cdma同步信道處理過(guò)程仿真畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　填表時(shí)間： 年 月</p><p>　設(shè)計(jì)（論文）題目：CDMA同步信道處理過(guò)程仿真</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　CDMA（Code Division Multiple A

2、ccess）是在數(shù)字通信技術(shù)的分支擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù)。它主要用于利用相互正交（或者盡可能正交）的不同編碼分配給不同用戶調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)使用同一頻率接入系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的通信。</p><p>　　IS-95A系統(tǒng)下行鏈路最多可以有64個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男诺溃鼈兪窃赑N序列上在采用正交的Walsh函數(shù)進(jìn)行碼分信道，最后采用同一個(gè)射頻發(fā)射。利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息，按照所傳信息功能的不同而

3、分類的信道稱為邏輯信道，下行鏈路邏輯信道包括導(dǎo)頻信道、同步信道、尋呼信道和下行業(yè)務(wù)信道。其中同步信道主要傳輸同步信息，移動(dòng)臺(tái)利用此信息進(jìn)行同步調(diào)整。</p><p>　　本文基于windows xp平臺(tái)，使用MATLAB中的SIMULINK豐富的通信模塊庫(kù)進(jìn)行建模，通過(guò)MATLAB強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算能力對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而獲得直觀的同步信道仿真波形，為實(shí)際通信信道的建立提供重要的參考依據(jù)。.</p>&

4、lt;p>　　【關(guān)鍵詞】CDMA 仿真 同步信道 MATLAB</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　CDMA (Code Division Multiple Access) is a technology developed on the basis of the spread spectrum communicatio

5、n which is the branch of the digital communication technology. It is primarily used to assign different orthogonal (or be orthogonal as much as possible ) codes to different users for modulating signals , then to make mu

6、ltiple users simultaneously access systems and networks by using the same frequency communication modulate signals..</p><p>　　The downlink of system IS-95A ,at most, can transmit 64 channels at the same time

7、, which are using orthogonal Walsh function code division channels on the PN sequence , and finally can transmit through the same RF.Using code division physical channel can send different function information and accord

8、ing to different functions we can classify the channels ,we call them logical channels. The downlink of logical channels include the pilot channel, sync channel, paging channel and the downlink chann</p><p>

9、　　In the windows xp platform, using SIMULINK-rich communication module of MATLAB to model , can do analyses for systems with the powerful numerical computing capacity of the MATLAB in order to obtain intuitive synchroniz

10、ation channel simulation waveforms.It provides a important base for the establishment of the actual communication channel.</p><p>　　【Key words】Code Division Multiple Access Simulation Synchronous channels

11、 MATLAB</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p><p><b>　　前 言1</b></p><p><b>　　第一章 緒論

12、2</b></p><p>　　第一節(jié) 移動(dòng)通信發(fā)展歷史3</p><p>　　第二節(jié) 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成4</p><p>　　第三節(jié) 課題研究?jī)?nèi)容及方法5</p><p>　　第四節(jié) 章節(jié)安排5</p><p>　　第二章 IS-95A移動(dòng)通信系統(tǒng)6</p><p>

13、;　　第一節(jié) IS-95A概述6</p><p>　　一、IS-95A系統(tǒng)的主要特點(diǎn)7</p><p>　　二、IS-95A的關(guān)鍵技術(shù)8</p><p>　　第二節(jié)IS-95A下行鏈路邏輯信道9</p><p>　　一、CDMA 前向同步信道10</p><p><b>　　二、本章小結(jié)11<

14、;/b></p><p>　　第三章 同步信道處理過(guò)程12</p><p>　　第一節(jié) 卷積編碼13</p><p>　　第二節(jié) 交織技術(shù)14</p><p>　　第三節(jié) 本章小結(jié)15</p><p>　　第四章 基于MATLAB的同步信道仿真16</p><p>　　第一節(jié) M

15、ATLAB簡(jiǎn)介16</p><p>　　一、MATLAB16</p><p>　　二、SIMULINK16</p><p>　　第二節(jié) 同步信道仿真17</p><p>　　一、仿真模型圖17</p><p>　　二、主要模塊參數(shù)說(shuō)明18</p><p>　　第三節(jié) 仿真過(guò)程及結(jié)果分

16、析25</p><p>　　第四節(jié) 本章小結(jié)28</p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　附

17、錄32</b></p><p>　　一、英文原文：32</p><p>　　二、英文翻譯：41</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　IS-95標(biāo)準(zhǔn)是Qualcomm公司于1990年推出的基于碼分多址CDMA技術(shù)的擴(kuò)頻數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，提供一個(gè)公共空中接口。它不僅是第二代數(shù)字蜂窩

18、移動(dòng)通信的兩大體制之一，而且也是第三代移動(dòng)通信的主要體制。IS-95是將CDMA技術(shù)引入數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信并形成標(biāo)準(zhǔn)的第一系統(tǒng)。在IS-95通信系統(tǒng)中應(yīng)用了許多現(xiàn)代通信和信號(hào)處理技術(shù)，是第三代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信的基礎(chǔ)。</p><p>　　IS-95系統(tǒng)通過(guò)移動(dòng)電話交換局MTSO與公共電話交換網(wǎng)絡(luò)PSTN進(jìn)行借口。移動(dòng)臺(tái)和基站之間通過(guò)“前向”（基站到移動(dòng)站）和“反向”（移動(dòng)臺(tái)到基站）射頻鏈路通信。IS-95中規(guī)定，數(shù)

19、字通信系統(tǒng)的前向和反響射頻鏈路中進(jìn)行的通信是采用“信道”來(lái)組織的。IS-95中的信道類型有：前向鏈路的導(dǎo)頻、同步、尋呼和業(yè)務(wù)信道；反向鏈路的接入和業(yè)務(wù)信道。本文敘述了采用MATLAB仿真軟件對(duì)IS-95中的前向同步信道進(jìn)行仿真。</p><p>　　MATLAB是由美國(guó)Mathworks公司發(fā)布的主要面向科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的

20、建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。</p><p><b>　　第一章 緒論 </b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展，人們期望能隨時(shí)隨地、及

21、時(shí)可靠、不受時(shí)空限制地進(jìn)行信息交流。移動(dòng)通信系統(tǒng)由于綜合利用了有線和無(wú)線傳輸方式，能解決人們?cè)诨顒?dòng)中與固定終端或其它移動(dòng)載體上的對(duì)象進(jìn)行通信聯(lián)系的要求，從而可提高工作效率，節(jié)約人力、物力和時(shí)間，有很大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，由于移動(dòng)通信有受時(shí)空限制少和實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)，因此首先在要求機(jī)動(dòng)性高的軍事活動(dòng)中得到利用和發(fā)展。這可以上溯至無(wú)線電發(fā)明之初的第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，陸上、空間戰(zhàn)爭(zhēng)中廣泛地使用了移動(dòng)通信并起到很大的作用。但由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)和經(jīng)

22、濟(jì)條件的限制，移動(dòng)通信僅局限于在軍事及某些持殊領(lǐng)域應(yīng)用，而不能供全社會(huì)廣泛使用。戰(zhàn)后才逐步向民用擴(kuò)展，但其蓬勃發(fā)展還只是近20年的事。</p><p>　　當(dāng)前世界已進(jìn)入信息時(shí)代，高效率的生產(chǎn)和活動(dòng)，促使人們更珍惜時(shí)間。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)人每天約有20％的時(shí)間是在交通工具中度過(guò)的。而移動(dòng)通信為人們更有效地利用時(shí)間提供了可能，這是它近期迅速發(fā)展的原因之一。更重要的是由于電子技術(shù)、特別是半導(dǎo)體、集成電路及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，

23、使生產(chǎn)價(jià)廉、可靠、輕便、節(jié)能、性能優(yōu)越和便于使用的移動(dòng)通信設(shè)備成為可能。而且隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大和對(duì)性能要求的提高，促使移動(dòng)通信在技術(shù)上和理論上向更高水平發(fā)展。到80年代，移動(dòng)通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)中一種不可缺少的手段了。</p><p>　　移動(dòng)通信系統(tǒng)按用途、頻段、制式、入網(wǎng)方式等不同，可以有不同分類方法。如按使用對(duì)象分，可分軍用、民用；按用途和區(qū)域分，可分陸上、海上、空間；按經(jīng)營(yíng)方式分，可分為公眾網(wǎng)、專用網(wǎng)；按

24、無(wú)線電頻道工作方式分，可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工；按信號(hào)性質(zhì)分，可分為模擬、數(shù)字；按調(diào)制方式分．常用的可分為調(diào)頻、調(diào)相、調(diào)幅；按多址連接方式分，可分為頻分多址(FDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)。</p><p>　　陸上移動(dòng)通信系統(tǒng)已成為移動(dòng)通信領(lǐng)域中發(fā)展最快的一個(gè)分支。持別是蜂窩式公眾移動(dòng)電話系統(tǒng)已成為公眾通信網(wǎng)的極其重要的組成部分。移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的總趨勢(shì)是容量越來(lái)越大，系統(tǒng)越來(lái)

25、越先進(jìn)，組網(wǎng)和入網(wǎng)方式越來(lái)越靈活。</p><p>　　通信促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，反過(guò)來(lái)又受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約，移動(dòng)通信也是這樣。它的存在與發(fā)展跟社會(huì)的需要和技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可實(shí)現(xiàn)的能力是密切相關(guān)的。相信隨著社會(huì)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增長(zhǎng)，移動(dòng)通信必將成為人們使用最廣泛的通信手段之一。</p><p>　　第一節(jié) 移動(dòng)通信發(fā)展歷史</p><p>　　過(guò)去的10年中

26、，世界電信發(fā)生了巨大的變化，移動(dòng)通信特別是蜂窩小區(qū)的迅速發(fā)展，使用戶徹底擺脫中斷設(shè)備的束縛，實(shí)現(xiàn)完整的個(gè)人移動(dòng)性、可靠的傳輸手段和接續(xù)方式。進(jìn)入21世紀(jì)，移動(dòng)通信將逐漸演變成社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的必不可少的工具。</p><p>　　第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)(IG)是在20世紀(jì)80年代初提出的，它完成于20世紀(jì)90年代初，如NMT何AMPS,NMT于1981年投入運(yùn)營(yíng)，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)是基于模擬傳輸?shù)?，其特點(diǎn)是業(yè)務(wù)量小、質(zhì)

27、量差，交全性差，沒(méi)有加密和速度低。IG主要基于蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，直接使用模擬語(yǔ)音調(diào)制技術(shù)，傳輸速率約2.4kbit/s。不同國(guó)家采用不同的工作系統(tǒng)。</p><p>　　第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)起源于90年代初期。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)在1996年提出了GSM Phase 2+，目的在于擴(kuò)展和改進(jìn)GSM Phase 1及Phase 2中原定的業(yè)務(wù)和性能。它主要包括CMAEL(客戶化應(yīng)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)邏輯)，SO(支持最佳路

28、由)、立即計(jì)費(fèi)，GSM 900/1800雙頻段工作等內(nèi)容，也包含了與全速率完全兼容的增強(qiáng)型話音編解碼技術(shù)，使得話音質(zhì)量得到了質(zhì)的改進(jìn)：半速率編解碼器可使GSM系統(tǒng)的容量提高近一倍。在GSM Phase2+階段中，采用更密集的頻率復(fù)用、多復(fù)用、多重復(fù)用結(jié)構(gòu)技術(shù)，引入智能天線技術(shù)、雙頻段等技術(shù)，有效地客服了隨著業(yè)務(wù)量劇增所引發(fā)的GSM系統(tǒng)容量不足的缺陷；自適應(yīng)語(yǔ)音編碼(AMR)技術(shù)的應(yīng)用，極大提高了系統(tǒng)通話質(zhì)量；GPRS/EDGE技術(shù)的引入

29、，使GSM與計(jì)算機(jī)通信/Internet有機(jī)相結(jié)合，數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá)115/384kbit/s，從而使GSM功能使得不斷增強(qiáng)，初步具備了支持多媒體業(yè)務(wù)的能力。</p><p>　　盡管2G技術(shù)在發(fā)展中不斷得到完善，但隨著用戶規(guī)模和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，頻率資源已接近枯竭，語(yǔ)音質(zhì)量不能達(dá)到用戶滿意的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)通信速率太低，無(wú)法再真正意義上移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)的需求。</p><p>　　第三代移動(dòng)通

30、信系統(tǒng)(3G)，也稱IMT 2000，是正在全力開發(fā)的系統(tǒng)，其最基本的特征是智能信號(hào)處理技術(shù)，智能信號(hào)處理單元將成為基本功能模塊，支持語(yǔ)音和多媒體數(shù)據(jù)通信，它可以提供前兩代產(chǎn)品不能提供的各種寬帶信息業(yè)務(wù)，例如高速、慢速圖像與電視圖像等。如WCDMA的傳輸速率在用戶精致時(shí)最大為2Mbps，在用戶高速移動(dòng)時(shí)最大支持144Kps，所占頻帶寬度5MHz左右。</p><p>　　但是，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信標(biāo)準(zhǔn)共有WC

31、DMA，CDMA2000和TD-SCDMA三大分支，共同組成一個(gè)IMT 2000家庭，成員間存在相互兼容的問(wèn)題，因此已有的移動(dòng)通信系統(tǒng)不是真正意義上的個(gè)人通信和全球通信；再者，3G的頻譜利用率還比較低，不能充分利用寶貝的頻譜資源；第三，3G支持的速率還不夠高，如單載波只支持最大2Mbps的業(yè)務(wù)，等等。這些不足點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信發(fā)展的需要，因此尋求一種既能解決現(xiàn)有問(wèn)題，又能適應(yīng)未來(lái)移動(dòng)通信的需求的新技術(shù)是必要的。</p>

32、;<p>　　隨著固定和移動(dòng)寬帶化的發(fā)展趨勢(shì)，通信網(wǎng)絡(luò)正在發(fā)生著根本性的變化，通信的主體也將由主要是人與人，擴(kuò)展到人與物或物與物。固定網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)的融合，通信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和傳感器網(wǎng)絡(luò)的融合將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。</p><p>　　第二節(jié) 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成</p><p>　　典型的移動(dòng)通信系統(tǒng)組成方案如圖1.1所示。它由移動(dòng)交換機(jī)、基站、移動(dòng)臺(tái)及局間和基站間的中

33、繼線組成。由圖1.1可見，它是一個(gè)有線、無(wú)線相結(jié)合的綜合通信系統(tǒng)?；九c移動(dòng)臺(tái)之間采用無(wú)線傳輸方式?；九c交換機(jī)、交換機(jī)與地面網(wǎng)之間則一般以有線方式進(jìn)行信息傳輸。在圖1.1所示的系統(tǒng)中，交換機(jī)與基站擔(dān)負(fù)信息的交換和接續(xù)以及對(duì)無(wú)線信道的控制等?；九c移動(dòng)臺(tái)都設(shè)有收發(fā)信機(jī)和天線。每個(gè)基站都有一個(gè)由發(fā)送功率和天線高度所確定的地理覆蓋范圍，稱為基站覆蓋區(qū)。對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行描述，要規(guī)定各部分接口的技術(shù)特性，最主要有4個(gè)接口，如圖1.1所示。&l

34、t;/p><p>　　圖1.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成</p><p>　　第三節(jié) 課題研究?jī)?nèi)容及方法</p><p>　　IS-95A系統(tǒng)下行鏈路最多可以有64個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男诺?，它們是在PN序列上在采用正交的Walsh函數(shù)進(jìn)行碼分信道，最后采用同一個(gè)射頻發(fā)射。利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息，按照所傳信息功能的不同而分類的信道稱為邏輯信道，下行鏈路邏輯信道包括導(dǎo)頻信

35、道、同步信道、尋呼信道和下行業(yè)務(wù)信道。</p><p>　　同步信道主要傳輸同步信息，移動(dòng)臺(tái)利用此信息進(jìn)行同步調(diào)整。此外同步信道還包括供移動(dòng)臺(tái)選用的尋呼信道數(shù)據(jù)速率。移動(dòng)臺(tái)一旦同步完成，它通常不再接收同步信號(hào)，但當(dāng)終端關(guān)機(jī)后重新開機(jī)時(shí)，還需要重新進(jìn)行同步。當(dāng)通信量較多信道不夠用時(shí)，可以將同步信道改為業(yè)務(wù)信道使用。</p><p>　　本文在分析IS-95A同步信道鏈路處理過(guò)程的基礎(chǔ)上，基于

36、windows xp平臺(tái)，使用MATLAB中的SIMULINK豐富的通信模塊庫(kù)進(jìn)行建模，通過(guò)改變不同的模塊參數(shù)，利用MATLAB強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算能力對(duì)同步信道信號(hào)處理進(jìn)行詳盡的分析，從而更加深刻地理解同步信道的鏈路性能，為實(shí)際通信信道的建立提供重要的參考依據(jù)。</p><p><b>　　第四節(jié) 章節(jié)安排</b></p><p>　　第二章首先介紹IS-95A 通信系統(tǒng)

37、的基本原理及特點(diǎn)，第三章詳細(xì)敘述了IS-95A同步信道鏈路處理過(guò)程中的關(guān)鍵模塊基本原理，第四章采用MATLAB中的SIMULINK豐富的通信模塊庫(kù)對(duì)同步信道鏈路處理過(guò)程進(jìn)行建模、仿真并對(duì)數(shù)值結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析討論。</p><p>　　第二章 IS-95A移動(dòng)通信系統(tǒng)</p><p>　　第一節(jié) IS-95A概述</p><p>　　CDMA最早的標(biāo)準(zhǔn)是由美國(guó)高通公

38、司提出來(lái)的，并于1990年7月31號(hào)公開發(fā)表，現(xiàn)在主要應(yīng)用的地區(qū)及國(guó)家有韓國(guó)、日本、美國(guó)等，在我國(guó)某些城市開通的小靈通移動(dòng)市話服務(wù)有些也是采用的CDMA制式的，最出名的還有以前我國(guó)在全國(guó)五個(gè)城市開通的長(zhǎng)城移動(dòng)電話網(wǎng)，其就是為CDMA在中國(guó)的商業(yè)化推廣進(jìn)行的試點(diǎn)。</p><p>　　所謂CDMA（碼分多址）是一種以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的載波調(diào)制和多址連接技術(shù)。我們打個(gè)比方，我們將帶寬想象成一個(gè)大房子。所有的人都將進(jìn)入這

39、個(gè)唯一的大房子，如果他們使用完全不同的語(yǔ)言，他們就可以清楚地聽到同伴的聲音而只受到一些來(lái)自別人談話的干擾。在這里，屋里的空氣可以被想象成寬帶的載波，而不同的語(yǔ)言即被當(dāng)作編碼，我們可以不斷地增加用戶直到整個(gè)背景噪音限制住了我們。如果能控制住用戶的信號(hào)強(qiáng)度，在保持高質(zhì)量通話的同時(shí)，我們就可以容納更多的用戶，這就是CDMA為什么在多年后又被重新帶上了歷史的舞臺(tái)的重要原因。</p><p>　　與FDMA和TDMA相比，

40、CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，其中一部分是擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所固有的，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來(lái)的。CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)是由擴(kuò)頻、多址接入、蜂窩組網(wǎng)和頻率再用等幾種技術(shù)結(jié)合而成，含有頻域、時(shí)域和碼域三維信號(hào)處理的一種協(xié)作，因此它具有抗干擾性好，抗多徑衰落，保密安全性高，同頻率可在多個(gè)小區(qū)內(nèi)重復(fù)使用，所要求的載干比(C/I)小于l，容量和質(zhì)量之間可做權(quán)衡取舍等屬性。這些屬性使CDMA比其它系統(tǒng)有非常重要的優(yōu)勢(shì)。對(duì)運(yùn)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，CDMA

41、系統(tǒng)的大容量、大覆蓋既可以提高頻譜利用率，大大節(jié)約頻率資源，又可以減少基站數(shù)量，降低工程建設(shè)成本，加快工程建設(shè)進(jìn)度；并能以更經(jīng)濟(jì)的方式平滑過(guò)渡到第三代移動(dòng)通信，解決本世紀(jì)移動(dòng)通信市場(chǎng)發(fā)展容量需求的有效途徑。</p><p>　　一、IS-95A系統(tǒng)的主要特點(diǎn)</p><p>　　CDMA技術(shù)是邁向未來(lái)電信網(wǎng)絡(luò)的最佳頻譜路徑，并被ITU確定為第三代通信系統(tǒng)（IMT 2000）的主要技術(shù)。與目

42、前的GSM采用的TDMA技術(shù)相比，CDMA具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能更好的適應(yīng)無(wú)線通信的新需求。</p><p>　　1、CDMA的頻譜利用率高，容量大</p><p>　　CDMA系統(tǒng)本身所固有的碼分?jǐn)U頻技術(shù)加上先進(jìn)的功率控制、話音激活技術(shù)，所以容量遠(yuǎn)大于GSM系統(tǒng)。依據(jù)IS-95A/B協(xié)議的CDMA One技術(shù)，至少可以提供3倍于GSM網(wǎng)絡(luò)目前所能達(dá)到的容量。實(shí)施cdma2000 1X R

43、TT之后，所能達(dá)到的容量將是GSM的6倍。頻譜利用率高，容量大的直接好處：一是大大節(jié)省寶貴的頻譜資源，二是滿足城市內(nèi)高話務(wù)密度的需要，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，三是減少基站數(shù)量，使網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容變得簡(jiǎn)單，易實(shí)施。</p><p>　　2、CDMA的覆蓋范圍大</p><p>　　CDMA的無(wú)線鏈路預(yù)算比GSM多3~6dB。正常情況下，CDMA的小區(qū)半徑可達(dá)60公里，在采用了特殊技術(shù)手段后，半徑可達(dá)200多

44、公里。目前，澳洲電信的CDMA網(wǎng)絡(luò)中就有一個(gè)覆蓋半徑超過(guò)200公里的基站。而GSM系統(tǒng)基站半徑最大不得超過(guò)35公里。 覆蓋范圍的擴(kuò)大所帶來(lái)的直接優(yōu)點(diǎn)是基站數(shù)量減少，基站選址容易。更為重要的是，基站數(shù)量的減少將大大降低網(wǎng)絡(luò)配套電信設(shè)施如機(jī)房、供電、傳輸?shù)鹊耐度?，加快建設(shè)速度。也適用于話務(wù)量較低、要求覆蓋的地域又相當(dāng)廣的邊遠(yuǎn)城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)。</p><p>　　3、CDMA的語(yǔ)音好，保密性強(qiáng)</p>&

45、lt;p>　　由于CDMA采用了偽隨機(jī)序列PN進(jìn)行擴(kuò)頻/解擴(kuò)，在CDMA 8K EVRC話音編碼時(shí)處理增益達(dá)21dB，話音品質(zhì)相當(dāng)好。經(jīng)試驗(yàn)，其話音質(zhì)量不僅明顯優(yōu)于GSM、模擬，可以與固網(wǎng)的話音質(zhì)量相比擬，而且在強(qiáng)背景噪聲環(huán)境下，還優(yōu)于固網(wǎng)電話。在香港Hutchison、日本DDI/IDO的商用網(wǎng)上也證實(shí)了這點(diǎn)。而且CDMA采用的擴(kuò)頻通信技術(shù)使通信具有天然的保密性，其消息在空中信道上被截獲的概率。</p><p

46、>　　4、CDMA的掉話率低</p><p>　　統(tǒng)計(jì)表明，切換失敗是引起掉話的最主要原因。CDMA系統(tǒng)“掉話”的現(xiàn)象明顯減少，CDMA系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)，“先連接再斷開”，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點(diǎn)。CDMA的軟切換技術(shù)使切換的成功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于模擬等硬切換蜂窩系統(tǒng)。</p><p><b>　　5、可提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)</b></p><p

47、>　　在數(shù)據(jù)通信方面，CDMA傳送單位比特的成本比GSM低，因此更適合作為無(wú)線高速分組數(shù)據(jù)（如144Kbps）業(yè)務(wù)的接入手段，為移動(dòng)/無(wú)線與Internet的融合提供了更好的技術(shù)條件。有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，全球移動(dòng)話音業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)速度趨緩，移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增勢(shì)迅猛，IS-95 CDMA正好迎合了這種發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　6、CDMA手機(jī)符合環(huán)保的要求</p><p>　　CDMA手

48、機(jī)的發(fā)射功率小，低的發(fā)射功率既對(duì)人體的輻射小、有“綠色手機(jī)”的美譽(yù)，還可延長(zhǎng)手機(jī)電池的待機(jī)、通話時(shí)間。并且，隨著基站數(shù)量的增多，發(fā)射功率會(huì)越來(lái)越小，這方面的優(yōu)勢(shì)也就越來(lái)越明顯。</p><p><b>　　7、網(wǎng)絡(luò)成本低</b></p><p>　　CDMA系統(tǒng)的大覆蓋、少的基站數(shù)量、大容量、高頻譜利用率、簡(jiǎn)單的頻率規(guī)劃等優(yōu)勢(shì)，可大大降低系統(tǒng)的建設(shè)成本和運(yùn)營(yíng)成本。&l

49、t;/p><p>　　二、IS-95A的關(guān)鍵技術(shù)</p><p><b>　　1、RAKE接收機(jī)</b></p><p>　　發(fā)射機(jī)發(fā)出的擴(kuò)頻信號(hào)，在傳輸過(guò)程中受到不同建筑物、山崗等各種障礙物的反射和折射，到達(dá)接收機(jī)時(shí)每個(gè)波束具有不同的延遲，形成多徑信號(hào)。如果不同路徑信號(hào)的延遲超過(guò)一定的時(shí)延，則在接收端可將不同的波束區(qū)別開來(lái)。將這些不同波束分別經(jīng)過(guò)

50、不同的延遲線，對(duì)齊以及合并在一起，則可達(dá)到變害為利，把原來(lái)是干擾的信號(hào)變成有用信號(hào)組合在一起。這就是RAKE接收機(jī)的基本原理。2、功率控制</p><p>　　在CDMA系統(tǒng)中，不同用戶發(fā)射的信號(hào)由于距基站的距離不同，到達(dá)時(shí)的功率也不同。距離近的信號(hào)功率大，距離遠(yuǎn)的功率小，相互形成干擾，這種現(xiàn)象稱為遠(yuǎn)近效應(yīng)。CDMA系統(tǒng)要求所有用戶到達(dá)基站接收機(jī)信號(hào)的平均功率要相等才能正常解擴(kuò)，功率控制就是為解決這一問(wèn)題。它調(diào)

51、整各個(gè)用戶發(fā)射機(jī)的功率，使其到達(dá)基站接收機(jī)的平均功率相等。功率控制的原理有兩種類型：開環(huán)控制與閉環(huán)控制。3、軟切換</p><p>　　移動(dòng)臺(tái)如果與兩個(gè)基站同時(shí)連接時(shí)進(jìn)行的切換稱為軟切換，在軟切換中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)與一個(gè)新的基站聯(lián)系時(shí)，并不立即中斷與原基站的聯(lián)系。更軟切換則指的是一個(gè)小區(qū)內(nèi)不同扇區(qū)間的軟切換。軟切換是CDMA蜂窩系統(tǒng)中所獨(dú)有的切換功能，可有效的提高切換的可靠性，保證了通信質(zhì)量。4、話音編碼技術(shù)<

52、;/p><p>　　目前CDMA系統(tǒng)的話音編碼主要有兩種，即碼激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼(CELP)8kbit/s和13kbit/s。8kbit/s的話音編碼達(dá)到GSM系統(tǒng)的13kbit/s的話音水平甚至更好。13kbit/s的話音編碼已達(dá)到有線長(zhǎng)途話音水平。</p><p>　　第二節(jié)IS-95A下行鏈路邏輯信道</p><p>　　下行鏈路指由發(fā)往移動(dòng)臺(tái)的無(wú)限通信鏈路，也稱為

53、下行鏈路。IS-95A系統(tǒng)下行鏈路最多可以有64個(gè)同時(shí)傳輸?shù)男诺溃鼈兪窃赑N序列上在采用正交的Walsh函數(shù)進(jìn)行碼分信道，最后采用同一個(gè)射頻發(fā)射。而來(lái)自不同基站的下行鏈路信號(hào)是通過(guò)PN短碼的不同相位偏置來(lái)區(qū)分。</p><p>　　下行鏈路的碼分物理信道采用的正交碼為64階的Walsh函數(shù)，即生成的Walsh序列長(zhǎng)度為64個(gè)碼片。正交信號(hào)共有64個(gè)Walsh碼型，記作。因此，可提供的碼分物理信道共64個(gè)，即。&

54、lt;/p><p>　　利用碼分物理信道可以傳送不同功能的信息，按照所傳送信息功能的不同而分類的信道稱為邏輯信道。下列鏈路中的邏輯信道包括以下幾種：</p><p><b>　　1、導(dǎo)頻信道　</b></p><p>　　導(dǎo)頻信道發(fā)送導(dǎo)頻信息。供移動(dòng)臺(tái)識(shí)別基站，并提取相干載波以進(jìn)行相干解調(diào)。</p><p><b>

55、;　　1、尋呼信道　</b></p><p>　　尋呼信道供基站在呼叫建立階段發(fā)送相關(guān)的控制信息。</p><p><b>　　2、業(yè)務(wù)信道　</b></p><p>　　該信道用于發(fā)送用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，同時(shí)也傳送信令信息。下行業(yè)務(wù)信道包含有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制子信道，前者傳送用戶信息和信令信息，后者用于傳送功率控制信息。</p&g

56、t;<p>　　下行鏈路中包括1個(gè)導(dǎo)頻信道、1個(gè)同步信道、至多7個(gè)尋呼信道以及多個(gè)下行業(yè)務(wù)信道，共計(jì)64個(gè)。邏輯信道與碼分物理信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系為：用作導(dǎo)頻信道；用作同步信道；用作尋呼信道，尋呼信道至多7個(gè)；以及用作下行業(yè)務(wù)信道，共55個(gè)。當(dāng)用戶數(shù)過(guò)多，業(yè)務(wù)信道數(shù)目不夠時(shí)，某幾個(gè)尋呼信道可以臨時(shí)用作業(yè)務(wù)信道；極端情況下，7個(gè)尋呼信道和1個(gè)同步信道都可用作業(yè)務(wù)信道，即下行鏈路有1個(gè)導(dǎo)頻信息和63個(gè)業(yè)務(wù)信道。</p>

57、<p>　　一、CDMA 前向同步信道</p><p>　　在導(dǎo)頻信道為移動(dòng)臺(tái)提供載波相位以及PN短碼相位信息后，同步信道進(jìn)一步為移動(dòng)臺(tái)提供當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間、長(zhǎng)碼發(fā)生器狀態(tài)、短碼偏置值、下行尋呼信道數(shù)據(jù)速率、本地的時(shí)間偏置以及基站的系統(tǒng)ID和網(wǎng)絡(luò)ID等信息。同步信道發(fā)送的某個(gè)消息中包括長(zhǎng)碼發(fā)生器移位寄存器在指定系統(tǒng)時(shí)間的狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)同步信道將該數(shù)據(jù)加載到其長(zhǎng)碼發(fā)生器中，然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動(dòng)發(fā)生器。一旦

58、完成這一步，移動(dòng)臺(tái)便獲得了完全同步。一旦同步完成，移動(dòng)臺(tái)一般就不再接受同步信號(hào)。當(dāng)用戶數(shù)過(guò)多，業(yè)務(wù)信道數(shù)量不夠時(shí)，同步信道也可以臨時(shí)改為業(yè)務(wù)信道來(lái)使用。</p><p>　　同步信道的數(shù)據(jù)速率為1.2kbit/s，固定使用Walsh函數(shù)。經(jīng)過(guò)卷積編碼后的符號(hào)速率2.4k符號(hào)/s，經(jīng)過(guò)符號(hào)重復(fù)后符號(hào)速率為4.8k符號(hào)/s，然后經(jīng)過(guò)交織，交織的時(shí)延為26.66ms。經(jīng)過(guò)交織的符號(hào)速率為4.8k符號(hào)/s，它與1.228

59、8M碼片/s的Walsh碼模2加，然后進(jìn)行四相調(diào)制。同步信道幀的幀長(zhǎng)為26.66ms(含32bit)，3個(gè)同步信道幀組成一個(gè)超幀，超幀長(zhǎng)80ms(含96bit)。每25個(gè)超幀構(gòu)成一個(gè)高幀，高幀幀長(zhǎng)為2s。同步信道的定時(shí)關(guān)系以高幀為基礎(chǔ)。</p><p>　　如圖2.1，2.2所示</p><p>　　圖2.1 前向同步信道示意圖</p><p>　　圖2.2 前向同

60、步信道處理示意圖</p><p><b>　　二、本章小結(jié)</b></p><p>　　本章我對(duì)CDMA的發(fā)展歷史及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)有了一定了解，并且了解了CDMA前向信道的結(jié)構(gòu)和擴(kuò)頻應(yīng)用，對(duì)我今后在CDMA前向同步信道中的學(xué)習(xí)非常的有幫助，希望能在CDMA前向同步信道這塊領(lǐng)域中再上一層樓。</p><p>　　第三章 同步信道處理過(guò)程</p

61、><p>　　在導(dǎo)頻信道為移動(dòng)臺(tái)提供載波相位以及PN短碼相位信息后，同步信道進(jìn)一步為移動(dòng)臺(tái)提供當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間、長(zhǎng)碼發(fā)生器狀態(tài)、短碼偏置值、下行尋呼信道數(shù)據(jù)速率、本地的時(shí)間偏置以及基站的系統(tǒng)ID和網(wǎng)絡(luò)ID等信息。同步信道發(fā)送的某個(gè)消息中包括長(zhǎng)碼發(fā)生器移位寄存器在指定系統(tǒng)時(shí)間的狀態(tài)，移動(dòng)臺(tái)通過(guò)同步信道將該數(shù)據(jù)加載到其長(zhǎng)碼發(fā)生器中，然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間啟動(dòng)發(fā)生器。一旦完成這一步，移動(dòng)臺(tái)便獲得了完全同步。一旦同步完成，移動(dòng)臺(tái)一般就

62、不再接受同步信號(hào)。當(dāng)用戶數(shù)過(guò)多，業(yè)務(wù)信道數(shù)量不夠時(shí)，同步信道也可以臨時(shí)改為業(yè)務(wù)信道來(lái)使用。</p><p>　　同步信息采用固定速率1.2kbps，通過(guò)編碼率為1/2、約束長(zhǎng)度為9的卷積編碼器，卷積編碼器輸出的符號(hào)速率為2.4ksps，然后碼元重復(fù)一次，速率變?yōu)?.8ksps（即4800符號(hào)/秒）。同步信道的調(diào)制碼元速率為4.8ksps，它與1.2288Mcps的沃爾什函數(shù)（32）進(jìn)行摸加2，即進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制?？梢?/p>

63、知道，每個(gè)調(diào)制符號(hào)包含子碼數(shù)為</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　信息速率1.2kbps，調(diào)制碼元速率是4.8ksps，因此每一信息比特含有子碼數(shù)是調(diào)制碼元含有的子碼數(shù)4倍，即每比特的子碼數(shù)為</p><p>　　2564=1024 （3-2）</p>

64、<p>　　表3.1列出了同步信道主要參數(shù)。</p><p>　　表3.1 同步信道參數(shù)</p><p>　　表3.1中的符號(hào)說(shuō)明：</p><p>　　二進(jìn)制信息速率用比特?cái)?shù)每秒表示，記作bps，或千比特?cái)?shù)每秒，記作kbps；</p><p>　　符號(hào)速率，用符號(hào)數(shù)每秒表示，記作sps，或千符號(hào)數(shù)每秒ksps。</p>

65、<p><b>　　第一節(jié) 卷積編碼</b></p><p>　　現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)常常設(shè)計(jì)成以非常高的速率傳輸。卷積碼已應(yīng)用于很多個(gè)同系統(tǒng)。例如，不僅CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)種應(yīng)用卷積編碼/譯碼，而且在空間和衛(wèi)星也有所應(yīng)用。為了防止系統(tǒng)出錯(cuò)，經(jīng)常會(huì)使用卷積碼。信息數(shù)據(jù)序列劃分成許多長(zhǎng)度為k的小塊，每段小塊被編碼長(zhǎng)度為n的碼字符號(hào)。卷積碼(n,k,m)由k個(gè)輸入、具有m階存儲(chǔ)的n個(gè)輸

66、出線性時(shí)序電路實(shí)現(xiàn)。通常，n和k是較小的整數(shù)，且k<n，但m相當(dāng)大。特別地，當(dāng)k=1時(shí)，信息序列不再分成小塊，以便可以連續(xù)處理，因此，卷積碼的發(fā)展產(chǎn)生了很多有線和無(wú)線通信信道數(shù)字傳輸?shù)膶?shí)際應(yīng)用。</p><p>　　卷積碼(n,k,m)指定的碼率為：R=k/n,編碼器級(jí)數(shù)為m=K—1，其中K是碼的約束長(zhǎng)度。編碼器存儲(chǔ)階數(shù)等于數(shù)據(jù)序列時(shí)延。m級(jí)n維生成序列集通常可以按如下方式描述：</p>&l

67、t;p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　其中j＝1，2，…，k表示輸入端數(shù),j＝1，2，…，n表示模2加法器數(shù)(輸出端)。方程(2.1)也可以以多項(xiàng)式形式表達(dá)為：</p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　其中D是時(shí)延操作符，每一項(xiàng)D的冪對(duì)應(yīng)于該項(xiàng)的單位時(shí)延數(shù)。</

68、p><p>　　每個(gè)生成序列直接由從編碼器級(jí)到各自模2加法器的連接序列確定，1表示連接，0表示斷開。每個(gè)生成序列包含m+1位二進(jìn)制數(shù)。如果每次信息序列輸入編碼器為1比特，編碼器輸出序列為可以通過(guò)合并和離散卷積，從而可以得到：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　?。?-6）</b><

69、/p><p>　　其中基站對(duì)前向CDMA信道如同步、尋呼和業(yè)務(wù)信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積編碼。前向CDMA信道使用碼率R=1/2、約束長(zhǎng)度為9的(2,1,8)卷碼。</p><p>　　該卷積碼的生成序列為：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　（3-8）</b>&

70、lt;/p><p>　　由于碼率為1/2，所以每次編碼器輸入一位數(shù)據(jù)，編碼器輸出就會(huì)產(chǎn)生兩位編碼符號(hào)。</p><p><b>　　第二節(jié) 交織技術(shù)</b></p><p>　　交織是排列符號(hào)序列的過(guò)程，這種為獲得時(shí)間分集的重排過(guò)程稱為交織，可以分為兩種：塊交織和卷積交織。</p><p>　　交織常重復(fù)或編碼相結(jié)合，是一種

71、防止突發(fā)錯(cuò)誤的時(shí)間分集形式。符號(hào)在進(jìn)入突發(fā)信道傳送之前被改變順序或進(jìn)行交織，如果傳送時(shí)發(fā)生突法錯(cuò)誤，恢復(fù)原來(lái)順序就可以在時(shí)間上分散錯(cuò)誤，如果交織器設(shè)計(jì)良好，那么錯(cuò)誤將會(huì)隨機(jī)地分布，用編碼技術(shù)才容易糾正。</p><p>　　最常用的交織技術(shù)一般分為兩種，第一種類型是塊交織，這種方式常在數(shù)據(jù)分塊分幀的情況下使用，如IS-95系統(tǒng)。另外一種是卷積交織，卷積交織對(duì)連續(xù)少數(shù)據(jù)流來(lái)說(shuō)是比較實(shí)用的類型。塊交織很容易實(shí)現(xiàn)，而卷

72、積交織有很好的性能，連續(xù)操作使得卷積交織的初始開銷變得不重要。IS-95用了以類似塊交織技術(shù)為基礎(chǔ)的交織形式，將在下面進(jìn)一步討論。</p><p>　　描敘交織器性能的參數(shù)較多，重要的參數(shù)之一是最小間隔S，指突發(fā)連續(xù)錯(cuò)誤分布的最小距離。一般來(lái)說(shuō)這個(gè)參數(shù)依賴于突發(fā)長(zhǎng)度，突發(fā)長(zhǎng)度增加則S變小。極端情況下，突變長(zhǎng)度與序列長(zhǎng)度一樣，則最小間隔是0，因?yàn)椴徽撊绾闻帕?，錯(cuò)誤之間總是相互挨著的。交織時(shí)，讀取一部分符號(hào)同時(shí)需要存

73、儲(chǔ)另一些符號(hào)，因此就帶來(lái)了延時(shí)。一般來(lái)說(shuō)，這種延時(shí)也出現(xiàn)在解交織時(shí)。延時(shí)D表示交織和解交織時(shí)帶來(lái)的額外讀/寫操作量。而剛提到，處理過(guò)程需要一些存儲(chǔ)單元，用M來(lái)表示。為了達(dá)到較好的交織器性能，最小間隔越大越好，延時(shí)和存儲(chǔ)容量越小越好。所以性能通?？捎米钚￠g隔與延時(shí)的比S/D以及最小間隔和存儲(chǔ)容量的比S/M來(lái)描述。</p><p>　　塊交織器特性很容易通過(guò)觀察矩陣得到。假使突發(fā)錯(cuò)誤的長(zhǎng)度為B，兩個(gè)錯(cuò)誤之間的最小間隔

74、可以由下式給出： </p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　交織延時(shí)在發(fā)射端是IJ，在接收端是IJ，因此總延時(shí)是</p><p>　　D=2IJ （3-10）</p><p

75、>　　為了連續(xù)的操作，需要兩個(gè)矩陣，存儲(chǔ)的要求就是</p><p>　　M=2IJ （3-11）</p><p>　　交織器的最小間隔通過(guò)改變讀出的順序來(lái)改變，延時(shí)和存儲(chǔ)要求在這個(gè)操作種不變。B≤I情況下，最大的最小間隔由上面所說(shuō)的讀出方法得到。然而，這種方法使B>I時(shí)S=1。其他的

76、方法減小B≤I時(shí)的最小間隔而增加B>I時(shí)的最小間隔。IS-9，就用了這樣的技術(shù)。除非仔細(xì)觀察考慮讀出的方法，否則一般最小間隔都減少的。IS-95系統(tǒng)的交織一幀之內(nèi)的數(shù)據(jù)，除了同步信道之外，其他信道都是20毫秒，同步信道的一幀周期上26.66毫秒。因此，所有的IS-95的交織器在塊數(shù)據(jù)上操作。嚴(yán)格地說(shuō)，并沒(méi)有用塊交織，但是交織的類型設(shè)計(jì)要依賴于信道和原始數(shù)據(jù)率。</p><p><b>　　第三節(jié)

77、本章小結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)卷積碼以及交織技術(shù)的了解，學(xué)習(xí)到了他們的應(yīng)用公式，明白了他們?cè)贑DMA同步信道仿真過(guò)程中的作用，從而更加清晰的明白了CDMA同步信道仿真的過(guò)程，對(duì)其后的不同參數(shù)下對(duì)應(yīng)不同結(jié)果的分析有非常大的幫助，以對(duì)今后的結(jié)論進(jìn)行原理總結(jié)做下鋪墊。</p><p>　　第四章 基于MATLAB的同步信道仿真</p><p>　

78、　第一節(jié) MATLAB簡(jiǎn)介</p><p><b>　　一、MATLAB</b></p><p>　　MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(Matrix Laboratory)之意，除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算

79、問(wèn)題要比用C、FORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多。</p><p>　　當(dāng)前流行的MATLAB 6.1/SIMULINK 3.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)和幾十種工具包(Toolbox)。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包，功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算、可視化建模仿真、文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包，控制工具包、信號(hào)處理工具包、通信工具包等都屬于此類。這些工具箱都

80、是由該領(lǐng)域?qū)W術(shù)水平很高的專家編寫，所以用戶無(wú)需編寫自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進(jìn)行高、精、尖的研究。</p><p>　　開放性使MATLAB廣受用戶歡迎，除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。</p><p>　　所謂模型化圖形輸入是指SIMULINK提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用

81、戶只需要知道這些模塊的輸入輸出及模塊的功能，而不必考察模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)這些基本模塊的調(diào)用，再將它們連接起來(lái)就可以構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型(以.mdl文件進(jìn)行存取)，進(jìn)而進(jìn)行仿真與分析。</p><p>　　二、SIMULINK</p><p>　　SIMULINK是MATLAB軟件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個(gè)軟件包，它與MATLAB語(yǔ)言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是

82、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(yǔ)言的編程上。 </p><p>　　SIMILINK模塊庫(kù)按功能進(jìn)行分類，包括以下8類子庫(kù)[3]： </p><p>　　Continuous(連續(xù)塊)</p><p>　　Discrete(離散塊)</p><p>　　Function &

83、 Tables(函數(shù)和平臺(tái)塊)</p><p><b>　　Math(數(shù)學(xué)塊)</b></p><p>　　Nonlinear(非線性塊)</p><p>　　Signals & Systems(信號(hào)和系統(tǒng)塊)</p><p>　　Sinks(接收器塊)</p><p>　　Sources

84、(輸入源塊)</p><p>　　SIMULINK是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的軟件包。它支持線性和非線性系統(tǒng)連續(xù)和離散時(shí)間模型，或者是兩者的混合。</p><p>　　在建模上，SIMULINK提供了一個(gè)圖形化的用戶界面(GUI)，可以用鼠標(biāo)點(diǎn)擊拖拉模塊的圖標(biāo)建模。從建模角度講，既適于自上而下（Top-down）的設(shè)計(jì)流程（概念、功能、系統(tǒng)、子系統(tǒng)直至器件），又適于自下而上（

85、Bottom-up）的逆程設(shè)計(jì)。</p><p>　　在MATLAB6.5版中，可直接在SIMULINK環(huán)境中運(yùn)作的工具包非常多，已覆蓋通信、控制、信號(hào)處理、DSP、電力系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，所涉內(nèi)容專業(yè)性極強(qiáng)。</p><p>　　第二節(jié) 同步信道仿真</p><p><b>　　一、仿真模型圖</b></p><p>　　

86、根據(jù)前兩章對(duì)CDMA同步信道的介紹以及圖2.2所示的同步信道處理原理，從SIMULINK的CDMA Reference Blocksets中選取合適的模塊搭建出CDMA同步信道過(guò)程處理的仿真模型圖，如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 同步信道仿真模型</p><p>　　二、主要模塊參數(shù)說(shuō)明</p><p>　　在MATLAB仿真里面，有多個(gè)模塊組成了一

87、個(gè)模擬同步信道處理過(guò)程仿真，某些模塊的參數(shù)選取有可能改變仿真結(jié)果。</p><p>　　1、數(shù)據(jù)源（Data Soure）</p><p>　　數(shù)據(jù)源（Data Source）以隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)幀產(chǎn)生器(Random Binary Frame Generator)作為信息比特即基站所要傳輸給移動(dòng)臺(tái)的語(yǔ)音或者數(shù)據(jù)信息。內(nèi)部組成如下圖4.2。</p><p>　　同步信道

88、的輸入速率總是1/8，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps，輸入值為3。輸入的隨機(jī)數(shù)是默認(rèn)值119940。</p><p>　　圖4.2 數(shù)據(jù)源內(nèi)部組成</p><p>　　基站傳輸數(shù)據(jù)比率(Base Station Transmitter Data Rate) 和隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)幀產(chǎn)生器(Random Binary Frame Generator)參數(shù)設(shè)置如圖4.3所示。</p>&

89、lt;p>　　圖4.3 基站傳輸數(shù)據(jù)比率和隨機(jī)二進(jìn)制數(shù)據(jù)幀產(chǎn)生器</p><p>　　2、CRC發(fā)生器（CRC Generator）</p><p>　　CRC的目的是生成CRC位并且一起追加尾位輸入數(shù)據(jù)幀。按照此塊生成的循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）位與IS-95A標(biāo)準(zhǔn)。然后附加塊的CRC位和位輸入信息比特生成的輸出幀。CRC發(fā)生器的輸入是整數(shù)標(biāo)量，指定為輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率。以指示一個(gè)

90、全，半，1/4，或1/8速率，使用一個(gè)輸入值0，1，2或3同步信道為1/8速率輸入，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps，輸入大小為268，輸出大小為288。以下是CRC發(fā)生器參數(shù)設(shè)置圖：</p><p>　　圖4.4 CRC發(fā)生器</p><p>　　3、卷積編碼器（Convolutional Encoder）</p><p>　　此塊卷積編碼輸入的數(shù)據(jù)幀。為同步和尋呼信

91、道，數(shù)據(jù)幀只包含的信息位。對(duì)于業(yè)務(wù)通道，數(shù)據(jù)幀包含的信息，數(shù)據(jù)，CRC位按照IS-95A規(guī)格的尾位。卷積編碼器的輸入是整數(shù)標(biāo)量，指定為輸入信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸速率。以指示一個(gè)全，半，1/4，或1/8速率，使用一個(gè)輸入值0，1，2或3。同步信道為1/8速率輸入，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps，同步信道輸入為32位，輸出為64位，卷積編碼器輸出幀大小為576的二進(jìn)制載體。下圖為卷積編碼器：</p><p><b>

92、　　圖4.5 卷積器</b></p><p>　　由卷積編碼器的生成多項(xiàng)式可以得出下列式子：</p><p>　　對(duì)應(yīng)于557，也即：101101111的多項(xiàng)式為： </p><p>　　(4-1)對(duì)應(yīng)于663，也即：110110011的多項(xiàng)式為： </p><p>　　(4-2)對(duì)應(yīng)于711，也即：111001001的生成多項(xiàng)式

93、為：</p><p>　　(4-3)我們?cè)O(shè)輸入的數(shù)據(jù)多項(xiàng)式為： </p><p>　　(4-4) (i和n均為非負(fù)整數(shù))</p><p>　　由源模塊的輸出，我們?nèi)∏叭齻€(gè)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證，即：111，它對(duì)應(yīng)的u(x)為： </p><p>　　(4-5)卷積編碼器輸出的多項(xiàng)式v(x)為:</p><p><b>　

94、　(4-6)</b></p><p>　　由v(x)的表達(dá)式可以得出卷積編碼器的理論輸出碼序列為：</p><p>　　111 100 001 000 001 001 011 111 101 001 111</p><p>　　4、符號(hào)重復(fù)（Repeater/Derepeater）</p><p>　　對(duì)于同步信道來(lái)說(shuō)，模塊重復(fù)每

95、個(gè)符號(hào)一次。因此，每個(gè)輸出幀包含128個(gè)符號(hào)。同步信道的輸入和輸出值都是64位。</p><p>　　符號(hào)重復(fù)的參數(shù)設(shè)置說(shuō)明：</p><p>　　(1) Repeatition count是指重復(fù)次數(shù)，為了使后面塊交織器的輸入端輸入的數(shù)據(jù)每幀大小是576個(gè)符號(hào)，而符號(hào)重復(fù)前的數(shù)據(jù)已經(jīng)是每幀288個(gè)符號(hào)，所以，我們?cè)谶@個(gè)地方將重復(fù)設(shè)置為2次。</p><p>　　(

96、2) 為了使符號(hào)重復(fù)輸出的數(shù)據(jù)達(dá)到要求，我們?cè)谶@個(gè)模塊將Frame-based mode設(shè)置為Maitain input frame rate。</p><p>　　圖4.6為符號(hào)重復(fù)和解符號(hào)重復(fù)：</p><p>　　圖4.6 符號(hào)重復(fù)/解符號(hào)重復(fù)</p><p>　　5、交織器（Interleaver/Deinterleaver）</p><

97、p>　　塊交織器參數(shù)設(shè)置說(shuō)明：</p><p>　?。?）在該子系統(tǒng)內(nèi)，我們運(yùn)用的是一個(gè)[32×18]的矩陣，所以將設(shè)置框圖中的行和列分別設(shè)置為32,18。</p><p>　?。?）由于子系統(tǒng)內(nèi)部的Bit to Integer Converter模塊和Integer to Bit Converter模塊分別將每行的18個(gè)比特符號(hào)轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)，將一個(gè)整數(shù)轉(zhuǎn)換為18比特，因

98、而，將Number of bits per integer設(shè)置為18。</p><p>　?。?）Elments是指子系統(tǒng)內(nèi)部的通用塊交織器符號(hào)的輸出順序，即：[1 3 2 4 5 7 6 8 9 11 10 12 13 15 14 16 17 19 18 20 21 23 22 24 25 27 26 28 29 31 30 32]'，其中的數(shù)字均指行號(hào)。</p><p>　　圖

99、4.7為交織器和解交織器：</p><p>　　圖4.7 交織器/解交織器</p><p>　　6、譯碼器（Viterbi譯碼器）</p><p>　　譯碼器中同步信道的輸入位為64，輸出位為32。輸出的大小為288固定值。同步信道為1/8速率輸入，數(shù)據(jù)傳輸速率為1200bps，速率輸入值為3。</p><p>　　圖4.8為Viterbi譯

100、碼器參數(shù)設(shè)置圖：</p><p>　　圖4.8 Viterbi譯碼器參數(shù)設(shè)置</p><p>　　7、幀質(zhì)量檢測(cè)器（Frame Quality Detector）</p><p>　　檢測(cè)器對(duì)于同步信道，輸入的數(shù)據(jù)傳遞到輸出后未經(jīng)任何處理。在訪問(wèn)通道的情況下，模塊刪除然后將數(shù)據(jù)傳遞到輸出的尾比特。</p><p>　　圖4.9為幀質(zhì)量檢測(cè)器參

101、數(shù)設(shè)置</p><p>　　圖4.9 幀質(zhì)量檢測(cè)器參數(shù)設(shè)置</p><p>　　第三節(jié) 仿真過(guò)程及結(jié)果分析</p><p>　　設(shè)置輸入速率為1/8，輸入隨機(jī)數(shù)為119940，CRC發(fā)生器，卷積編碼器，符號(hào)重復(fù)，交織器，解交織器，解符號(hào)重復(fù)，譯碼器，檢測(cè)器均設(shè)置為同步信道，并且把AWGN信道的隨機(jī)數(shù)設(shè)置為11243，初始時(shí)間設(shè)置為20秒，開始仿真。</p>

102、;<p>　　Bit Error Rate為誤碼率</p><p>　　Number Of Errors 為錯(cuò)誤的數(shù)量</p><p>　　NumBer Of Bits 為總數(shù)量</p><p>　　得到如下圖4.10結(jié)果：</p><p>　　圖4.10同步信道仿真模型</p><p>　　以下過(guò)程用表

103、格來(lái)反應(yīng)三種不同的參數(shù)設(shè)置仿真得出不同的誤碼率和誤碼數(shù)1、仿真時(shí)間不同（輸入的數(shù)據(jù)不變，SNR=0.1dB）</p><p>　　表4.1 時(shí)間不同下的誤碼率</p><p>　　為了更加直觀地分析仿真結(jié)果，圖4.12列出了仿真時(shí)間不同情況下的誤碼率示意圖。</p><p>　　圖4.12 仿真時(shí)間不同情況下的誤碼率</p><p>　　從

104、圖4.12的仿真結(jié)果可以看出，隨著仿真時(shí)間的增加，誤碼率逐漸減小。這是因?yàn)殡S著仿真時(shí)間的增加，輸出比特成比例增加，而誤碼比特幾乎不變。</p><p>　　2、仿真的輸入數(shù)據(jù)不同（仿真時(shí)間為20s，SNR=0.1dB）</p><p>　　表4.2輸入的數(shù)據(jù)不同</p><p>　　圖4.13列出了輸入的數(shù)據(jù)不同情況下的誤碼率示意圖。</p><

105、p>　　圖4.13 仿真的輸入數(shù)據(jù)不同情況下的誤碼率</p><p>　　從圖4.13的仿真結(jié)果可以看出，輸入的數(shù)據(jù)不同在仿真過(guò)程中通過(guò)改變隨機(jī)數(shù)的種子來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于種子不同，產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)不同。因此仿真結(jié)果沒(méi)有什么規(guī)律可循。</p><p>　　3、信道的SNR不同（仿真時(shí)間為20s，輸入數(shù)據(jù)不變）</p><p>　　表4.3 信道的SNR不同情況下的誤碼

106、率</p><p>　　圖4.14列出了輸入的數(shù)據(jù)不同情況下的誤碼率示意圖。</p><p>　　圖4.14 信道的SNR不同情況下的誤碼率</p><p>　　從圖4.14的仿真結(jié)果可以看出，當(dāng)信號(hào)小于噪音的時(shí)候，誤碼率會(huì)隨著SNR的增加而減小，當(dāng)信號(hào)等于噪音的時(shí)候，也就是SNR=0的時(shí)候，誤碼率為11.91e-4，當(dāng)信號(hào)大于噪音的時(shí)候，誤碼率為0。 </

107、p><p><b>　　第四節(jié) 本章小結(jié)</b></p><p>　　在MATLAB仿真軟件的幫助下，順利完成了對(duì)CDMA同步信道處理過(guò)程的仿真，在此仿真出了最后的結(jié)果，得出了最后的結(jié)論，在所有的仿真過(guò)程中的錯(cuò)誤均被我的魏老師指正并且修改，所以順利的完成了仿真的最后一步。最后得出了不同時(shí)間，不同SNR值，不同輸入數(shù)據(jù)與誤碼率之間的關(guān)系。</p><p&

108、gt;<b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)接近4個(gè)月的努力，最終完成了CDMA同步信道處理過(guò)程仿真，在此首先感謝我的輔導(dǎo)老師魏志剛老師。經(jīng)過(guò)不懈努力，最后得出了此次仿真的結(jié)論?；贛ATLAB仿真下，在設(shè)置好各模塊參數(shù)后，進(jìn)行仿真，針對(duì)不同參數(shù)下不同結(jié)果進(jìn)行研究并且分析。</p><p>　　針對(duì)參數(shù)時(shí)間不同的情況下，得出結(jié)論誤碼數(shù)和誤碼率隨著時(shí)間的

109、增加而逐步降低。</p><p>　　針對(duì)參數(shù)輸入的隨機(jī)數(shù)不同的情況下，得出結(jié)論輸入的隨機(jī)數(shù)與誤碼數(shù)和誤碼率無(wú)正比關(guān)系，但是會(huì)影響最后的結(jié)果。</p><p>　　針對(duì)信道的SNR不同的情況下，得出結(jié)論SNR與誤碼數(shù)和誤碼率的關(guān)系如下：</p><p>　　當(dāng)SNR為負(fù)數(shù)時(shí)，SNR增加，誤碼率反而減小。</p><p>　　當(dāng)SNR=0時(shí)，誤

110、碼率為11.91e-4。</p><p>　　當(dāng)SNR為正數(shù)時(shí)，誤碼率始終為0。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下帷幕，從中我學(xué)到非常多的知識(shí)，也明白了CDMA前向同步信道的作用和工作機(jī)制，謝謝魏志剛老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予的支持和幫助，也謝謝幫助過(guò)我的其他老師和同學(xué)。在論文初期我面臨了許多問(wèn)題，

111、但是我沒(méi)有放棄，而是選擇了堅(jiān)持與拼搏，解決了初期碰到的問(wèn)題后，在仿真過(guò)程中碰到的種種困難也在魏老師的帶領(lǐng)下迎刃而解，從而造就了CDMA前向同步信道處理仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)的完美落幕，最后再次感謝幫助過(guò)我的魏志剛和其他老師，還有無(wú)私幫我找資料的同學(xué)，多少個(gè)日日夜夜，老師給予了我無(wú)微不至的關(guān)心和幫助，我在佩服老師的專業(yè)水平外，也對(duì)他們對(duì)科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)和研究精神致以最真摯的崇拜，在這3個(gè)多月的時(shí)間里，再加上自己的努力完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，我相信在未來(lái)的道路中，