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1、郑州轻工业学院本科毕业设计（论文） 题 目 基于SystemView的CDMA研究 学生姓名 * 专业班级 信息工程 08-1班 学 号 200807070112 院 （系） 计算机与通信工程学院 指导教师(职称) 12(讲师) 完成时间 2012年5月30日 郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目 基于SystemView的CDMA研究 专业 信息工程 学号 200807070112 姓名 * 主要内容包括：CDMA通信系统：CDMA通信系统的发展现状及发展方向，CDMA通信系统的关键技术及原理。基于SystemView的CDMA系统仿真研究。基本要求：理解CDMA通信系统的基本原理及特点
2、，以CDMA的IS-95标准进行系统级的认识。掌握码多分址CDMA系统在SystemView上的仿真。主要参考资料：1 罗卫兵,孙桦,张捷. SystemView动态系统分析及通信系统仿真设计M.西安：西安电子科技大学出版社，2001.3-5.2 许丽艳,李雪梅,于瑞涛.扩展频谱通信系统的仿真J.青岛大学学报（工程技术版）, 2000.16(3):34.3 樊昌信.通信原理教程M.北京：电子工业出版社，2004.127-128.4 袁东风,张海霞. SystemView动态系统分析与设计软件学习版中文手册.北京：北京邮电大学出版社，2004.35-38.5 青松,程岱松,武建华.数字通信系统的
3、SystemView仿真与分析M.北京：电子工业出版社，2001,53-135.6 白木,周洁.扩频通信的原理、工作方式、特点和应用J.电力系统通信，2002.35-38.完 成 期 限： 2012 年 6 月日指导教师签章： 专业负责人签章： 2012年 2 月 10 日目 录摘 要IABSTRACTII1绪论11.1扩频通信的现状与发展11.2论文结构及内容安排12扩频通信系统32.1扩频通信的基本原理32.2扩频通信系统的主要特点33CDMA扩频通信系统63.1CDMA通信系统简介63.2CDMA系统的主要优势73.3CDMA通信系统扩频技术73.3.1CDMA通信系统扩频技术的特点73
4、.3.2CDMA通信系统的关键技术83.4CDMA系统的实现原理93.5CDMA中使用到的码序列104SYSTEMVIEW简介124.1SystemView软件介绍124.2SystemView主要特点135下行链路基带系统及各信道仿真155.1实验步骤155.2业务信道仿真155.3导频信道仿真195.4同步信道仿真215.5寻呼信道仿真235.6下行链路基带系统仿真256结 论29致 谢30参考文献31基于SystemView的CDMA研究摘 要扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗干扰能力，并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。随着移动通信的迅猛发展，扩频通信技术在移动通信领域的应
5、用已经步入一个新的阶段，扩频通信不仅在军事通信方面发挥着不可取代的优势，而且广泛渗透到民用通信的各个方面。本文主要研究了码多分址（CDMA）扩频通信系统的原理和关键技术，介绍了CDMA中采用的扩频码序列，并根据CDMA系统原理给出了各信道仿真的系统结构和仿真参数，运用SystemView图形模块构建CDMA扩频系统，并对CDMA扩频系统进行仿真和分析。通过对比导频、同步、寻呼、业务四个信道发送端和接收终端两个波形图，可观察到，时域上解扩后的信号与输入的原始信号波形基本一致；频域上，经过对频谱波形的分析可知，扩频系统的频谱明显变宽，抗干扰能力更强。关键词：扩频通信/仿真/SystemView/C
6、DMACDMA RESEARCH BASEDON THE SYSREMVIEWABSTRACTSpread spectrum communication system compared with the conventional communication system, which has strong anti-jamming capability, and information hiding, multiple access and secure communication. With the rapid development of mobile communication, spr
7、ead spectrum communication technology in the field of mobile communication has entered a new stage, spread spectrum communication is not only playing an irreplaceable advantage in military communication, and extensive penetration into the various aspects of civilian communication .This paper mainly
8、studies the principles and key technologies of the Code Division Multiple Access (CDMA) spread spectrum communication system, used in the CDMA spreading code sequence, and channel simulation system structure and simulation parameters are given according to the principle of CDMA systems, the use of t
9、he SystemView graphics module to build a CDMA system and CDMA spread spectrum system for simulation and analysis. By comparing the Pilot, Synchronous, Paging, Traffic four channels transmitter and receiver terminal two waveform diagram can be observed in the time domain signal after despreading with
10、 the original input signal waveform; the frequency domain, after spectral waveform analysis shows that the spectrum of the spread spectrum system is significantly wider, stronger anti-interference ability.Key words：Spread spectrum communication/Simulation/SystemView/CDMA1 绪论1.1 扩频通信的现状与发展扩频通信(spread
11、 spectrum communication)是近几年内迅速发展起来的一种通信技术。在早期研究这种技术的主要目的是为提高军事通信的保密和抗干扰的性能，因此这种技术的开发和应用一直是处于保密状态。以后，随着民用通信的频带拥挤日益严重，又由于近代微电子技术、信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术的快速发展，与扩频通信有关的器件的成本大大地降低，从而进一步推动了扩频通信在民用领域的发展金额应用，而且也使扩频通信的理论和技术也得到了进一步的发展。扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统1。随着社会的进步，用户对通信的要求越来
12、越高，移动通信技术亦随之不断发展。随着通信数字化的发展和市场对移动通信容量的巨大需求，自20世纪80年代中期以来，蜂窝移动通信已从第1代的模拟蜂窝移动通信系统发展到了第2代的数字蜂窝移动通信系统，并正在向第3代数字蜂窝移动通信系统演进。多址接入方式是影响数字蜂窝移动通信网络结构的极其关键的因素。多址接入若以传输信号载波频率不同划分来建立，则称其为频分多址方式（FDMA）；若以传输信号存在的时间不同划分来建立，则称其为时分多址方式（TDMA）；若以传输信号的码型不同划分来建立，则称其为码分多址方式（CDMA）。码分多址CDMA (Code Division Multiple Access)是在扩
13、频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。随着蜂窝移动通信的发展，CDMA技术已经成为不可或缺的关键技术。扩频通信技术在民用通信中找到更为广阔的应用空间，而关于CDMA技术的研究热潮也一直延续到现在。由于该技术具有抗干扰性强、保密性好，易于组网等许多独特的优点，越来越受到人们的重视，并广泛地应用于卫星、导航、测距、移动通信等众多领域，无论是军用或民用都有着广阔的应用前景2。1.2 论文结构及内容安排第一章为绪论。简单的回顾了无线通信的发展历程、扩频通信技术的重要性及论文的结构和内容安排。第二章研究扩频通信系统的基本原理和特点。介绍了扩频通信的特征以及优越的性能。第三章研究CDMA扩频
14、通信系统。主要阐述了CDMA通信系统的优势以及主要的扩频技术，包括扩频技术的特点以及关键技术。后面着重介绍了CDMA通信系统的主要实现原理和总原理图，具体的把逻辑信道分成了导频、同步、寻呼、业务信道。最后列出了CDMA扩频系统中会用到的两种码序列Walsh码和PN码，以及两种码的优势和应用中的作用。第四章研究SystemView软件。通过对SystemView软件的简单介绍和应用环境的了解，主要分析了SystemView的主要特点以及用SystemView仿真时的优势。第五章研究CDMA下行链路系统及各个信道的仿真。首先列出了仿真的实验步骤及注意事项；其次就是各个信道的仿真，对于结果重点分析了
15、业务信道的抗干扰能力以及频谱图，并对仿真结果做了验证。最后是结论与致谢。总结了写论文的感受以及得到的巨大锻炼。其次是对自己写作过程中有过帮助的人以诚挚的谢意。2 扩频通信系统2.1 扩频通信的基本原理扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)简称扩频通信。扩频通信的基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率谱密度的信号来发射。扩频通信系统结构图如图2-1所示。图2-1 扩频通信系统结构图为了将要发射的信号扩展到一个很宽的频带上，扩频系统需要在频带和技术的复杂性方面付出昂贵的代价，但是其优点可以通过
16、香农定理来证明。香农定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（信道容量） 为：C=Blog2(1+S/N) （2-1）这个公式指示出：如果信息传输速率C不变，则带宽B和信噪比S/N是可以互换的，就是说增加带宽就可以在较低的信噪比的情况下以相同的信息率来可靠的传输信息，甚至在信号被噪声淹没的情况下，只要相应的增加信号带宽，仍然保持可靠的通信，也就是可以用扩频方法以宽带传输信息来换取信噪比上的好处。这就是扩频通信的基本思想和理论依据3。2.2 扩频通信系统的主要特点扩频通信具有许多窄带通信难以替代的优良性能，使得它能迅速推广到各种公用和专用通信网络之中。简单来说主要有以下几项优点：
17、(1) 抗干扰性强，误码率低图2-2 扩频通信中，频谱宽度与功率谱密度示意图如图所述，扩频通信系统由于在发送端扩展信号频谱，在接收端解扩还原信息，产生了扩频增益，从而大大地提高了抗干扰容限。根据扩频增益不同，甚至在负的信噪比条件下，也可以将信号从噪声的淹没中提取出来。表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G(Spreading Gain),其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。G=B2/B1扩频通信中，接收端对接收到的信号做扩频解调，只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份，而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响，相当于把接收信噪比提高了G倍。应该说，
18、抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点；(2) 隐蔽性强、干扰小因信号在很宽的频带上被扩展，则单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低。信号淹没在白噪声之中，别人难于发现信号的存在，再加之不知扩频编码，就更难拾取有用信号。而极低的功率谱密度，也很少对其他电讯设备构成干扰。(3) 易于实现码分多址扩频通信占用宽带频谱资源通信，改善了抗干扰能力，由于扩频通信要用扩频编码进行扩频调制发送，而信号接收需要用相同的扩频编码之间的相关解扩才能得到，这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性，分配给不同用户不同的扩频编码，就可以区别不同的用户的信号，众多用户，只要配对使用自
19、己的扩频编码，就可以互不干扰地同时使用同一频率通信，从而实现了频率复用，使拥挤的频谱得到充分利用。发送者可用不同的扩频编码，分别向不同接收者发送数据；同样，接收者用不同的扩频编码，就可以收到不同的发送者送来的数据，实现了多址通信。(4) 抗多径干扰在无线通信中，抗多径干扰问题一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性；在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。(5) 易于同频使用，提高了无线频谱利用率无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波都已得到开发利用，仍然满足不了社会的需求。为此，世界各地都设
20、计了频谱管理机构，用户只能使用申请获得的频率，依靠频道划分来防止信道之间发生干扰。由于扩频通信采用了相关接收这一高技术，信号发送功率极低（1W，一般为1100mW），且可工作在信道噪声和热噪声背景中，易于在同一地区重复使用同一频率，也可以与现今各种窄带通信共享同一频率资源4。3 CDMA扩频通信系统3.1 CDMA通信系统简介随着移动通信市场经历了第一代模拟技术的移动通信业务和第二代数字技术的移动通信业务，第三代移动通信系统(也称3G)也被引入同程中。在第二代移动通信的主要技术体制中，WCDMA-FDD/TDD(现称高码片速率TDD)和TD-SCDMA(融和后现称低码片速率TDD)都是由199
21、8年12月成立的3GPP(第三代伙伴项日)进行开发和维护的规范，这些技水都是以CDMA技术为核心的。CDMA是码分多址(Code Division Multiple Access)的英文缩写，它是在数宁技术的分支扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，冉经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。CDMA允许所有使用者同时使用全部频带(1.2
22、288Mhz)，由于其使用了扩频技术，可以将其他使用者发出讯号视为杂讯，完全不必考虑到讯号碰撞(collision)问题。CDMA中所提供语音编码技术，通话品质比目前GSM好，且可把用户对话时周围环境噪音降低，使通话更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的认证体制，更吲其传输特性，用码来区分用户，防止被人盗听的能力人人增强。Wideband CDMA（WCDMA）宽带码分多址传输技术，为IMT2000的重要基础技术，将是第三代数字无线通信系统标准之一。CDMA通信系统采用先进的扩频技术，实现了码分多址的应用系统。当前商用CDMA系统空中接口标准为IS-95，提供1.2288Mhz的无线载频
23、间隔；为防止干扰，不同的用户分配不同的无线信道(频率)或同一信道内的不同码；相同的无线信道能在相邻小区或扇面使用；每扇面的话务容量为软容量，不受频率或收发信机数量的严格限制。CDMA系统能够使移动台同时与两个或多个基站通信以实现小区间无缝切换，话音信道为先接后断，大大减少了掉话率。只有Lucent真正做到交换机之间，交换机之内所有基站实现全程软切换。CDMA保持设定的话音质量，误帧率，同时获得最大频谱效率手段。设定和控制反向Eb/No以控制误帧数量；尽量减低手机发射功率(反向)；尽量减低基站发射功率(前向)；提供方法使运营者可以平衡系统容量与话音质量的需要5。3.2 CDMA系统的主要优势CD
24、MA系统采用码分多址技术及扩频通信原理，使得可以在系统中使用多种先进的信号处理技术，为系统带来了许多优点：(1) CDMA系统的信道容量是模拟系统的1020倍；(2) 用户数目和服务质量之间可以相互折衷，灵活确定，即所谓的软容量；(3) 在CDMA系统中采用有效的功率控制、强纠错能力的信道编码方式以及多种形式的分集技术，以提供话音质量和低发射功率；(4) 使用可变速率声码器，在不讲话时传输速率降低，即话音激活技术，可减轻对其他用户的干扰；(5) CDMA系统的信号扰码方式提供了高度的保密性，使这种数字蜂窝系统在防止串话、盗用等方面是其它系统不可比拟的6。3.3 CDMA通信系统扩频技术3.3.
25、1 CDMA通信系统扩频技术的特点(1) 采用了多种分集方式。除了传统的空间分集外。由于是宽带传输起到了频率分集的作川，同时在基站和移动台采用了RAKE接收机技术，相当于时间分集的作朋。(2) 采用了话音激活技术和扇区化技术。因为CDMA系统的容量直接与所受的干扰有关，采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰，可以使整个系统的容量增大。(3) 采用了移动台辅助的软切换。通过它可以实现无缝切换，保证了通话的连续性，减少了掉话的可能性。处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号，可以减低自身的发射功率，从而减少了对周围基站的干扰，这样有利于提高反向连路的容量和覆盖范围。(4) 采用了功率控制技术，
26、这样降低了平准发射功率。(5) 具有软容量特性。可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。当相邻小区的负荷一轻一重叫，负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区，使负担分担。(6) 兼容性好。由于CDMA的带宽很大，功率分布在广阔的频谱上，功率话密度低，对窄带模拟系统的干扰小，因此两者可以共存。即兼容性好。(7) CDMA的频率利用率高，不需频率规划，这也是CDMA的特点之一。(8) CDMA高效率的OCELP话音编码。话音编码技术是数字通信中的一个重要课题。OCELP是利用码表矢量量化差值的信号，并根据语音激活的程度产生一个输出速
27、率可变的信号。这种编码方式被认为是目前效率最高的编码技术，在保证有较好话音质量的前提下，大大提高了系统的容量7。3.3.2 CDMA通信系统的关键技术CDMA移动通信网的关键技术有以下几个方面：1、功率控制技术它是CDMA系统的核心技术。CDMA系统是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，“远近效用”问题特别突出。CDMA功率控制的目的就是克服“远近效用”，使系统既能维护高质量通信，又不对其他用户产生干扰。功率控制分为前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又可分为仅由移动台参与的开环功率控制和移动台、基站同时参与的闭环功率控制。功率控制的目的是使每个用户到达基站的功率相同。2、PN
28、码PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户。3、分集接收在频带较窄的调制系统中，如果采用模拟FM调制的第一代蜂窝电话系统，则多径效应的存在会导致严重的衰落。但在宽带CDMA调制系统中，不同的路径可以各自独立接收，从而显著降低多径衰落的严重性。但多径衰落并没有完全消除，因为有时仍会出现解调器无法独立处理的多路径。这种情况将导致某些衰落现象。分集是减少衰落的好方法。分集有
29、3种类型，时间分集、频率分集、空间（路径）分集在CDMA系统中都得到应用。4、软切换先连接，再断开称之为软切换。CDMA系统工作在相同的频率和带宽上，因而软切换技术实现起来比TDMA系统要方便容易得多。 5、RAKE接收在进行无线电通信时，多径传播往往会产生有害的多径干扰。但在扩频通信系统中却可以对这些信号进行分离和合并，实现多径分集，以改善系统性能。具有这种功能的接收机称为RAKE接收机。为了提高多径分集的效果，可以设想对多个峰值进行筛选，把那些幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，再对它进行延时和相位矫正，使之在某一时刻对齐，并按一定规则进行合并。因此，RAKE接收机的基本功能是对多径信号进
30、行搜索、定时和跟踪，以及对获得的多径峰值进行时间、相位矫正，最后按规则进行合并以获得输出8。3.4 CDMA系统的实现原理通信系统包括很多不同的信道部分，下图3-1所示为信道总的原理图，下面将会介绍各个信道及模块的原理。图3-1 信道总原理图一个基站和一个移动台构成一个完整的扩频码分系统。将BS到MS方向的链路称为下行链路（Down Link），在有的地方又将它称为正向链路或前向链路（Forward Link）。将MS到BS方向的链路称为上行链路（Up Link），也称为反向链路（Reverse Link）。下行链路和上行链路均是由码分物理信道构成的，利用码分物理信道可以传送不同功能的信息。依
31、据所传送的信息功能不同而分类的信道称为逻辑信道。逻辑信道及其功能如下：导频信道基站在此信道发送引导信号，以供移动台识别基站并引导移动台入网；同步信道基站在此信道发送同步信息，以供移动台建立与系统的定时和同步；寻呼信道基站在此信道寻呼移动台发送有关寻呼、指令及业务信道指配信息；业务信道供移动台与基站台双向通信并传送信令9。3.5 CDMA中使用到的码序列一般的CDMA扩频系统中会用到两种码序列。1、Walsh码Walsh码来源于H矩阵，根据H矩阵中“+1”和“-l”的交变次数重新排列就可以得到Walsh矩瘁，该矩阵中各行列之间是相互止交(Mutual Orthogonal)的，可以保证使用它扩频
32、的信道也是互相正交的。对于CDMA前向链路，采64阶Walsh序列扩频，每个W序列用于一种前向物理信道(标准)，实现码分多址功能。信道数记为WO-W63，码片速率：1.2288Mc/s。沃尔什序列可以消除或抑制多址干扰(MAI)。理论上，如果在多址信道中信号是相互正交的，那么多址干扰可以减少至零。然而实际上由于多径信号和来在其他小区的信号与所需信号是不同步的，共信道干扰不会为零。异步到达的延迟和衰减的多径信号与同步到达的原始信号不是完全正交的，这此信号就带来干扰。来自其他小区的信号也不是同步或正交的，这也会导致干扰发生，在反向链路中，沃尔什码序列仅用作扩频。2、PN码PN码分为长码和短码：短码
33、：短码是长度为2-1的周期序列。在CDMA系统的前向信道(从基站指向手机方向)中，短码用于对前向信道进行调制，使前向信道带上本基站的标记，不同的基站使用不同相位的短码，从而互相区别开来。在反向信道中(从手机指向基站方向)，短码用于对反向业务信道进行调制，作用与短码在前向信道中相同。长码：长码是长度为2-1的剧期序列。速率为1.2288Mcps。在CDMA系列的前向信道(从基站指向手机方向)中，长码用于对业务信道进行扰码(作用类似于加密)。在反向信道中(从手机指向基站方向)，长码用来直接进行扩频，用于区分不同的接入手机(Ms)。同一用户在前向和反向使用同一长码偏置，也就是同一个长码掩码。PN码的
34、选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。目前的CDMA系统就是采用一种基本的PN序列m序列作为地址码，利用它的不同相位来区分不同用户10。4 SYSTEMVIEW简介通信技术的发展日新月异，通信系统也日趋复杂，因此，在通信系统的设计开发过程中，在进行实际硬件系统试验之前，软件仿真己成为必不可少的一部分。目前，电子设计自动化 EDA(Electronic Design Automatic)技术已经成为电子设计的潮流。为了使繁杂的电子设计过程更加便捷，出现了许多针对不同
35、层次应用的 EDA软件。美国 Elanix公司推出的基于PC机 Windows平台的SystemView动态系统仿真软件，是其中一个非常优秀的 EDA软件11。4.1 SystemView软件介绍SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计、直到复杂的通信系统等不同层次的设计、仿真要求。SystemView以模块化和交互式的界面，在大家熟悉的 Windows窗口环境下，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。使用 SystemView你只需要关心项目的设计思想和过程，而不必花费大量的时间去编程建立
36、系统仿真模型。用户只需使用鼠标器点击图标即可完成复杂系统的建模、设计和测试，而不会花费过多的时间和精力通过编程来建立系统的仿真模型，也不必担心程序中是否存在编程错误。SystemView是一个完整的动态系统设计、分析和仿真的可视化开发环境它可以构造各种复杂的模拟、数字、数模混合及多速率系统，可用于各种线性、非线性控制系统的设计和仿真。尤具特色的是，它可以很方便地进行各种滤波器的设计。系统备有通信、逻辑、数字信号处理(DSP)、射频/模拟、码分多址个人通信系统(CDMA/PCS)、数字视频广播(DVB)系统、自适应滤波器、第三代无线移动通信系统等专业库可供选择，适合于各种专业设计人员。该系统支持
37、外部数据的输入和输出，支持用户自己编写代码(C/C+)，兼容 Matlab软件。同时，提供了与硬件设计工具的接口，支持 Xilinx 公司的 FPGA 芯片和 TI 公司的 DSP 芯片，它已大量地应用于现代数字信号处理、通信系统及控制系统设计与仿真等领域12。4.2 SystemView主要特点SystemView仿真软件相对于其它软件来说,具有如下主要优点：(1)能仿真大量的应用系统。能在 DSP、通讯和控制系统应用中构造复杂的模拟、数字、混合和多速率系统。具有大量可选择的库，允许用户有选择地增加通讯、逻辑、DSP和射频/模拟功能模块。特别适合无线电话(GSM、CDMA、FDMA、TDMA
38、、DSSS)、无绳电话、寻呼机和调制解调器以及卫星通信系统(GPS、DVBS、LEOS)等的设计；能够仿真 DSP 结构；各种系统时域/频域分析和谱分析；对射频/模拟电路(混合器，放大器，RLC 电路和运放电路)进行理论分析和失真分析。(2)快速方便的动态系统设计与仿真。使用熟悉的 Windows 界面和功能键，SystemView可以快速建立和修改系统，并在对话框内快速访问和调整参数，实时修改实时显示，不用写一行代码即可建立用户习惯的子系统库(MetaSystem)。SystemView 图标库包括几百种信号源、接收端、操作符和功能块。信号源和接收端图标允许在 SystemView内部生成和
39、分析信号，并提供可外部处理的各种文件格式和输入/输出数据接口。(3)在报告中方便地加入 SystemView的结论。SystemView通过 Notes(注解)很容易在屏幕上描述系统；生成的SystemView系统和输出的波形图可以很方便地使用复制和粘贴命令插入 word 等文字处理器。(4)提供基于组织结构图方式的设计。通过利用SystemView中的图符和MetaSystem(子系统)对象的无限制分层结构功能，SystemView能很容易地建立复杂的系统。首先可以定义一些简单的功能组，再通过对这些简单功能组的连接进而实现一个大系统，这样，单一的图符就可以代表一个复杂系统。MetaSyste
40、m的连接使用也与系统提供的其他图符同样简单，它可以在另一窗口中单独显示，也可以展开到主窗口中。(5)多速率系统和并行系统。SystemView允许合并多种数据采样率输入的系统，以简化 FIR 滤波器的执行。这种特性尤其适合于同时具有低频和高频部分的通信系统的设计与仿真，有利于提高整个系统的仿真速度，而在局部又不会降低仿真的精度。同时还可降低对计算机硬件配置的要求。(6)完备的滤波器和线性系统设计。SystemView包含一个功能强大的、很容易使用的图形模板设计模拟和数字以及离散和连续时间系统的环境，包含大量的FIR滤波类型和 FFT 类型，并提供易于用 DSP 实现滤波器或线性系统的参数。(7
41、)先进的信号分析和数据块处理。SystemView提供的分析窗口是一个能够提供系统波形详细检查的交互式可视环境。分析窗口还提供一个能对仿真生成数据进行先进的块处理操作的接收计算器。SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查系统波形。(8)可扩展性。SystemView允许用户插入自己用 C/C+写的用户代码库，插入的用户库自动集成到 SystemView中，如同系统内建的库一样使用。同时，它兼容Matlab 可以与 Matlab进行数据交换。(9)完善的自我诊断功能。SystemView能自动执行系统连接检查，通知用户连接出错并通过显示指出出错的图符。这个特点对用户系统的诊断是十
42、分有效13。5 下行链路基带系统及各信道仿真5.1 实验步骤1、观察前面介绍的各个信道的基本原理框图，按照每一个模块的原理图分别搭出业务信道，导频信道，同步信道，寻呼信道，和基带下行链路传输系统；同时，按照IS-95标准，正确设定各个器件的参数。2、电路图连接好之后，设计好系统时间、系统抽样频率及抽样点数等参数；3、调试电路，观察实验结果，结果不正确时改变电路的参数，直至正确结果出现。4、分析观察各个信道的不同点，以及信道中各个部分在单个信道中的作用，每个信道在总的基带信号传输系统中起到的作用，做出实验总结。5.2 业务信道仿真正向业务信道可以改变数据速率来传送信息，速率集合为RS1：9.6，
43、4.8，2.4，1.2kbps；RS2：14.4，7.2，3.6，1.8kbps。我们以RS1为例。业务信道仿真原理如图5-1：图5-1业务信道仿真原理图业务信道仿真电路如图5-1：图5-2 业务信道仿真电路图电路图及模块说明：1业务信道模块，输出基带寻呼信道的数据到脉冲整形滤波器。数据传输速率9.6kbps。0伪随机序列发生器，幅值1V，码元速率8.6kbps，最大速率5Mbps。2帧品质检测编码器，在20ms的数据帧尾部加入带有CRC校验功能的编码，以监测信道的质量。码元速率为8.6kbps，最大码元速率为9.6kbps。3卷积码编码器，输出比特数n=2，信息位k=1，约束长度l=9，最大
44、码元速率19.2kbps。4符号中继器，重复指数为1，最大传输速率为19.2kbps。5交织模块，IS95中使用24行16列个单元以19.2Kbps共20ms为前向信道和Page信道的交织长度。码元速率9.6kbps，最大速率19.2kbps。6对输入信号进行异或运算，单极性码元，最大码元速率为19.2kbps。7/15/17方波发生器，幅度1V，频率1.2288Mbps，最大速率5Mbps。8长PN码发生器，42个抽头产生。9采样器，采样频率和最大速率均为19.2kbps。28伪随机序列发生器，幅值1V，码元速率800bps，最大速率5Mbps。10功率控制位，在前向信道中加入功率控制位，功
45、率控制位为800bps的数据流，双极性码元，最大速率为19.2kbps。12数据重复器，重复指数为64，最大码元速率1.2288Mbps。16Walsh函数发生器，这里使用W64，55，最大码元速率为5Mcps。14/21/20采样器，采样频率和最大速率均为1.2288Mbps。13/22/23乘法器。18I通道PN扩展，完成I通道扩频，单极性码元，PN偏置为1。19Q通道PN扩展，完成Q通道扩频，单极性码元，PN偏置为1。24/26数据重复器，对数据符号流进行重发，以保证数据速率。重复指数为4。25/27低通滤波器，48抽头系数，只能使用31/32增益模块，对输入信号进行放大，增益为-3dB
46、。28阶跃函数信号源,信号幅值为0，幅度偏置为0，以0s为起始时刻，最大码元速率5Mcps。29采样器，采样频率为4.9152Mcps，最大码元速率为4.9152Mcps。30复数旋转模块，参数有相位增益，相位偏置30deg。33延迟，延迟时间为1微秒。34/38保持器，输出码元速率和最大码元速率均为5Mbps14。业务信道参数设置如表5-1：表5-1 业务信道参数表数据速率(b/s)9600480024001200PN子码速率(Mc/s)1.22881.22881.22881.2288卷积编码码速率1/21/21/21/2码元重复后出现的次数1248调制码元速率19200b/s19200b/s19200b/s19200b/s每调制码元的子码数64646464每比特的子码数256256256256仿真结果如图5-3：图5-3 业务信道仿真结果图分析：从仿真结果的上
