《基于SIMULINK的码分多址系统仿真.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于SIMULINK的码分多址系统仿真.doc（38页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、毕 业 设 计设计题目：基于SIMULINK的码分多址系统仿真姓 名 学 院 计算机科学与技术学院 专 业 信息工程 年 级 学 号 指导教师 独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业论文(设计)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。此声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二 年 月 日毕业论文（设计）使用授权声明本人完全了解鲁东大学关于收集、保存、使用毕业论文（设计）的规定。本人愿意按
2、照学校要求提交论文（设计）的印刷本和电子版，同意学校保存论文（设计）的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存论文（设计）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布论文（设计）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者（签名）： 二 年 月 日毕业设计选题报告姓名 性别女学院计算机科学与技术学院年级2004 级学号设计题目基于SIMULINK的码分多址系统仿真课题来源教学 课题类别应用研究选做本课题的原因及条件分析：码分多址技术，是近年来在数字移动通信进程中出现的一种先进的无线扩频通信技术，它能够满足市场对移动通信容量和
3、品质的高要求，具有频谱利用率高、话音质量好、保密性强、掉话率低、电磁辐射小、容量大、覆盖广等优点，可以大量减少投资和降低运营成本，显示出强大的生命力，成为第三代移动通信的核心技术。数字化的信息使用CDMA技术进行编码和解码，可以大大提高对无线信道的利用率，增强抗干扰能力。MATLAB中的SIMULINK就是大量计算机仿真软件中的优秀代表，它在科学研究特别是电子信息科学、通信系统中有着极为广泛的应用。指导教师意见： 码分多址是在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，其主要特点是保密性好，抗干扰能力强，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术，
4、现已成为第三代移动通信的核心技术。用SIMULINK对码分多址系统基本原理进行仿真难度适中，同意选题。签名： 年 月 日学院毕业论文（设计）领导小组意见： （公章） 年 月 日毕业设计任务下达书学院 计算机科学与技术学院 专业 信息工程 学号042210239 姓名 现将毕业设计任务下达书发给你。毕业设计任务下达书内容如下：一、 毕业设计题目 基于SIMULINK的码分多址系统仿真 二、 主要内容对此系统进行合理的分析和采集数据设置参数后，确定系统仿真模型。系统设计开发采用SIMULINK软件平台，完整地实现仿真过程，并得出仿真结果，分析误码性能。 三、 具体要求本次设计是基于MATLAB仿真
5、工具箱的SIMULINK动态仿真环境实现码分多址系统的系统仿真。利用SIMULINK，结合使用通信原理，码分多址，扩频通信，分集方式，功率控制等技术的工作原理及特点，实现一个基于SIMULINK的码分多址仿真模型。仿真主要完成制定目标，描述系统并列出假设列表 ，收集数据和信息并设置参数，建立仿真模型，检验模型，运行模型，分析误码性能等步骤。其中，收集信息设置参数，建立仿真模型，分析误码性能等为系统的重要步骤。四、 主要参考文献1李贺冰等. SIMULINK通信仿真教程M. 北京: 国防工业出版社，2006. 5 2李建新等. 现代通信系统分析与仿真：Matlab通信工具箱M. 西安: 西安电子
6、科技大学出版社, 2000.13窦中兆、雷湘. CDMA无线通信原理M. 北京:清华大学出版社，2004.2 五、进程安排阶段起止日期主 要 内 容准备开题阶段2008.1.182008.3.3根据选题，搜集材料，学习相关理论知识设计实现阶段2008.3.42008.5.20完成系统整体设计及构建仿真模型说明书完成阶段2008.5.212008.6.10实现仿真模型并运行，撰写说明书答辩阶段2008.6.112008.6.15修改完善设计，准备答辩六、本毕业设计任务下达书于 2008 年1 月 18 日发出。毕业设计应于2008年 6月 10 日前完成后交指导教师，由指导教师评阅后提交毕业论文
7、（设计）答辩委员会。七、毕业设计任务下达书一式两份，一份给学生，一份留学院存档。指导教师： 签发于 年 月 日分管院长： 签发于 年 月 日毕业设计开题报告姓名性别女学院计算机科学与技术学院年级2004级 学号042210239预计完成时间2008.6.10设计题目基于SIMULINK的码分多址系统仿真课题来源教学课题类别应用研究指导教师毕业设计实施方案：本系统仿真主要包括问题定义，制定目标，描述系统并列出假设列表，收集数据和信息并设置参数，建立仿真模型，校验和确认模型，运行模型，分析性能等步骤。具体实施方案如下：第一阶段：学习扩频通信，码分多址，SIMULINK系统仿真等基础知识。 第二阶段
8、：系统规划，设计步骤。第三阶段：实现各个步骤，建立仿真模型并运行。第四阶段：分析模型误码性能。设计主要内容（提纲）：根据码分多址基础原理扩频通信，通过对码分多址系统的仿真，以MATLAB作为平台，采用SIMULINK等工具建立扩频通信仿真模型，运行模型，通过分析多址干扰时的误码率仿真曲线, 选择合理的系统配置和参数设置，降低误码率，分析其性能。指导教师意见：阅读了相关文献，对课题有了初步认识，基本掌握码分多址系统的基本原理，熟悉SIMULINK仿真平台，初步建立了仿真模型，并对模型部分子模块运行，制定了较为可行的实施方案，同意开题。签名： 年 月 日（签章） 年 月 日学院毕业论文（设计）领导
9、小组意见： （公章） 年 月 （签章） 年 月 日毕业设计结题报告姓名性别女学院计算机科学与技术学院年级2004 级学号042210239设计题目基于SIMULINK的码分多址系统仿真课题来源教学课题类别应用研究指导教师本课题完成情况介绍（包括研究过程、实验过程、结果分析、存在的问题及应用情况等。）本课题是基于MATLAB6.5通信工具箱SIMULINK仿真，根据m序列扩频原理和码分多址通信系统框图，构出码分多址通信系统仿真模型，改变参数设置分别得到系统误码率和信道信噪比、m序列频谱之间的关系。最后分析多址干扰独立加入噪声时对误码率的影响。通过对码分多址通信系统的建模和仿真，可以得到和误码率相
10、关的因素，并通过选择合理的参数设置，降低误码率。但本仿真模型对实际CDMA通信系统进行了简化，只有一套解扩设备，省略了不同码字的比较判决过程。此外也只考虑AWGN噪声，而忽略了其它噪声对系统的影响。指导教师意见：论文首先对码分多址理论做了系统全面地介绍，然后基于MATLAB6.5仿真工具箱SIMULINK，根据m序列扩频原理及通信系统框图建立码分多址通信系统仿真模型，并对各子模块进行介绍。分析了信道中噪声和多址干扰对系统误码率的影响。较好完成任务，同意结题。 签名： 年 月 日 学院毕业论文（设计）领导小组意见： （公章） 年 月 日设计成绩毕业设计成绩评定表学院：计算机科学与技术学院 学号：
11、042210239姓 名设计总成绩设计题目基于SIMULINK的码分多址系统仿真指导教师评语论文对码分多址通信基本原理做了详细介绍，在分析了码分多址通信系统的原理框图的基础上，建立了码分多址系统的SIMULINK仿真模型，系统整体结构设计完善，运行良好，较好完成任务书规定的工作量。设计说明书撰写认真，结构合理，表达通顺，符合规范化要求，同意答辩。评定成绩： 签名： 年 月 日评阅人评语评定成绩： 签名： 年 月 日答辩小组评语 答辩成绩： 组长签名： 年 月 日注：1、论文（设计）总成绩=指导教师评定成绩（50%）+评阅人评定成绩（20%）+答辩成绩（30%）2、将总成绩由百分制转换为五级制，
12、填入本表相应位置。目 录1 前言12 CDMA系统的理论基础22.1 扩展频谱通信原理22.2 CDMA系统的扩频方式和重要参数22.3 CDMA扩频码：伪随机码序列32.3.1 m序列42.3.2 Gold码序列62.4 CDMA扩频码：PN序列的扩频原理63 SIMULINK仿真概述94 码分多址系统仿真原理框图95 码分多址通信系统仿真模型106 码分多址仿真模型各个子模块介绍116.1 源信号生成116.2 差错控制编码卷积编码126.3 M-DPSK调制模块126.4 扩频模块146.5 多址（MAI）干扰模块156.6 AWGN信道176.7 解扩模块186.8 M-DPSK解调模
13、块186.9 差错控制译码维特比译码模块196.10 信宿模块206.11 仿真误码性能217 结束语25参考文献26致 谢26附录：部分模块代码26基于SIMULINK的码分多址系统仿真张梅（计算机科学与技术学院，信息工程专业，2004级本2班，042210239）摘 要：本文首先对码分多址技术进行了介绍，列出了其主要优点和存在问题。基于MATLAB6.5仿真工具箱SIMULINK，对码分多址通信仿真系统进行仿真。根据m序列扩展频谱原理和码分多址通信系统框图建立仿真模型，并对模型的各个子模块进行介绍。选择不同的系统配置和参数设置，分别分析了信道信噪比、m序列抽样时间、多址干扰对系统误码率的影
14、响。关键词：码分多址；SIMULINK仿真；扩频通信；伪随机序列；Code Division Multiple Access system simulation basing on SIMULINKZhang Mei (School of Computer Science and Technology, Information Engineering, class 2 Grade 2004, 042210239)Abstract: In this paper, CDMA technology is first introduced, using a list of the major adva
15、ntages and existing problems. Basing on SIMULINK simulation of MATLAB6.5, CDMA communication system is simulated. According to the spread spectrum theory of m sequence and CDMA communication system diagram, simulation model is established, and various subsystems of the model are introduced. By selec
16、ting different system configurations and parameter settings, Signal-to-Noise Ratio, sample time of m sequence and multi-site noise dependently effects system error rate. Keyword: CDMA; SIMULINK simulation; spread spectrum communication; pseudo-random sequence1 前言当前无线通信系统中存在三种主要的多址技术：频分多址接入、时分多址接入、码分
17、多址接入 3。本文通信系统采用码分多址技术。频分多址方式是以传输信号载波频率的不同划分来建立多址接入。其特点：频率规划复杂，需要严格的频率规划；基站复杂庞大，需重复配置收发信设备；越区切换复杂。时分多址方式是以传输信号存在时间的不同划分来建立多址接入。其特点：基站复杂性减小，不需要双工器；系统设备必须有精确的定时和同步；需要自适应均衡技术。码分多址方式是以传输的信号码型的不同划分来建立多址接入。采用码分多址接入协议的通信系统给小区内的每个用户分配一条单独的扩频码，各个用户分配的码字之间互不相关。就降低干扰增加容量得到系统性能的改善和提高方面，有优化技术：功率控制、软切换、多用户检测和智能天线技
18、术等7。 码分多址系统的主要优点3是保密性好；抗干扰能力强；采用了软切换；采用频率、时间和空间分集；较低的发射功率；兼容性好；频率利用率高，不需频率规划。存在问题：由于所有的基站都使用同一个频率，相互之间存在干扰，如果小区规划做得不好，将直接影响话音质量和使系统容量打折扣，因而在进行站距、天线高度等设计时应谨慎。2 CDMA系统的理论基础2.1 扩展频谱通信原理扩频的定义10为：用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式，频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现，与所传信息数据无关，在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。根据香农定理即，可得对于给定的信息传输速率，可以用不同的带宽和信
19、噪比的组合来传输，即信噪比和信道带宽可以互换。扩频通信系统正是基于此理论，将信道带宽扩展许多倍以换取信噪比上的好处，增强系统的抗干扰能力。一个典型的扩频通信系统框图2如图2.1所示。信源信源编码信道编码调制扩频本振伪随机码信道解扩解调信道译码信源译码 信宿图2.1 典型的扩频通信系统模型扩频通信中，信源编码可减小信息的冗余度，提高信道的传输效率。信道编码增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力提高信道传输质量。调制使经信道编码后的符号能在适当的频段传输。扩频和解扩是为了提高系统的抗干扰能力而进行的信号频谱展宽和还原。码分多址系统应用扩频通信原理8。在发送端，将要传输的信息通过与伪随
20、机码序列进行调制，使其频谱展宽，即“扩频”；在接收端，用与发送端相同的码序列进行“反扩展”，将宽带信号恢复成窄带信号，即“解扩”。窄带干扰信号由于与伪随机序列不相关，在接收端被扩展，从而使进入信号频带内的干扰信号功率大大降低，增加解调器输入端的信噪比。2.2 CDMA系统的扩频方式和重要参数在实际的码分多址系统中，直接序列扩频方式得到了广泛的认可和应用。它具有很强的抗干扰能力，采用高速码率的伪随机码在发送端进行扩频，在接收端用相同的码序列进行解扩，然后将展宽的扩频信号还原成原始信息。本文采用直接序列扩频方式。CDMA扩频通信有两个重要参数9：扩频增益和干扰容限。（1）扩频增益扩频增益，通常用于
21、衡量扩频系统抗干扰能力的优劣。定义为接收机相关器输出信噪比和接收机相关器的输入信噪比之比，即： (2.2a)其中，式中和分别为接收机相关器的输入、输出端信号功率，和分别为相关器的输入、输出端干扰功率，W为系统的扩频带宽，为基带信号的信息速率（2）干扰容限干扰容限通常用于描述扩频系统在干扰环境下的工作性能。定义为 (2.2b)其中，为输出信噪比，为系统损耗，G为扩频增益。当干扰功率超过信号功率M（dB）时，系统就不能正常工作。2.3 CDMA扩频码：伪随机码序列码分多址系统中，非常注重研究伪随机序列的自相关和互相关特性。 自相关函数用来表示信号和它自身延迟时间以后的相似性，定义为： (2.3a)
22、对于二进制而且周期为P的序列，归一化之后得到的互相关系数为 (2.3b)是位移前后两个码元序列相同码元的数目，是位移前后两个码元不同码元的数目。两个不同码序列的相关性用互相关函数来表示，定义为： (2.3c)对于二进制而且周期为P的序列，归一化之后得到的互相关系数为 (2.3d)若为某编码码组的集合，对于码组，均满足，则称为正交编码。正交编码的任意两个码组均互不相关，保持正交。伪随机序列定义3如下： 凡自相关系数具有下列形式的码序列，称为伪随机序列,又称为狭义伪随机序列： (2.3e)其中为序列与初始序列的相位差。凡自相关系数具有下列形式的码序列，称为广义伪随机序列： (2.3f)伪随机序列主
23、要用于扩频调制。由0和1组成的伪随机序列，用来模拟伪随机信号波形。用+1代替码序列中1，用-1代替码序列中的0，得到码序列和波形的对应关系，这样码序列的模2加和信号波形相乘是等效的。需满足：目标接收端，能识别并同步产生此序列；对于非目标接收端而言，该序列是不可识别的。利用线性反馈移位寄存器或PN模块可以产生这样的伪随机序列。伪随机序列主要采用m序列和Gold码序列。本CDMA仿真模型中采用四级m序列。2.3.1 m序列 m序列是由n级线性移位寄存器产生的周期为的码序列，是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。周期为的m序列可以提供个扩频地址码。它可扩展频谱、区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不
24、同用户的信号。m 序列的特性6： （1）扩频特性：具有很强的二值自相关性和很弱的互相关性。（2）移位特性：m码序列和其移位后的序列模2相加，所得的序列还是m序列，只是相位不同。（3）均衡性：m码序列一个周期内，“1”和“0”的码元基本相等，保证了在扩频系统中，用m码序列作平衡调制实现扩展频谱时有较高的载波抑制度。若一个n次多项式满足下列条件：（1）为不可约的；（2）可整除，；（3）除不尽，qm,则称多项式为本原多项式。应用MATLAB函数编程的方法可求得（见附录（1）本原多项式的特征多项式。求出特征多项式，可通过两种方式产生m序列。1、一种方法：移位寄存器加反馈生成m序列4。m序列产生器，由线
25、形反馈移位寄存器构成，式中为1表示连接，为0表示断开，加法器用的是模2加法。线形反馈逻辑式为： (2.3g)反馈移位寄存器原理框图如图2.2所示。.图2.2 反馈移位寄存器原理框图序列生成多项式表示为: (2.3h)将线形反馈逻辑代入后,选择初始状态为 (2.3i)得到 (2.3j)其中, 是关于的多形式。式(2.3j)为移位寄存器序列生成器的特征多项式。通过选择不同的生成多项式，可以找出相关性较好的m序列组。2、一种方法：应用伪随机序列产生器产生四级m序列 图2.3是产生m序列的仿真模型，利用示波器观察产生的m序列波形。图2.3 产生m序列的仿真模型伪随机序列产生器模块的参数设置为：生成多项
26、式为1 0 0 1 1；初始状态为：0100；采样时间为：0.001 s，仿真时间设置为1秒。m序列时域波形如图2.4。可得，它是以15位周期的脉冲序列，在时间范围设置为0.045的示波器上刚好显示了3个周期的m序列。运行图2.3仿真模型可得4级m序列的相应的输出序列为：001001101011110。得m序列互相关函数特性如图2.5所示（Matlab程序见附录（2）。 图2.4 m序列时域波形 图2.5 m序列互相关函数特性从图2.5中，可得在周期点15处m序列有很强的自相关性，其余的反映了它们的互相关性，互相关性的幅度值越小越好。2.3.2 Gold码序列一对周期和速率均相同的m序列优选对
27、模2加后得到Gold序列3，有较优良的自相关和互相关特性，在各种卫星系统中获得了广泛的应用。其自相关性不如m序列，互相关性比m序列要好。满足下列条件的两个m序列可构成优选对：2.4 CDMA扩频码：PN序列的扩频原理在CDMA中，不同的用户在相同的时间用相同的频带，有一系列正交的波形、序列或码字来相互分离开。当时间离散时，它们的内积为零，则两个实数值的波形x和y是正交的，即： (2.4a)其中：，T表示向量的转置，它是一个序列数值的另一种表达方式。为了将正交码用于CDMA多址接入方案中，需要三个条件：（1）正交码的每个码元的数值必须为1或-1。 （2）所给出的正交码具有伪随机特性。（3）每个码
28、自己的内积被码元的数量相除必须为1。一套有七个码字的三级PN码序列能够通过连续的滑动而产生，将每一个0都变为-1可以得到： 可以验证上述这些PN码都满足CDMA多址接入所要求的条件，即生成多项式系数相同而相位不同的PN码是相互正交的。同理四级m序列能通过连续的滑动，将每一个0都变为-1可以得到15个正交码序列。使用PN序列进行扩展：用以下实例6来说明PN码序列被用做扩展码的原理，并为第五章CDMA系统仿真模型的建立提供理论基础。假设有相同的三个用户希望发送三条单独的信息。这些信息是：=（+1 -1 +1） =（+1 +1 -1 ） =（-1 +1 +1）这三个用户被分别配制了一个PN码：=（+
29、1 -1 +1 +1 +1 -1 -1）=（+1 -1 -1 +1 -1 +1 +1）=（-1 +1 +1 +1 -1 -1 +1）将第0号PN码配置给了第一条信息，将第3号PN码配置给了第二条信息，将第6号PN码配置给了第三条信息。每一条信息由配置的PN码序列扩频。且PN码序列的码片速率是信息比特速率的七倍，即它对处理增益的贡献为7。对于第一条信息： 其中，是第一条信息的扩展信号。类似地，对于第二条信息为： 对于第三条信息为： 将所有的这三个扩频信号、进行叠加得到合成信号，即： (2.4b)结果为： 是在RF频带内传输的合成信号。假如在传输过程中只出现了可以忽略的错误，接收机就会截获。为了将
30、原来的信息、和从合成信号中分离出来，接收机用原来配置给每一条信息的PN码与相乘，得： 然后接收机在每一个比特周期内将所有的值进行积分或叠加。结果推导出函数、和： 根据积分函数、和，有一个“判决门限”。所使用的判决规则为： 假如 假如 在应用了上述判决之后，可得： 上述实例说明：多址用户发送单独的信息分别经相互正交的PN序列扩频后相加得到合成信号，经各自的PN序列解扩后，接收机在每一个比特周期内将所有的值进行积分或叠加，再通过判决规则，即可恢复各自的源信号。这就是PN序列作为扩频码的原理。根据这一原理，设计出第五章CDMA系统仿真模型。3 SIMULINK仿真概述本文采用的是SIMULINK仿真
31、，其所有的模块在每个时间步长上同时执行，被称为时间流的仿真。SIMULINK应用包括建模和仿真两部分。建模即指从SIMULINK标准模块子库或MATLAB其它工具包模块库中选择所需模块，并拷贝到用户的模型窗口中，经过连线和设置模块参数等构成用户自己的仿真模型的过程。通信模块的创建和仿真，一般是在SIMULINK工作窗口内利用COMMLIB库中的通信模块构筑用户设计的通信模型，然后再利用SIMULINK工作窗中特有的菜单选项进行仿真。当一个动态模型包含许多环节时，往往把系统按功能分块，每一块建立一个子系统。本文采用“自底向上”的设计方式，先完成每个部分的底层设计，封装为子系统后，再用其搭建出一个
32、总体框图。4 码分多址系统仿真原理框图当扩频通信系统中采用的扩频码具有多址作用时，该系统即构成了一个码分多址通信系统。通信系统以占用比原始信号带宽宽得多的射频带宽为代价，来获得更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率。码分多址通信系统原理框图2如图4.1所示。信源信道编码伪码生成频带调制扩频调制高斯白噪声信道解扩解调信道译码伪码生成抽样判决信宿多址干扰图4.1 码分多址通信系统原理框图结合通信原理框图来分析信号的处理过程。（1）发送端首先由信号源生成将要发送的数据，以比特为单位，经过差错控制编码处理，增加一定的信息冗余度，便于接收端检测接收信号是否正确。然后用其来调制载波，则信号被搬移到载频上去，就
33、得到调制后信号。再用一条15位的m序列与每个信息码元进行相关运算，数据单位为切普，长度缩短为比特的1/30，信号频谱大大扩展。（2）信道将扩频调制并加入多址干扰的合成信号发送到无线信道中。由于无线通信介质的特性，用户发送的信号在信道传输过程中会受到各种噪声干扰的影响，本CDMA仿真系统只考虑多址接入干扰MAI和加性高斯白噪声干扰。（3）接收端在接收部分，系统通常对信号进行相关接收。当从信道中检测到信号后，接收端首先对接收信号进行解扩处理，通过扩频码的正交性去除多址干扰恢复为扩频前的原始数据。接收端的伪随机序列与发送端的伪随机序列不仅要求码字相同，码字的相位也应相同，才能正确解扩。然后进行解调处
34、理，将其下变频到基带，并恢复出卷积编码信号；将信号送给维特比解编码模块，从中恢复出信息码元。输出的信号经过一个抽样判决过程，将接收恢复出的数据比特送至信宿端。 本文将实际应用中的码分多址通信系统的解扩设备进行简化。在实际系统中，由于基站需要接收来自不同用户的数据，它必须知道该小区内每个用户使用的扩频伪码，并且为每条码字建立一套单独的解扩设备。基站从天线上接收到的数据同时送入每一条码字对应的解扩设备进行处理，再利用某种判决准则选择其中的一路作为有效信号输出，其余信号或者丢弃不要，或者反馈回去抵消接收信号中的干扰成分。这样可以实现对不同用户用不同码字解扩，其余用户发送的数据经过非相关处理后以噪声的
35、形式存在，为多址接入干扰。不同用户间扩频码字的正交性越好，MAI就越小。本文假设基站已知用户使用的扩频伪码，因此只有一套解扩设备，省略了不同码字的比较判决过程2。5 码分多址通信系统仿真模型码分多址的数学基础是信号的正交分割原理9。在发射端多个信号复合，经过无线信道传输后，在接收端进行信号的分离。由于码字的不相关特性，多个用户可以采用相同的载波同时向信道发送数据包。在接收端，目的接收机接收到混合了多址用户信息与噪声的源信号。使用与发射端相同的码组来进行解扩将可以源信号解调出来。本码分多址通信系统仿真模型中，PN Sequence Generator产生的四级m序列作为扩频码，周期是15，码元宽
36、度为0.01/30s；源信号和多址信号由伯努利二进制随机信号发生器生成，表示三个不同的通信用户发射各自的通信信息，其中两个通信用户信息相对源信号用户是多址干扰信号，码元宽度都为0.01s，是m序列码元宽度的30倍，正好是两个m序列周期；仿真时间设为10秒。分别延迟四个、七个m序列码元的两个码组与源信号的原始码组构成三个正交码组，它们分别对单个用户的信号进行直接扩频。CDMA仿真模型在信道信噪比SNR=-10dB的传输条件下，采用先调制后扩频的方法，具体仿真过程为：将源信号直接进行卷积编码，经过卷积编码的双列信号经过缓存器后变为一列，以适应M-DPSK调制器的要求。经调制后的信号与m序列相乘进行
37、扩频，扩频后序列加入多址干扰信号得到合成信号。后进入AWGN信噪比为-10dB的传输环境。以后进入接收部分，信号与源信号m序列扩频码相乘进行解扩。经过M-DPSK解调后信号进入缓存器1，信号又恢复为维特比卷积译码器要求的双列信号。源信号经历了卷积、缓存、调制、扩频、解扩、解调、缓存、解卷积等运算，时间上带来了延迟，最后错误率统计模块将发送端的信息码元经过延迟后与接收端恢复出的码元进行比较，输出误码率，并将误码率存入工作空间变量中。对信道信噪比进行不同设置，分别分析信道信噪比、m序列抽样时间、多址干扰对系统误码率的影响。码分多址通信系统的仿真模型mafenduozhi，包括源信号的生成、卷积编码
38、、信道调制、扩频调制、多址干扰、加性高斯白噪声信道、解扩、解调、译码、错误率统计等模块。码分多址通信系统的仿真模型如图5.1所示。图5.1 CDMA通信系统仿真模型mafenduozhi6 码分多址仿真模型各个子模块介绍6.1 源信号生成 数据源为伯努利二进制序列产生器，用于生成随机的二进制序列，其码元宽度为0.01s,从其输出数据线上引出的输出端口用于对译码后的序列进行对比。伯努利序列产生器的参数设置如下：Probability of a zero：模块产生的二进制序列中出现0的概率 ，设为0.5。Initial seed：随机数种子，不同的随机数种子通常产生不同的序列，设为12345。Sa
39、mple time：抽样时间，表示输出序列中每个二进制符号的持续时间，设为0.01。通过示波器，可得信源伯努利序列如图6.1所示。图6.1 信源：伯努利信号波形6.2 差错控制编码卷积编码源信号比特流送入差错控制编码模块进行纠错编码，由卷积编码模块Convolutional Encoder完成。编码原理是其码字与现在和之前的信息比特都有关系，纠错能力与约束长度有关，纠错性能与译码算法有关。输入、输出均是二进制形式。参数设置为：Trellis structure：格型结构，则该参数为：，是IS-95CDMA正向信道卷积编码的生成多项式；Reset：设置编码器在何种情况下复位。选择None表示在任
40、何情况下都不复位。源信号数据流进行卷积编码，由一列信号变成两列信号，可得波形如图6.2所示。6.2 卷积编码后信号波形6.3 M-DPSK调制模块 本模型采用频带差分相移键控M-DPSK调制器对经过卷积编码后的信号进行调制。仿真中用到缓存器，其作用4是：经过卷积编码的双列信号经过缓存器变为一列，以便对信号进行M-DPSK调制。缓存器和缓存器1的主要参数设置如表6.1所示。表6.1 缓存器和缓存器1参数设置参数名称缓存器 缓存器1Specify output buffer size（指定输出缓存大小）使能（选中）Output buffer size(channel)（每信道输出缓存大小）1 2B
41、uffer overlap（缓存交叠）0Initial conditions（初始条件）0Number of channels（信道数）1根据表6.1设置，得码分多址仿真系统mafenduozhi中卷积编码后的双列信号经缓存器后变为适应M-DPSK调制的一列信号，码元周期为0.005s，波形如图6.3所示。图6.3 经缓存器Rebuff后信号波形M-DPSK调制器和解调器参数设置如表6.2所示。表6.2 M-DPSK参数设置M-ray number（元数）2Symbol period(s)（符号周期）1/200Baseband samples per symbol（每符号基带采样）2Carrier frequency（载频）600Carrier initial phase(rad)（载频初始相位）0O
