基于matlab的simulink的cdma系统多用户仿真要点.pdf
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1、通信系统原理综设实验报告 基于 Matlab 的 CDMA 系统的仿真设计 教师评语: 关键字: cdma ,matlab ,simulink,多用户检测,滤波器,抽样判决器 希望你们都能理解这个系统,并且完善它,免费提供给下届师弟师妹。老师真心坑爹。 Matlab2011 ,百度网盘mdl 文件下载地址: http:/ 1.,3, 2, 1,MkkTc Tc为 m序列码的码元宽度。可见, 相关函数是个周期函数。 m 序列发生器中,并不是任何抽头组合都能产生m 序列。理论分析指出,产生的m 序列 数由下式决定: n n /) 12( 其中 (x)为欧拉数 ( 即包括 1在内的小于x并与它互质的
2、正整数的个数) 。 例如 5级移位寄存器 产生的 31位m 序列只有 6个。 该设计采用PN 序列生成器( PN Sequence Generator) ,生成扩频序列不同的用户。PN 序列生成器,使用相同的特征多项式1 0 0 0 0 1 1,但是初始状态不同。采样一般设置为 信源速率的整数倍,该系统采样时间设置为2e-5 s 。 1.3 极性转换与乘法器 用乘法器( Product )对将已进行极性转换的信源和扩频序列相乘,完成扩频。 (1)基本原理: 二进制数用0, 1 表示,在常用的正逻辑数字电路里面的形式是低电平(L) 、 高电平(H) 。 两个二进制序列A、 B 由异或门及模拟乘法
3、器进行处理的电路及输出如图3 所示。 1 1 0 0 0 1 11 0 0 B A 1 1 1 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 - 1 -A,B = - 1(B=0) : A A AB = A B 0 1 A A B ( a ) A B = A, B=0: A, B=1: 1 1 A - A B ( b ) A, B = +1(B=1) : 图 3 两个二进制序列通过(a)异或门及 (b)模拟乘法器 图 3 中,假定 A=010011, , B是长串的连0 或连 1。模拟乘法器输入、输出端有自己的 正常静态偏置电平,故与前后电路必须通过隔直流电容相联。输入二进制序列0、1, 经过
4、隔直后, 以模拟乘法器输入偏置电平为参考,成为负电平、 正电平 , , 归一化后为 -1 、+1, , 即 0 变成 -1,1 变成 +1。由图 3 可见,除了倒相之外,两电路的输出完全相同。而倒相的差 别,很容易通过加一级倒相器来消除,可以不予考虑。将A、B互换或改为其它数椐重画波 形,可得到相同结果。 由以上分析可得到以下结论: ( 0, 1)域上的二进制序列作乘法运算,必须首先转换到(-1 ,+1)域上( 0-1 ,1 +1)然后再相乘。 二进制序列在( 0,1)域上模二加 (异或)运算与其在(-1 ,+1)域上的乘法运算等效。 进一步分析容易得出,对于两路输入信号为多个数字序列波形线性
5、叠加的情况,只要输 入幅度没超过模拟乘法器线性工作范围,上述结论(1)仍适用;而异或门是非线性器件, 上述结论( 2)就不能推广了。 (2)扩频过程如图4 所示: 图 4:扩频过程演示 2、调制与解调设计 调制采用M-PSK调制模块( M-PSK Modulator Baseband ) ,设置为8 进制相移键控。8 进制相移键控即是将输入二进制数字序列中每3 比特分成一组, 共有 8 种组合,即 000, 001, 010,011,100,101,110,111 。用 8 种相位之一去代表每种排列。解调采用M-PSK解调模块 (M-PSK Modulator Baseband) ,同样设置为
6、8 进制。 8PSK信号相位如图5 所示: 贝 努 力 序 列 PN 序列 扩 频 信 号 图 5:8PSK信号相位图 3、信道设计 采用加性高斯白噪声信道(AWGN Channel 模块 ) 进行分析。由于AWGN 信号易于分析、近 似,因此在信号处理领域,对信号处理系统(如滤波器、低噪音高频放大器、无线信号传输 等)的噪声性能的简单分析( 如:信噪比分析 ) 中,一般可假设系统所产生的噪音或受到的噪 音信号干扰在某频段或限制条件之下是高斯白噪声。 4、相关检测设计 4.1 基本原理 DS-CDMA系统的载波调制方式可采用调频或调相,以调相方式应用最广。以2PSK 调 制为例,发端用户1 发
7、射的信号为 ttctdtS c c o s).().()( 111 (式 1) 上式中,d1(t).c1(t)是( -1,+1)域二元数据,则 S1(t)是 0/调相的 2PSK 信号。故载波调制 器就是模拟乘法器。式1 可写成如下形式 ttctdtS c c o s).().()( 111 (式 2) ttctd c c o s)()( 11 或 ttctdtS c c o s).().()( 111 (式 3) )(cos)( 11 tcttd c 上式表明,发端的DS-CDMA射频信号,可通过先扩频调制再载波调制(式2)或先载波调 制再扩频调制(式3)得到,二者是等效的。与此对应,收端也
8、有二种等效的解调方案。本 实验系统采用的方案是:发端先扩频调制再载波调制,收端先载波解调再扩频解调。 发端 N 个用户发射在空中的信号在时域、频域完全混叠在一起,收端每一个用户都可 收到。收端第1 个用户天线收到的信号 N i N i ciiii ttctdAtStS 11 cos).().(.)()((式 4) 解调后的信号 N i iiiEX tctdAtS 1 )().(.)((式 5) 经过与本地地址码c1(t)相关检测后输出信号 N i T iii T EX dttctctdA dttctSd 1 0 1 0 11 )()()( )()( (式 6) 上式中, T 为地址码序列周期,
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