CDMA实验报告(5)

2019-09-01 20:14

(1) 仿真电路图入下:

(2)电路图及模块说明:

0/18.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。

说明:由于基站使用导频信道为所有的移动台提供基准,所以在导频信道中基站不间断地发送非调制扩频信号,导频信道不传送任何数据信息,输入全为0。所以此处作为激励源的阶跃信号的幅值为0。值得一提的是,在理论基础中的框图中,我们可以看到,激励源的输出信号经过采样之后要与Walsh函数相乘,但是在设计中并未体现这一点。其实,这是因为在前向导频信道中,用于相乘的Walsh函数为0号,通过查询资料,我发现0号Walsh函数码元数据为全0,所以和阶跃信号输出的全0序列相乘仍为0,所以在仿真中,加不加Walsh函数其实都一样,故此处省略。

2/7/8.采样器,采样频率为1.2288Mcps,最大码元速率为1.2288Mcps,采样时间宽度为0,采样时间偏差为0。

9.方波脉冲序列发生(脉冲串)器,幅度为1V,频率为1.2288Mcps,最大码元速率为5Mcps。

说明:在此处,方波脉冲序列发生器用于扩频模块的激励源。

5/6.对输入信号进行异或运算,阈值为0.5V,幅值为正负1,双极性码元,最大码元速率为1.2288Mcps。

说明:通过异或运算,完成对原始序列的扩频。

10.I通道PN扩展,完成I通道扩频,单极性码元,PN偏置为1,最大码元速率为5Mcps。

11.Q通道PN扩展,完成Q通道扩频,单极性码元,PN偏置为1,最大码元速

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率为5Mcps。

说明:此处通过这两个模块输出的高速伪随机码,来对原始信号进行扩频。 12/13.数据重复器,对数据符号流进行重发,以保证数据速率。符号中继器,由输入符号产生新的符号。最大码元速率为4.9152Mcps,重复指数为4。

14/15.低通滤波器,48抽头系数,只能使用7/8.增益模块,对输入信号进行放大,增益为-3dB,最大码元速率为4.9152Mcps。

19.采样器,采样频率为4.9152Mcps,最大码元速率为4.9152Mcps,采样时间宽度为0,采样时间偏差为0。

20.复数旋转模块,参数有相位增益,相位偏置30deg,最大码元速率为4.9152Mcps。

说明:由复数旋转模块的公式我们可以知道,此处是为扩频后的信息序列加上相位偏置,使得此基站导频信号唯一。

21.延迟,延迟时间为1微秒,最大码元速率为4.9152Mcps。

24.导频信道,完整的下行链路导频信道模型,输出引导的数据到脉冲整形滤波器。其中导频PN偏置为1,信道延迟1微秒,阈值0.5V,信道增益-3dB,信道相位30deg,最大码元速率4.9152Mcps。

说明:此处用完整的导频信道模型是为了和另一个输出的波形进行比较,判断电路仿真结果的正确性。

3/4.保持器,输出码元速率和最大码元速率均为5Mbps。

(3)仿真结果:

电路仿真运行结果如下,

从上图我们可以看出,除延迟以外,两个电路图的输出波形几乎一样,符合实验要求。

将两个输出波形相减可得:

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我们可以看到误差非常的小,几近为0。

6.3 前向同步信道

6.3.1 理论基础:

前向同步信道是经过编码、交织和调制的信号,主要传输同步信息,导频信道可以利用该信号得到起始时间同步,所以移动台要解调这个信道。移动台一旦同步完成,它通常不再接受同步信号,但当设备关机后重新开机时,还需要重新进行同步。此外同步信道还传送前向寻呼信道的信息速率。前向同步信道的信道结构如下图所示:

同步信道的传输比特率是1.2kbps,经过卷积编码后的符号速率为2.4kbps,经过符号重复后符号速率为4.8kbps,交织的时延为26.66ms,经过交织的符号速率为4.9kbps,它与1.2288Mcps的Walsh码模二加进行扩频调制,可知,每个调制符号包含的码片数为:1228.8/4.8=256。

同步信道的帧长为26.66ms,超帧长80ms(含96个同步信道数据比特),每个超帧含3个同步信道帧。同步信道的信息包括基站的系统ID、导频短PN码的便宜指数(以64码片为单位)、详细的时序信息和寻呼信道数据速率。

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同步信道的调制参数如下表所示: 参数 输入信息速率/kbps 卷积码参数 符号重复次数 调制符号速率/kbps PN码片/调制符号 PN码片/bit 交织器 数值 1.2 Rc?1/2,k?9 2 4.8 1228.8/4.8=256 1228.8/1.2=1024 16×8=128,26.67ms时延 6.3.2 设计仿真:

(1) 仿真电路图如下:

(2) 电路图及模块说明:

1.伪随机序列发生器,幅值为1V,码元速率1.2kbps,最大码元速率5Mcps,偏置为0。

2.采样器,采样频率为1.2kbps,最大码元速率为1.2kbps,采样时间宽度为0,采样时间偏差为0。 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,最大码元速率2.4kbps。 说明:卷积编码属于信道编码,主要用来纠正码元的随机差错,它是以牺牲效率来换取可靠性的,利用增加监督为进行检错和纠错。CDMA系统中除导频信道外,其他各种信道都使用卷积编码。

4.数据重复器,重读指数为2,最大码元速率为4.8kbps。

5.交织,前向同步信道采用16行8列共26.6666ms,数据速率为1.2kbps,最大码元速率为4.8kbps。

说明:在扩频前,调制码元还需要进行分组交织,交织是为了克服突发性差错,它可将突发性差错分散化。同步信道使用时间跨距为26.66ms的分组交织,这一跨距与4800bit/s字符速率的128个调制字符相对应。

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6.数据重复器,重复指数为256,最大传输速率为1.2288Mcps。

10/11.方波脉冲序列发生(脉冲串)器,幅度为1V,频率为1.2288Mcps,最大码元速率为5Mcps,阈值为-0.5V。

9.Walsh函数发生器,规定W[64,32]用于同步信道,最大码元速率为5Mcps。 说明:信息序列与Walsh序列进行模二加,以此来区分信道,实现码分多址。 8/14/15.采样器,采样频率为1.2288Mcps,最大码元速率为1.2288Mcps,采样时间宽度为0,采样时间偏差为0。

9/10.对输入信号进行异或运算,阈值为0.5V,幅值为正负1,双极性码元,最大码元速率为1.2288Mcps。

16.I通道PN扩展,完成I通道扩频,单极性码元,PN偏置为1,最大码元速率为5Mcps。

17.Q通道PN扩展,完成Q通道扩频,单极性码元,PN偏置为1,最大码元速率为5Mcps。

18/19.数据重复器,对数据符号流进行重发,以保证数据速率。符号中继器,由输入符号产生新的符号。最大码元速率为4.9152Mcps,重复指数为4。

20/21.低通滤波器,48抽头系数,只能使用7/8.增益模块,对输入信号进行放大,增益为-3dB,最大码元速率为4.9152Mcps。

24.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。

25.采样器,采样频率为4.9152Mcps,最大码元速率为4.9152Mcps,采样时间宽度为0,采样时间偏差为0。 26.复数旋转模块,参数有相位增益,相位偏置30deg,最大码元速率为4.9152Mcps。 27.延迟,延迟时间为1微秒,最大码元速率为4.9152Mcps。

0.同步信道,完整的下行链路导频信道模型,输出引导的数据到脉冲整形滤波器。用于和另一个输出的波形进行比较。其中导频PN偏置为1,信道延迟1微秒,阈值0.5V,信道增益-3dB,信道相位30deg,最大码元速率4.9152Mcps。 28/29.保持器,输出码元速率和最大码元速率均为5Mbps。

(3) 仿真结果:

电路仿真运行结果如下,

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