CDMA实验报告(6)

2019-09-01 20:14

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:

我们可以看到误差非常的小,几近为0。

6.4前向寻呼信道

6.4.1 理论基础:

前向寻呼信道用来为尚未指配业务信道的移动台传送控制信息,其传输比特速率有两种选择:9.6kbps与4.8kbps。基站利用寻呼信道向移动台发送CDMA移动通信系统的开销信息和特定的报文,这些消息使得网络能够得到以下信息:①提供给移动台显示的信息;②被叫方号码;③叫方号码;④通过音频或告警信号方式向移动台发送的消息。尽管最多允许使用7个寻呼信道,但通常只使用一个。寻呼息道的调制结构如下图所示:

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由上图所示,寻呼信道的输入信息比特流首先经过卷积编码,码速率提高一倍;然后对符号速率为9.6kbps的码元重复一次,使富豪速率达到19.2kbps,这样做的目的是使符号速率在到达交织器输入端时达到19.2kbps。交织器的交织矩阵为24×16(384个码元),交织时延为一帧的时间(20ms)。前向链路中,除了前向同步信道的交织矩阵为16×8(128个码元)且交织时间为26.67ms外,前向寻呼信道和业务信道的交织器矩阵均为24×16(384个码元)且交织时延为20ms(导频信道没有经过交织,所以没有交织器)。经过交织的信号需要进行数据掩蔽,也叫做数据加扰。前向寻呼信道和业务信道的数据均需要经过数据加扰。数据加扰的目的是为了保证信息安全,起到保密的作用。

经交织器输出的数据流,与经过抽样(1:64)后的长码掩码模二加即可得到加扰的数据信号。42阶长PN码的特征多项式为:

f(x)?1?x?x2?x3?x5?x6?x7?x10?x16?x17?x18?x19?x?x?x?x?x2122252627?x?x?x?x31333542

长码掩码的各个逻辑门用来控制是否加入线性移位寄存器42个抽头中的某个以产生长码。每个抽头代表上式产生的M序列的不同偏置。由M序列的基本性质可知,两个不同偏置的M序列模二加后产生的仍是M序列。为了保密,42阶M序列的各级输出分别与对应的42比特长码掩码模二加,得到长码输出,此时输出长码的码片速率仍为1.2288Mcps,经抽样器抽样(每64个码片进行一次抽样)后,长PN码序列的速率降低为19.2kbps,这个速率和交织器输出的符号速率正好相同。可知,前向寻呼信道的信号经过长PN码调制后频带并没有展宽,也就是说,前向链路中长PN码并没有起扩频的作用,而是起数据加扰的作用。前向业务信道的数据加扰过程与寻呼信道的相同,只是二者的长码掩码不同。

寻呼信道的调制参数如下表所示: 参数 数值 输入信息速率/kbps 4.8 27

卷积编码参数 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 Rc?1/2,k?9 2 19.2 1228.8/19.2=64 1228.8/9.6=128 24×16=384,20ms时延 6.4.2 设计仿真:

(1) 仿真电路图如下:

(2) 电路图及模块说明:

0.寻呼信道模块,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。

1.伪随机序列发生器,幅值1V,码元速率9.6kbps,最大速率5Mbps。 2.采样器,采样频率为9.6kbps,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。

7/13/35.方波发生器,幅度1V,频率1.2288Mbps,最大速率5Mbps。 6.长PN码发生器,42个抽头产生。 8.采样器,采样频率为19.2kbps。

说明:模块7、6、8用于寻呼信道的扰码。

9/11.对输入信号进行异或运算,阈值为0.5V,单极性码元。 10.数据重复器,重复指数为64。

14.Walsh函数发生器,这里使用W[64,7],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。

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12/17/18.采样器,采样频率为1.2288Mbps,最大码元速率为1.2288Mbps, 15/16.对输入信号进行异或运算,阈值为0.5V,双极性码元。 19.I通道PN扩展,完成I通道扩频,单极性码元,PN偏置为1。 20.Q通道PN扩展,完成Q通道扩频,单极性码元,PN偏置为1。

21/23.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。 22/14.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。

27.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。

28.采样器,采样频率为4.9152Mcps,最大码元速率为4.9152Mcps。 29.复数旋转模块,参数有相位增益,相位偏置30deg。 30.延迟,延迟时间为1微秒。

31/32.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,除了延迟以外,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。

6.5 前向业务信道

6.5.1 理论基础

前向业务信道主要用来传输业务信息(话音),也可以用来传送辅助业务和随路信令信息。业务信道的信号需要经过卷积编码、符号重复、交织、数据加扰和Walsh码扩频,最后经过QPSK调制后送往射频发送。前向业务信道划分为两种速率集RS1和RS2,RS1有四种速率:9.6,4.8,2.4,1.2kbps。对应每种速率集得信道调制结构不同,RS1的前向业务信道结构如下图所示:

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