数字蜂窝移动通信系统在国内外已获得了广泛应用。
世纪年代又出现了码分多址蜂窝网移动通信系统。
由于它通信容量大质量好,因此立即引起了人们广泛的关注,其优势已被人们所共认,其发展前景十分良好。
不少专家预言,世纪将是通信广泛应用的时代。
蜂窝网移动通信是在频分多址模拟蜂窝网和时分多址数字蜂窝网基础上发展起来的,既有共同点,也有很多独特的地方从技术角度来看蜂窝网技术是最先进的,同时又是最复杂的。
可以说,在定范围内,它反映了现代通信的技术水平。
本次课题选择的是反向链路的接入信道部分进行软件的仿真,所运用的软件是。
运用软件中的模块进行接入信道的构建,并对信道的原理进行分析和验证。
本论文是按照从理论到仿真分析与验证的步骤顺序来的,最后进行全面的总结。
对毕业设计总体实现框架进行初要说明图设计总体框图接入信道数据以每毫秒比特的速率产生,因为卷积编码器在每帧后复位,所以每帧的数据都加上比特的尾。
故数据进入编码器的速率是,如图所示。
这些数据进行码率,约束长度为的卷积编码。
编码器中出来的数据率是。
为了使接入信道和反向业务信道有相同的块交织方案,接入信道的符号进行了重复,使进入交织器的为,和反向业务信道达最高数据率的数据进入交织器时的速率样。
交织方案是读入帧的数据符号,按列写入列行的矩阵,然后以种顺序按行读出,以使数据符号在时间上分开。
交织后的符号送到个,的沃尔什编码器。
沃尔什编码是用每组个编码符号„„来选择阶沃尔什序列中的个。
选择时要按下列准则来计算序号这里的是哈达码矩阵的行号,而是经过编码的二进制,符号因此符号速率的增长比率为,从增加到,单位是沃尔什编码每秒这个步骤可以看作是个,的纠错编码它也可以解释为种用二进制信道符号进行进制正交调制的形式接入信道符号进步用个特定的相位偏置是靠移位积存器的输出与个随用户不同而不同的比特模板序列进行内积来产生的对于接入信道,模板是用伪随机产生的接入信道和相应的寻呼信道编号以及基站辩识参数构成的在脉冲成型与发送之前,长码扩谱后的基带数据流分别与路路正交短码相乘,路相乘后延时了半个码片,形成调制和正交分集。
注意这个操作中,符号没有被扩谱,因为短码的速率也是还要注意到,图表明所有小区中的所有移动台都采用零偏置的短码,不同用户的信号只用它们唯的长码相位加以区别下表总结了接入信道的调制参数。
接入信道调制参数参数数值单位数据速率码片速率代码速率码符号码符号重复符号码符号发端占空比码符号速率调制码符号模符号调制速率沃尔什码片速率模符号间隔码片码符号码片模符号码片沃尔什码片特定移动台的接入信道传送只能在指定的接入信道时隙中进行,接入信道时隙事实毫秒帧长的睁倍数接入信道时隙的每次传送开始都有随机短延时,以分散不同的移动台的起始传送时间,这些移动台可能在同时隙内在不同的信道中传送接入信道有个数据零作报头,以帮助基站捕获信号移动台第次使用接入信道时,只能发送按种程序形成的试探消息,直到决定了该移动台的适当功率水平为止对各个模块所对应的原理进行详细的说明码分多址是种利用惟码序列进行扩频多址接人数字通信的技术。
信道包括基站和移动台之间的前向信道和反向信道。
前者是从基站到移动台的信道,后者是从移动台到基站的信道。
反向信道被移动台用来和基站通信,同时在发送之前通过直接序列扩频共享相同的频率分配。
反向信道是从移动台到基站的反向链路。
在反向信道发送的数据被封装成帧。
反向信道包括接人信道和反向业务信道。
接人信道用于短信令消息交换,提供呼叫发起寻呼响应指令和注册。
反向业务信道用于从单个移动台向单个或多个基站传输用户数据和信令业务。
前向信道包含导信倍道同步信道寻呼信道和前向业务信道。
这些信道每路都经过适当的函数正文扩展,然后以固定速率由正交相位导频序列扩展。
反向信道由接人信道和反向业务信道组成。
反向信道上发送的所有数据都经过卷积编码块交织阶正交调制和长码直接序列扩展再发送。
下文介绍信道操作的几个最基本的组成部分。
卷积编码现代数字通信系统常常设计成以非常高的速率传输。
卷积码已应用于很多个同系统,例如,不仅在移动通信系统种应用卷积编码译码,而且在空间和卫星也应用。
为了防止系统出错,经常会使用卷积码。
信息数据序列划分成许多长度为的小块,每段小块被编码长度为的码字符号。
卷积码由个输入具有阶存储的个输出线性时序电路实现。
通常,和是较小的整数,且,但相当大。
特别地,当时,信息序列不再分成小块,以便可以连续处理,因此,卷积码的发展产生了很多有线和无线通信信道数字传输的实际应用。
卷积码指定的码率为,编码器级数为,其中是码的约束长度。
编码器存储阶数等于数据序列时延。
级维生成序列集通常可以按如下方式描述其中„,表示输入端数,„,图图通用块交织器的输出数据见图。
它是模块仿真输出按照的行顺序输出,对比于图模块的数据,我们可以验证我们的仿真过程正确。
模块的数据输出个比特符号图模块输出数据每行的二进制比特数据即是将模块每个十进制数变换为二进制数而已。
其计算方法从略。
利用模块来观察的各个模块的输出波形见下图波形的输出顺序为,从上至下模块输出数据交织器输出数据模块输出数据模块输出数据模块输出数据图图沃尔什调制器输出与长码输出及其异或验证模块参数设置及参数设置说明如下图正交编码调制器设置是指沃尔什调制器的输入,用每个比特的二进制数据来选取正交符号集中的行符号,且任何行的数据符号的个数均为个。
其简单计算公式为,具体原理见沃尔什函数部分。
是指输入的数据长度。
从块交织器输出的数据长度为个二进制比特,所以这里的设置为。
双极性向单极性转换模块设置是指数据序列的进制数,由于,在本仿真的过程中,我们所用的数据均为二进制数据序列,故将此设置为。
由于调制器输出的数据是双极性的二进制序列,而长码产生的码序列是单极性的,为了两者匹配,我们就用极性变换来使达到目的。
在极性变换中所以,将这里的参数设置为图模块设置为了使异或模块前调制器的输出码序列大小和长码产生器输出码序列大小相同,我们同时将两出的模块输出码序列大小设置为。
图长码产生器设置同设置说明。
为了保持帧在整个仿真中的大小不变和满足设计的需要,我们这里也继承前面的模块设置,将抽样时间设置为。
图异或模块参数设置仿真数据验证参考前面的块交织器输出的前位比特数据,可以知道,前位比特数据为。
运用公式计算可得,也即,调制器输出的码序列为正交符号集中的第行数据码序列。
查表知该行码序列为。
对照仿真输出数据,见图和图所示。
图所示的是调制器输出的双极性码,图所示的是双极性码变换后的单极性码。
由两图可以知道,我们的仿真与理论完全吻合。
当然,这里只是验证了,块交织器输出的前位码序列,其他码序列的验证方法同这里样,这里不再重复。
调制器输出数据的输出数据图图长码异或处验证图模块的输出双极性的输出数据图图长码产生器输出异或输出图图由于,模块输出的数据是双极性的,经过映射后,我们得到单极性的数据,映射方法是,由于模块输出的数据为全,所以,经过极性变换后的数据应该为全。
对图和图的读值可以知道,数据符合理论。
的输出数据和长码产生器输出经过异或输出,即得异或模块输出数据,分析知道,数据正确。
通过对上面的每个模块的输出数据进行对比分析可以知道,我们的设置与仿真是正确的。
路和路的输出验证与分析仿真连接图图仿真连接其中,模块是由前面所有的模块构成的。
模块的设置图路短码产生模块设置图路短码产生模块设置路短码产生模块设置说明根据部分的路短码生成多项式,我们可以得到路的的值为。
为了保持帧的大小和每帧的抽样数相同,我们将和的值设置与前面的样,即分别为和。
路短码产生模块设置模块说明同样根据部分的路生成多项式,我们可以得到路的的值为。
其他设置说明同路模块。
图延时模块的设置设置说明该模块的目的是将路的信号延时个码片,形成调制和正交分集。
码片大小计算方式为由于路的数据速率为,所以整个码片的时长为,码片长为,也。
仿真数据验证的输出数据路短码产生器输出路异或输出图读值图读值图读值路短码产生器输出路异或输出延时模块输出图读值图读值图读值路输出路输出图读值图读值路输出路输出图图读值分析说明由于,我们设置的数据均是每个二进制数据输出,所以,这里观察到的数据均是个二进制形式的。
路异或输出的值是的输出数据和路短码产生器输出的异或,对图读值图读值和图读值的数据分析,我们可以发现,数据符合。
同理可以验证路异或输出数据是正确的。
路延时模块输出的数据是路异或输出数据经过延时半个短码片而得到的,所以,数据变换为半个码片后的数据。
使用模块的目的是为了使模块的输入数据按照该模块的要求达到匹配,即数据类型为,而模块的作用正是使输入信号转换为符合要求的数据类型。
最后,为了使输出数据映射为双极性类型的数据,我们将这里的数据,经过极性变换而得到。
经验总结在这个学期里,通过对通信系统相关知识和中的部分的学习,使我在通信知识方面和的软件应用方面有了很大的提高,对处理事情的方法也有所提高。
由于本次的设计是选择通信的反向接入信道作为课题的,该信道涉及到新的知识点很多,都需要自己去学习。
刚开始的时候感觉是无从下手,原因在于自己对基本理论和软件的不熟悉,所思考的处理方式方向根本就不对,导致白白地浪费了很长的段时间,什么结果也没有出来






























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