論文初稿通信5楊志椿

1、本科生畢業(yè)論文一種基于 MATLAB的 WCDMA信號仿真方法楊志椿問題挺多的：1、需要一個(gè)框圖解釋你仿真哪些模塊，對信號的處理流程2、只看到仿真結(jié)果，沒看到在matlab 下如何設(shè)計(jì)仿真的，利用matlab 下那個(gè)模塊仿真？或者是設(shè)計(jì)程序？程序流程是什么？關(guān)鍵程序解釋。3、你的仿真有沒有一個(gè)輸入信號， 然后對這個(gè)信號進(jìn)行一系列處理，得到輸出信號？該輸入、輸出對比分析4、圖、表、標(biāo)題、字體大小、正文段間距等有很多問題，按照格式好好修改5、摘要按照你所做的內(nèi)容好好修改，要概括你的論文工作學(xué)院：莆田學(xué)院專業(yè)：通信工程1班級：通信 101學(xué)號：010705121指導(dǎo)教師：張萍職稱（或?qū)W位） ：講師2

2、014年5月2原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)） ，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)生簽名：年月日指導(dǎo)聲明本人指導(dǎo)的同學(xué)的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目大小、難度適當(dāng)，且符合該同學(xué)所學(xué)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)的要求。本人在指導(dǎo)過程中，通過網(wǎng)上文獻(xiàn)搜索及文獻(xiàn)比對等方式，對其畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）內(nèi)容進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)抄襲現(xiàn)象，特此聲明。指導(dǎo)教師簽名：年月日3目錄162 WCDMA7

3、2.1 WCDMA7383.183.293.21103.22 Turbo113.33124134.1144.2145 QPSK155.1 QPSK155.2 QPSK166mat labWCDMA166.1 matlab166.2MATLAB WCDMA177177.1 QPSK187.2Pn 64 Pn 1281847.2197.2197.3 WCDMA207.4218229235一種基于 MATLAB的 WCDMA信號仿真方法楊志椿（信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師：張萍）摘要： 論文的核心是基于MATLAB的 WCDMA信號仿真，分析研究WCDMA系統(tǒng)對信源消息的處理流程。論文首先對WCDMA的背景

4、及現(xiàn)狀做了介紹，然后對 WCDMA系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究， WCDMA的通信系統(tǒng)的模塊有信源編碼與解碼、信道編碼與解碼、擴(kuò)頻與解頻、 調(diào)制與解調(diào)等。 其采用的技術(shù)有語音編碼技術(shù)、QPSK調(diào)制、卷積編碼、交織技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)等處理方法。分析與學(xué)習(xí) WCDMA系統(tǒng)調(diào)制與解調(diào)的原理；學(xué)習(xí) WCDMA物理層的關(guān)鍵技術(shù)，其主要分為編碼和復(fù)用技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)、調(diào)制技術(shù)。 對 WCDMA信號的進(jìn)行仿真，分別比較信號經(jīng)過高斯信道與瑞麗衰落信道的性能。 通過仿真軟判決viterbi譯碼與硬判決viterbi譯碼，比較兩者的性能。關(guān)鍵詞： WCDMA；QPSK；擴(kuò)頻；物理層；性能A WCDMA Signal Simula

5、tion method based on MATLABYang zhi chun（ Information Engineering College,Advisor: Zhang Ping ）Abstract: the core of this paper is the simulation of WCDMA signal based on MA TLAB,Analysis of the source message processing flow of WCDMA system.Firstly, the background and present situation of WCDMA is

6、introduced, then carries on the analysis and the research to the system ofWCDMA,Communication system of WCDMA module source coding and decoding, channel coding and decoding,spread spectrum and frequency, modulation and demodulation.The technology of speech coding, QPSK modulation, Turbo coding, inte

7、rleavingtechnology ,spread spectrum technology,processing method.Principle analysis and study of WCDMA modulation anddemodulation system;Study the key technology of WCDMAphysicallayer,It is mainly dividedinto coding andmultiplexing technology, spread spectrum,modulation technology. The simulationoft

8、heWCDMA signal, theperformance compared signalthroughthe Gausschannel and Ruili fadingchannel. Throughthe simulationof Vittersoftdecisiondecoding and hard decision decoding performance of Viterbi,compare.Key words：WCDMA ；QPSK； Spread spectrum； The physical layer ；Performance61 引言移動通信還未出現(xiàn)時(shí)人與人的交流，更多的只

9、能靠書信等工具?，F(xiàn)如今移動通信的產(chǎn)生，不僅讓人們聯(lián)系與合作更加迅速和方便，而且改變現(xiàn)實(shí)的你、我和他。 時(shí)代在改變，經(jīng)濟(jì)在發(fā)展， 移動通信技術(shù)也在日益不斷地改革和更新。如今移動通信已經(jīng)到了第三代時(shí)期，人們能夠享受更快的上網(wǎng)速度和更有質(zhì)量的通話。歐美和日本他們都有自己的移動通信技術(shù)，但是這也造成嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即不同的國家之間不能正常的交流和溝通而產(chǎn)生隔閡。第三代移動通信的出現(xiàn)， 讓很多的業(yè)內(nèi)人士都關(guān)注和驚喜， 因其能夠人們更加迅速和便捷。歐洲電信委員會也開始關(guān)注它， 也開始探究和制定其標(biāo)準(zhǔn)。 有一些國家提出了自己的制定方案。 提出使用寬帶碼分多址技術(shù)的國家是日本， 而其他的歐美國家提出其基于直接序列

10、擴(kuò)頻分碼多工。 國際電聯(lián)對其進(jìn)行商討， 最終，對兩種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合使用， 受到很多的國家的認(rèn)可。WCDMA成為 IMT-2000 家族 3G標(biāo)準(zhǔn)的一分子。 作為 3G的重要標(biāo)準(zhǔn)之一WCDMA，現(xiàn)在逐漸的被世界很多的國家認(rèn)可和運(yùn)用。值得我們一提的是，中國聯(lián)通正在研發(fā)4G 制式的標(biāo)準(zhǔn)，最高的網(wǎng)絡(luò)數(shù)率可以達(dá)到21.9MBPS。日本提出一套完整的實(shí)驗(yàn)仿真被當(dāng)時(shí)一些著名的運(yùn)營商所認(rèn)可和支持。正是由于獲得這些支持，造就WCDMA的不斷發(fā)展。運(yùn)營商與日本的合作地對技術(shù)的進(jìn)行改革，加快標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程， 技術(shù)最終成為一個(gè)國際通信標(biāo)準(zhǔn)的批準(zhǔn)。第三代移動通信技術(shù)的體制下，3GPP規(guī)范了 TD-SCDMA和 WCDMA-F

11、DD/TDD的標(biāo)準(zhǔn)，這些技術(shù)全部是由CDMA技術(shù)為核心的。值得我們高興的是，中國也首先提出屬于自己的規(guī)范TD-SCDMA技術(shù)。現(xiàn)如今， TD-SCDMA技術(shù)已經(jīng)被ITU 認(rèn)可并接受的非常重要無線通信標(biāo)準(zhǔn)之一。歐洲等國家以及亞洲日本與韓國把自己的主流標(biāo)準(zhǔn)制式選定為WCDMA-FDD?，F(xiàn)如今， WCDMA是一種可以實(shí)現(xiàn)多種不同的娛樂方式和交流最方便的因特網(wǎng)接入的一種通信技術(shù) 1 。2001 年，世界上第一個(gè)商用WCDMA服務(wù)，是日本NTT DoCoMo公司。沃達(dá)豐也在其他國家（包括澳大利亞和新西蘭）的網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)， WCDMA的正在在不斷有新的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的更新。目前世界各地的第三代移動通信都在不斷發(fā)

12、展中，3G 的用戶量也在不斷增加，運(yùn)營商的 3G業(yè)務(wù)收入不斷提高?，F(xiàn)在無論是發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中的國家對WCDMA的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)非常關(guān)注，例如 WCDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅擁有了第二代通信技術(shù)，而且也對LTE的的出現(xiàn)提供了重要的基礎(chǔ)。2 WCDMA系統(tǒng)2.1 WCDMA通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與模型UMTS(Universal Mobile Telecommunications System， 通用移動通信系統(tǒng)) 是采用WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)無線接口技術(shù)的第三代移動通信系統(tǒng)，7UMTS系統(tǒng)稱 WCDMA的通信系統(tǒng)。UMTS系統(tǒng)是由UTRAN、 CN

13、 與用戶設(shè)備（User Equipment ，UE）一起組成的。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.1-1所示。圖 2.1-1 WCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通過對比，我們已經(jīng)知道UMTS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)與大部分與它前一代通信基本相同。在功能上， 是通過核心網(wǎng)絡(luò)元素可能是網(wǎng)絡(luò)（核心網(wǎng)）與無線接入網(wǎng)絡(luò)（無線接入網(wǎng)絡(luò)）組成了。 WCDMA的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成由下面圖2.2-2描述。圖 2.1-2 WCDMA的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)單元在進(jìn)行 WCDMA的信號仿真時(shí)， WCDMA信號處理流程要經(jīng)過信源編碼與解碼、QPSK載波調(diào)制與載波解調(diào)、 信道編碼與解碼、擴(kuò)頻與解擴(kuò)、加擾與解擾等步驟。圖2.3-3是 WCDMA的信號流程圖 2 。8圖 2.1

14、-3 WCDMA的信源流程圖3 編碼3.1 信源編碼與前面時(shí)期的通信比，現(xiàn)在的WCDMA通信技術(shù)其中的物理層編碼的技術(shù)加進(jìn)了的差錯控制方法， 其糾錯的能力更優(yōu)越和有效。作為 WCDMA通信系統(tǒng)重要部分之一, 在對信道進(jìn)行語音編碼技術(shù)或者其他編碼技術(shù)時(shí)結(jié)合了速率的適配、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)復(fù)用等模塊,在選擇糾錯碼時(shí)，也要對這些模塊思考選擇。與前面兩代的通信技術(shù)有所不同的是，處于現(xiàn)在通信技術(shù)其對語音編碼技術(shù)的運(yùn)用，不僅使得來自不同的終端所獲得通話語音質(zhì)量提高了，而且對外界的抗干擾明顯加強(qiáng)了。 WCDMA的技術(shù)被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可并看好，對以后的通信技術(shù)發(fā)展有很大幫助。WCDMA通信技術(shù)中，在進(jìn)行對其信源進(jìn)行編碼時(shí)所

15、用的是ARM技術(shù)。在第三代WCDMA系統(tǒng)中，因其帶寬是非常有限的，因此先關(guān)業(yè)內(nèi)人士的目標(biāo)在旨在一定的范圍內(nèi)能獲得寬帶其可以接受數(shù)量較大的使用者， 壓縮語音信號的傳輸帶寬。 因?yàn)樵O(shè)計(jì)語音編碼時(shí)很難， 所以語音編碼的消耗功率一定要很小。在第三代 WCDMA移動技術(shù)中， AMR語音編碼的技術(shù)是由通過可模式能夠進(jìn)行數(shù)率變化改造生成的，語音編碼器系列模式結(jié)構(gòu)組成能夠提供多種輸出碼率和質(zhì)量的合成語音編碼器3 。第三代語音AMR模式可以比很好地處理信道和信源兩者之間的速度匹配這個(gè)難題，其能夠更合理的對無線業(yè)務(wù)方面的使用。信號經(jīng)過信源時(shí)，首先要考慮編碼數(shù)率，它是關(guān)系到信號數(shù)據(jù)在物理信道能否正常變換和傳輸。編碼

16、速率的大小取決于編碼方式，而第三代通信WCDMA的語音編碼器的編碼模式總的有8種，編碼的模式利用的是相同技術(shù)，由此可以減小綜合困難。如圖3.1-1 所示語音的編碼器。9圖3.1-1AMR語音的編碼器 框圖3.2信道編碼3.21 交織信道它的實(shí)際意義上是一種物理媒質(zhì)，起作用是為來自不同的信源的傳送提供暫時(shí)的一個(gè)住宿。 發(fā)生端信號在傳輸過程中，信道的質(zhì)量對于信號的接收與解擴(kuò)有很大的作用，為了增強(qiáng)對外界抗干擾，關(guān)鍵是選擇什么樣信道編碼方式的。WCDMA的信道編碼技術(shù)不僅可以減小誤碼率和誤比特率，而且還可以提高數(shù)據(jù)的數(shù)率，由此可以提高通信質(zhì)量的穩(wěn)定性4 。WCDMA的信道編碼包括有交織/解交織 , 糾

17、錯編碼 /譯碼，傳輸信道映射至/分離出物理信道。對信道進(jìn)行糾錯時(shí)的形式有：自動重發(fā)請求( ARQ) 和前向糾錯 ( FEC) 。自動重發(fā)請求和前向糾錯是WCDMA傳輸信道的二種糾錯方式。糾錯的方式不同，則會使傳送的方式以及性能存在差異， 其中前向糾錯方式的特征共有三點(diǎn)： 單方向信道、 效率高和有傳輸差錯 5 。自動重發(fā)方式請求的特點(diǎn)也有三點(diǎn)：雙向信道、效率低和無差錯的傳輸。交織技術(shù)是主要的目的是減少衰落的影響和抵抗無線信道的噪聲。信號或用戶數(shù)據(jù)在通過瑞麗等信道時(shí)，其會發(fā)生失真，而引起錯誤發(fā)生。因此在實(shí)際應(yīng)用的通信系統(tǒng)中，交織技術(shù)和糾錯技術(shù)共同使用，來提高系統(tǒng)性能。在交織操作時(shí)，由于Turbo

18、碼存在時(shí)間延遲，這就造成高的數(shù)據(jù)數(shù)率資源在進(jìn)行交織操作時(shí)有了約束。因此在第三代通信WCDMA系統(tǒng)中 ,32kbps(包括 32kbps) 以上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是由Turbo 碼完成。使用的交織深度最大可達(dá)到65536。對于第三代通信技術(shù) WCDMA,不同的業(yè)務(wù)速率可以組成不相同的幀長, 當(dāng)交織深度達(dá)到幀長的話 , 則對信號進(jìn)行解交織時(shí)就會產(chǎn)生Turbo 碼譯碼誤差。 雖然有研究人員對短幀進(jìn)行了深入研究 , 但其性能還遠(yuǎn)未達(dá)到理想狀況。因?yàn)楸容^大的交織深度會造成不理想存在，所以在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中不會采用。從試驗(yàn)的仿真結(jié)果看出, 對業(yè)務(wù)高于 144kbps 以上到小于 384kbps ,其譯碼數(shù)據(jù)塊可以單獨(dú)對應(yīng)

19、一幀。因?yàn)閷豢椝惴ㄟ€處在研究的初步階段，目前暫時(shí)沒有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)劃，所以現(xiàn)在一般采用非均勻交織器來設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在所運(yùn)用的交織算法對所有的RSC還并不都是最佳的 , 通常需要通過試驗(yàn)仿真結(jié)果加以判定和調(diào)整。目前為止， 一些算法10已經(jīng)提交上去了，但是都比較繁瑣。Turbo 碼物理層的傳輸信道類型有多種，由于傳輸類型信道是不一樣，可以分為有Turbo 碼和卷積編碼。廣播信道（ BCH)、隨機(jī)接入悉信道、尋呼信道的編碼方式采用的是卷積編碼，編碼效率分別為 1/2 、1/2 、1/3 。而公共物理信道共有四種，不僅他們的編碼數(shù)率都是1/3 ，而且編碼方式為也都是一樣。 WCDMA移動通信系統(tǒng)信道編碼中主

20、要采用的編碼技術(shù)有Turbo 碼編碼和卷積碼編碼。卷積編碼主要應(yīng)用于數(shù)率比效低的業(yè)務(wù)，比如語音數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。而Turbo 碼主要用在高速率的業(yè)務(wù)。以下首先對 Turbo碼在 WCDMA移動通信技術(shù)的應(yīng)用以及對對Turbo碼本身的編譯碼詳細(xì)說明。香農(nóng)定理提出能否實(shí)現(xiàn)在經(jīng)信道不會出現(xiàn)差錯傳送信息，關(guān)鍵是信息速度的大小和他要求的三個(gè)重要條件。香農(nóng)提出了三個(gè)必須的條件: ( 1)采用隨機(jī)編譯碼方式; ( 2)編譯長度L到無窮大 ;( 3)譯碼用的是最佳的最大似然譯碼算法。由于Turbo 碼編碼方式能夠通過一些操作而形成偽隨機(jī)序列，而引起業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。無論是進(jìn)行通信仿真實(shí)驗(yàn)還是工程實(shí)踐過程中，Turb

21、o碼已然被大家認(rèn)知和注重。Turbo 碼的其編碼有兩種編碼方式分別是：（1）串行級聯(lián)編碼； （ 2）并行級聯(lián)編碼。它的譯碼有兩種方法： （ 1）迭代譯碼；（ 2）譯碼算法。它真正意義上是一種并行級聯(lián)卷積碼(ParallelConcatenatedConvolutionalCodes) 。在譯碼時(shí)， 要先對接收的信息進(jìn)行處理，兩個(gè)不同的成員譯碼器外的信息會傳遞而產(chǎn)生循環(huán)迭代的結(jié)構(gòu)。在外面信息的影響下，誤比特率將隨著循環(huán)次數(shù)的減小而增大，增大而減小。 Turbo 碼的譯碼結(jié)構(gòu)如圖3.21-1 所示。圖 3.21-1 Turbo碼的譯碼結(jié)構(gòu)卷積編碼原理卷積碼，它實(shí)際意義上是一組非分組碼，它是伊利亞斯

22、（P.Elias)首先發(fā)現(xiàn)。比如在分組碼 （ n,k ），其中碼組長度n 通常選取相對較大的數(shù)，由此用來提高的編碼性能和糾正錯誤的能力，其編碼效率的公式Rc=n/k 。11通常用（ n，k，m）表示卷積碼，其原理是把選取取值數(shù)比較小的數(shù)k 和 n，因?yàn)?k 和 n的值相對較小，所以尤其適合串行方式進(jìn)行信息的傳輸，減小編碼時(shí)延時(shí)。假設(shè)該卷積碼的n = 2 ， k = 1 ， m = 2，得到它的約束長度nN = n × (m+1) = 2 × 3 = 6 。卷積碼的方法的描述兩種方法分別是：解析表示和圖解表示。 圖解表示方法看起來比較清晰，一目了然，而解析表示方法先對比較抽象

23、和模糊。圖3.21-2卷積碼的解碼器。圖 3.21-2卷積嗎的解碼器在圖 8-8 中，、與、之間滿足以下的關(guān)系：C1 =B1+b2+b3 ;C2=b1+b3 。假設(shè)輸入的信息為D = 11010，對不同輸入信息進(jìn)行卷積編碼時(shí)的狀態(tài)由表表示。表卷積編碼時(shí)的狀態(tài)用戶數(shù)據(jù)或信號對其進(jìn)行語音編碼后，為了能夠?qū)崿F(xiàn)在通過物理信道速度匹配問題還要對其卷積編碼處理，而其譯碼過程能分為二類譯碼：代數(shù)譯碼和概率譯碼。概率譯碼的實(shí)用譯碼方法有兩種分別是：序列譯碼和維比特譯碼。由于概率譯碼譯碼性能遠(yuǎn)比概率譯碼的性能更有優(yōu)越性，所以現(xiàn)在概率譯碼已成為最主要的譯碼方法維比特譯碼， 是一種特殊的譯碼算法，最大譯碼的譯碼算法

24、的基本思想是，把接收到碼字與所有可能的碼字進(jìn)行比較，選擇出碼的距離最小碼字作為碼字作為輸出。在譯碼時(shí)， 由于接受的序列很長，要對維比特序列進(jìn)行一些必要的操作，其用到的是維比特譯碼。其圖123.21-3 描述的是卷積碼維比特譯碼過程。圖 3.21-3卷積碼維比特譯碼4 擴(kuò)頻調(diào)制4.1 擴(kuò)頻與調(diào)制在物理信道上進(jìn)行進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，主要有兩個(gè)操作。第一個(gè)操作就是信道化，將數(shù)據(jù)符號轉(zhuǎn)變成碼片， 以此使信號帶寬增大。第二個(gè)操作就是擾碼，即在擴(kuò)頻信號上進(jìn)行加擾操作。在對經(jīng)過信道編碼的數(shù)字信號進(jìn)行擴(kuò)頻時(shí)，其擴(kuò)頻時(shí)的信號可以分為實(shí)部與虛部（其中Q 代表的實(shí)部， I 代表的虛部） ，實(shí)部與虛部的用戶數(shù)據(jù)信號與OVS

25、F 相乘的操作過程叫做信道化。同理，實(shí)部與虛部的用戶數(shù)據(jù)信號與復(fù)數(shù)值的乘積過程就稱為擾碼6 。加擾可將不同的信號或者信源區(qū)別開來，而不會改變原來的信號帶寬。經(jīng)過擴(kuò)頻和信道化碼操作后的用戶數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到用戶數(shù)據(jù)的速率，因此不會影響符號速率。信道化的操作可以用來區(qū)分信源傳輸來自的不同終端，WCDMA可以利用擴(kuò)頻和擾碼來減小用戶之間的干擾7 。OVSF正交變量 1 的使用目是改變擴(kuò)頻因子，確保不同的擴(kuò)頻碼之間的正交性。表 4.1 總結(jié)了擾碼與信道化碼的特征。表 4.1 擾碼與信道化碼的特征信道化碼擾碼用途下行鏈路：區(qū)分同用戶的下行上行鏈路：區(qū)分終端鏈路下行鏈路 : 區(qū)分扇區(qū)長度4 至 256 個(gè)碼

26、片上行鏈路： 10ms=38400g個(gè)碼片下行鏈路： 10ms=38400g個(gè)碼片碼字?jǐn)?shù)目擴(kuò)頻因子的大小與碼字?jǐn)?shù)等上行鏈路：幾百萬大下行鏈路： 512碼族正交可變擴(kuò)頻因子長 10ms碼： Gold134.2 下行鏈路的擴(kuò)頻調(diào)制流程物理信道 P-CCPCH、S-CCPCH、CPICH、AICH、PDSCH和 DPCH信道采用QPSK調(diào)制，而 HS-DSCH采用 QPSK和 16QAM兩種調(diào)制方式。對QPSK信號而言，連續(xù)信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換都分成Q 路和 I路。圖 4.2-1描述了下行鏈路的擴(kuò)頻調(diào)制流程圖。圖 4.2-1下行鏈路的擴(kuò)頻調(diào)制流程過程5 QPSK的調(diào)制與解調(diào)5.1 QPSK 的調(diào)制原理QPS

27、K是英文Quadrature Phase Shift Keying的簡稱，是一種數(shù)字調(diào)制方式。在第三代移動通信中， QPSK的調(diào)制不僅可以使信號頻譜搬移，而且還可以使信號的形式發(fā)生變化8 。在現(xiàn)代數(shù)字信號的調(diào)制方式中，因?yàn)樗泻芨叩念l譜利用率、和較強(qiáng)的抗干擾能力以及在電路上實(shí)現(xiàn)也較為簡單的優(yōu)點(diǎn)所以很廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)在通信的數(shù)字調(diào)制。QPSK的原理就是用用載波的不同相位來表達(dá)信息。在A 方式中相位數(shù)值表達(dá)是k +/4 ，而 B 方式中相位數(shù)值表達(dá)是k /2 ，其中 k 的值取正自然數(shù)。A 方式的波幅數(shù)值為±0.707 ，而 B 方式的取值為±1、 0。 QPSK的 A 和 B

28、方式的矢量圖如圖5.1-1 和 圖 5.1-2 表示。14圖 5.1-1 A方式圖 5.1-1 B方式5.2 QPSK 的解調(diào)原理在信息的傳輸過程中，發(fā)送方準(zhǔn)備對用戶信息進(jìn)行載波調(diào)制，產(chǎn)生這一消息的信號。此時(shí)的消息信號通過無線信道，接收方需要對信息進(jìn)行恢復(fù)，這就是解調(diào)。 QPSK的解調(diào)過程可以進(jìn)行如下描述， 在信號通過無線信道后， 得到的信號實(shí)際上是一種復(fù)合信號， 可以分為實(shí)部跟虛部，然后再對其進(jìn)行如抽樣判決和并串等操作過程。而WCDMA采用的是相干解調(diào)。如圖 5.2-1 是 QPSK解調(diào) - 原理圖。圖 5.2-1 是 QPSK 解調(diào)原理圖6基于 matlab 的 WCDMA信號仿真方案6.

29、1 matlab的簡介與作用它的作用是可以將科學(xué)數(shù)據(jù)可視化、矩陣計(jì)算、 以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真功能集成在視窗環(huán)境中9 。被業(yè)界人士稱為三大數(shù)學(xué)軟件之一MATLAB，在數(shù)學(xué)軟件的計(jì)算方面具有很大的優(yōu)越性。MATLAB不僅能進(jìn)行語言編程，而且還可以對算法進(jìn)行運(yùn)算。MATLAB的該工具運(yùn)用很廣泛，在工程計(jì)算、通信仿真等地方都有用到。在工程運(yùn)算時(shí)，與 C 語言等其他的先比，MATLAB具有的解決問題能力更加突出10 。而矩陣是組成MATLAB的基本數(shù)據(jù)單元。156.2 基于 MATLAB的 WCDMA信號仿真方案介紹用戶數(shù)據(jù)首先經(jīng)過卷積編碼，編碼后的信號經(jīng)過QPSK 調(diào)制方式進(jìn)行調(diào)制，對其 Q

30、PSK調(diào)制進(jìn)行仿真，畫出其發(fā)射端星座圖和Q 和 I 兩路時(shí)域圖。在經(jīng)過不同SNR，并通過仿真QPSK 進(jìn)行比較。經(jīng)過調(diào)制的信號，在進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，擴(kuò)頻后的調(diào)制信號分別經(jīng)過瑞麗衰落信道與高斯噪聲信道，然后對信號通過這兩種信道進(jìn)行仿真，比較在兩種不同的信道下信燥比與誤碼率的關(guān)系。對經(jīng)過無線信道的接收端信號QPSK 解調(diào)后，還要對其進(jìn)行卷進(jìn)譯碼對 WCDMA的信號譯碼進(jìn)行MA TLAB 的仿真，分析兩種判決的性能。7 仿真結(jié)果7.1QPSK的調(diào)制仿真如圖 7.1-1 是 QPSK 調(diào)制星座圖。 可以觀察到， QPSK 調(diào)制的仿真后，其星座點(diǎn)很均勻分布在坐標(biāo)軸上的四個(gè)點(diǎn)。圖 7.1-1 QPSK 調(diào)制星

31、座對 QPSK經(jīng)過不同的信燥比SNR,進(jìn)行仿真，結(jié)果有圖7.1-2和 7.2-3所示。圖中可以看出，在經(jīng)過信道SNR為 6dB 時(shí)，它的星座點(diǎn)更為集中，在SNR等于 20dB 時(shí)，其星座點(diǎn)較為發(fā)散。16圖 7.1-2圖 7.1-3從仿真結(jié)果來分析通信性能的參考變量有很多，其中一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)變量毋庸置疑是誤碼率。從圖7.1-4中我們可以清晰的觀察到，QPSK的誤碼率是隨著信燥比的增大而減小，所以我們得出的結(jié)論是加燥是有利于QPSK的仿真性能。圖 7.1-4 QPSK 的仿真性能7.2 對 Pn 為 64 與 Pn為 128 對其進(jìn)行仿真在擴(kuò)展頻譜時(shí)，m序列是被采納最經(jīng)常一種序列。m的取值大小

32、不一樣，則其序列周期的大?。?pn）也不一樣，例如n 取的值是5 的話（ n 代表級數(shù)），這周期的大小是31. 本次仿17真選定 n 的值分別是6 和 7，從仿真看出， pn 值與信燥比與負(fù)相關(guān)，數(shù)值為 128 的變化更快。對 Pn 為 64 與 Pn 為 128 對其進(jìn)行仿真結(jié)果由圖7.2-1所示。圖 7.2-1不同 pn 值的仿真性能7.3 通過不同信道的功率譜密度仿真對比對信號還沒經(jīng)過信道的功率譜密度，進(jìn)行畫圖，仿真的最后圖有7.3-1、 7.3-2、7.3-3 、7.3-4。并比較信號在通過平坦衰落信道與高斯信道兩種信道時(shí)，仿真其功率譜密度和時(shí)域信號的性能。 從圖中可以觀察到，信號無論

33、是有沒經(jīng)過信道，仿真出來的功率譜密度相差不多。圖 7.3-1圖 7.3-118圖 7.3-3圖 7.3-47.4 通過不同信道的時(shí)域信號仿真下面是原始發(fā)送信號經(jīng)過不同的信道下仿真的結(jié)果進(jìn)行比較。原始發(fā)射的時(shí)域信號，在經(jīng)過選擇性信道時(shí)，發(fā)生嚴(yán)重的失真，前后兩者的時(shí)域信號的有很大的差異。 信號在經(jīng)過平坦衰落信道時(shí)，其時(shí)域信號與原始的信號相差不多，失真較小。頻率范圍在0HZ 到 130HZ左右，原始的信號與經(jīng)過平坦衰落信道的時(shí)域信號相差很小，而當(dāng)頻率高于130HZ至 200HZ 時(shí), 兩者的時(shí)域信號又有比較大的失真。而當(dāng)信號經(jīng)過高斯白噪聲處理后， 處理后的時(shí)域信號與原始的信號，幾乎是保持一致的。對通過不同的時(shí)域信號仿真進(jìn)行畫圖，結(jié)果的圖有7.4-1、 7.4-2、 7.4-3 、 7.4-4。圖 7.4-1 原始時(shí)域信號19圖 7.4-3 經(jīng)過平坦衰落信道的時(shí)域信號圖 7.4-4 經(jīng)過高斯白燥聲的時(shí)域信號7.5 WCDMA在不同信道下的性能信號經(jīng)過卷積編碼，編碼后信號在進(jìn)行QPSK 調(diào)制，在經(jīng)過不同的信道下，對其進(jìn)行仿真，并比較兩者的性能。20圖 7.5-1 WCDMA在不同信道下的性能從圖 7.5-1圖中可以觀察到，信號在通過高斯信道和瑞麗信道時(shí)，隨著信燥比的增大，隨之減小。 QPSK經(jīng)過瑞麗衰落信道后的誤碼率要遠(yuǎn)大于高斯信道下的誤碼率。所以