摘要WCDMA〔寬帶碼分多址〕是一種無線通信技術(shù)，是中國聯(lián)通目前采用的3G通訊標(biāo)準(zhǔn)，作為3G的主流標(biāo)準(zhǔn)，WCDMA技術(shù)已逐步走向成熟。WCDMA系統(tǒng)引入了多種類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)特性的復(fù)雜程度大大超越了以語音業(yè)務(wù)為主、以少量低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為輔的傳統(tǒng)2G無線網(wǎng)絡(luò)。采用仿真工具合理的仿真WCDMA系統(tǒng)對WCDMA網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和優(yōu)化具有重要的指導(dǎo)本文首先介紹了WCDMA的根本概念，開展現(xiàn)狀和根本技術(shù)特點(diǎn)，其中著重介紹了WCDMA的主要參數(shù)、信道特征及擴(kuò)頻與調(diào)制。其次介紹了SystemView仿真平臺的功能與使用簡介。最后主要在SystemView系統(tǒng)軟件平臺上分別從電路交換承載業(yè)務(wù)DTCH上行鏈路編碼過程、基帶頻分雙工寬帶CDMA上行鏈路及導(dǎo)頻符號相干檢測過程三個(gè)方向仿真了WCDMA系統(tǒng)，著重于參數(shù)設(shè)置，電路設(shè)計(jì)，仿真運(yùn)行，得出相應(yīng)的仿真結(jié)果，驗(yàn)證WCDMA的可實(shí)行性，SystemView平臺的仿真精密性及功能完整性。關(guān)鍵詞：WCDMA;SystemView；系統(tǒng)仿真AbstractWCDMA(WidebandCodeDivisionMultipleAccess)isawirelesscommunicationtechnology,ChinaUnicomiscurrentlyusedin3Gcommunicationstandards,asthemainstream3Gstandards,WCDMAtechnologyhasgraduallymatured.WCDMAsystem,theintroductionofvarioustypesofdataservices,thecomplexityofthecharacteristicsoftheentirenetworkbusinessfarbeyondvoiceservices,asmallamountoflow-speeddataservices,supplementedbyatraditional2Gwirelessnetwork.ReasonablesimulationtoolsSimulationWCDMAWCDMAnetworkplanningandoptimizationhasanimportantroleinguiding.

ThispaperfirstintroducestheWCDMA,thebasicconcept,developmentstatusandthebasictechnicalcharacteristics,whichhighlightsthemainparametersoftheWCDMAchannelcharacteristics,andspreadspectrummodulation.Second,itdescribesthefunctionanduseofprofilesoftheSystemViewsimulationplatform.ThelastmajorsystemsoftwareplatformintheSystemViewfromcircuit-switchedbearerserviceDTCHuplinkencodingprocess,thebase-bandfrequencydivisionduplexwidebandCDMAuplinkandpilotsymbolsincoherentdetectionprocessinthreedirectionssimulatedWCDMAsystem,focusingonparametersettings,circuitdesign,simulationrun,drawthecorrespondingsimulationresults,validationofWCDMAcanbeimplemented,thesimulationprecisionandfunctionalintegrityoftheSystemViewplatform.

Keywords:WCDMA;theSystemView;systemsimulation目錄TOC\o"1-3"\h\z前言1第1章緒論21.1WCDMA的開展21.2論文的主要任務(wù)31.3整體方案設(shè)計(jì)3第2章WCDMA的根本原理42.1WCDMA主要系統(tǒng)參數(shù)42.2傳輸信道和物理信道4傳輸信道編碼和復(fù)用52.4擴(kuò)頻與調(diào)制6第3章SystemView軟件介紹103.1SystemView簡介103.2設(shè)計(jì)窗口113.3分析窗口12第4章WCDMA系統(tǒng)在SystemView上的仿真144.164kb/s電路交換承載業(yè)務(wù)DTCH上行鏈路編碼過程仿真144.1.1仿真根底144.1.2仿真電路及參數(shù)設(shè)置164.1.3仿真結(jié)果及分析184.2基帶頻分雙工寬帶CDMA上行鏈路仿真204.2.1仿真根底204.2.2仿真電路及參數(shù)設(shè)置204.2.3仿真結(jié)果及分析224.3導(dǎo)頻符號相干檢測過程的仿真254.3.1仿真根底254.3.2仿真電路及參數(shù)設(shè)置254.3.3仿真結(jié)果及分析27總結(jié)29致謝30參考文獻(xiàn)31前言自1987年至今，中國的移動通信經(jīng)歷了從無到有、從第一代模擬移動通信〔1G〕GSM到CDMA第二代移動通信〔2G〕的開展過程，歷經(jīng)了由小變大的奮斗過程。今天，早已不是當(dāng)初的奢侈品，而是作為人們生活中不可缺少的通信工具融入了尋常百姓的日常生活。中國移動通信行業(yè)的成功遠(yuǎn)超乎當(dāng)年想象，截止2004年底，中國擁有移動通信用戶億，是全球最大的移動通信市場。近幾年來，每年新增移動用戶6000萬以上，占全球新增移動用戶的近1/3。龐大的、成功的2G市場造就了成功的運(yùn)營企業(yè)，從技術(shù)應(yīng)用角度看，中國的移動通信的網(wǎng)絡(luò)裝備、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和提供的業(yè)務(wù)在國際上均屬于先進(jìn)水平。從國際上看，由于第三代移動通信〔3G〕技術(shù)能夠提供更高的頻譜效率、更高的數(shù)據(jù)速率、更多種類的業(yè)務(wù)，因此在2G技術(shù)成功的根底上，隨著3G技術(shù)、設(shè)備和業(yè)務(wù)的成熟，整個(gè)行業(yè)正在把開展的焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向3G。幾經(jīng)曲折之后，3G在2004年有了長足的進(jìn)步，不僅表現(xiàn)為很多運(yùn)營商啟動了3G網(wǎng)絡(luò)的商用，更為重要的是3G本身得到了成熟、完善，這為其進(jìn)一步大規(guī)模商用打下了良好根底。在中國，歷時(shí)三年多的3G技術(shù)實(shí)驗(yàn)在2004年圓滿完成，同時(shí)也完成了3G全部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，3G3G技術(shù)主要包括WCDMA、TD-SCDMA和CDMA2000三種標(biāo)準(zhǔn)，而WCDMA又叫寬帶碼分多址，它的研究起步與上世紀(jì)80年代，已經(jīng)經(jīng)歷了大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化工作，在國際上核心頻段發(fā)放的G牌照中占多數(shù)?；赪CDMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的第三代移動通信系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲和亞洲的一些國家和地區(qū)商用，并取得了較好的效果。到2004年底，全球已經(jīng)共有48個(gè)WCDMA商用網(wǎng)絡(luò)，與此同時(shí)，用戶也快速增長，已經(jīng)開展到近1000萬用戶。不難看出，WCDMA商用已呈現(xiàn)燎原之勢。WCDMA技術(shù)的研究對國際移動通信市場的開展有著極其深遠(yuǎn)的意義?？梢灶A(yù)見，WCDMA技術(shù)在擁有全球最大的GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)的中國移動通信市場也將會占有重要的地位。第1章緒論1.1WCDMA的開展第三代系統(tǒng)是為多媒體通信而設(shè)計(jì)的：通過該系統(tǒng)提供的高質(zhì)量圖象和視頻，使人與人〔PTP〕的通信能力進(jìn)一步增強(qiáng)；而第三代系統(tǒng)所帶來的更新更靈活的通信能力和更高的數(shù)據(jù)速率使得公用網(wǎng)和專用網(wǎng)上的信息與業(yè)務(wù)的接入能力大大增強(qiáng)。所有這一切，連同第二代系統(tǒng)向第三代系統(tǒng)的平滑連續(xù)過渡，不僅為設(shè)備制造商、運(yùn)營商，同時(shí)也為使用這些網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)容和應(yīng)用提供商創(chuàng)造了新的商機(jī)[1]。在標(biāo)準(zhǔn)化論壇中，WCDMA技術(shù)已經(jīng)成為了被廣泛采納的第三代空中接口，其標(biāo)準(zhǔn)已在3GPP〔the3rdGenerationPartnershipProject,第三代移動通信伙伴方案〕中指定，3GPP是由來自歐洲、日本、韓國、美國和中國的標(biāo)準(zhǔn)化組織組成的一個(gè)聯(lián)合標(biāo)準(zhǔn)化工程。在3GPP中，WCDMA被稱作UTRA〔UniversalTerrestrialRadioAccess,通用地面無線接入〕FDD〔FrequencyDivisionDuplex,頻分雙工〕，WCDMA這個(gè)名字涵蓋了FDD和TDD兩種工作模式[2]。第三代移動通信系統(tǒng)能夠提供更寬的空中接口，因此，空中接口的差異反映了第三代系統(tǒng)的新要求。例如，為支持更高的比特速率，需要5MHz這一更寬的帶寬。WCDMA中采用發(fā)送分集來提高低行鏈路容量以支持具有上、下行鏈路容量非對稱特性的業(yè)務(wù)。第二代的標(biāo)準(zhǔn)并不支持發(fā)送分集。而在第三代系統(tǒng)中那么要把不同比特速率、不同效勞種類和不同質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)混合在一起，這就需要有先進(jìn)的無線資源管理算法來保障效勞質(zhì)量和到達(dá)最大的系統(tǒng)吞吐量。還有，在新系統(tǒng)中對非實(shí)時(shí)的分組數(shù)據(jù)的有效支持也很重要。而WCDMA與IS-95相比，WCDMA系統(tǒng)中采用Mchip/s這個(gè)較高的碼片速率有助于支持更高的比特速率，能夠提供更多的多徑分集，尤其是在小的市內(nèi)小區(qū)時(shí)。分集對系統(tǒng)性能的提高具有極其重要的作用。尤其值得強(qiáng)調(diào)的是，多徑分集的增強(qiáng)會改善覆蓋。與窄帶的第二代系統(tǒng)相比，較高的碼片速率還會帶來較高的集群增益——尤其在高比特速率的情況下。WCDMA上、下行鏈路中都采用快速閉環(huán)功率控制；而IS-95只在上行鏈路中使用這一技術(shù)。在下行鏈路中使用快速功率控制能夠改善鏈路性能，并且增加下行鏈路的容量。同時(shí)，在WCDMA中，頻率見的切換很重要，這樣可以使每個(gè)基站的幾個(gè)再品得到最大化的使用。WCDMA相比與2G技術(shù)的諸多優(yōu)勢，使得它的研究與開展更是當(dāng)前中國移動通信走入世界的最迫在眉睫的舉動[3][4]1.2論文的主要任務(wù)①.熟悉利用SystemView軟件設(shè)計(jì)方法；②.掌握第三代移動通信系統(tǒng)WCDMA系統(tǒng)的原理；③.對電路交換承載業(yè)務(wù)DTCH上行鏈路編碼過程仿真；基帶頻分雙工寬帶CDMA上行鏈路仿真；導(dǎo)頻符號相干檢測過程的仿真；④.分析仿真結(jié)果。1.3整體方案設(shè)計(jì)具體過程如圖1-1：了解所設(shè)計(jì)課題的根底，理論知識了解所設(shè)計(jì)課題的根底，理論知識設(shè)計(jì)仿真電路圖安裝SystemView系統(tǒng)仿真軟件，熟悉并且掌握應(yīng)用。在SystemView軟件中仿真設(shè)計(jì)所要求的任務(wù)。在仿真電路中，設(shè)置參數(shù)，調(diào)參數(shù)，輸出仿真結(jié)果波形圖，觀察結(jié)果。說明設(shè)計(jì)的可行性。圖1-1整體方案過程圖本設(shè)計(jì)采用3GPP：FDD庫作為用于仿真第三代移動通信系統(tǒng)的庫資源。FDD庫提供了方便、靈活和易于使用的SystemView圖標(biāo)來實(shí)現(xiàn)最新發(fā)布的頻分雙工3GPP標(biāo)準(zhǔn)，可以很方便地對WCDMA系統(tǒng)進(jìn)行各種信道或系統(tǒng)的仿真。第2章WCDMA的根本原理WCDMA主要系統(tǒng)參數(shù)WCDMA主要系統(tǒng)參數(shù)如下：雙工方式FDD多址方式DS-CDMA帶寬5MHz碼片速率Mc/s幀長度10ms信道化編碼正交可變擴(kuò)頻因子碼，上行鏈路256～4，下行鏈路512～4擾碼下行鏈路：16位GOLD碼上行鏈路：短擾碼〔取自S(2)碼族〕，長擾碼〔24位GOLD碼〕導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)下行鏈路：公用或?qū)Ｓ脤?dǎo)頻上行鏈路：專用導(dǎo)頻調(diào)制QPSK基帶濾波平方根升余弦，滾降系數(shù)前向糾錯(cuò)編碼卷積碼，Turbo編碼功率控制快速閉環(huán)、開環(huán)、外環(huán)WCDMA采用DS-CDMA多址方式，碼片速率為Mc/s，載波帶寬為5MHz。系統(tǒng)不采用GPS精確定時(shí)，不同基站可選擇同步和不同步兩種方式。在上行鏈路中，采用導(dǎo)頻符號相干RAKE接收的方式，解決了CDMA上行鏈路信道容量受限的問題。WCDMA采用精確的功率控制方式，包括快速閉環(huán)、開環(huán)和外環(huán)三種方式。功率控制速率為1500次/s，控制步長可變，能有效滿足抗衰落的要求。WCDMA還可采用一些先進(jìn)的技術(shù)〔如自適應(yīng)天線、多用戶檢測、分集接收等〕來提高整個(gè)系統(tǒng)的性能[5]。傳輸信道和物理信道傳輸信道是由其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型和傳輸方式?jīng)Q定的，一般分為專用傳輸信道〔DCH〕和公用傳輸信道兩類。其中公共傳輸信道包括6個(gè)信道，分別為播送信道〔BCH〕、前向接入信道〔FACH〕、尋呼信道〔PCH〕、隨機(jī)接入信道〔RACH〕、公共分組業(yè)務(wù)信道〔CPCH〕、下行鏈路共享信道〔DSCH〕。物理信道通常由無線發(fā)送幀和時(shí)隙的分層結(jié)構(gòu)組成，但并不是所有物理信道都是如此。無線發(fā)送幀和時(shí)隙的結(jié)構(gòu)取決于該物理信道的符號速率。根本的物理資源是通過碼分或頻分方式復(fù)用的。此外，在上行鏈路中，信息流可以通過同相和正交支路來傳輸；因此，一個(gè)物理信道與一個(gè)具體的載波速率、正交信道化編碼以及相對相位〔上行鏈路中〕是對應(yīng)的。上行鏈路的專用物理信道包括專用物理數(shù)據(jù)信道〔DPDCH〕和專用物理控制信道〔DPCCH〕。公用信道那么有物理隨機(jī)接入信道〔PRACH〕、物理公用分組業(yè)務(wù)信道〔PCPCH〕。下行鏈路的專用物理信道只有專用物理信道〔DPCH〕。公共物理信道有6個(gè)，分別為公共導(dǎo)頻信道〔CPICH〕、主公共控制物理信道〔P-CCPCH〕、次公共控制物理信道〔S-CCPCH〕、同步信道〔SCH〕、物理下行鏈路共享信道〔PDSCH〕、捕獲指示信道〔AICH〕和尋呼知識信道〔PICH〕。傳輸信道與物理信道是網(wǎng)絡(luò)中不同層次上的概念。根據(jù)3GPP的標(biāo)準(zhǔn)，將整個(gè)系統(tǒng)分為3層，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層[6]。其中物理信道屬于物理層的概念，而傳輸信道那么屬于數(shù)據(jù)鏈路層的概念。每個(gè)傳輸信道都由一個(gè)物理信道來具體實(shí)現(xiàn)，它們二者之間存在著映射關(guān)系。傳輸信道編碼和復(fù)用在傳輸信道中，數(shù)據(jù)是以傳輸塊的形式傳輸?shù)骄幋a/復(fù)用單元的，其信息的處理過程如下：在每個(gè)傳輸塊中加上循環(huán)冗余碼校驗(yàn)位〔循環(huán)冗余校驗(yàn)CRC編碼〕；傳輸塊串聯(lián)和編碼塊分割；信道編碼〔包括卷積碼和Turbo碼，不同的傳輸信道可能有所不同〕；速率匹配；插入不連續(xù)傳輸〔DTX〕指示位；交織；無線幀映射；傳輸信道復(fù)用；物理信道分割；映射至物理信道。上行鏈路和下行鏈路的編碼/復(fù)用步驟如圖2-1所示：循環(huán)冗余碼校驗(yàn)循環(huán)冗余碼校驗(yàn)傳輸塊串聯(lián)編碼塊分割信道編碼無線幀補(bǔ)償1st交織無線幀分割速率匹配傳輸信道復(fù)用速率匹配物理信道分割2nd交織物理信道映射PhCH#2PhCH#1(a)上行鏈路處理過程循環(huán)冗余碼校驗(yàn)傳輸塊串聯(lián)編碼塊分割信道編碼速率匹配1stDTX指示信號插入1st交織無線幀分割速率匹配傳輸信道復(fù)用2ndDTX指示信號插入物理信道分割2nd交織物理信道映射PhCH#1PhCH#2〔b〕下行鏈路處理過程2-1傳輸信道編碼與復(fù)用過程擴(kuò)頻與調(diào)制①上行鏈路擴(kuò)頻與調(diào)制擴(kuò)頻是在物理層中實(shí)現(xiàn)的，它由兩個(gè)步驟組成。首先是正交碼分信道的選擇，在該過程中，每個(gè)數(shù)據(jù)符號都被轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢〝?shù)量的碼片，擴(kuò)展了信號的帶寬〔每個(gè)數(shù)據(jù)符號的碼片數(shù)稱為擴(kuò)展因子〕，然后是加擾操作，即將特定的擾碼作用于擴(kuò)展后的信號。DPCCH和DPDCH的擴(kuò)頻過程如圖2-2所示。圖中cd,n代表不同專用物理數(shù)據(jù)信道的信道化編碼〔即正交可變擴(kuò)頻因子碼〕，βd代表增益因子，取值為N/15(0<=N<=15)；Cc代表專用物理控制信道的信道化編碼；βc是cc對應(yīng)的增益因子，取值范圍與βd相同；Slong,n和Sshort,n分別代表長擾碼和短擾碼。上行鏈路最多可同時(shí)傳輸6個(gè)DPDCH和1個(gè)DPCCH。cd,1cd,1βdSlong,n或Sshort,nΣΣDPDCH1DPDCH3DPDCH6DPDCH4DPDCH2DPDCH5DPCCHcd,3cd,6cd,4cd,2cd,5CcβdβdΒcβdβdβdIQjI+jQ圖2-2上行鏈路DPDCH和DPCCH的擴(kuò)頻過程PRACH的擴(kuò)頻過程如圖2-3所示。其中Sr-msg,n表示PRACH的擾碼。ccdβdCcΒcjIQI+jQSr-msg,nPRACH信息數(shù)據(jù)局部PRACH信息控制局部圖2-3上行鏈路PRACH的擴(kuò)頻過程PCPCH的擴(kuò)頻過程如圖2-4所示。其中Sc-msg,n為PCPCH的擾碼。ccdβdCcΒcjIQI+jQSc-msg,nPCPCH信息數(shù)據(jù)局部PCPCH信息控制局部圖2-4上行鏈路PCPCH的擴(kuò)頻過程在上行鏈路中，調(diào)制的碼片速率為Mc/s，脈沖成形濾波器為根升余弦濾波器，滾降因子為，載波調(diào)制的方式為QPSK，調(diào)制過程如圖2-5所示。Cos〔wt〕ReS擴(kuò)頻調(diào)制后的復(fù)數(shù)S碼片序列ImS-sin〔wt〕脈沖成形脈沖成形實(shí)部虛部別離實(shí)部虛部別離脈沖成形脈沖成形圖2-5上行鏈路調(diào)制過程②下行鏈路的擴(kuò)頻與調(diào)制過程在下行鏈路中，出了同步信道SCH之外，其他物理信道的擴(kuò)頻過程是一樣的，只是正交信道編碼和擾碼上有所區(qū)別。同步信道以外物理信道的擴(kuò)頻過程略。輸入的符號經(jīng)過串并轉(zhuǎn)換映射到I、Q支路，然后用相同的信道化編碼擴(kuò)頻，再用擾碼，對擴(kuò)展后的復(fù)數(shù)序列加擾。同步信道包括主同步信道〔P-SCH〕和次同步信道〔S-SCH〕，不需要用信道化編碼擴(kuò)展，分別乘上各自的增益因子和。除SCH以外的物理信道經(jīng)過擴(kuò)展和加擾后，也分別乘上各自的增益因子。然后所有下行鏈路的物理信道經(jīng)過復(fù)雜的相加組合起來[9][10]。下行鏈路碼片速率為Mc/s，脈沖成形濾波器為根升余弦濾波器，滾降因子為，載波調(diào)制采用QPSK調(diào)制。調(diào)制過程如圖2-6所示。Cos〔wt〕ReS擴(kuò)頻調(diào)制后的復(fù)數(shù)S碼片序列ImS-sin〔wt〕脈沖成形脈沖成形實(shí)部虛局部離實(shí)部虛局部離脈沖成形脈沖成形圖2-6下行鏈路調(diào)制過程第3章SystemView軟件介紹SystemView簡介SystemView是一個(gè)用于現(xiàn)代工程與科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真的動態(tài)系統(tǒng)分析平臺。從濾波器設(shè)計(jì)、信號處理、完整通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，直到一般系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立等各個(gè)領(lǐng)域，SystemView在友好且功能齊全的窗口環(huán)境下，為用戶提供了一個(gè)精密的嵌入式分析工具。〔1〕強(qiáng)大的仿真設(shè)計(jì)功能。利用SystemView，可以構(gòu)造各種復(fù)雜的模擬、數(shù)字、數(shù)模混合系統(tǒng)和各種多速率系統(tǒng)，可用于各種線性或非線性控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。起特色是，利用它——如幅頻特性〔波特圖〕、傳遞函數(shù)、根軌跡圖等之間的轉(zhuǎn)換。它還可以實(shí)時(shí)地仿真各種位真的DSP結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行各種系統(tǒng)的時(shí)域和頻域分析、譜分析，以及對各種邏輯電路、射頻/模擬電路進(jìn)行理論分析和失真分析等?！?〕豐富的庫資源。SystemView的根本庫中包括多種信號源、接收窗、加法器、乘法器，各種函數(shù)運(yùn)算器等。另外，它還帶有各種專業(yè)庫如通信、邏輯、數(shù)字信號處理、射頻/模擬等以備選擇，特別適合于現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、仿真和方案論證。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷開展，無線移動通信技術(shù)已日趨完善。利用SystemView帶有的IS-95和3GPP-FDD擴(kuò)展庫，即可十分方便地完成第二代無線移動通信Q-CDMA系統(tǒng)以及第三代無線移動通信WCDMA系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真。SystemView還專門提供了對Turbo編碼的系統(tǒng)仿真功能。數(shù)字業(yè)務(wù)是近年來開展起來的一個(gè)新領(lǐng)域，利用SystemView帶有DVB庫可以對其信號傳輸方式等進(jìn)行分析與仿真?！?〕開放友好的用戶界面。利用SystemView，無需與復(fù)雜的語言語句打交道，不必寫一句代碼，即可完成對各種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。可以象搭積木一樣，快速的建立和修改系統(tǒng)，訪問與調(diào)整參數(shù)，極其方便得參加注釋。SystemView操作簡便，圖標(biāo)系統(tǒng)形象直觀，方便了從思路仿真、方案論證到硬件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)它具有與外部文件的借口，可直接讀入真實(shí)的數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行處理。也可將處理結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)文件。另外，它還提供了與編程語言VisulaC++以及仿真工具M(jìn)atlab的接口，用戶可以很方便地調(diào)用其函數(shù)或自定義圖標(biāo)功能。〔4〕靈活的硬件設(shè)計(jì)接口。除了一般的方案論證外，SystemView還提供了與多種硬件設(shè)計(jì)工具的接口：與Xilinx公司的軟件COREGenerato配套，可以將SystemView系統(tǒng)中的局部器件生成下載FPGA芯片所需的數(shù)據(jù)文件；通過與TI公司DSP設(shè)計(jì)工具CCS〔CodeCmposerSsudio〕的接口，可以將其DSP庫中的局部器件生成DSP芯片編程的C語言源代碼，或在系統(tǒng)仿真中嵌入實(shí)際硬件電路；通過與Xpedion公司的射頻/微波仿真工具的接口，可以將系統(tǒng)仿真與電路級仿真結(jié)合起來，對分立元期間的射頻/微波特性進(jìn)行仿真?！?〕智能化的輔助設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)仿真時(shí)，SystemView能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，給出連接錯(cuò)誤信息或尚懸空的待連接端信息，通知用戶連接出錯(cuò)并通過現(xiàn)實(shí)指出出錯(cuò)的圖標(biāo)。這個(gè)功能對用戶系統(tǒng)的診斷十分有效。它還可以在編譯時(shí)，給出系統(tǒng)運(yùn)行的大約時(shí)間，方便了設(shè)計(jì)人員進(jìn)行調(diào)試。其帶有的APG功能可以利用C++環(huán)境，將系統(tǒng)編譯成可脫離SystemView獨(dú)立運(yùn)行的可執(zhí)行文件，同時(shí)可大大提高運(yùn)行速度和仿真效率，在內(nèi)存較大時(shí)效果尤為明顯?！?〕動態(tài)的分析和后處理。在系統(tǒng)仿真方面，SystemView還提供了一個(gè)靈活的動態(tài)探針功能，可以對真實(shí)的示波器或頻譜分析儀進(jìn)行仿真。另外，還有真實(shí)而靈活的分析窗口用以檢查系統(tǒng)波形。內(nèi)部數(shù)據(jù)的圖形放大、縮小、滾動等，全部可以通過鼠標(biāo)操作很方便地實(shí)現(xiàn)。其附帶的“接收計(jì)算器〞功能強(qiáng)大，可以完成對仿真運(yùn)行結(jié)果的各種運(yùn)算、譜分析、濾波等[11]。設(shè)計(jì)窗口設(shè)計(jì)窗口如圖3-1所示，所有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、搭建等根本操作，都是在設(shè)計(jì)窗口內(nèi)完成的。設(shè)計(jì)窗口主要包含以下局部：設(shè)計(jì)區(qū)域：供用戶完成各種系統(tǒng)的搭建；菜單欄：通過菜單欄可以執(zhí)行SystemView的各項(xiàng)功能；工具欄：包含了在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真中可能用到的文件、圖標(biāo)、系統(tǒng)等的各種操作按鈕，如圖3-2所示，依次分別為庫選擇、翻開保存文件、打印、去除、刪除、斷開連接、連接、復(fù)制、圖標(biāo)反向、注釋、生成子系統(tǒng)、展開子系統(tǒng)、根軌跡圖、波特圖、重繪、停止、運(yùn)行、定時(shí)、分析窗口；提示信息區(qū)：當(dāng)鼠標(biāo)置于某一工具按鈕上，在該處會顯示對該按鈕的說明和提示信息；消息顯示區(qū)：用來顯示系統(tǒng)仿真的狀態(tài)信息；圖標(biāo)庫區(qū)：可以通過庫切換按鈕來選擇根本庫、專業(yè)庫、擴(kuò)展庫的庫資源；動態(tài)方針：可以仿真示波器或頻譜分析儀的功能；圖3-1SystemView的設(shè)計(jì)窗口圖3-2設(shè)計(jì)窗口的工具欄進(jìn)程顯示：在仿真運(yùn)行的過程中顯示整個(gè)運(yùn)行進(jìn)行的程度。在設(shè)計(jì)窗口內(nèi)，只須單擊鼠標(biāo)及輸入必要的參數(shù)，就可以通過設(shè)置各圖標(biāo)、對各圖標(biāo)進(jìn)行連接等操作，完成一個(gè)完整系統(tǒng)的根本搭建工作，創(chuàng)立各種連續(xù)域或離散域的系統(tǒng)。分析窗口分析窗口是觀察用戶運(yùn)行結(jié)果數(shù)據(jù)的根本載體。利用它可以觀察某一系統(tǒng)運(yùn)行的結(jié)果及對該結(jié)果進(jìn)行的各種分析。如圖3-3所示。在該窗口下有多種選項(xiàng)可以增強(qiáng)顯示的靈活性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口中單擊“AnalysisWindows〞按鈕，即可訪問分析窗口。在分析窗口中單擊“SystemWindow〞按鈕，即可返回系統(tǒng)設(shè)計(jì)窗口。與設(shè)計(jì)窗口相似，在分析窗口的最頂端是菜單欄和工具欄。可通過單擊工具欄中的按鈕或下拉菜單中的命令來使用這些選項(xiàng)功能。工具欄如圖3-4所示，依次為刷新、打印、恢復(fù)、離散點(diǎn)、連線點(diǎn)、坐標(biāo)距離、段標(biāo)、水平平鋪、垂直平鋪、層疊、X對數(shù)坐標(biāo)、Y對數(shù)坐標(biāo)、最小化、翻開所有窗口、動畫、統(tǒng)計(jì)結(jié)果、顯微鏡、放大、極坐標(biāo)、設(shè)計(jì)窗口、加載APG。圖3-3SystemView的分析窗口及運(yùn)行結(jié)果顯示圖3-4分析窗口的工具欄每次系統(tǒng)重新運(yùn)行時(shí)，分析窗口中仍保存著上次運(yùn)行的結(jié)果。如果要觀察新的結(jié)果，需要用工具欄最左端藍(lán)色的刷新按鈕，載入新的數(shù)據(jù)以形成當(dāng)前運(yùn)行結(jié)果的波形圖像。在分析窗口的左下角顯示了系統(tǒng)的資源的利用程度。紅色表示已利用局部，綠色表示尚可利用局部。該百分比至少應(yīng)保持在10%以上，否那么，系統(tǒng)運(yùn)行會不正常。在顯示資源利用程度的旁邊，有一個(gè)按鈕，是SystemView分析窗口中代郵的功能強(qiáng)大的“sinkcalculator〞，也就是接收計(jì)算器。它可以對信號進(jìn)行各種復(fù)雜的計(jì)算、分析和處理等。接收計(jì)算器的計(jì)算結(jié)果窗口與系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果窗口有所不同[17]。第4章WCDMA系統(tǒng)在SystemView上的仿真4.164kb/s電路交換承載業(yè)務(wù)DTCH上行鏈路編碼過程仿真仿真根底WCDMA可以承載信息速率為kb/s、64kb/s、144kb/s、和384kb/s等多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在上行鏈路中，這幾種速率對應(yīng)的DPDCH的碼速率分別為60kb/s、240kb/s、480kb/s和960kb/s。在本節(jié)中以信息速率為64kb/s的參考業(yè)務(wù)為例，來說明上行鏈路的編碼過程。64kb/s電路交換承載業(yè)務(wù)上行鏈路的物理信道由DPDCH和DPCCH組成。如前所述，64kb/s業(yè)務(wù)對應(yīng)的DPDCH的碼速率為240kb/s，而上述4種不同信息速率業(yè)務(wù)的DPCCH符號速率均為15kb/s?？紤]到與DPDCH相比，DPCCH有較高的處理增益，故DPCCH的增益因子可以比DPDCH低一些，傳輸格式聯(lián)合處于開啟狀態(tài)，重復(fù)率為18%。DPDCH用于承載專用控制信道〔DCCH〕信息和專用業(yè)務(wù)信道〔DTCH〕信息。DTCH和DCCH信息數(shù)據(jù)的信道編碼過程如圖4-1所示。12801280128012963888195039001950SMU#1SMU#2SMU#3SMU#49090909036036011296962400240024002400信息數(shù)據(jù)CRC編碼1st交織無線禎分割速率匹配2nd交織15kb/sDPCCH無線禎FN=4N無線禎FN=4N+1無線禎FN=4N+2無線禎FN=4N+3信息數(shù)據(jù)CRC編碼尾比特附加卷積編碼R=1/31st交織速率匹配速率分配2294106229410622941062294106SMU#1SMU#2SMU#3SMU#4圖4-1DTCH和DCCH信道編碼過程Turbo編碼240kb/SDPDCHDCCH所需的傳輸信道數(shù)為1，DTCH所需的傳輸信道數(shù)為2。DCCH的傳輸塊大小為96位，而DTCH傳輸塊大小為1280位。DCCH的傳輸時(shí)間間隔為40ms，對應(yīng)于4個(gè)無線幀〔每幀10ms〕；DTCH的為20ms，對應(yīng)2個(gè)無線幀。DCCH信息速率較低，過失控制編碼采用了卷積碼，編碼率為1/3；DTCH那么采用Turbo碼，編碼率也是1/3。靜態(tài)速率匹配參數(shù)均為。循環(huán)冗余校驗(yàn)位數(shù)為16。兩者在無線幀傳輸通道中的位置是固定的。設(shè)計(jì)框圖如圖4-2：采樣采樣高斯噪聲信號源速率匹配交織Turbo編碼CRC編碼解碼加法器編碼Turbo解碼解交織信號源延遲分析分析加法器分析CRC解碼分析速率匹配分析圖4-2仿真電路框圖仿真電路及參數(shù)設(shè)置64kb/s電路交換承載業(yè)務(wù)專用業(yè)務(wù)信道上行鏈路編碼過程在SystemView上的仿真電路如圖4-3所示。64kb/s的數(shù)據(jù)本應(yīng)在兩個(gè)DTCH中傳輸，每個(gè)DTCH中傳輸32kb/s，1280位的數(shù)據(jù)塊在40ms的幀中傳輸。為了簡化仿真，在不影響仿真原理的條件下，本例中僅對一個(gè)DTCH進(jìn)行仿真，傳輸速率為64kb/s，幀長度變?yōu)?0ms，數(shù)據(jù)塊長度不變。圖4-364kb/s電路交換承載業(yè)務(wù)DTCH上行鏈路編碼過程仿真電路圖在上圖中，圖標(biāo)1產(chǎn)生64kb/s的偽隨機(jī)碼，作為專用業(yè)務(wù)信道〔DTCH〕的信息數(shù)據(jù)，并被采樣器圖標(biāo)2以64kHz的采樣頻率采樣，使每個(gè)采樣點(diǎn)代表一個(gè)碼元，以保證后續(xù)處理的正確。該信息數(shù)據(jù)可由觀察窗圖標(biāo)15來觀察。系統(tǒng)信號源產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)分為兩路，一路經(jīng)過圖標(biāo)4、19等對信道編碼/解碼的過程依次進(jìn)行仿真輸出，由觀察窗圖標(biāo)14來觀察；另一路經(jīng)單個(gè)的圖標(biāo)0信道編碼器對完整信道編碼過程進(jìn)行仿真，再經(jīng)圖標(biāo)8信道解碼器，對完整信道解碼過程進(jìn)行仿真，并由圖標(biāo)13來觀察。最后，可將兩路輸出信號進(jìn)行比擬并與系統(tǒng)的信號源比照，以驗(yàn)證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。采樣數(shù)據(jù)在圖標(biāo)4進(jìn)行CRC編碼，每次輸入的信息快為1280位，對應(yīng)時(shí)間為20ms。經(jīng)過CRC編碼后每個(gè)信息塊增加了16位，即傳輸塊大小為1280位+16位=1296位，然后再送入Turbo編碼器圖標(biāo)19。本設(shè)計(jì)中設(shè)定編碼率為1/3，編碼后傳輸塊大小變?yōu)?296位×3+12位=3900位。在本設(shè)計(jì)中，交織器圖標(biāo)5的每個(gè)交織塊大小為1950位，所以3900位要分為兩個(gè)局部交織。經(jīng)過交織后，碼流進(jìn)入速率匹配器圖標(biāo)6，輸入的1950位經(jīng)過速率匹配后變?yōu)?294位。至此完成了整個(gè)編碼過程。信號源圖標(biāo)18產(chǎn)生高斯噪聲作為系統(tǒng)的傳輸噪聲，經(jīng)過加法器圖標(biāo)17疊加到編碼后的碼流中。圖標(biāo)9-12按照與編碼過程相反的順序?qū)Υa流進(jìn)行解碼。系統(tǒng)的解碼輸出由觀察窗圖標(biāo)14來觀察。系統(tǒng)中各圖標(biāo)的參數(shù)設(shè)置如表4-1所列。表4-1上行鏈路專用業(yè)務(wù)信道編碼過程仿真電路圖標(biāo)參數(shù)設(shè)置圖標(biāo)序號圖標(biāo)名稱參數(shù)設(shè)置0,8FDD庫，傳輸通道編碼/解碼器BearerService=64kb/s,Channel=uplink,0為Enc，8為Dec1信號源庫，偽隨機(jī)序列發(fā)生器Amp=1v,Rate=64kHz,No.Level=22算子庫，采樣器Rate=64KHz4,12FDD庫，CRC校驗(yàn)編碼/解碼器Polynomial=16,BlockLength=1280,Offset=0,4為Enc，12為Dec5FDD庫，交織器LinkDirection=uplink,Position=first,Span=20ms,TTIBlockLength=19506,9FDD庫，速率匹配器LinkDirection=uplink,Span=20ms,DataCodingType=Turo,FrameAfterMatching=2294,Offset=0,InformationType=hard,6為TateMatching，9為RateRecovery10FDD庫，解交織器LinkDirection=uplink,Position=first,Span=20ms,TTIBlockLength=1950,InformationType=hard11FDD庫，Turbo碼解碼器EncodingRate=1/3,TTIofTrBlocks=1,SiganlingAmplitude=1V,SignalingThreshold=0V,DecodingIteration=1016,17加法器無18信號源庫，高斯噪聲信號源ConsantParameter=StdDeviation,Std19FDD庫，Turbo碼編碼器EccodingRate=1/3,TTIofTRBloks=129620算子庫，采樣點(diǎn)延遲器Delay=6400samples3,7,13,14,15觀察窗庫，分析型觀察窗無系統(tǒng)時(shí)鐘開始時(shí)間0s，采樣頻率229.4khz，采樣點(diǎn)數(shù)65536個(gè)仿真結(jié)果及分析運(yùn)行該系統(tǒng)，觀察圖標(biāo)3和圖標(biāo)7的輸出結(jié)果，如圖4-4所示。圖4-4組合圖標(biāo)編碼輸出與單個(gè)圖標(biāo)編碼輸出的比照由圖4-4可以看出，使用單個(gè)圖標(biāo)仿真?zhèn)鬏斝诺谰幋a與用分立的圖標(biāo)組成的系統(tǒng)相比延時(shí)要小。對于單個(gè)編碼圖標(biāo)而言，輸出相對輸入的的延遲只有一個(gè)傳輸時(shí)間間隔，即20ms；而對于多個(gè)圖標(biāo)組成的信道編碼/解碼系統(tǒng)，速率匹配器圖標(biāo)的延遲為10ms，其它各圖標(biāo)的延遲為20ms，所以，總延遲時(shí)間為70ms。如果再考慮解碼局部，那么兩者的輸出延遲時(shí)間相差更多。因此，在進(jìn)行比擬復(fù)雜的系統(tǒng)仿真時(shí)，要盡量采用具有完整功能的單個(gè)圖標(biāo)。系統(tǒng)最終解碼的結(jié)果與輸入信號的比照方圖4-5所示。圖4-5輸入數(shù)據(jù)與單個(gè)圖標(biāo)解碼輸出、組合圖標(biāo)解碼輸出的比照從圖4-5中可以看出，采用單個(gè)圖標(biāo)和圖標(biāo)組解碼輸出的結(jié)果與輸入信息一致。如果改變噪聲的功率，還可以得到不同信噪比下的編碼結(jié)果。基帶頻分雙工寬帶CDMA上行鏈路仿真仿真根底在本節(jié)中，采用單個(gè)上行鏈路圖標(biāo)來仿真一個(gè)完整的頻分雙工基帶上行鏈路，然后解調(diào)出專用物理數(shù)據(jù)信道的的數(shù)據(jù)信息和專用物理控制信道信息，并將不同的控制位進(jìn)行別離。設(shè)計(jì)過程如圖4-6：信號發(fā)生器信號發(fā)生器通信濾波〔基帶脈沖成行〕采樣采樣DPDCH和DPCCH的解擴(kuò)采樣輸出圖4-6基帶頻分雙工寬帶CDMA上行鏈路設(shè)計(jì)過程圖仿真電路及參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)的SystemView仿真電路如圖4-7所示。圖4-7基帶頻分雙工WCDMA上行鏈路仿真電路在本例中，上行鏈路沒有規(guī)定具體的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，即沒有設(shè)置具體的DTCH和DCCH，只是規(guī)定了兩者經(jīng)過信道編碼、速率匹配和第二次交織后形成的DPDCH的數(shù)據(jù)速率為60kb/s。DPDCH的信息數(shù)據(jù)為由圖標(biāo)0內(nèi)部的偽隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)據(jù)。DPCCH的每一個(gè)時(shí)隙那么由固定的6位導(dǎo)頻符號數(shù)據(jù)、2位傳輸格式聯(lián)合指示TFCI〔TransportFormatCombinationIndiacator〕信息數(shù)據(jù)、2位傳輸功率控制TPC〔TransmitPowerControl〕數(shù)據(jù)組成，共10位，速率為15kb/s〔每個(gè)無線幀為10ms，每幀分為15個(gè)時(shí)隙〕。圖標(biāo)0是一個(gè)完整的上行鏈路圖標(biāo)，它有多個(gè)輸出。階躍信號發(fā)生器圖標(biāo)1、2提供固定電平分別應(yīng)用于控制其TPC和TFCI的數(shù)據(jù)。圖標(biāo)3用于控制上行鏈路發(fā)生器的復(fù)位。觀察窗圖標(biāo)4用于觀察上行鏈路I路基帶信號輸出。觀察窗圖標(biāo)5用于觀察Q路基帶信號輸出〔I、Q信號分別為加擾后信號的虛部〕。觀察窗圖標(biāo)29用于觀察時(shí)隙編號。圖標(biāo)6、7為通信濾波器，完成I、Q路基帶的脈沖成形。為了提高仿真效率，在不影響原理說明的前提下，本例省略了載波調(diào)制局部，并將I、Q兩路基帶信號由采樣器圖標(biāo)8、9采樣，以降低信號的采樣頻率。I、O信號同時(shí)進(jìn)入擴(kuò)頻解調(diào)器圖標(biāo)10解擾，然后DPDCH和DPCCH兩路信號分別解擴(kuò)。圖標(biāo)15用于DPDCH的解擴(kuò)。方波脈沖發(fā)生器圖標(biāo)12產(chǎn)生的方波脈沖序列被采樣點(diǎn)延遲器圖標(biāo)11延遲，為解擾單位和解擴(kuò)單元提供適宜的時(shí)鐘信號。解擴(kuò)后的兩路信號分別經(jīng)過平均器圖標(biāo)13、14進(jìn)行平均處理，以便于后續(xù)的采樣和判決。圖標(biāo)19和20分別對DPDCH和DPCCH的信號進(jìn)行適當(dāng)?shù)难舆t，再分別經(jīng)圖標(biāo)21、22采樣，即可得到60kb/s的數(shù)據(jù)信息和15kb/s的控制信息。從觀察窗圖標(biāo)17可以關(guān)出圖標(biāo)信息輸出?？刂菩畔⒔?jīng)過解復(fù)用器圖標(biāo)23~25逐次解復(fù)用，分別得到導(dǎo)頻符號、傳輸格式聯(lián)合指示信息和傳輸功率控制信息。這些信息可以分別由觀察窗圖標(biāo)26~28進(jìn)行觀察。系統(tǒng)中各圖標(biāo)的參數(shù)設(shè)置見表4-2所示。表4-2基帶頻分雙工WCDMA上行鏈路仿真電路圖標(biāo)參數(shù)設(shè)置圖標(biāo)序號圖標(biāo)名稱參數(shù)設(shè)置0FDD庫，上行鏈路發(fā)生器InformationSource=PN15,Channel=60kb/s，Chip=3.840MHz,DPCCHCh=0,DPDCHCh=16Scr=10,DPCCHGain=11/15,DPDCHGain=1,PulseShapingFilterEnable,DefaultFilterModulatorOutput=1,Frequency=0,Vpk1,2信號源庫，階躍信號發(fā)生器Amp=1V,Start=0s,Offset=0V3信號源庫，階躍信號發(fā)生器Amp=0V,Start=0s,Offset=0V6,7算子庫，通信濾波器Roll-OffFactor=0.22,SymbolRate=3.84MHz,FIRTaps=2568,9算子庫，采樣器10FDD庫，擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器Mode=Despread,EnableScrambling,Uplink,Scrambling=10,Code=3840011算子庫，采樣點(diǎn)延遲器Delay=256samples12信號源庫，方波脈沖發(fā)生器13算子庫，平均計(jì)算器14算子庫，平均計(jì)算器15FDD庫，擴(kuò)頻調(diào)制/解調(diào)器Mode=Despread,EnableSpreading,CodeNumber=16,CodeClass=C6SF=64,Code=3840016Router無19算子庫，采樣點(diǎn)延遲器Delay=256Samples20算子庫，采樣點(diǎn)延遲器Delay=1800Samples21算子庫，采樣器SampleRate=60KHz22算子庫，采樣器SampleRate=15KHz23FDD庫，解復(fù)用器Output0Length=2,Output1Length=8,DelayOffset=924FDD庫，解復(fù)用器Output0Length=2,Output1Length=8,DelayOffset=925FDD庫，解復(fù)用器Output0Length=2,Output1Length=8,DelayOffset=114;5,17,18,26,27,28,29觀察窗庫，分析型觀察窗無系統(tǒng)時(shí)鐘開始時(shí)間0s，采樣頻率MHz，采樣點(diǎn)數(shù)131072個(gè)仿真結(jié)果及分析運(yùn)行該系統(tǒng)，得到如下結(jié)果：①從仿真電路圖所示的觀察窗圖標(biāo)4和圖標(biāo)5可以觀察到上行鏈路的I路和Q路基帶信號輸出，分別如圖4-8和4-9所示。②從觀察窗17中可以觀察DPDCH傳輸?shù)?0kb/s的隨機(jī)信息數(shù)據(jù)，如圖4-10所示。③從觀察窗18、26、27、28分別可以看到DPCCH的數(shù)據(jù)、導(dǎo)頻符號、傳輸格式聯(lián)合指示信息和功率控制信息。每一個(gè)DPCCH無線幀中含有10位數(shù)據(jù)，其中導(dǎo)頻符號6位，傳輸格式聯(lián)合指示信息2位，功率控制信息2位。在解復(fù)用的同時(shí)，還將各局部信號恢復(fù)成各自的信息速率，3局部信息的信息速率分別為9kb/s、3kb/s、3kb/s，如圖4-11所示。圖4-8上行鏈路I路基帶信號輸出圖4-9上行鏈路Q路基帶信號輸出圖4-10上行鏈路DPDCH傳輸?shù)臄?shù)據(jù)圖圖4-11上行鏈路DPCCH傳輸數(shù)據(jù)與導(dǎo)頻符號、傳輸格式聯(lián)合指示符號、功率控制信號的比照4.3導(dǎo)頻符號相干檢測過程的仿真仿真根底頻分雙工的WCDMA系統(tǒng)中，導(dǎo)頻符號和數(shù)據(jù)通道是時(shí)分復(fù)用的。對信號做相干檢測時(shí)需知道它的相位信息，而傳輸過程中，時(shí)變的信道會對傳輸信號的幅度和相位產(chǎn)生影響，所以需要用導(dǎo)頻符號來估計(jì)接收信號的相位和功率。在本節(jié)介紹的例子中，導(dǎo)頻符號圖標(biāo)用于在發(fā)送端以QPSK模式插入8位導(dǎo)頻信號，同時(shí)也用于在接收端產(chǎn)生本地8位QPSK模式的參考導(dǎo)頻序列。將本地導(dǎo)頻信號的復(fù)共軛乘以經(jīng)過時(shí)變信道的輸入信號，就可以估計(jì)出輸入信號的相位。經(jīng)過平均處理后，可以計(jì)算出相位和幅度。估計(jì)得到的相位用來將接收信號的星座圖旋轉(zhuǎn)回原有位置。幅度信息對用于CDMA接收的分集接收機(jī)〔如Rake接收機(jī)〕也非常重要。接收機(jī)可以采用最大比合并MRC〔MaximumRatioCombining〕原那么，按照不同接收通道的信噪比的平方根來對它們進(jìn)行加權(quán)，然后將它們聯(lián)合起來得到合并輸出。在WCDMA中，信噪比也用于閉環(huán)功率控制系統(tǒng)。仿真電路及參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)的SystemView仿真電路如圖4-12所示。圖4-12導(dǎo)頻符號相干檢測過程的仿真電路圖在圖中方波脈沖序列發(fā)生器圖標(biāo)1作為導(dǎo)頻符號發(fā)生器的時(shí)鐘信號輸入。圖標(biāo)2作為導(dǎo)頻符號的時(shí)隙時(shí)鐘信號輸入。在這兩個(gè)時(shí)鐘信號鼓勵(lì)下，導(dǎo)頻符號發(fā)生器圖標(biāo)0在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)產(chǎn)生8位導(dǎo)頻符號，并按信號的實(shí)部和虛部被映射至I、Q兩個(gè)支路。偽隨機(jī)信號發(fā)生器圖標(biāo)5和20產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼輸出分別經(jīng)過采樣器圖標(biāo)4和19采樣后，再進(jìn)入提取器圖標(biāo)6和21。導(dǎo)頻符號發(fā)生器還提供了一個(gè)屏蔽輸出，該輸出經(jīng)過取反器圖標(biāo)17取反后作用于提取器。這樣，提取器輸出的信號就是經(jīng)過屏蔽后的隨機(jī)數(shù)據(jù)信號，其實(shí)部和虛局部別作為本例中所要傳輸?shù)腎、Q通道信號。I、Q通道的數(shù)據(jù)信號和導(dǎo)頻符號在圖標(biāo)3中通過復(fù)數(shù)加法以完成導(dǎo)頻符號插入，之后就進(jìn)入傳輸過程。高斯信號源圖標(biāo)33和34產(chǎn)生2個(gè)高斯噪聲。為了模擬一個(gè)緩變的時(shí)變信道，該高斯噪聲經(jīng)低通濾波器圖標(biāo)35和36抑制了局部高頻分量。經(jīng)過平滑后的噪聲分別映射至同相、正交分量，以模擬一個(gè)復(fù)增益信道。該復(fù)增益在圖標(biāo)32中與發(fā)送信號進(jìn)行復(fù)乘。在接收端有一個(gè)本地導(dǎo)頻符號發(fā)生器，它產(chǎn)生的導(dǎo)頻符號的復(fù)共軛與接收信號在圖標(biāo)10中進(jìn)行復(fù)乘，以估計(jì)接收信號的幅度相位。得到的I、Q信號分別進(jìn)入平均器圖標(biāo)11、12進(jìn)行算術(shù)平均。平均結(jié)果經(jīng)過采樣保持器圖標(biāo)22和23后，送入坐標(biāo)轉(zhuǎn)換圖標(biāo)27，以得到幅度和相位的估計(jì)。估計(jì)所得的相位控制復(fù)數(shù)相位旋轉(zhuǎn)器26，使輸入復(fù)信號的相位旋轉(zhuǎn)回原有的位置。圖標(biāo)7的屏蔽輸出經(jīng)過采樣點(diǎn)延遲器圖標(biāo)25延遲8個(gè)系統(tǒng)采樣點(diǎn)后，進(jìn)入脈沖算子圖標(biāo)24，其脈沖輸出用于圖標(biāo)22和23的采樣過程。要得到正確的數(shù)據(jù)信息，在接收端也要屏蔽掉輸入信號中的導(dǎo)頻符號。與發(fā)送端類似，該功能由取反器圖標(biāo)18和提取器圖標(biāo)13、14完成。最后幅度和相位的估計(jì)結(jié)果分別由觀察窗圖標(biāo)31和30來觀察，而I、Q支路接收到的信號可由觀察窗15、16來觀察。系統(tǒng)中各圖標(biāo)的電路參數(shù)如表4-3所示。表4-3導(dǎo)頻符號相干檢測過程仿真電路參數(shù)設(shè)置圖標(biāo)序號圖標(biāo)名稱參數(shù)設(shè)置0,7FDD庫，導(dǎo)頻符號發(fā)生器PilotSymbolMode=DLDPCHAntl,NumberofBits=8,SymbolTimmingOffset=01,8信號源庫，方波脈沖發(fā)生器Frequny=30KHz,2,9信號源庫，方波脈沖發(fā)生器Frequny=1.5KHz,3函數(shù)庫，復(fù)數(shù)加法器無4,19算子庫，采樣器SampleRate=60KHz5,20信號源庫，偽隨機(jī)序列發(fā)生器=2,Offset=0V6,13,14,21函數(shù)庫，提取器10函數(shù)庫，復(fù)數(shù)乘法器MultiplyType=Conjugate,OutputGain=111,12算子庫，平均計(jì)算器22,23算子庫，采樣保持器17,18算子庫，邏輯非Threshold＝0V，TrueOutput=1V,FalseOutput=0V24算子庫，脈沖算子25算子庫，采樣點(diǎn)延遲器Delay=8samples26函數(shù)庫，復(fù)數(shù)相位旋轉(zhuǎn)器27函數(shù)庫，直角坐標(biāo)到極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換無28,29,37Router無32函數(shù)庫，復(fù)數(shù)乘法器MultiplyType=Normal,OutputGain=133,34信號源庫，高斯噪聲信號源StdDeviation=1V35,36算子庫，模擬濾波器ButterworthLowpass,LowCutoff=10Hz,No.ofpoles=315,16,30,31觀察窗庫，實(shí)時(shí)觀察窗無系統(tǒng)時(shí)鐘開始時(shí)間0s，采樣頻率60KHz，采樣點(diǎn)數(shù)16384個(gè)仿真結(jié)果及分析運(yùn)行仿真電路，得到如下結(jié)果：幅度與相位的估計(jì)結(jié)果如圖4-13所示。I、Q通道接收的信號如圖4-14所示。由于在本例中只利用了估計(jì)的相位信息，并沒有對信號的幅度作補(bǔ)償校正，所以I、Q支路信號的包絡(luò)變化與幅度估計(jì)結(jié)果相同。圖4-13幅度與相位的估計(jì)結(jié)果圖4-14I、Q通道接收信號波形總結(jié)通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識融會貫穿，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，認(rèn)識了WCDMA系統(tǒng)，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力方面有了質(zhì)的飛躍。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，畢業(yè)設(shè)計(jì)是我對所學(xué)知識理論的檢驗(yàn)與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計(jì)者獨(dú)立分析和解決問題的能力；是我在校期間向?qū)W校所交的最后一份綜和性作業(yè)，從老師的角度來說，指導(dǎo)做畢業(yè)設(shè)計(jì)是老師對學(xué)生所做的最后一次執(zhí)手訓(xùn)練。其次，畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)是老師檢驗(yàn)其教學(xué)效果，改良教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量的絕好時(shí)機(jī)。畢業(yè)的時(shí)間一天一天的臨近，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。在不斷的努力下我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒