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CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析(单片机毕业设计)

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4 设计仿真、分析与验证

根据前面所述的原理与总体框图，在此，我们对接入信道进行完全的仿真、分析与验证如下：

4.2 对各个模块进行分析与验证

4.2.1源中部分（subsystem1）设置、说明与分析：

在源这部分里面，我们用贝努力二进制产生器产生所需的二进制代码，所产生的码序列是服从贝努力概率分布的。为了满足设计的需要，我们同时将贝努力产生器的输出值设为[80×1]且基于帧格式的输出方式，也即：基于帧格式输出的80行和1列的矩阵。再利用CRC产生8位循环冗余检验（CRC）码，在数据尾部加入CRC码的作用有两点：第一，可以在接收时确定帧（包）是否发生了错误，第二，可以辅助确定接收的帧的数据速率，最终对数据速率的确定则是卷积译码器。另外，利用 Zero Pad(零填充模块)模块，在数据帧末端加入8个比特的0，其作用在于，在每帧卷积编码结束后，对卷积编码其中的移位积存器复位。由于MATLAB中的卷积编码器具有自动复位功能，因此这个零填充模块并不是必须的。但在此，我们仍然将此模块设置为插入8个尾比特零，可以使数据的速率达到我们最终的要求。

Bernoulli模块参数设置说明：

（1）Probability of a zero :0.5表示的是以概率0.5取值为1，以0.5的概率取值为-1；

（2）Sample time:20/1000表示的是20毫秒，设置为20ms的原因在于，4800bit/s的速率的帧长为20ms ;80是指每帧中含有80个比特数据，对于4800bit/s的速率而言，应该每帧的比特数为96个，之所以在这里设置为80，是因为在后面的CRC产生器和Zero Pad分别产生了8个冗余循环码和8个尾比特0码。因此，在这里每个比特的抽样时间为20/1000/80s.

（3）将输出数据设置为基于帧结构的方式，也即：选择Frame-based outputs的选项，原因在于，CRC码产生模块的输入必须基于帧数据结构的。

（4）每帧的数据为80比特，所以，将每帧的抽样次数设置为80，也即：Samples per frame设置为80。

CRC模块参数设置说明：

对于反向信道的Half Rate（半速率，也即为4800bit/s）而言，Generatal CRC Generator的生成多项式为：

Zero Pad模块参数设置说明：

（1）在这里将Pad signal at设置为End是因为，我们期望在数据末尾插入8个0尾比特。

（2）由于我们在CRC的输出为[88×1]的比特数据，也即一列的数据，所以，为了在同一的数据后面添加8个0数据，我们在这里就将Pad along设置为：Columns.

（3）在该模块的输出端，我们要求帧数据的比特数为96，也即为了在帧数据后面加入8个0，因而将Specified number of output rows设置为96。

其中，依上至下的波形分别是Bernoulli模块、CRC模块、Zero Pad模块的输出波形。

从图中，我们可以清晰的看见，第二各波形相对于第一个波形而言，增加的比特数分别为：0 0 0 1 1 0 1 0，也即刚好8个比特数，与理论中的在帧数据后面插入8个CRC冗余循环码完全的；在第三个波形中，我们同样可以看出，它相对于第二个波形而言，在末尾刚好加入了8个0比特，即：0 0 0 0 0 0 0 0。

4.2.2 对卷积编码器和重复模块的设置、说明与分析：

其中，使用Buffer 的原因在于：由于Subsystem1模块、卷积编码器模块、重复模块输出的数据都是基于帧的数据，而Scope示波不能观察基于帧的数据，所以，我们需要将基于帧的数据转换为适合示波器的数据来观测。通过转换，我们可以将Subsystem1模块、卷积编码器模块、重复模块的原来每次每帧同时输出分别为[96×1]、[288×1]、[576×1]的数据都改变为输出均为每次1个的数据。这样，我们就可以用示波器来观察，并验证我们的设置。

Trellis structure的设置说明：该项指的示卷积编码器的生成多项式。其中，9是指卷积编码器的约束长度，也即在卷积编码器中使用了8个移位寄存器；[557 663 711]是指卷积编码器的生成多项式，该多项式可以说明：这个卷积编码器有一个输入端，有三个输出端，也即，在卷积编码器利有三个模2判决电路。三个模2判决器与9个（其中第一个往往被省略，所以往往只说8个）移位寄存器的关系分别位：101101111，110110011，111001001，“1”表示与移位相应的寄存器相关，“0”表示不相关。

重复模块的参数设置说明：

(1) Repeatition count是指重复次数，为了使后面块交织器的输入端输入的数据每帧大小是576个符号，而重复模块前的数据已经是每帧288个符号，所以，我们在这个地方将重复设置为2次。

(2) 为了使重复模块输出的数据达到要求，我们在这个模块将Frame-based mode设置为Maitain input frame rate.

源模块输出的数据序列为： 111 000 000 101 111 010 11

卷积编码器输出的数据序列为：111 100 001 000 001 001 01

重复模块输出数据序列为： 111 111 110 000 000 011 00

由卷积编码器的生成多项式可以得出下列式子：

对应于557，也即：101101111的多项式为：

对应于663，也即：110110011的多项式为：

对应于711，也即：111001001的生成多项式为：

我们设输入的数据多项式为：

，(i和n均为非负整数)