cdma2000 Физический слой в Simulink
Этот пример демонстрирует, как Communications Toolbox™ может использоваться для: (i) работы с совместимыми со стандартом формами сигналов cdma2000 ® в Simulink ® и (ii) создания совместимых со стандартом подсистем декодера. В частности, модель в основном охватывает Прямой Основной Канал (F-FCH) нисходящего канала между базовой станцией и мобильной станцией для строения радиосвязи 3 и скорости расширения 1.
Введение
cdma2000 - наземный радиоинтерфейс для третьей генерации радиосвязей, разработанный в рамках стандарта International Mobile Telecommunications (IMT) -2000, определяемого Международным объединением электросвязи (ITU). Спецификации системы cdma2000 разрабатываются проектом Партнерства третьей генерации 2 (3GPP2).
Беспроводной интерфейс cdma2000 является технологией прямого распространения. Это означает, что он расширяет закодированные пользовательские данные с относительно низкой скоростью в гораздо более широкой полосе пропускания (1,23 МГц для 1x случая), используя последовательность псевдослучайных модулей, называемых чипами с гораздо более высокой скоростью (1,2288 Мкп). Путем назначения уникального кода каждому пользователю приемник, который знает код предполагаемого пользователя, может успешно отделить требуемый сигнал от принятой формы волны.
Структура примера
Ключевыми компонентами прямого физического слоя cdma2000 являются передающая базовая станция, канал и мобильная станция (приемник).
Базовая станция представлена совместимой со стандартом формой прямого сигнала, которая генерируется с
cdma2000ForwardWaveformGeneratorфункция и импортируется из рабочей области MATLAB ®.Канал может функционировать как канал SISO с замираниями, канал AWGN или как пустая подсистема.
Мобильный приемник включает в себя подсистему декодера и приемника, которые выполняют все операции, необходимые для декодирования совместимой со стандартом формы волны.
Параметры в модели
Блок Configuration с меткой «Параметры модели» позволяет вам сконфигурировать сгенерированную форму волны, а также модель канала.
Базовая станция
Для генерации сигналов можно настроить скорость передачи данных, коэффициент избыточной дискретизации, индекс QOF и код Уолша. Каждая индивидуальная настройка регенерирует совместимый со стандартом сигнал в рабочем пространстве MATLAB. Генерация сигналов выполняет следующие шаги:
Генерация PN9 битовой последовательности
Вставка бит индикатора качества системы координат (CRC)
Добавление хвостовых бит перед кодированием
Сверточное кодирование
Повторение
Прокалывание
Блочное перемежение
Отображение и масштабирование
Распространение по коду Уолша
Расширение маской QOF (квазиортогональная функция)
Вращение кода Уолша
Квадратурное скремблирование PN (псевдонозной) последовательностью
Передайте фильтрацию передискретизированным квадратным корнем фильтр приподнятого косинуса
Канал
Модель канала по умолчанию включает эффекты как многолучевое Релеевское замирание, так и аддитивного белого Гауссова шума. Также можно использовать канал только как источник Гауссова шума или как пустую подсистему. Можно сконфигурировать характеристики канала с помощью блока Параметров модели в верхнюю часть левом углу модели.
Приемник
Наиболее важные части подсистемы получателя являются приемником Rake и оценщиком канала.
Помимо этих двух компонентов, другие операции приемника являются прямыми обратными для некоторых операций генерации сигналов.
Декодер
Подсистема декодера проводит обратные операции остальных операций генерации сигналов.
Результаты и отображения
Компонент BER Calculation сравнивает декодированный сигнал с сигналом источника данных. BER равен нулю при всех возможных строениях для генерации сигналов, предполагая, что в модель не было внесено никаких изменений. Заметьте, что задержка сигнала правильно обрабатывается, и системы координат выровнены.
Чтобы просмотреть данные графически, откройте возможности, дважды щелкнув значок Открыть области. На возможностях показана следующая информация:
Область возможностей 'Tx Waveform: Spectrum' показывает спектр степени сгенерированной волны.
Область возможностей 'Tx Waveform: Созвездие' показывает сгенерированную форму волны в плоскости I-Q. Переданный сигнал кажется рассеянным, в результате расширения.
Область возможностей спектра 'From Channel' заметно иллюстрирует эффекты канала на принятый сигнал.
Созвездие 'From Channel' возможности показывают I-Q выход канала. Сигнал все еще распространяется.
Созвездию 'After Derotation' возможности показывают данные после того, как подсистема приемника сжала сигнал и компенсировала вращение фазы, вызванное каналом. Сигнал все еще страдает от некоторых эффектов многолучевого канала с замираниями.
Созвездию 'After Rake' возможности показывают выход рейка приемника после того, как рейк приемник компенсировал ослабление, вызванное каналом. Даже при том, что некоторые битовые ошибки могут существовать на этой стадии, они позже исправляются мощной операцией декодирования.
Методов Simulink, проиллюстрированные в примере
В дополнение к иллюстрации приложения cdma2000, этот пример также иллюстрирует несколько методов для моделирования в Simulink. В частности, этот пример показывает, как можно:
1. Широко используйте Communications Toolbox для реализации беспроводных систем.
2. Представление архитектуры проекта с помощью подсистем.
3. Импортируйте сигналы от Рабочего пространства MATLAB.
4. Повторно используйте и совместно используйте пользовательские блоки с помощью библиотеки. Чтобы просмотреть библиотеку для этого примера, дважды щелкните значок cdma2000 Library в правом верхнем углу модели.
5. Управляйте параметрами симуляции с помощью диалогового окна строения.
6. Управляйте сквозными задержками и выполняйте выравнивание системы координат.
Избранная библиография
[1] C.S0002-F v2.0: стандарт физического слоя для систем cdma2000 с расширенным спектром.
[2] Например, Tiedemann, «cdma2000 1X: Новые возможности для сетей CDMA», IEEE Technology Society News, том 48, № 4, стр. 4-12, ноябрь 2001.
[3] TIA/EIA/IS-2000.2-A, Стандарт физического слоя для cdma2000 Spreed Spectrum Systems, Телекоммуникационная промышленная ассоциация, Арлингтон, VA, март 2000 года.