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移动通信实训指导书何柳青目录实验一熟悉simulink仿真实验环境.............................................................................................1实验二CDMA反向链路中的64进制正交调制过程的验证实验....................................................71实验一熟悉simulink仿真实验环境一、实验目的：熟悉Matlab和simulink仿真实验环境二、实验环境：simulink仿真工具三、实验原理：1．Matlab简介Matlab（matrixlaboratory，矩阵实验室）是美国mathworks公司的产品，，最初的matlab只是一个数学计算工具，但现在它已经成为一个集概念设计，算法开发、建模仿真、实时实现于一体的集成环境，它拥有许多衍生的子集工具，是一个非常优秀的计算机仿真软件，广泛应用于数学、通信、信号处理、自动控制、神经网络、图形处理等领域。Matlab6.5版本主要由以下部分构成：（1）MATLAB建立在矩阵和数组之上的强大的数值符号计算功能，便捷的绘图功能，它所提供的M语言环境，matlab语言是一种面向科学与工程计算的高级语言，具有以下特点：1)编程效率高2)用户使用方便3)扩充能力强（开放性）：除内部函数外，所有MATLAB主包文件和各工具包文件都来是可改的源文件。用户通过对源文件的修改，或加入自己编写的文件去构成新的专用工具包。4)语句简单，内涵丰富5)高效方便的矩阵和数组运算、6)方便的绘图功能（2）MATLABToolboxesMATLAB提供了大量的面向专业领域的工具箱，从通信系统的分析与设计、滤波器设计、信号处理、小波分析、神经网络到控制系统、模糊控制等各个领域。通过使用工具箱，以往需要复杂编程的算法开发往往只需一个函数就能实现，而且工具箱是开放的可扩展集，用户可以查看或修改其中的算法，甚至开发自己的算法。（3）MATLABCompiler通过MATLABCompiler和C/C++MathLibrary，用户可以将MATLAB语言编写的M文件自动转换成C文件或C++文件，从而进行独立应用开发。（4）SimulinkSimulink是Matlab软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包。它是一个图形界面仿真工具，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，2而非语言的编程上。所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块，用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能，而不必考察模块内部是如何实现的，通过对这些基本模块的调用，再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl文件进行存取),进而进行仿真与分析。（5）SimulinkBlocksetsMathWorks公司也为Simulink在许多专门领域的应用提供了大量的模块集，用户还可以利用已有的块或自己编写的C语言程序和matlab程序建立自己的模块及模块库。（6）Real-TimeWorkshopReal-TimeWorkshop（一般缩写为RTW）能够直接将Simulink、Stateflow、DSPBlockset和CommunicationBlockset建立的模型（若模型包含Stateflow图时还需要有StateflowCoder）自动生成C或Ada代码，进行快速原型设计和半实物仿真，整个代码生成可以根据需要完全定制。（7）StateflowStateflow是基于有限状态机理论的模型搭建工具，能够建立和仿真复杂的反应和事件驱动系统。将Stateflow与Simulink相结合使用，用户可以在统一的环境下设计、建立和仿真整个嵌入式系统的行为。（8）StateflowCoder使用StateflowCoder可以将Stateflow建立的有限状态机模型生成相应的C语言代码，用户也可以用其集成自编的C语言程序。MATLAB的数学计算功能是最基本、最重要的，在这里提供了一个M语言的编辑环境；Toolboxes的出现又大大扩充了MATLAB的功能，Compiler则能够将M文件编辑为C语言文件或C++语言文件，进行独立应用开发，这3个部分构成了MATLAB最基础的应用。Simulink、Blocksets、RTW共同在MATLAB的基础上为用户提供了一个系统级的设计仿真环境；Stateflow、StateflowCoder能够和Simulink配合使用，为用户提供对事件驱动系统的仿真能力。２．MATLAB操作环境MATLAB的启动界面主要包括六部分：标题栏、菜单栏、工具栏、CommandWindow（命令窗口）、Workspace（工作窗口）、CommandHistory（历史命令窗口）及Start（项目启动菜单）。CommandWindow（命令窗口）：输入命令，按『enter』执行，操作结果也会显示在此窗口；Workspace（工作窗口）：是matlab的数据存储窗口，任何命令执行时产生的数据在这个窗口有记录；CommandHistory（历史命令窗口）：记录此次打开matlab后，执行的所有命令，方便查阅；Start（项目启动菜单）：从这里启动其他的工具。３．Simulink仿真环境3（1）使用simulink进行仿真包括两步：模型搭建（在模型编辑窗口中搭建仿真模型，设置模型参数和仿真参数）和仿真。Simulink模型编辑窗口的启动：菜单栏“File”/“New”/“Model”命令、工具栏上的图标，快捷键『Ctrl＋N』Simulink模块库浏览器的启动：通过工具栏图标或者命令窗口输入simulink，回车后可启动simulink的模块库浏览器，用于浏览及选择模块。（2）Simulink常用模块介绍：Sources模块库：给simulink模型提供输入信号，“信号源”Sinks模块库：接收并显示信号Continuous模块库：主要对连续系统的建模Discrete模块库：主要对离散系统的建模MathOperations模块库：用于对输入信号进行数学操作除了基本模块外，还通过Blocksets来扩展功能，DSPBlockset、CommunicationBlockset、CDMARefenrenceBlockset帮助用户将仿真应用到数字信号处理、通信等领域。四、实验要求：熟悉Simulink建模环境。五、实验步骤：第一步：启动MATLAB，并熟悉MATLAB的操作环境。在桌面上双击MATLAB的“启动”图标（）后将启动MATLAB，如图1-1，MATLAB的启动界面主要包括六部分：标题栏、菜单栏、工具条、CommandWindow（命令窗口）、Workspace（工作窗口）、CommandHistory（历史命令窗口）及Start（项目启动菜单）。图1-1MATLAB启动后的默认界面4第二步：启动Simulink模块库浏览器，在MATLAB窗口的工具栏中单击“”图标，或者单击“start”后弹出的菜单栏里选择Simulink，再单击LabraryBrowser如图1-2，或者在CommandWindow窗口中键入命令：simulink图1-2选择模块库浏览器的界面即可启动Simulink模块库浏览器，如图1-3所示，主要用于浏览和选择模块。图1-3Simulink模块库浏览器5第三步：打开Simulink模型编辑窗口，在这里可以完成模型的搭建和仿真。执行模块库浏览器的菜单中“File”/“New”/“Model”命令，或者单击工具栏上的“”图标，或者采用快捷键【Ctrl＋N】都可打开模型编辑窗口，其界面如图1-4所示。图1-4模型编辑窗口第四步：熟悉Simulink建模方法（1）打开模型：Simulink主要有两种方法来打开模型：直接在MATLAB中选择File|Open命令，然后按照Windows的常规操作进行。直接在MATLAB命令窗口中输入模型名，然后MATLAB就会自动在工作目录中搜索。例如，在当前工作目录中存在模型文件为vdp.mdl，只需要在命令窗口中输入模型名：vdp（2）模块复制有四种方法来复制内部模块：单击所要复制的模块，然后选择Edit|Copy命令，最后选择Edit|Paste命令。单击所要复制的模块，然后按Ctrl+C组合键，最后按Ctrl+V组合键。单击所要复制的模块，按住Ctrl键，然后用鼠标拖动要复制的模块。按住鼠标的右键拖动要复制的模块，这种方法最为方便，推荐使用。（3）模块删除删除模块通常有下面的3种方法：单击所要删除的模块，然后按Delete键，比较方便，推荐使用。单击所要删除的模块，然后选择Edit|Delete命令。单击所要删除的模块，然后右击，从弹出的菜单中选择Delete命令。（4）模块连线操作模型中有模块，还必须有连线将模块联系起来才能够变成一个有机整体。模块和连线是模型的骨架，模块和模型的参数设置是模型的灵魂。下面就对连线的几个基本操作进行介绍。1)绘制连线绘制连线的操作步骤如下：①新建模型窗口，保存文件名为model02to02.mdl。向窗口中添加相应的模块，在此不要求实现一个运行的模型，只需任意拖动两个模块到模型窗口中，如图1-5所示。6图1-5添加模块②将鼠标指针移动到模块输出端，鼠标指针呈十字形，然后按住鼠标左键，移动到所要连接的模块输入端，在此依次连接SimeWave—Gain—求和模块—Scope，Constant—求和模块。③绘制模块Gain输入端的连线，将鼠标指针移动到Constant—Scope连线上，按住鼠标右键，并拖动到Scope输入端，如图1-6所示。图1-6绘制连线2)连线删除删除连线和删除模块一样，有3种方法：单击所要删除的连线，然后按Delete键。单击所要删除的连线，然后选择Edit|Delete命令。单击所要删除的连线，然后右击，在弹出菜单中选择Delete命令。7实验二CDMA反向链路中的64进制正交调制过程的验证实验一、实验目的：通过SimulinkBlocksets（专用模型库）中的CDMAReferenceBlockset所提供的IS－95CDMA的动态仿真系统，在仿真过程中用向量示波器观察信号经过各个模块后的变化情况，分析出实现反向链路中的64进制正交调制过程的功能模块，并观察调制模块的输入信号和输出信号波形，计算输入调制符号速率和输出码元速率，从而深刻理解反向链路中的Walsh码扩频序列的应用。二、实验环境：simulink仿真工具三、实验原理：用Walsh码进行64进制正交调制原理。如图2-1所示。图2-1CDMA反向信道电路方框图反向CDMA信道使用64进制正交调制，每6个交织器输出的码元为一组（称为一个调制码元），用64进制的Walsh函数码之一进行传输，刚好能使26个码元组与64个Walsh函数码建立一一对应关系。将64个Walsh函数码编成号码为0，1，……，63，则可按以下公式计算调制码元的号码，以选用不同的Walsh码。调制码元号码i=C0+2C1+4C2+8C3+16C4+32C5（2-1）式中，C0C1C2C3C4C5表示一组输入码元的取值，C0是最早的码元，C5是最新的码元。四、实验要求：1．分析出实现反向链路中的64进制正交调制过程的功能模块；2．观察并记录调制模块的输入信号和输出信号波形，写出相应的0-1序列；3．计算输入调制码元速率和输出Walsh子码速率，以及输入调制码元的时间宽度及输出Walsh子码的时间宽度；4．根据输入信号，利用公式（2-1）计算输出Walsh函数码的号码，验证64进制正交调制过程；5．记录并整理实验结果和实验数据，认真完成实验报告。五、实验步骤：8本实验主要是对Simulink所提供的已建好的CDMA通信系统参考模型进行分析，所以需要打开参考模型“IS-95AR