基于MATLAB的CDMA系统仿真分析

基于MATLAB的CDMA系统仿真分析【摘要】本设计基于MATLAB仿真软件，完整地实现了CDMA通信系统的建模、仿真和分析过程错误!未找到引用源。；仿真系统包括了CDMA编码技术、扩频技术、调制技术、信道传输以及解调恢复技术等各个功能模块。全面的介绍了整个CDMA通信系统的工作原理和工作方式，并介绍了各个模块的参数设置；文章内容包括CDMA的发展现状以及发展趋势、CDMA通信系统的技术优势和应用领域，从而说明CDMA通信系统在的研究价值和潜力。同时，本文也通过举例简单介绍了MATLAB软件，对用于实现系统模块功能的MATLAB仿真语句有了进一步的了解。MATLAB软件功能齐全，操作简单，应用广泛。通过本次设计得出，CDMA系统的抗干扰能力强，单用户的情况下，即使在各种人为和物理噪声的干扰下，依旧可以准确接收到数据。【关键词】CDMA,MATLAB,仿真,通信系统AnalysisofCDMASystemSimulationBasedonMATLAB【Abstract】ThisthesisisbasedonthesimulationfunctionoftheMATLABsoftware,usingMATLABlanguagetocarryoutthemodeling,simulation,andanalysisoftheCDMAcommunicationsystem.Atthesametime,theimportantpartsofcommunicationsystemareintroducedindetail,includingcoding,spreadspectrum,decoding,modulationandchanneltransmission,etc.Thisthesisalsoreferstothecondition,advantagesanddevelopmentofCDMAsystemtoshowitspotentialandvalueforresearch.What’smore,thethesisalsousinganexampletogiveabriefintroductionofthesimulationplatformofMATLABsoftware,itissuchapowerful,easyoperatingsoftwarethatiswidelyusedinmanyfields.ThissimulationplatformdisplaysthesuperiorityofCDMAeffectively,andtheresultshowsthatCDMAcanreceivetheaccuratelydataeveninabignoise.【Keywords】CodeDivisionMultipleAccess,communicationsystem,MATLAB,simulation目录第一章绪论.................................................................11.1CDMA的研究背景......................................................11.2CDMA的发展趋势......................................................11.2.1CDMA的发展现状................................................11.2.2CDMA的发展趋势................................................21.3CDMA的研究目的......................................................31.3.1研究目的.......................................................31.3.2研究思路.......................................................4第二章CDMA技术原理........................................................62.1CDMA基本模型.......................................................62.1.1卷积编码.......................................................62.1.2交织编码.......................................................72.1.3伪随机码.......................................................72.1.4扩频序列.......................................................82.1.5信号调制......................................................102.1.6信号解调......................................................112.1.7维特比译码....................................................122.2CDMA的技术特点.....................................................122.3CDMA的主要应用优势.................................................13第三章CDMA系统仿真分析...................................................143.1MATLAB的简介.......................................................143.2调试结果...........................................................153.2.1原始序列......................................................163.2.2维特比编码序列................................................173.2.3交织编码序列..................................................183.2.4加扰码序列....................................................193.2.5扩频调制序列..................................................203.2.6加噪信号......................................................223.2.7解扩频得到的信号..............................................243.2.8解扰解交织得到的信号..........................................243.2.9恢复序列......................................................253.2.10误码率.......................................................263.3仿真结果............................................................27总结.......................................................................30参考文献...................................................................31致谢........................................................错误!未定义书签。基于MATLAB的CDMA系统仿真分析1第一章绪论1.1CDMA的研究背景CDMA又称为码分多址，其前身是扩频通信技术。就是利用一个带宽很大的高速伪随机码序列，将占用一定带宽，且带宽远小于伪随机码序列的传送信息的信号带宽进行扩展。经过载波调制之后，再从发送端发送出去。接收端需要用一样的伪随机码，将接收到的信号进行解扩，还原出原始信息信号，这就是整个信息通信的过程错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。。本研究系统中采用是直接扩频序列DSSS，载波本身有噪声的性质。扩频技术起源于二战时期，其思想的最初目的是防止敌方对我方通信的干扰。由于窄带通信的带宽非常小，小到只有几十kHz，所以要干扰对方的通信是很容易的错误!未找到引用源。。CDMA的中心思想就是把信号分布到一个很宽的频带上，隐藏在各种各样的噪声里。在接收端利用一样的伪随机码还原信号，所以系统的抗干扰能力很好。CDMA技术基于扩频通信技术，而扩频技术则来自于一个美丽的奥地利女演员海蒂.拉玛的早期发现。早在1942年海蒂拉玛和她的作曲家丈夫乔治就定义了“扩展频谱技术”的概念。50年代，美国公司就开始用海蒂的专利为基础开始了扩频技术的研发。而60年代，研发小有成果，出现了相关的扩频技术，这种技术被美国军方广泛用于在在军事通讯领域。一直到80年代战争结束后，扩频技术才从军事应用开始慢慢投入到商业应用中。直到90年中期，成立了以DSSS为基础，专门研发CDMA通信系统的公司。1.2CDMA的发展趋势1.2.1CDMA的发展现状当今CDMA通信系统已基本形成了几种主流技术，即：W-CDMA、CDMA-2000和TD-SCDMA。这三大种技术在提出地域上虽然有所差别，但是都大程度的受到了世界上各大型通信设备商家们的支持，并且商家们为之投入了大笔经费进行CDMA技术相关产品的研发。(1)CDMA在国内的发展历史90年代中期,CDMA技术在中国地区开始投入商业使用，由此CDMA网络建设开始走上研究的历史舞台。95年底，CDMA系统在HK投入商业使用。两千年年初,中兴通讯公司自己研发的CDMA移动交换系统，并完成了对其有效性的检测，而且很快的在同年下半年向推出了第一个产品。我国在2001春季开发完成了第一个能实现语音、图像等功能的CDMA2000-1X，自此成功实现了CDMA宽带化错误!未找到引用源。。中国联通在03年将现有的CDMA基于MATLAB的CDMA系统仿真分析2系统进行升级成为CDMA2000-1X,这标志着在韩国和日本等国家出现的类似3G初级的新颖业务(如视频业务等)在我国出现。(2)CDMA在国外的发展历史总体上看来，目前全球CDMA的用户已超过2亿户。CDMA技术在两个地区的商业领域应用最广泛，一个是亚太地区，另一个是北美地区。前者总用户数量达到了7831户，后者总用户数量也已达到了7519万户。现今在美国有七成的经营蜂窝移动的公司都选用CDMA蜂窝网。另外令人吃惊的是，CDMA在大部分使用的是GSM的欧洲也受到运营商的广泛关注。值得一提的是CDMA技术在韩国地区的研制和发展的情况非常好，也是因此韩国CDMA技术才能立足于世界之林。韩国最早开始接触CDMA技术是在1993年，两年后的1月，韩国把CDMA移动电话投入商用使用，这也在全球开了一个先河。紧接着在又过了两年之后，韩国率先开始着手IMT-2000系