【正文】 編 號(hào)： 審定成績(jī)： 重慶郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）設(shè)計(jì)（論文）題目：CDMA反向業(yè)務(wù)信道仿真學(xué) 院 名 稱 ：光電工程學(xué)院學(xué) 生 姓 名 ：專 業(yè) ：電子科學(xué)與技術(shù)班 級(jí) ：學(xué) 號(hào) ：指 導(dǎo) 教 師 ：答辯組 負(fù)責(zé)人 ：填表時(shí)間：2012年 6 月重慶郵電大學(xué)教務(wù)處制重慶郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要 CDMA（Code Division Multiple Access）是在數(shù)字通信技術(shù)的分支擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種技術(shù)。它主要用于利用相互正交（或者盡可能正交）的不同編碼分配給不同用戶調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)多用戶同時(shí)使用同一頻率接入系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的通信。由于利用相互正交（或者盡可能正交）的編碼去調(diào)制信號(hào)，會(huì)將原信號(hào)頻譜帶寬擴(kuò)展，即所謂的擴(kuò)頻。本文基于windows7平臺(tái)，在對(duì)CDMA及MATLAB通信仿真相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行介紹之后，使用MATLAB軟件，利用Simulink豐富的通信模塊庫進(jìn)行建模，通過MATLAB強(qiáng)大的數(shù)值運(yùn)算能力對(duì)CDMA反向業(yè)務(wù)信道進(jìn)行仿真。通過改變?cè)挤N子、仿真時(shí)間和信噪比三種方式，進(jìn)而獲得結(jié)果，分析了各項(xiàng)參數(shù)對(duì)仿真結(jié)果的影響。最終獲得直觀的仿真波形，然后從仿真波形入手，對(duì)仿真模塊的工作原理進(jìn)行了更為直觀的說明，為實(shí)際通信信道的建立提供重要的參考數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了仿真波形在移動(dòng)通信信道的設(shè)計(jì)和改善上的很高的應(yīng)用價(jià)值。【關(guān)鍵詞】碼分多址 仿真 Simulink 反向業(yè)務(wù)信道ABSTRACT CDMA (Code Division Multiple Access) is a technology developed on the basis of digital munication technology branch of the spread spectrum munication. It is used primarily assigned to different users modulated signals orthogonal to each other (or as much as possible orthogonal) encoding, multiple users simultaneously access systems and networks using the same frequency munication. Modulated signals orthogonal to each other (or as much as possible orthogonal) encoding, the original signal spectrum bandwidth expansion, the socalled spread spectrum.Based on windows7 platform, after the introduction of CDMA and MATLAB munication simulation content, using MATLAB, Simulink munication module library for modeling, simulation of the CDMA reverse traffic channel by the powerful numerical puting power of MATLAB. By changing the original seed, simulation, and signal to noise ratio of three ways, and thus the results obtained from the results of analysis of the influence of various parameters on the simulation results.Final intuitive simulation waveforms, and then start from the simulation waveforms, a more intuitive description of the working principle of the simulation module to provide important reference data to establish the actual munication channel, and thus the simulation waveforms are also mobile munication channel design and improve on the high value.【Key words】 CDMA Simulation Simulink Reverse traffic channel 目 錄第一章 緒論 1 CDMA的發(fā)展?fàn)顩r及其技術(shù)特點(diǎn) 1 CDMA發(fā)展?fàn)顩r 1 CDMA的技術(shù)特點(diǎn) 1 IS95標(biāo)準(zhǔn) 3 IS95系統(tǒng)特性 4 IS95A amp。 IS95B 5 通信系統(tǒng)仿真概述 5 5 通信系統(tǒng)仿真的重要作用 6 通信系統(tǒng)仿真問題的提出 6 通信系統(tǒng)仿真問題的研究?jī)r(jià)值 7 通信系統(tǒng)仿真問題的研究現(xiàn)狀 7 本論文的主要研究?jī)?nèi)容及意義 8 本章小節(jié) 8第二章 MATLAB系統(tǒng)仿真概論 9 MATLAB簡(jiǎn)介 9 MATLAB的發(fā)展歷程 9 MATLAB系統(tǒng)的組成 10 MATLAB的特點(diǎn) 10 MATLAB的功能 12 Simulink簡(jiǎn)介 13 14 系統(tǒng)仿真的一般步驟 14 利用Simulink仿真 15 使用M文件對(duì)系統(tǒng)仿真 16 17第三章 CDMA反向業(yè)務(wù)信道仿真 17 反向業(yè)務(wù)信道結(jié)構(gòu)介紹 17 反向業(yè)務(wù)信道仿真 18 仿真結(jié)果及分析 26 本章小結(jié) 29結(jié) 論 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32附 錄 341. 英文原文 342. 中文翻譯 40 45 第一章 緒論 CDMA的發(fā)展?fàn)顩r及其技術(shù)特點(diǎn) CDMA發(fā)展?fàn)顩r CDMA (Code Division Multiple Access) 又稱碼分多址。CDMA技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對(duì)更高質(zhì)量無線通信的需求。二戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭(zhēng)需求研究開發(fā)出CDMA技術(shù)，在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事抗干擾通信，后來由美國(guó)高通公司發(fā)展成為商用蜂窩電信技術(shù)。1995年，第一個(gè)商用CDMA系統(tǒng)（IS95A）被美國(guó)高通公司運(yùn)行成功之后，CDMA技術(shù)理論上的很多優(yōu)勢(shì)在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)。之后在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應(yīng)用。全球許多國(guó)家和地區(qū)，包括中國(guó)香港、中國(guó)大陸、韓國(guó)、美國(guó)、日本都已建有CDMA商用網(wǎng)絡(luò)。在美國(guó)、日本，CDMA成為國(guó)內(nèi)的主要移動(dòng)通信方式。在美國(guó)，10個(gè)移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商中有7家選用CDMA技術(shù)。到2006年4月，韓國(guó)有60%多的人口成為CDMA用戶。在澳大利亞主辦的第27屆奧運(yùn)會(huì)中，CDMA技術(shù)更是發(fā)揮了相當(dāng)重要的作用[1]。 CDMA的技術(shù)特點(diǎn)CDMA允許所有的使用者同時(shí)使用全部頻帶()，且把其他使用者發(fā)出訊號(hào)視為雜訊，完全不必考慮到訊號(hào)碰撞 (collision) 問題。CDMA中所提供語音編碼技術(shù)，通話品質(zhì)比目前GSM好，且可把用戶對(duì)話時(shí)周圍環(huán)境噪音降低，使通話更清晰。就安全性能而言，CDMA不但有良好的認(rèn)證體制，更因其傳輸特性，用碼來區(qū)分用戶，防止被人盜聽的能力大大增強(qiáng)。 Wideband CDMA(WCDMA)寬帶碼分多址傳輸技術(shù)，為IMT2000的重要基礎(chǔ)技術(shù)，將是第三代數(shù)字無線通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一[1]。，他具有擴(kuò)頻通信的以下特點(diǎn)：（1）抗干擾能力強(qiáng)。這是擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)，是所有通信方式無法比的。 （2）由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)的功率比干擾信號(hào)的功率低得多，因此信號(hào)好像隱蔽在噪聲中；即功率密度比較低，有利于信號(hào)隱蔽。 （3）寬帶傳輸，抗衰落能力強(qiáng)。（4）多個(gè)用戶同時(shí)接收，同時(shí)發(fā)送。（5）利用擴(kuò)頻碼的相關(guān)性來獲取用戶的信息，抗截獲的能力強(qiáng)。2. 在擴(kuò)頻CDMA通信系統(tǒng)中，由于采用了新的關(guān)鍵技術(shù)而具有一些新的特點(diǎn)[1]：（1）采用了話音激活技術(shù)和扇區(qū)化技術(shù)。因?yàn)镃DMA系統(tǒng)的容量直接與所受的干擾有關(guān)，采用話音激活和扇區(qū)化技術(shù)可以減少干擾，可以使整個(gè)系統(tǒng)的容量增大。 （2）采用了多種分集方式。除了傳統(tǒng)的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時(shí)在基站和移動(dòng)臺(tái)采用了RAKE接收機(jī)技術(shù)，相當(dāng)于時(shí)間分集的作用。（3） 具有軟容量特性?？梢栽谠拕?wù)量高峰期通過提高誤幀率來增加可以用的信道數(shù)。當(dāng)相鄰小區(qū)的負(fù)荷一輕一重時(shí)，負(fù)荷重的小區(qū)可以通過減少導(dǎo)頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導(dǎo)頻強(qiáng)度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負(fù)擔(dān)分擔(dān)。 （4）采用了移動(dòng)臺(tái)輔助的軟切換。通過它可以實(shí)現(xiàn)無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)通過分集接收多個(gè)基站的信號(hào)，可以減低自身的發(fā)射功率，從而減少了對(duì)周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向聯(lián)路的容量和覆蓋范圍。（5） 采用了功率控制技術(shù)，這樣降低了平準(zhǔn)發(fā)射功率。（6）COMA的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是CDMA的特點(diǎn)之一。（7）兼容性好。由于CDMA的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對(duì)窄帶模擬系統(tǒng)的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。 （8）CDMA高效率的OCELP話音編碼。話音編碼技術(shù)是數(shù)字通信中的一個(gè)重要課題。OCELP是利用碼表矢量量化差值的信號(hào)，并根據(jù)語音激活的程度產(chǎn)生一個(gè)輸出速率可變的信號(hào)。這種編碼方式被認(rèn)為是目前效率最高的編碼技術(shù)，在保證有較好話音質(zhì)量的前提下，大大提高了系統(tǒng)的容量。這種聲碼器具有8kbit/s和13kbit/s兩種速率的序列。8kbit/，13kbit/。最近，又有一種8kbit/s EVRC型編碼器問世，也具有8kbit/s聲碼器容量大的特點(diǎn)，話音質(zhì)量也有了明顯的提高。 IS95標(biāo)準(zhǔn) 基于CDMA的IS95技術(shù)是第二代移動(dòng)通信刺痛的兩大標(biāo)準(zhǔn)提至之一，在第三代移動(dòng)通信刺痛的主流標(biāo)準(zhǔn)里，則全部都是基于CDMA技術(shù)的。 CDMA蜂窩系統(tǒng)最初由Qualm(高通)公司研究開發(fā)的，很快由美國(guó)電信工業(yè)協(xié)會(huì)在1993年形成標(biāo)準(zhǔn)，即IS95標(biāo)準(zhǔn)，這是最早的CDMA系統(tǒng)的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的深入發(fā)展，在后來幾年中，該標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過不斷的修改，又漸漸形成了IS95A、IS95B等一系列標(biāo)準(zhǔn)。，提供話音業(yè)務(wù)和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。人們將基于IS95的一系列標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品統(tǒng)稱為CDMAOne，它包括更多的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如：IS9IS95A、TSB7IS95B以及TSB74。在工作中，人們通常將cdmaOne系統(tǒng)統(tǒng)稱為IS95 CDMA系統(tǒng)，卻很少使用CDMAOne。為了與第三代5MHz的CDMA系統(tǒng)區(qū)分，人們將IS95系統(tǒng)稱為NCDMA（窄帶）系統(tǒng)。[2]：頻段824849MHz(上行)869894MHz(下行)載波間隔 MHz雙工方式FDD多址技術(shù)CDMA幀長(zhǎng)度20ms數(shù)據(jù)速率1200、2400、4800、9600bps碼片速率信道編碼卷積碼，r=1/3，K=9（上行） r=1/2，K=9（下行） IS95系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù) IS95系統(tǒng)特性CDMA數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于信道地址碼的互相關(guān)作用，將產(chǎn)生兩方面的影響：一是任何一個(gè)信道將受到其他不同地址碼信道的干擾，即多址干擾；二是距離接收機(jī)近的信道將嚴(yán)重干擾距離接收機(jī)遠(yuǎn)的信道的接收，使近端強(qiáng)信號(hào)掩蓋了遠(yuǎn)端弱信號(hào)，即遠(yuǎn)近效應(yīng)。CDMA是一種干擾受限系統(tǒng)，各種干擾的存在和積累會(huì)直接影響系統(tǒng)的容量和通信質(zhì)量。因此，基站和移動(dòng)臺(tái)的功率必須根據(jù)需要時(shí)刻變化，使系統(tǒng)既能維持高質(zhì)量的通信，又能保證對(duì)同頻段的其他碼分信道不產(chǎn)生干擾。這便是功率控制。有限頻率資源的重復(fù)利用，是移動(dòng)通信蜂窩結(jié)構(gòu)的主要特征，也是提高頻譜利用的有力手段。CDMA使用類同的擴(kuò)頻編碼來區(qū)分用戶，所有用戶僅用一個(gè)頻率收發(fā)正常工作。這樣，移動(dòng)通信系統(tǒng)的所有蜂窩都重復(fù)使用同一頻率，頻率的重復(fù)利用率為1。通過頻率復(fù)用，增加了系統(tǒng)容量。分集是一種尋找獨(dú)立的信號(hào)路徑并合并，以重建發(fā)射信號(hào)的技術(shù)。這種技術(shù)以比較低的代價(jià)提供對(duì)衰落信號(hào)的極大改善。IS95系統(tǒng)中同時(shí)采用了頻率、時(shí)間和空間分集。頻率分集:擴(kuò)頻特性恰好引入了頻率分集。窄帶信號(hào)通過用于傳輸?shù)膶掝l帶擴(kuò)頻。信號(hào)解擴(kuò)后，信道頻譜上任何為零的深衰落影響都將減少。時(shí)間分集:數(shù)據(jù)在發(fā)射前通過交織器傳送，這在時(shí)間上分散了數(shù)據(jù)比特。這樣，任何突發(fā)性錯(cuò)誤不會(huì)影響連續(xù)的多個(gè)比特?？臻g分集:軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)依據(jù)信號(hào)質(zhì)量在不同的基站間選取。IS95系統(tǒng)中還用到了RAKE分集接收技術(shù)。RAKE接收機(jī)檢測(cè)信號(hào)的多徑時(shí)延分量，重新合并以得到更好的信號(hào)。當(dāng)移動(dòng)用戶穿過兩個(gè)小區(qū)間的邊界并且轉(zhuǎn)換基站時(shí)，切換發(fā)生。在大多數(shù)蜂窩系統(tǒng)中，用戶必須在同新基站建立連接前斷開同前一基站的連接—即“硬切換”。這是因?yàn)閮蓚€(gè)基站工作在不同的頻段上。而在IS95中，所有的小區(qū)工作在同一頻段。這就意味著，在切換期間，移動(dòng)臺(tái)可以保持同兩個(gè)基站的連接——這被稱為“軟切換”，或“斷開之前接續(xù)”。軟切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)可從兩個(gè)基站中選擇較好的信號(hào)[2