【正文】 c ?? ??上式為濾波后的接收電壓，下面用它來計算誤碼率。根據(jù)合并與區(qū)分各信號的方法不同，主要有三種復用方式 ，即頻分復用 (FDM)、時分復用 (TDM)和碼分復用 (CDM)。 相對而言，數(shù)字通信具有 抗干擾能力強、保密性好、靈活性高、便于集成和微型化等優(yōu)點，但都以占據(jù)更多系統(tǒng)帶寬為代價，并且對同步要求高，系統(tǒng)設備比較復雜。耳機、揚 聲器、顯像管等。 信 源 編碼器 調(diào)制器 信 道 解調(diào)器 譯碼器 信宿 噪聲源 信道 ：傳送物理信號的設施。 編碼器 包括信源編碼和信道編碼。 點對點的數(shù)字通信系統(tǒng)模型，一般可用圖 22 所示，當然實際的數(shù)字通信系統(tǒng)并非一定要包括所有的環(huán)節(jié)。代表消息的電信號，按其代表消息的參量的取值方式不同，可以分為模擬信號 (如語音信號 )和數(shù)字信號 (如代表文字的編碼、計算機數(shù)據(jù)信號等 )。人們接收消息，關心的是消息中包含的有效內(nèi)容，即信息(information)。 20202020 年全國第三代移動系統(tǒng)終端用戶規(guī)模 (單位 :百萬 ) 3G 投入運營年份 1 2 3 4 5 6 3G 用戶（低） 3G 用戶（高） 目前， CDMA 技術已經(jīng)采用完善的功率控制、話音激活技術，降低了手機發(fā)射功率，增加了系統(tǒng)容量，延長了電池使用時間，對人體健康的影響最小 ,綠色手機，其 平均發(fā)射功率 2 mW，最大發(fā)射功率 發(fā)射功率 200mW。 2020 年 10 月 中國聯(lián)通的 CDMA 1X 在北京、上海、廣州開通。D 協(xié)議。 1997 年 , 國內(nèi)設備制造商相繼開始投巨資開發(fā) CDMA 產(chǎn)品。目前 CDMA 用戶已超 1 億，占移動用戶總數(shù)的 20%。在美國， 10 個移動通信運營公司中有 7 家選用 CDMA。 第二次世界大戰(zhàn) 期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出 CDMA技術，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應用于軍事抗干擾通信，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術。通過使用 Matlab 仿真 CDMA 了解其原理，為以后繼續(xù)學習 CDMA 或從事相關職業(yè)打下堅實的基礎。它們的共同特點是都采用了碼分多址（ CDMA）技術。論文為本人親自撰寫，我對所寫的內(nèi)容負責，并完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。東華大學研究生課程論文封面 教師填寫： 得分 任課教師簽名 年 月 日 學生填寫： 姓名 徐慧軍 學號 2121134 專業(yè) 電子與通信工程 導師 許武軍 課程名稱 通信系統(tǒng)建模 任課教師 郁進明 課程學分 2 上課時間 20 12 至 20 13 學年 第 二 學期 星期 四 遞交時間 2020 年 5 月 23 日 本人鄭重聲明：我恪守學術道德，崇尚嚴謹學風。 論文作者簽名： 基于 matlab 的 cdma 通信系統(tǒng)的仿真設計 摘要： CDMA(Code Division Multiple Access)又稱碼分多址，是在無線通信上的使用技術，更是第三代移動通信的核心技術。 碼分多址包含兩種基本技術：一是碼分技術， 其基礎是擴頻技術；二是多址技術。 本課題主要研究內(nèi)容包括：將兩路信號擴頻后混合在一起，調(diào)制解調(diào)，加入噪聲，最后通過一定方法將兩路信號分離出來，使誤碼率盡量小，通過波形、頻譜圖等， 對系統(tǒng)進行了 性能分析 ，并作了進一步改 進與調(diào)試。 1995 年 ，第一個 CDMA商用系統(tǒng)（被稱為 IS95A）被美國高通公司運行之后， CDMA技術 理論 上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應用。到 2020 年 4 月，韓國有 60%的人口成為 CDMA 用戶。 CDMA 在全球的普及程度會進一步加大，根據(jù) Datam 數(shù)據(jù)公司的預測，在未來 5 年內(nèi)， CDMA 全球用戶數(shù)有望占到總移動用戶數(shù)的 35%。 1999 年 2 月，聯(lián)通與 QUALCOMM 簽署知識產(chǎn)權框架協(xié)議。 2020 年 7 月，中興推出國內(nèi)首家獨立開發(fā)的 BSS 產(chǎn)品和手機產(chǎn)品。 2020 年 2 月， CDMA 用戶已經(jīng)達到 2256 萬戶。 2 CDMA 系統(tǒng)理論介紹 模擬，數(shù)字通信系統(tǒng) 模擬通信系統(tǒng)： 模擬通信系統(tǒng)的模型如 圖 21 所示 ,本文討論的主要為數(shù)字通信系統(tǒng) ,故在模擬處不做過多介紹。消息必須轉(zhuǎn)換為電信號 (常簡化為信號 signal)才能在通信系統(tǒng)中傳輸 —消息被載荷在電信號的某一參量上。代表數(shù)字信號一個 取值的波形稱為一個碼元。圖中同步環(huán)節(jié)沒有出示，因它的位置往往是不固定的。信源編碼實現(xiàn)兩個功能： 除去信源中的多余信息 (數(shù)據(jù)壓縮 )，提高傳輸效率； 當信源發(fā)出的是模擬信號時，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以實現(xiàn)模擬信號的數(shù)字化傳輸。如明線、雙絞線、同軸電纜、光纖、無線電波等。 解調(diào)和譯碼分別與編碼和調(diào)制對應，實現(xiàn)反變換。通信方式從模擬向數(shù)字通信發(fā)展是通信技術發(fā)展的總趨勢。碼分復用是用一組包含互相正交的碼字的碼組攜帶多路信號，即 CDM。 相干解調(diào)法 的誤碼率： 抽樣判決處的電壓 x(t) 為： () 式中， )(tnc － 高斯過程。 載波同步是指在相干解調(diào)時，接收端需要提供一個與接收信號中的調(diào)制載波嚴格同頻同相的相干載波。 如果接收信號中沒有離散載頻分量，就需要用復雜的方法從信號中提取載波。有些信號，如 DSBSC、 PSK 等，它們雖然本身不直接含有載波分量，但經(jīng)過某種非線性變換后，將具有載波的諧波分量，因而可從中提取出載波 分量來?；谶@種構(gòu)思的平方變換法提取載波的方框圖如圖 211 所示。相移 低通 環(huán)路 濾波 輸出 已調(diào) 信號 平方 二 分頻 壓控 震蕩 環(huán)路 濾波 鑒 相器 已調(diào) 信號 載波 輸出 圖 210平方法 聲的影響，則 VCO 輸出的兩路互為正交的本地載波分別為 )co s(1 ?? ?? tV c , )sin(2 ?? ?? tV c 式中， ? 為 VCO 輸出信號與輸入已調(diào)信號載波之間的相位誤差。 有一種很重要的噪聲，叫做熱噪聲，它是由電阻性元器件中自由電子的布朗運動產(chǎn)生的，它來自一切電阻性元器件中的電子的熱運動。在沒有外界作用力的條件下，這 些電子的布朗運動結(jié)果產(chǎn)生的電流平均值等于 0，但是會產(chǎn)生一個交流電流分量。 )。 偽隨機碼 偽隨機碼（ PN 碼）又稱偽 隨機序列。偽隨機序列不止一種。 在用“ 1”和“ 0”表示二進制碼元時，通常用二進制數(shù)字“ 1”表示“ 1”，用二進制數(shù)字“ 0” 表示“ +1”，于是碼組的互相關系數(shù)的定義式應該變?yōu)椋? DA DAyx ???),(? () 式中， A 為 x 和 y 中對應碼元相同的個數(shù)， D 為 x 和 y 中對應碼元不同的個數(shù)。若兩個碼組的相關系數(shù) ? 為負值，即 0?? ，則稱其為超正交。阿達瑪矩陣是一種方陣，僅由元素 +1 和 1 構(gòu)成 。例如： ??????????????????????????????????????2222224HHHHHHH ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4444248 HHHHHHH 阿達瑪矩陣簡稱 H 矩陣。目前，除了 188474 ???N 外，所有 200?N 的 H 矩陣都已經(jīng)找到。 香農(nóng)公式的重要結(jié)論： 當信道的傳輸帶寬一定時，接收端的信噪比越大，其系統(tǒng)的信道容量越大。 ))/(1(B l o g l i m)/1(B l o g l i mC l i m 022 BnSNS BBB ?? ?????? ?? () ns? 當信道容量一定時，信道帶寬與信噪比可以互換。 擴頻系統(tǒng)的分類 ① DSSS（直擴系統(tǒng)） 信號時域波形與頻域波形關系可以采用窄的脈沖序列去進行調(diào)制某一載波，得到一個很寬的雙邊帶的直擴信號。產(chǎn)生的寬帶二進制序列的帶寬 W近似是 cT/1 .因此原始信息比特流的帶寬要乘以 W/R， W/R 稱為系統(tǒng)的擴頻增益。其中圖212（ a）， 212（ b）是發(fā)送設備及接收設備的原理方框 圖。 圖 212 DSSS 通信系統(tǒng)原理方框圖 通常每個信號碼元持續(xù)時間內(nèi)包含許多碼片，故 cT t。其中，圖（ a）是發(fā)送端輸入基帶信號碼元波形 )(tm ；圖 b 是周期性擴頻碼 c（ t），給出了一個周期為15 的 m 序列，它和基帶信號的時鐘是同步的；圖 c 是基帶信號和擴頻碼相乘后的波形 d（ t）。這時已假定“ 1”對應相位“ ? ”，“ 0”對應相位“ 0”。 在接收設備中，為了能夠產(chǎn)生和發(fā)送端同步的擴頻碼，需要有同步電路。將其與本本地擴頻馬相乘 后，只有有用信號的功率譜寬度受到壓縮而使譜密度增大，白噪聲和寬帶干擾信號的功率譜基本 未變，窄帶干擾的功率譜則大大展寬而使其譜密度大大下降。因此在傳輸中有可能將信號隱藏在噪聲和干擾下，很難被他人發(fā)現(xiàn)。也就是說，用擴頻碼序列去進行頻移鍵控調(diào)制，使載波頻率不斷地跳變，所以稱為跳頻。在一幀內(nèi)哪個 時片發(fā)射信號由擴頻碼序列去進行控制。 在大量信號需做頻分復用時，總的占用頻帶必然很寬。 對于 CDMA，前面已經(jīng)介紹，碼分的基礎是擴頻，擴頻的優(yōu)點都是 CDMA 的優(yōu)點，具體如下： 1．抗干擾性能好。 5．頻率利用率高。 另外，對于 CDMA 中的 WCDMA， CDMA2020， TDSCDMA 對比情況如下： 表 21 三種主要技術體制的對比情況 制式 WCDMA CDMA2020 TDSCDMA 采用國家 歐洲、日本 美國、韓國 中國 繼承基礎 GSM 窄帶 CDMA GSM 同步方式 異步 同步 異步 碼片速率 ? 信號 1 擴頻碼 N 擴頻碼 1 信號 N 解調(diào) 積分 積分 抽樣判決 抽樣判決 信號帶寬 5MHz N? 空中接口 WCDMA CDMA2020 兼容 IS95 TDSCDMA 核心網(wǎng) GSM MAP ANSI41 GSM MAP 3 CDMA系統(tǒng)的 Matlab 仿真 仿真軟件介紹 Matlab 綜述 Matlab 是當前最優(yōu)秀的科學計算軟件之一 ,也是許多科學領域中分析、應用和開發(fā)的基本工具。它可以用來對各種動態(tài)系統(tǒng)進行建模、分析和仿真。其界面如圖 31所示： 圖 31 Simulink 界面 Simulink Simulink是 MATLAB軟 件的擴展，它是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個軟件包，它與 MATLAB語言的主要區(qū)別在于，其與用戶交互接口是基于 Windows的模型化圖形輸入，其結(jié)果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建而非語言的編程上。