【正文】 應(yīng)沒有占支配地位的信號成分，這樣一個散射過程會是信號的均值為零，相位均勻地分布在0到的過程。瑞利衰落被視為合理的對流層和電離層的信號傳播模型，以及建筑物密集的城區(qū)環(huán)境的無線傳播模型。每一個判決器使用一個門限值來決定是否是一個1或者0被檢測出來。圖33 QPSK調(diào)制器二進(jìn)制數(shù)據(jù)流被分離進(jìn)入同相部分和正交部分。QPSK的數(shù)學(xué)表達(dá)式： （31）這個公式產(chǎn)生四個相位。一個用表示，另一個用表示。解調(diào)電路把兩路平行數(shù)據(jù)流整合為一路串行數(shù)據(jù)流。之后，通過帶通濾波器的信號被分為兩路信號流。然后單獨(dú)同相分量和正交分量信號流通過帶通濾波器被加在一起。之后同向分量和正交分量信號分別和擴(kuò)頻碼字相卷積來對信號頻譜進(jìn)行擴(kuò)展。 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)模型發(fā)射機(jī)的模型如圖31所示，在仿真中產(chǎn)生的隨機(jī)信號data會被依照該傳輸模型的流程被調(diào)制直至最終發(fā)射。接收端執(zhí)行與用戶擴(kuò)頻碼相關(guān)的檢測把用戶信息檢測出來，在這個用戶特定相關(guān)檢測中其他用戶的信號作為噪聲在解調(diào)中被處理掉。在DSCDMA系統(tǒng)中，窄帶信號與一個寬帶信號相乘而被調(diào)制。基站使用該系統(tǒng)用戶用唯一的擴(kuò)頻碼來區(qū)分用戶。高層次作圖包括二維和三維數(shù)據(jù)可視化、圖像處理、動畫和表達(dá)式作圖，低層次的作圖包括定制圖形的現(xiàn)實(shí)和為用戶的MATLAB應(yīng)用程序建立的圖形用戶界面。l MATLAB數(shù)學(xué)函數(shù)庫：是一個包含大量計(jì)算算法的集合，這些函數(shù)不僅包括最簡單最基本的函數(shù)（如加、正弦等）到諸如矩陣的特征向量、快速傅利葉變換等較復(fù)雜的函數(shù)。工具箱是MATLAB函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一學(xué)科專業(yè)和應(yīng)用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應(yīng)用。同年，他和Cleve Moler,Steve Bangert一起，用C語言開發(fā)了第二代專業(yè)版。Cleve Moler給這個接口程序取名為MATLAB。 MATLAB歷史MATLAB在70年代中期，Cleve ，LINPACK是解線性方程的程序庫。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境。主要是在它的歷史、系統(tǒng)組成和應(yīng)用范圍方面。FDMA技術(shù)是一種傳統(tǒng)技術(shù)，將較寬的頻帶分為若干較窄的子帶進(jìn)行并行發(fā)送，但為了避免各自在波之間的干擾，不得不在相鄰的子載波之間保留較大間隔，這大大降低了頻譜效率。在移動通信中，能實(shí)現(xiàn)空間分割的基本技術(shù)就是采用自適應(yīng)陣列天線，在不同用戶方向上形成不同的波束。每對通信設(shè)備工作在某個分配的碼組實(shí)現(xiàn)通信。頻分多址是把通信系統(tǒng)的總頻段劃分成若干個等間隔的頻道(也稱信道)分配給不同的用戶使用。頻分多址還用于全接入通信系統(tǒng)(TACS)。迄今為止，被提出來的多址技術(shù)有：FDMA、TDMA、CDMA、SDMA和OFDMA。隨著信息的幾何增長，用戶對移動通信的業(yè)務(wù)需求越拉越多，對也越來越高。無線電波第一次被用于通信是19世紀(jì)末的無線電報，之后隨著二次世界大戰(zhàn)軍事上對無線通信技術(shù)的需求，移動通信有了一次大的發(fā)展[12]。Walsh碼的信號波形實(shí)際上就是一種矩形波；并且Walsh碼的種類數(shù)等于其長度，即N位Walsh碼共有N種。二階的Hadamard矩陣為；高階的Hadamard矩陣可以根據(jù)下面的第推公式，由構(gòu)成。Walsh函數(shù)有多種等價定義方法，比較方便的定義是利用Rademacher函數(shù)作為過渡。產(chǎn)生的雙極性正交GOLD序列的仿真圖如下圖213如所示。 %convert unipolar code to polar codeog2=og2*21。 %generate gold sequence g1g2=goldseq(m3,m4)。得到的這個序列就叫做正交GOLD序列。圖212 GOLD序列的歸一化互相關(guān)特性雖然GOLD序列相對于M序列而言有很多可用的碼片，但是GOLD序列還有一些缺點(diǎn)：l 0和1的比例不是一直都是平衡的。%to get gold sequence’s autocorrelation valuegcross=crosscorr(g1,g2)/(2^(9)1)。%generate Unipolar gold sequence g1g2=goldseq(m3,m4)。 %generate two preferred m sequence m1,m2m2=mseq(9,[2,3,5,9],ones(1,9))。即滿足下面的方程式： (220)據(jù)此，由兩個M序列優(yōu)選對此產(chǎn)生的GOLD序列的產(chǎn)生方法如圖29所示，圖中畫出了當(dāng)m=5，即L=31，時的優(yōu)選對進(jìn)行模2加而產(chǎn)生的GOLD序列。GOLD序列就是由以上特性的序列[11]。雖然有可能挑選出一小部分m序列，它具有比相對小得互相關(guān)峰值，但是這一部分序列的數(shù)目還是太小，不足以在CDMA中應(yīng)用。已經(jīng)知道，在相同周期的一對m序列之間的周期互相關(guān)函數(shù)可能有相當(dāng)大的峰值。例如，在CDMA中，每個用戶都分配到一個特定的PN序列。這就是說，對于{}的理想自相關(guān)序列是和。這個等效的碼元為{1，+1}的序列稱為雙極性序列（bipolar sequence）。從圖中可以看到M序列的具有很強(qiáng)的自相關(guān)特性，即在連接點(diǎn)的歸一化自相關(guān)值為1，其余全為0。%generate normalized crosscorralation value程序中未介紹的函數(shù)會在附錄里介紹。 %use for generate crosscorrelation valuem1=m1*21。表21列出了產(chǎn)生最大長度序列的一位寄存器的連接?？梢院敛豢鋸埖卣f，M序列是CDMA的最根本的序列。圖24是信號在接收端解擴(kuò)前后信噪比情況，由此可知，擴(kuò)頻信號具有抗干擾能力強(qiáng)和誤碼率低的特性。對于各種干擾信號，如和，它們和本地偽隨機(jī)碼不相關(guān)，在進(jìn)行相關(guān)處理的過程中，干擾信號的能量被擴(kuò)展到整個擴(kuò)頻頻帶內(nèi)，通過基帶濾波器后輸出很小。設(shè)基帶濾波器的沖擊響應(yīng)為，其帶寬與發(fā)射端數(shù)字信息信號帶寬相同，且射頻濾波器能無失真的處理信號，則基帶濾波器的輸出為 (213)如果圖23(b)中相關(guān)器是理想的，并能有效地濾除二次諧波，且射頻濾波器和基帶濾波器都是線性的，則我們建立的模型也是線性的，即從接收機(jī)的輸入端到基帶輸出端，整個處理過程都是線性的。若采用相干解調(diào)，則接收系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型如圖23(b)所示。信號進(jìn)入收信機(jī)后進(jìn)行與發(fā)射端相反的變換，就可以恢復(fù)出傳輸?shù)男畔?。在傳播過程中，傳輸信號受到各種信號和干擾噪聲的污染。若規(guī)定二進(jìn)制序列中的“+1”對應(yīng)于，而二進(jìn)制序列中的“1”對應(yīng)于，則有 (26)可見，這種調(diào)制信號可等效為一個只取177。2．CDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)簡單模型介紹我們以二元直接序列擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)為例，來討論擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)介紹DSSS是直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端擴(kuò)展信號的頻譜，而在接收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始信息，是一種數(shù)字調(diào)制方法?；蛘哒f在信道中當(dāng)傳輸系統(tǒng)的信號噪聲功率比下降時，可以用增加系統(tǒng)傳輸帶寬W的辦法來保持信道容量C不變。E并且隨著業(yè)務(wù)需求的增加，我們的通信系統(tǒng)越來越離不開CDMA。CDMA技術(shù)中文名字叫做碼分多址技術(shù)，碼分多址是在擴(kuò)頻技術(shù)基礎(chǔ)上所形成的不同碼序列實(shí)現(xiàn)的多址方式。另一方面，數(shù)字信號處理技術(shù)的飛速發(fā)展是的正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)逐漸得到實(shí)用。核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM/GPRS 網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，并保持與它們的兼容性。l 采用智能天線技術(shù)，提高了頻譜效率。但是，TDSCDMA 較前兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)略顯稚嫩，其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：l 擴(kuò)頻技術(shù)：時分同步CDMA；l 擴(kuò)頻碼：OVSF碼；。全稱為Time Division Synchronous CDMA(時分同步CDMA)，該標(biāo)準(zhǔn)是由中國大陸?yīng)氉灾贫ǖ?G標(biāo)準(zhǔn)，1999年6月29日，中國原郵電部電信科學(xué)技術(shù)研究院（大唐電信）向ITU提出，但技術(shù)發(fā)明始于西門子公司，TDSCDMA具有輻射低的特點(diǎn)，被譽(yù)為綠色3G。l 解調(diào)方式：導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)。 在話音信道采用卷積碼(R=1/3，K=9) 進(jìn)行內(nèi)部編碼和Veterbi 解碼216。l 擴(kuò)頻碼：上行鏈路采用1的GOLD碼來區(qū)別不同用戶，下行鏈路采用 1的GOLD碼來區(qū)別不同基站；同時采用可變長度的正交序列區(qū)分不同信道。 WCDMA寬頻碼分多址（Wide band Code Division Multiple Access，常簡寫為WCDMA）是一種3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，使用的部分協(xié)議與2G GSM標(biāo)準(zhǔn)一致。l 分組域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：在cdma 2000系統(tǒng)中。l 切換方式：支持軟切換和更軟切換。l 調(diào)制方式：前向QPSK，反向BPSK。l 擴(kuò)頻碼：在擴(kuò)頻碼選擇采用相同M 序列，通過不同相位偏置區(qū)分不同的小區(qū)和用戶。CDMA2000 1x EVDO系統(tǒng)專門為高速為無線分組數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，CDMA2000 1x EVDV系統(tǒng)則能夠提供混合高速數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)。 CDMA 2000系列 CDMA2000系列是美國向ITU提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，目的是增強(qiáng)移動通信系統(tǒng)對用戶提供數(shù)據(jù)的能力。l 調(diào)制方式：前向鏈路采用QPSK調(diào)制方式,反向鏈路OQPSK；l 雙工方式：FDD；l 信道編碼：采用卷積碼編碼和維比特譯碼，前向鏈路卷積碼的編碼效率為1/2，反向鏈路卷積碼的編碼效率為1/3，卷積碼的長度為9.l 同步方式：基站同步需要GPS；l 軟切換技術(shù)：只在相同頻率的小區(qū)進(jìn)行，移動臺先于目標(biāo)機(jī)站建立通信鏈路，在切斷與原基站的通信鏈路。IS95是一種直接序列擴(kuò)頻CDMA系統(tǒng)，它允許同一個小區(qū)內(nèi)的用戶使用相同的無線信道，臨近小區(qū)內(nèi)的用戶也可以使用相同的無線信道[4]。 IS95IS95是由高通公司發(fā)起的第一個基于CDMA數(shù)字蜂窩標(biāo)準(zhǔn)[3]。本課題在第2章介紹有關(guān)CDMA的基本內(nèi)容：當(dāng)今使用CDMA的主要商用的通信系統(tǒng)；CDMA與擴(kuò)頻通信之間的關(guān)系和CDMA系統(tǒng)的基本原理；CDMA系統(tǒng)中使用的基本擴(kuò)頻碼(包括M序列、GOLD序列、正交GOLD序列和Walsh函數(shù))的理論和他們之中（M序列、GOLD序列、正交GOLD序列）的MATLAB仿真的實(shí)現(xiàn)；與CDMA并列的多址技術(shù)。所以通過現(xiàn)在研究CDMA的基本性能對現(xiàn)在的關(guān)于CDMA的基本技術(shù)進(jìn)行一個總結(jié)和了解，同時對以后的移動通信的發(fā)展方向有一定的了解，這樣對以后工作學(xué)習(xí)有一定的幫助。通過技術(shù)根據(jù)市場的需要一步一步地完善和商用的實(shí)際效果的展現(xiàn)，CDMA系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢在當(dāng)時的2G市場越來越有競爭力。1989年11月，高通公司成功完成歷史上第一次CDMA呼叫實(shí)驗(yàn)。這就是擴(kuò)頻通信的前身，戰(zhàn)爭之中海蒂?拉瑪和幾位科學(xué)家開發(fā)出早期CDMA專利，當(dāng)時叫“秘密通信系統(tǒng)”，之后海蒂?拉瑪提出“擴(kuò)展頻譜技術(shù)”。有多少個互為正交的碼序列，就可以有多少個用戶同時在一個載波上通信。 Bit Error Ratio目錄摘 要 IABSTRACT II第1章 引 言 1 CDMA的歷史與前景 1 CDMA的基本性能與仿真內(nèi)容 2第2章 CDMA相關(guān)的系統(tǒng)和技術(shù) 3 CDMA主要應(yīng)用的系統(tǒng) 3 IS95 3 CDMA 2000系列 4 WCDMA 5 TDSCDMA 6 CDMA系統(tǒng)演進(jìn)方向 7 CDMA的基本性能 8 CDMA與擴(kuò)頻通信 8 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)介紹 9 M序列 13 GOLD序列 17 20 Walsh序列 22 移動通信現(xiàn)有與CDMA并列的多址技術(shù) 22 FDMA 23 TDMA 23 TDMA 23 CDMA 23 SCDMA 24 OFDMA 24第3章 DSCDMA系統(tǒng)的仿真 25 MATLAB的介紹 25 MATLAB歷史 25 MATLAB系統(tǒng)簡要介紹 26 27 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)模型 27 28 調(diào)制器和解調(diào)器 28 30 30第4章 結(jié)束語 46致 謝 47參考文獻(xiàn) 48附 錄 49第1章 引 言 CDMA的歷史與前景CDMA是以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)發(fā)展起來一種多址技術(shù)。同時本文也介紹了商用的幾大關(guān)于CDMA技術(shù)的移動通信系統(tǒng)和它們的發(fā)展方向，從中可以看出CDMA技術(shù)越來越被移動通信所青睞。用MATLAB研究了M序列、GOLD序列和正交GOLD序列它們的自相關(guān)和互相關(guān)特性，得到了與理論相符合的結(jié)果。 AWGN channel。特殊的碼子就是相互正交的碼序列。而且為了防御敵軍也用同一種波段的無線電來干擾這套系統(tǒng)，德國開發(fā)出了一些防干擾的無線通訊技術(shù)。上世紀(jì)80年代中期，高通公司成立，并且開始逐步把相關(guān)CDMA技術(shù)轉(zhuǎn)為民用。在ITU宣布以CDMA為基礎(chǔ)的IS95A系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之后，CDMA在2G中因?yàn)轫n國政府把他作為全國通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)獲得成功商用后嶄露頭角。從現(xiàn)在從我國的3G部署的現(xiàn)狀來看，我國的3G還有很長一段時間段的發(fā)展期，并且在以后的4G中也會用到CDMA技術(shù)。只要有不同用戶發(fā)送信息時的唯一的偽隨機(jī)碼就可以在接收端經(jīng)過偽隨機(jī)碼同步把想要恢復(fù)的用戶信息從混雜在相同的時域和頻域里面的原始信息恢復(fù)出來。之后隨著一代代的高通人的努力和CDMA的優(yōu)越性能，CDMA在世界的移動通信市場中占有越來越重要的地位，下面介紹現(xiàn)在世界主要應(yīng)用的移動通信系統(tǒng)。它是一個使用CDMA的2G移動通信標(biāo)準(zhǔn)，一個數(shù)據(jù)無線電多接入方案，其用來發(fā)送聲音，數(shù)據(jù)和在無線電話和蜂窩站點(diǎn)間發(fā)信號數(shù)據(jù)。在反向鏈路信道中，用長碼的不同偏置來區(qū)分不同用戶，實(shí)現(xiàn)多址直接入。l RAKE接收機(jī)：利用基站和移動臺的RAKE接收機(jī)來分離多徑，可以實(shí)現(xiàn)信號的空間分集。其中CDMA2000 1x EV包括CDMA2000 1x EVDO(也稱為HRPD)和CDMA2000 1x EVDV。其主要技術(shù)介紹：l 擴(kuò)頻技術(shù)：多載波和