【正文】 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 31 參考文獻(xiàn) [1]王 超，曾玖貞，王 彥 .Simulink 的 GOMCCDMA 系統(tǒng)仿真 [J]，通信技術(shù)， 2020,5(45):1517. [2]張劍蘭，張培珍 .基于 MATLAB的 CDMA通信系統(tǒng)仿真 [J]，廣東海洋大學(xué)學(xué)報， ， 28(4):8690. [3]朱賓 .CDMA技術(shù)發(fā)展歷史 [Z]，特別策劃， 2834. [4]吳雨川 .碼份多址 (CDMA)技術(shù)及其最新研究進(jìn)展 [J]，武漢科技學(xué)院學(xué)報， ， 18(10):2629. [5]張云 .第三代移動通信技術(shù)特點、后續(xù)演進(jìn)及其全球競爭格局 [J]，中 國集成電路， ,（ 117） :6772. [6]William H. Tranter, K. Sam Shanmugan, Theodore S. Rappaport, Kurt L. Kosbar, Principles of Communication Systems Simulation with Wireless Applications [M], London: PRENTICE HALL,2020:1778. [7]原榮 .第 3代移動通信技術(shù)及其發(fā)展 [J]，廣西通信技術(shù)， 2020，（ 4）： 19. [8]陳青，馬文君， CDMA通信系統(tǒng)仿真及抑制多址干擾的技術(shù)研究 [J]，通信電源技術(shù)， ， 29（ 1）：4447. [9]Xue Jun Li,Peter Han Joo Investigation of CDMA/PRMA with Imperfect Power Control in TDD Cellular Systems [J], Wireless Pers Commun, 2020, 54:349– 360. [10]金超，李虓江 .中國 電信 CDMA網(wǎng)絡(luò)次 800M頻段使用探討 [J], 移動通信， 2020,(19):6568. [11]田日才 .擴(kuò)頻通信 [M]， 1983， 北京出版社， 8893. [12]李六杏 .CDMA技術(shù)在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]，合肥學(xué)院學(xué)報， ， 16（ 3）： 5558. [13]朱杰 .電子信息技術(shù)中 MATLAB 仿真的應(yīng)用 [J]，中國高新技術(shù)企業(yè)， ,64144. [14]程鈴，徐冬冬 .Matlab仿真在通信原理教學(xué)中的應(yīng)用 [J]，實驗室研究越探索， ,29（ 2）：117119. [15]汪義旺 .Matlab 仿真在光伏發(fā)電技術(shù)實驗教學(xué)中的應(yīng)用 [J]，實驗技術(shù)與管理， , 28（ 7）： 177179. 。 未來 CDMA 通信系統(tǒng)將繼續(xù)往 4G方向發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)喔鼜V。 CDMA 系統(tǒng)的抗干擾能力強(qiáng)，能夠準(zhǔn)確接收到并還原出原始數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果顯示，在其他條件一定時，信噪比越大則系統(tǒng)的誤碼率越小。 同時，本文也對仿真平臺 MATLAB 軟件進(jìn)行了簡要介紹，對 MATLAB 仿真語句有了進(jìn)一步的了解。利用這些優(yōu)勢促使其在各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。通信系統(tǒng)涉及多個模塊，較為全面的介紹了整個 CDMA 通信系統(tǒng)的工作原理和運(yùn)作方式，并介紹了各模塊參數(shù)的設(shè)置情況。在信噪比相對較大的情況下，使用升余弦濾波器得到的誤碼率較小。擴(kuò)頻通信在同等信噪比情況下的誤碼率比一般的通信系統(tǒng)要低，抗干擾能力強(qiáng)。 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 28 圖 使用不同的匹配濾 波器可以得到不同的仿真結(jié)果，改變?yōu)V波器參數(shù) MFType，運(yùn)行代碼得到以下結(jié)果圖。升余弦濾波器如上圖 37所示。但是這邊譯碼之后的誤碼率還是比較高，在這點上可以多做改進(jìn)。 通過以上指令可以得到如下圖 313的結(jié)果： 圖 313誤碼率 從圖中可以看到，上一張圖表示的是不經(jīng)信道編碼譯碼的誤碼率，下一張表示的是經(jīng)過譯碼之后的誤碼率。, num2str(Metric)])。 title([39。o39。 subplot(212)。Chip Errors39。)。 plot(xor(TxChips, RxHD), 39。 誤碼率 代碼中畫出誤碼率圖的指令： figure。從上圖可以看出，恢復(fù)序列與原始序列基本一致。)。 title(39。 end figure。 if (SD) 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 26 [RxData Metric]= ReceiverSD(RxSD, G_Vit, Scrambler)。解擾解交織之后得到的序列更接近原始序列。 [DataOut Metric] = VitDec(G, HDchips, 1)。HDchips39。 plot(HDchips)。, length(HDchips), 1)。 INTERL = reshape(HDchips, 16, 24)。于擴(kuò)頻之前的序列長度一致。 pwelch(2*RxSD1)。)。 title(39。 解擴(kuò)頻得到的信號 代碼中 畫解擴(kuò)頻后得到的序列圖的 指令 ： figure。 運(yùn)行便會得到如下加噪時域和頻譜圖 38和 39： 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 23 圖 38 加噪信號序列 圖 39 加噪信號頻譜 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 24 從圖中可以看到，加入噪聲在信道中傳輸?shù)男盘柣旧细肼曅盘栆荒Ｒ粯印? figure。Receive Data39。 plot(abs(r))。 r = x+noise。調(diào)制之后的碼序列長度由原來的幾百變成了幾萬，帶寬擴(kuò)大。 圖 35 擴(kuò)頻序列時域圖 圖 36 擴(kuò)頻序列頻譜圖 擴(kuò)頻是用一個帶寬很大的高速偽隨機(jī)碼序列，將帶寬遠(yuǎn)小于偽隨機(jī)碼序列的傳送信息基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 22 的帶寬進(jìn)行擴(kuò)展。 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 21 圖 36中橫坐標(biāo)為 0到 2π。 運(yùn)行便會得到如下擴(kuò)頻序列的時域和頻譜圖 35 和 36，擴(kuò)頻序列頻譜是 關(guān)于 π 對稱 ，而且是周期的 。 figure。Modulatorn Data39。 plot(abs(x))。 擴(kuò)頻調(diào)制序列 代碼中 畫擴(kuò)頻調(diào)制得到的序列圖的 指令： [x PN MF] = Modulator(TxChips, MFType, Walsh)。擾碼使信號受到隨機(jī)化處理，變偽隨機(jī)序列。 運(yùn)行可以得到以下圖 34的結(jié)果： 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 20 圖 34 加擾碼得到的序列 在原始序列中，可能會存在連續(xù)的連 0 或者連 1，這時，信號的直流會變得很大，不利于信號的傳輸。ChipsOut39。 plot(abs(ChipsOut))。 ChipsOut = xor(chips, Scrambler)。 加擾碼序列 代碼中 畫加擾碼后得到的序列圖的 指令： [LongSeq Zs] = PNGen(Gs, Zs, N)。 運(yùn)行以上指令可以得到以下圖 33的結(jié)果： 基于 MATLAB的 CDMA系統(tǒng)仿真分析 19 圖 33交織編碼得到的序列 交織編碼將序列的 順序打亂，這樣的好處是，在信道受到突發(fā)干擾的時候，可以將誤碼分散。Chips_Reshape39。 plot(abs(chips))。, length(chips), 1)。 交織編碼序列 代碼中 畫交織編碼序列圖的指令： INTERL = reshape(chips, 24, 16)。從仿真圖對比可以看出，編碼之后冗余度增加 ，碼序列變長。)。 title(39。 figure。 維特比編碼序列 代碼中畫出維特比編碼后的序列圖的指令： chips = VitEnc(G, [DataBits。 畫出原始序列，原始序列產(chǎn)度 N 為 184，故橫坐標(biāo) 0 到 200，表示取到第 200 個離散的時間點。Chips_Viterbi39。 plot(abs(chips))。以下是程序在升余弦濾波器（ MFType=1）條件下，運(yùn)行過程中調(diào)試出來的各步驟的仿真圖。 首先我們在 MATLAB 軟件平臺中打開源程序代碼 main file，在主程序中設(shè)定一個斷點，然后點擊 run 標(biāo)志，在工具欄上點擊 step 標(biāo)志，一步一步運(yùn)行調(diào)試程序，觀察通信系統(tǒng)過程中各個步驟的運(yùn)行情況。因此， MATLAB 總體來說是一款功能齊全，實用性強(qiáng)的應(yīng)用軟件。有一些在設(shè)備上要求較高，不易操作或不能操作的實驗都可以利用 MATLAB 軟件，通過 仿真得到理論上的結(jié)果 錯誤 !未找到引用源。 所以以上這個 QPSK 調(diào)制的例子表明， MATLAB 軟件可以作為《通信原理》、《數(shù)字信號系統(tǒng)》等課程的基本教學(xué)和實驗仿真工具，通過仿真功能可以解決在教學(xué)過程中遇到的一些問題，有助于同學(xué)們更好的理解課程的原理，提高學(xué)生自主分析問題的能力。如下，表 31 反應(yīng)了 QPSK 編碼與載波相位的關(guān)系： 在 MATLAB 軟件平臺中新建一個 M file，把實現(xiàn)調(diào)制的代碼敲進(jìn)去，保存之后點擊運(yùn)行，運(yùn)行的結(jié)果就會如下圖 31所示 錯誤 !未找到引用源。 我們知道，課本中的公式和框圖對于我們在快速理解 QPSK 調(diào)制解調(diào)的的原理上的效果并不顯著，反 而顯得枯燥和難懂。 由于 MATLAB 軟件的使用方法簡單，進(jìn)行仿真就可以很直觀的看到結(jié)果，工作效率很高，因此大受許多領(lǐng)域的青睞 ,是教育、科研、工程以及相關(guān)數(shù)據(jù)計算的學(xué)科中的常用軟件平臺。 MATLAB 包含多個模型庫，這些模型庫能提供的不同功能模塊模型，在 調(diào)試過程中只要改變模塊的對應(yīng)參數(shù)就能實現(xiàn)模型的動態(tài)仿真功能。 MATLAB 軟件環(huán)境中包含許多集成軟件包