【正文】 (2) (1) (2)1,0gilic d g?????? (29) 利用生成序列 (1 ) ( 2 ) (1 )1 1 1 , ,0tg g g (2)1,t和 的 和 g8l??編碼器每個模 2加法器的輸出分別為： ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 ) ( 1 )1 2 3 5 7 8c d d d d d d d? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? (210) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 ) ( 2 )1 2 4 8c d d d d d? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? (211) 輸出符號 ( (1) (2),cc??)連接成單個序列，即發(fā)送到塊交織器的編碼符號序列 : ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 )0 0 1 1 23 23( , , ..., )c c c c c c c? = ( 111000011001010000000000111001110010111 000111011 ) (212) 對于前向和反向的 CDMA 信道，每當(dāng)信息速率小于 9600b/s 時，每個卷積編碼的符號重復(fù) k次后再發(fā)送到塊交織器。如果信息序列表示成 d=(1010100100000101)，相應(yīng)的多項式為 。 例如 ,以 (20ms)。 該卷積碼的生成序列為： 由于碼率為 1/2,所以每次編碼器輸入一位數(shù)據(jù) ,編碼器輸出就產(chǎn)生兩位編碼符號。如果每次信息序列輸入 編碼器 1 比特，那么編碼器輸出序列 可以通過合并 離散卷積得到，即： ( ) ( ) ( )1 * , 1 , 2 , ...,kj i jic d g j n???? (24) 其中 ( ) ( ) ( )1,11 , 0 , 1 , ...,mkj i jijlic d g l?? ???????? (25) 基站對前向 CDMA 信道如同步、尋呼和業(yè)務(wù)信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)進行卷積編碼。 每個生成序列直接由從編碼器級到各自模 2 加法器的連接序列確定， 1 表示連接， 0 表示斷開。 m級 n 維生成序列集通?？梢园慈缦路绞矫枋觯? ( ) ( ) ( ) ( ), 0 ,1 ,( , , .. ., )j j j ji i i i ng g g g? (22) 其中 j＝ 1， 2， … ， k 表示輸入端數(shù) 目 ,i＝ 1， 2， … ， n 表示模 2 加法器數(shù) (輸出端 )。 卷積碼 (n， k， m)指定的碼率為： R=k/n,編碼器級數(shù)為 m=K— 1，其中 K 是碼的約束長度。通常， n 和 k 是較小的整數(shù)，且 kn，但 m 相當(dāng)大。信息數(shù)據(jù)序列劃分成許多長度為 k 的小塊，每段小塊被編碼長度為 n 的碼字符號。卷積碼已應(yīng)用于很多個同系統(tǒng)，例如，不僅在 CDMA 移動通信系統(tǒng)種應(yīng)用卷積編碼／譯碼，而 且在空間和衛(wèi)星也應(yīng)用。 PN 序列有一個很大的家族，包含很多碼組，例如 m序列、 Gold 序列、 GL（ GoldLike） 序列、RS 序列、 DBCH 序列等等。此類碼具有良好的相 關(guān)特性，即自相關(guān)值與互相關(guān)值比較有較大的隔離度；并且同一碼組內(nèi)的各碼占據(jù)的頻帶可以做到很寬并且相等。作為擴頻碼的偽隨機碼（或同時用作地址碼）具有類似的白噪聲的特征。該碼是正交碼，具有良好的自相關(guān)特性和處處為零的互相關(guān)特性。 然而，要同時滿足這些特性目前任何一種編碼體制都達不到。它直接關(guān)系到系統(tǒng)的多址能力，關(guān)系到抗干擾、抗噪聲、抗截獲的能力及多徑保護和抗衰落的能力，關(guān)系到信息數(shù)據(jù)的隱蔽和保密，關(guān)系到捕獲與同步系統(tǒng)的實現(xiàn)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 CDMA 碼序列 地址碼和擴頻碼的設(shè)計是碼分多址體制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 。 (2)主要缺點 ，擴頻后的碼序列 (chip)帶寬遠大于擴頻前的信息序列帶寬?？垢蓴_能力強與低功率密度對于干擾受限系統(tǒng)，將允許接納更多的用戶數(shù)。且對其他通信系統(tǒng)及人體的干擾與影響也小。 ，無論是直擴還是跳頻，擴頻后其頻譜均為近似白噪聲，因此具有良好的保密性能。 (1)主要優(yōu)點 越大，抗干擾能力越強，抗白噪聲、抗單頻窄帶干擾、抗人為干擾、抗跟蹤干擾、抗寬帶的等效白噪聲的多址與多徑干擾能力都很強。其中 Shannon（香農(nóng)）公式指出：可以采用頻帶 F 來換取信噪比，即當(dāng) C 不變時，增加頻帶 可以降低接收機接收 的信噪門限值 。 干擾容限直接反映了擴頻通信系統(tǒng)接收機允許的極限干擾強度，它往往能比擴頻增益更確切地表征系統(tǒng)的抗干擾能力。例如：20W MHz? ， 10B KHz? ，則 / 2021( 33 )G p W B dB?? ，說明這個系統(tǒng)在接收機的射頻輸入端和基帶濾波器輸出端之間有 的信噪比增益改善。解擴后的信號經(jīng)過一個窄帶濾波器后，有用的信號被保留，干擾信號被抑制，從而改善了信噪比，提高了抗干擾能力。當(dāng)收到的信號與本地碼相匹配時，所要的信 號就會恢復(fù)到其擴展之前的原始帶寬。 (2)擴頻增益 在擴頻通信系統(tǒng)中，經(jīng)過對信息信號帶寬的擴展和解擴處理，獲得了擴頻增益 (Gp )。 寬帶通信系統(tǒng)是窄帶系統(tǒng)通過擴頻方式來實現(xiàn)的。 若 1R T F T? ? ? ? 時，即當(dāng) RF? ，或者 2FR? 時，稱為一般窄帶通信系統(tǒng)，在通常數(shù)字通信系統(tǒng)中，移頻、移相均屬于窄帶通信系統(tǒng)。它的主要特征是：擴頻前的信息 碼元帶寬遠小于擴頻后的擴頻碼序列（ chip）的帶寬。 通信系統(tǒng)原理 CDMA 系統(tǒng)原理框圖如圖 ： 信 源 數(shù) 據(jù) 調(diào) 制 擴 頻 調(diào) 制 信 道 擴 頻 解 碼 數(shù) 據(jù) 調(diào) 制 接 受擴 頻 碼 發(fā)生擴 頻 編 碼發(fā) 生同 步 電 路圖 CDMA系統(tǒng)原理框圖 擴頻通信系統(tǒng) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 擴頻碼分多址是數(shù)字移動通信中的一種多址接入方式，特別是在第三代移動通信中，它已成為最主要的多址接入方式。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 第二章 基本理論分析 CDMA 技術(shù)基礎(chǔ) CDMA 技術(shù)基本原理 所謂 CDMA，即在發(fā)送端使用各不相同的、相互（準(zhǔn)）正交的偽隨機地址碼調(diào)制其所發(fā)送的信號；在接收端則采用同樣的偽隨機地址碼從混合信號中解調(diào)檢測出相應(yīng)的信號。 第四章對 CDMA 通信系統(tǒng)中基于訓(xùn)練序列的 QPSK 調(diào)制仿真，并得出相關(guān)的仿真結(jié)果。 第二章介紹 CDMA 基本理論以及 CDMA 的物理層基本原理知識。 本文以 CDMA 移動通信系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)不同的訓(xùn)練系列和干擾，研究它的調(diào)制解調(diào)過程，并對部分計算模型進行仿真。雖然 CDMA 通信已經(jīng)走進千家萬戶，但是當(dāng)?shù)谌苿油ㄐ畔到y(tǒng)蓬勃發(fā)展之時，對于第四代（ 4G）或者超三代（ Beyond 3G）西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 移動通信技術(shù)的討論已如火如荼地展開。 本文的主要內(nèi)容安排 CDMA 移動通信系統(tǒng)是一個有較長一段研究歷史的課題， 21 世紀(jì)我們已經(jīng)進入到一個信息化的社會，沒有信息的傳遞和交流，人們就無法適應(yīng)現(xiàn)代化的快節(jié)奏的生 活和工作。采用功率控制和可變速率聲碼器，手機電池使用壽命延長。用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同的 CDMA 載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴展簡單。 另外 CDMA 系統(tǒng)的鑒權(quán)、數(shù)字格式、擴頻處理等通話保護措施，可提供最佳的保密特性防止通信過程中的盜聽和手機密碼的盜用。 CDMA 手機的用戶每次通話時系統(tǒng)都將在 2 的 42 次方個碼中隨機分配任意一個碼給該手機用戶共有 萬億種可能的排列，要想破解密碼或竊聽簡直不可想象。 。 CDMA 系統(tǒng)發(fā)射功率最高只有 200 毫瓦，普通通話功率可控制在零點幾毫瓦，其輻射作用可以忽 略不計，對健康沒有不良影響。 普通的手機 GSM 和模擬手機功率一般能控制在 600 毫瓦以下 ,而 CDMA 手機的問世給人們帶來了 綠色 手機的曙光。另外， CDMA 系統(tǒng)“掉話”的現(xiàn)象明顯減少， CDMA 系統(tǒng)采用軟切換技術(shù)，即“先連接再斷開”，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點。 這里指的是 CDMA 系統(tǒng)具有較高的話音質(zhì)量，聲碼器可以動態(tài)地調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸速率，并可根據(jù)適當(dāng)?shù)拈T限值選擇不同的電平級發(fā)射。另外， 多小區(qū)之間可根據(jù)話務(wù)量和干擾情況自動均衡。 在 CDMA 系統(tǒng)中，用戶數(shù)的增加相當(dāng)于背景噪聲的增加，造成話音質(zhì)量的下降。 理論上 CDMA 移動網(wǎng)比模擬網(wǎng)大 20 倍。這些屬性使 CDMA 比其他系統(tǒng)具有以下幾點非常重要的優(yōu)勢。 與 FDMA 和 TDMA 相比， CDMA 具有許多獨特的優(yōu)點，其中一部分是擴頻通信系統(tǒng)所固有，另一部分則是由軟切換和功率控制等技術(shù)所帶來的。 CDMA 多址技術(shù)的優(yōu)點 CDMA 多址技術(shù)的原理是基于擴頻技術(shù)，即將需要傳送的具有一定帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于 信息帶寬的高速偽隨機碼進行調(diào)制，再經(jīng)載波調(diào)制發(fā)送出去。無線電信號可以表達為時西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 4 間、頻率和碼型的函數(shù)，即可寫作 ( , , ) ( ) ( , )s c f t c t s f t? (11) 其中， 是碼型函數(shù)， 為時間和頻率的函數(shù)。因為無線通信具有大面積無線電波覆蓋和廣播信道的特 點，網(wǎng)內(nèi)一個用戶發(fā)射的信號其他用戶均可接受，所以網(wǎng)內(nèi)用戶如何能從播發(fā)的信號中識別出發(fā)送給本用戶地址的信號就成為建立連接的首要問題。 我國提出的 TDSCDMA 建議標(biāo)準(zhǔn)與歐洲、日本提出的 WCDMA 和美國提出的CDMA2021 標(biāo)準(zhǔn)一起被列入該建議，成為世界三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一。 為了能夠在未來的全球化標(biāo)準(zhǔn)的競賽中處于領(lǐng)先位置，各個國家、地區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)化組織及公司紛紛提出了自己的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但 CDMA 技術(shù)有其獨到之處，在通話質(zhì)量好、掉話少、低輻射、健康環(huán)保等方面具有顯著特色。 CDMA 是移動通信技術(shù)的發(fā)展方向。隨著移動通信對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的增加， 1998年 2 月，美國高通公司宣布 將 IS95B 標(biāo)準(zhǔn)用于 CDMA 基礎(chǔ)平臺上。 IS95 是 CDMA ONE 系列標(biāo)準(zhǔn)中最先發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，真正在全球得到廣泛應(yīng)用的第一個 CDMA 標(biāo)準(zhǔn)是 IS95A，這一標(biāo)準(zhǔn)支持 8K 編碼話音服務(wù)。 1995 年，第一個 CDMA 商用系統(tǒng)（被稱為 IS95）運行之后， CDMA 技術(shù)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(yīng)用。 CDMA 技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r CDMA 技術(shù)的出現(xiàn)源自于人類對更高質(zhì)量無線通信的需求。 CDMA 是 CodeDivision Multiple Access（碼 分多址）的縮寫，是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。與前兩代系統(tǒng)相比，3G 系統(tǒng)的主要特征是可提供豐富多彩的移動多媒體業(yè)務(wù)，其設(shè)計目標(biāo)是提供比第二代系統(tǒng)更大的系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無縫漫游及為用戶提供包括語音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)。由于數(shù)字移動通信系統(tǒng)具有容量大、保密性強、移動臺體積小、能提供國際漫游等特點，世界各國都給予了足夠的重視和資金投入。數(shù)字移動通信系統(tǒng)由于采用了多種數(shù)字技術(shù)，使得系統(tǒng)具有頻譜利用率高、系統(tǒng)容量大、可提供多種形式的服務(wù)、與 ISDN 兼容性強等優(yōu)點。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計論文 2 數(shù)字移動通信系統(tǒng)（ 2G） 早在 20 世紀(jì) 70 年代末，一些發(fā)達國家 就已開始研制數(shù)字移動通信系統(tǒng)。以 AMPS 和 TACS 為代表的移動通信系統(tǒng)是模擬移動通信系統(tǒng)。 這種移動通信系統(tǒng)發(fā)送的信號都是模擬的，所以被稱為模擬移動通信系統(tǒng)。更大系統(tǒng)容量、更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實現(xiàn)無縫漫游及為用戶提供包括語音、數(shù)據(jù)及多媒體等在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)技術(shù)仍然是移動通信技術(shù)發(fā)展的主要方向。從那時起，移動通信的發(fā)展大體可分為三代，即模擬移動通信系統(tǒng)、數(shù)字移動通信系統(tǒng)和現(xiàn)代移動通信系統(tǒng)。與之對應(yīng)，人們對通信業(yè)務(wù)有了更高層次和更高質(zhì)量的要求，這對通信業(yè)務(wù)的容量產(chǎn)生了巨大的沖擊，同時對通信網(wǎng)傳遞信息的能力提出了更高的要求。 關(guān)鍵詞 ： CDMA， 通信原理 ， 系統(tǒng)仿真 ， matlab