毕业设计与论文（基于MATLAB分集接收系统设计）Word文档格式.doc

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东北林业大学

毕业设计任务书

设计题目基于MATLAB分集接收系统设计

指导教师讲师

专业通信工程2008级1班

学生

2011年12月5日

题目名称：

基于MATLAB分集接收系统设计

任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求）

（1）课题内容：

1、课题的背景及意义。

2、学习MATLAB软件的编程使用。

3、学习分集接收系统理论及相关技术。

4、完成设计说明书。

（2）时间安排：

3月上旬—3月中旬：

查阅相关资料，熟悉本次设计的基本内容；

3月中旬—3月下旬：

学习并掌握本设计所涉及的主要理论知识；

3月下旬—4月上旬：

研究并提出该设计的实现方案；

4月上旬—4月下旬：

学习主要编程程序,编写程序；

4月下旬—5月上旬：

撰写毕业设计说明书；

5月上旬—5月下旬：

准备毕业答辩工作。

（3）工作量：

参考文献篇数：

20篇以上（其中，外文文献3篇以上）

说明书字数：

一万字以上

专业负责人意见

签名：

年月日

摘要

在移动通信当中，存在着多径效应，本设计首先介绍了随参信道的概念。

其次，介绍了发送分集包括时间分集，空间分集，角度分集和频率分集，接收方式包括最大比合并方式，等增益合并方式以及选择合并方式。

分集接收系统主要应用在随参信道中，作用是抗衰落。

在仿真过程中，利用了MATLAB首先设定少了数据，三种接收方式都能从随参信道中提取正确的信息数据，当改变信噪比时，三种接收方式都出现了不同程度的误码。

当加长数据的长度，改变信噪比范围，我得出这样的结论：

选择方式，等增益合并方式和最大比合并方式都能接收数据，但是性能方面，最大比合并方式优于等增益合并方式，优于选择合并方式。

并画出了MATLAB仿真图。

关键词：

随参信道；

分集接收；

MATLAB。

DiversityReceptionSimulationBasedMATLAB

Abstract

Inmobilecommunicationsystem,signalhasmorecomplicatedmultipathradiosignal，firstthisarticleintroducesthatwhatiswiththesenatechannel,what’smore,thereareseveralways,includingtimedivision,frequencydivision,spacedivision,ontheotherhand,receivewayshaveequalgaincombiningmethod,maximalratiocombiningmethodandsoon.Diversityreceptionisusedinthewiththesenatechannelandtoantifading.

InthesimulationwesetseveraldatawithMATLABandfindthatthreewayscanreceiverightdata,thenwechangetheSignaltonoiseratio,theycomeoutdifferenterrors.Atlastwemakedatalongerandfindthatmaximalratiocombiningmethodisbetterthanequalgaincombiningmethodandtheselectistheworst.

Keywords：

withthesenatechannel;

diversityreception,;

MATLAB.

目录

摘要

1绪论 1

1.1课题背景 1

1.2无线通信多址接入技术 1

1.3分集技术的发展 2

1.4本文研究内容及章节安排 2

2移动信道简介 3

2.1信道的分类 3

2.2随参信道 3

2.3小结 5

3分集接收机基本原理 6

3.1分集接收机简介 6

3.2分集技术 6

3.2.1时间分集 6

3.2.2空间分集 6

3.2.3角度分集 7

3.2.4极化分集 7

3.2.5频率分集 7

3.2.6协作分集 8

3.3合并技术 8

3.3.1选择合并 8

3.3.2最大比合并 9

3.3.3等增益合并 9

3.4小结 10

4MATLAB使用方法 11

4.1MATLAB语言及特点 11

4.2M文件介绍 11

4.3MATLAB基本绘图方法 11

5分集接收机的仿真 13

5.1分集接收的“分” 13

5.2CDMA分集接收流程规划 13

5.3MATLAB仿真程序 14

5.3.1分集接收少量数据 14

5.3.2分集接收技术误码率仿真 18

5.4结果分析 21

6结论 24

参考文献

致谢

基于MATLAB分集接收系统仿真

1绪论

1.1课题背景

中国移动通信集团总公司总工程师,李默芳,说:

世界移动通信业务在过去20年间（或者30年间）增长了80多倍，而各种移动通信技术,例如2G，3G，WLAN等又以惊人的速度发展着，日新月异的通信技术不断提高人们的生活质量：

从传统大功率的单独的基站系统到蜂窝移动系统，本地覆盖到区域覆盖的转换，到现在的全国覆盖，进一步并实现了国内甚至国际漫游，从提供话音业务到提供包括低速数据综合业务,典型例子就是视频通信,手机WAP网站，从模拟移动通信系统（AM,模拟电视）到数字移动通信系统（2G，3G，TD-LTE）……正在商业化的3G技术和正在研究的下一代移动通信技术（TD-LTE）正在实现,或者已经实现了5W,即任何人在任何地方任何时间与其他任何人进行任何方式的通信。

在这些很多的不能枚举的更新的技术中，尤以分集技术为代表，它的被发明，使得人们的通信质量，尤其是移动通信质量，比如说GSM，3G得到了一个质的飞跃。

抗衰落是分集技术的主要作用。

在移动通信技术中，有很多需要解决的问题，信道的参数不恒定,就不利于人们对信道进行严格的计算,换一句话说,就是很多不确定因素干扰信宿的接收,其中多径传输是不可避免的且难于解决的问题。

要是想增加传输质量，各种技术措施来消除衰落的不利影响是必须的。

这就是各种抗衰落技术，包括分集、扩频／跳频、均衡、交织和纠错编码等。

另外，信号的传输方式，例如调制方式，编码方式，均衡技术，对信道中的衰落也要有一定的适应能力。

模拟无线系统早就用上了实用的抗衰落技术.

现在的数字通信比模拟通信好很多，所以又开发出更多更好的新技术。

数字通信的发展离不开抗衰落技术。

本设计主要研究分集技术的几种接收方法。

1.2无线通信多址接入技术

目前，数字通信中应用的三种多址方式包括：

FDMA（频分多址），TDMA（时分多址），CDMA（码分多址），因为分集接收技术主要应用在CDMA当中，下面就简单介绍CDMA的概念及其优缺点。

CDMA是在扩频通信技术（原始信号用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制）上发展起来的一种崭新的无线通信技术。

接收端用和发送端一样的伪随机码进行解调。

实际应用中，用WALSH矩阵进行扩频和解扩，在第五章的MATLAB仿真中，我也用的WALSH矩阵。

CDMA的特点如下；

（1）系统容量大；

（3）用户数量没有上限；

（4）频率规划简单；

（5）保密性好；

（6）CDMA系统综合采用了各种分集接收方式；

课题来源生产实习

1.3分集技术的发展

说到抗多径衰落的分集技术，不得不提到RAKE接收机，它是运用分集接收技术最成熟，最广泛的技术，RAKE将三种接收技术都综合运用，是分集接收技术的体现。

抗多径衰落的RAKE接收机的概念是由Prcie和Green在二十世纪五十年代提出来的；

MLSD（基于信道特性的最大似然序列检测器）由Forney在二十世纪三十年代提出的，这个主要针对单用户的最优接收机，不包括现在的多用户常见的协作分集（第三章讲到）。

提到分集接收，就不得不讲讲CDMA（码分多址技术），因为现在的移动通信的分集接收主要应用在CDMA技术当中。

QUALCOMM公司（美国）在80年代研究DS-CDMA技术，并于八十年代末年首次进行了CDMA实验，经过几年的刻苦研究，最终的实验结果说明了DS扩频信号非常适合具有多径效应的信道中出传输，除此之外，RAKE接收机、软切换和功率控制等CDMA关键技术也涉及到。

到后来1996年窄带CDMAIS-95的商用运行也推动了分集接收技术（RAKE接收技术）的长足发展。

现在很多大学也有的很深入的研究分集技术。

例如东南大学，“一种适合于CDMA多径衰落信道的频率自动校正装置”、“RAKE接收机中信道估计平均长度的动态调整及方法”、“CDMA系统低扩频比下的RAKE和SOVA均衡级联接收方法和装置”等11项专利。

甚至我们学校的毕业设计也涉及到分集接收系统。

目前分集接收研究的主要方面包括：

怎样减少RAKE接收机的复杂度；

多用户检测的最优算法；

分集接收技术如何与其他移动通信技术相结合，其中包括：

智能天线技术、多用户检测、MIMO系统。

1.4本文研究内容及章节安排

第1章大体介绍分集作为CDMA的主要技术的作用，简单介绍CDMA特点，分集技术的发展。

第2章介绍了，分集接收系统应用在什么信道中，即随参信道，它有什么特点，对系统有什么不良影响，为什么要用分集接收系统。

第3章主要讲讲本设计的仿真软件，MATLAB，涉及到的的使用方法，包括MATLAB的特点，M文件，主要绘图函数等。

第4章理论讲述分集接收技术分为哪几种，各自的定义，有什么特点，原理是什么。

第5章讲述MATLAB仿真程序，紧接着在第六章给出本设计的总结，概括。

2移动信道简介