CDMA系统上行链路接入链路设计与仿真Word下载.docx

CDMA系统上行链路接入链路设计与仿真Word下载.docx

《CDMA系统上行链路接入链路设计与仿真Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CDMA系统上行链路接入链路设计与仿真Word下载.docx（31页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

本文首先介绍了通信系统仿真的开发背景及其优缺点；

然后给出了CDMA系统的关键技术、通信原理、信道结构及其上行链路相关知识；

最后在给出CDMA上行链路系统模型的基础上，基于

MATLAB/Simulink工具箱对各功能模块进行建模与仿真研究，利用广泛应用的仿真工具MATLAB，对CDMA系统上行链路业务信道的工作过程进行仿真设计，并通过仿真结果分析了系统的误码率和信噪比之间的关系。

关键词：

CDMA，上行链路业务信道，仿真，IS-95标准，

MATLAB

-I-

Abstract

Withthedevelopmentofmoderncommunications,peopleexchangeofinformationatanytime,anyplaceandanyobjectsbecomethegoalofmoderncommunicationundoubtedly,pushthemobilecommunicationtechnologydevelopedquicklyandmoremature.CDMA（CodeDivisionMultipleAccess）technologyisthemainstreamcommunicationstechnologynowadaysinthisfield.ThemosttypicalistheIS-95CDMAcellularmobilecommunicationsystems.Atthesametime,asthemajortechnologyofsecondgenerationofCDMAcellularmobilecommunicationsystemhasbecomethekeythird-generationmobilecommunications.

Thispaperwilldescribesthedevelopmentbackgroundofcommunicationsystemsimulationtechnology,anddiscussitsadvantagesanddisadvantagesfirstly.Second,listtheknowledgeofkeytechnologiesofCDMAsystemuplink,communicationtheory,andchannelstructure.Finally,basedCDMAuplinksystemmodelandtheMATLAB/Simulinktoolboxtomodelandresearchthevariousfunctionalmodules.Usingthecommonsimulationtool-MATLAB,simulatetheworkprocessofCDMAsystemuplinktrafficchannel,andusetheresultsofSimulationtoanalyzetherelationshipbetweenSNR（SignaltoNoiseRatio）withBER（BitErrorRate）.

Keywords:

CDMA，UplinkTrafficChannel，simulation，StandardIS-95，MATLAB

目录

摘要 I

Abstract I

目录 II

前言 1

1CDMA系统原理及其仿真相关技术简介 3

1.1CDMA系统概述 3

1.2CDMA的关键技术 3

1.2.1功率控制技术 3

1.2.2软切换技术 4

1.2.3分集与Rake接收技术 4

1.2.4软件无线电技术 6

1.2.5多用户检测技术 7

1.3CDMA系统的通信原理 8

1.4CDMA信道结构 9

1.4.1CDMA前向链路信道 9

1.4.2反向链路信道 10

1.5IS-95上行链路业务信道 10

2MATLAB对系统上行链路的方针 12

2.1设计流程与方法 12

2.2重点模块设计 13

2.2.1信源信号 13

2.2.2卷积编码与译码 14

2.2.3符号重复 14

2.2.4块交织 15

2.2.564阶正交调制器 16

2.2.6数据突发随即发生器 18

2.2.7PN码发生器 20

2.2.8信道 20

2.2.9接调解扩模块 21

3仿真结果与分析 23

结论 24

致谢 25

参考文献 26

前言

通信系统的计算机仿真，顾名思义，是涉及通信技术与计算机技术的一个学科。

现代通信技术发展迅猛，新技术新标准不断涌现，在提高人们生活质量和生产效率的同时，也给广大的通信领域的技术人员增加了更高难度，提出了更高要求。

特别是对于无线移动通信，系统复杂，环境恶劣，用传统的方法来设计和分析是很困难的。

幸运的是，现代计算机技术的发展有过之而无不及，计算与信息处理能力极大提高，这就给用计算机软件仿真通信系统提供了可能。

通信系统的计算机仿真，就是利用计算机对实际电子通信系统的物理模型或数学模型进行试验，通过这样的模型试验来对一个实际系统的性能和工作状态进行分析和研究。

当在实际电子通信系统中进行试验研究比较困难或者根本无法实现时，仿真技术就成为必然的选择。

ITU（国际电信联盟）第三代通信系统的标准规定：

技术文本与仿真结果必须同时提交，并且鼓励对其他公司提交的方案进行仿真验证。

现代通信系统通常是复杂的大规模系统，在噪声和各种随机因素的影响下，很难通过解析方法求得系统的数学描述，即使有一些相对简单的问题，能够写出数学表达式来，但往往难以使用解析法得到解答。

应用MATLAB等的计算机仿真可以绕过困难的甚至是不可能的数学解析求解，能较轻易地获得问题的解。

具有经济、安全、可靠、编程简易以及试验周期短等特点，在工程领域得到越来越广泛的应用。

计算机仿真技术在实际应用中当然也存在一些问题。

比如对实际系统建模的原理和方法不正确，建模过程中忽略了部分次要因素，仿真试验时间太短，运行次数太少，随机变量的概率分布的类型或参数选取不当，输出结果的统计误差和编码、算法对仿真结果影响等。

本文旨在通过IS-95上行链路业务信道这样一个具体系统的仿真设计，探讨通信系统仿真的基本方法。

具体介绍IS-95系统上行链路业务信道关键模块的原理,重点阐述了用MATLAB对IS-95上行链路业务信道的设计过程、设计思想和实现方法。

仿真一方面用来验证理论的正确性和在实际环境中的适用性，另一方面用于验证仿真模型自身

的有效性和正确性。

1CDMA系统原理及其仿真相关技术简介

1.1CDMA系统概述

随着现代通信的发展,在任一时间、任一地点能与任一对象进行各种信息交流已成为现代通信理所当然的目标，促使移动通信技术发展异常迅速并日渐成熟。

20世纪80年代末90年代初Qualcomm公司开发出CDMA系统,由于该系统能有效的降低人为干扰、窄带干扰、多径干扰的影响，采用语音激活技术、各种分集技术、各小区间均使用同一频率无需频率管理和指配、实现软切换，大大增加了系统容量以及系统抗干扰能力，满足了日益激增的对移动通信非话业务的需求。

最典型的是IS-95CDMA蜂窝移动通信系统。

该系统是1993年7月美国TIA/EIA通过的基于CDMA的双模式移动通信系统标准，其信道位于800MHz的AMPS系统的频带内。

1.2CDMA的关键技术

1.2.1功率控制技术

在CDMA系统中，由于所有用户均使用相同频段的无线信道和相同的时隙，用户间仅靠地址扩频码的不同，即靠它们之间的相关性加以区分。

若用户的互相关不为零，则用户间就存在着干扰，我们称这种干扰为多址干扰。

同时由于CDMA为一干扰受限系统，即干扰的大小直接影响系统容量，因此有效地克制和抑制多址干扰就成为CDMA系统中最主要、最关键的问题。

除了多址干扰本身直接的影响以外，在上行链路中，如果保持小区内所有移动台的发射功率相同，由于小区内移动台用户的随机移动，使得移动台与基站间距离是不同的，离基站近的移动台的信号强，离基站远的移动台信号弱，将会产生以强压弱的现象，而设备的非线性就更会加速这一现象的产生，这就是所谓的“远近效应”。

在下行链路中，当移动台位于相邻小区的交界处时，收到所属基站的有用信号

功率很低，同时还会受到相邻小区基站较强的干扰，这就是所谓的

“角效应”。

除此之外，电波传播中由于大型建筑物的阻挡，形成

“阴影”效应产生了慢衰落。

这些现象将会导致系统容量下降和通信服务范围缩小等。

解决这些问题的一个最有效的方法是采用功率控制技术。

因此可以认为，功率控制技术是CDMA走向实用化的一项核心技术。

反响功率控制就是使所有的用户到达基站接收端的功率大致相等。

1.2.2软切换技术

软切换是当移动台从一个蜂窝移动到另一个蜂窝时不中断呼叫，移动台可以同时与多个基站连接。

更软切换是一种蜂窝内的切换，发生在两扇区或三个扇区之间。

这种类型的切换只发生在蜂窝内，而不涉及移动交换中心。

CDMA移动通信系统使用软切换和更软切换，

FDMA和TDMA移动通信系统使用硬切换。

软切换的优点如下：

（1）在有功率控制的CDMA系统中需要使用软切换，因为使用功率控制的系统希望在工作时动态地调整发射功率。

功率控制与软切换紧密相关。

一个原因是IS-95 CDMA标准同时使用功率控制和软切换作为降低干扰的机制。

功率控制是IS-95用于对抗远近问题的主要工具。

功率控制要正确地工作的原因是用户希望在所有的时间与它接收到最强信号的基站相连接，否则，可能会发生正的功率控制反馈环路，使系统出现问题。

软切换可以保证用户确实在所有的时间与它接收到最强信号的基站相连接（它也可能同时连接到其它基站）。

（2）软切换减少/消除了硬切换中普遍存在的“乒乓”效应。

（3）改善通话质量。

1.2.3分集与Rake接收技术

分集技术是研究如何充分利用传输中的多径信号能量，以改善传输的可靠性。

他也是一项研究利用信号的基本参量在时域、频域和空域中，如何分散开又如何收集起来的技术。

它是一项主要的抗衰落技术，可以大大提高多径衰落信道下的传输可靠性。

为了在接收端得到几乎相互独立的不同路径，可以通过空域、频域和时域的不同角度、不同的方法与措施来加以实现。

因此CDMA系

统的分集主要有三种：

时间