码分多址与系统建模仿真Word文档下载推荐.docx

1、3掌握伪随机码的性质，了解整个系统的误比特率与哪些因素有关。二、设计原理为了研究CDMA 通信系统的多址干扰,实验利用Matlab 提供的m语言编写了m文件来建立CDMA 通信系统仿真模型,详细讲述各模块的设计及参数设置,并对仿真结果进行分析。结果表明,多址干扰是CDMA 系统的固有干扰,当同时通信的用户数增多时,多址干扰电平增大,导致系统的误码率也增大。因此,多址干扰是CDMA 通信系统本身存在的自我干扰,它限制了蜂窝系统的通信容量。CDMA多址技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调

2、制并发送出去。接收端由使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。功率控制技术是CDMA系统的核心技术。CDMA功率控制的目的就是克服干扰，使系统既能维护高质量通信，又不对其他用户产生干扰。PN码的选择直接影响到CDMA系统的容量、抗干扰能力、接入和切换速度等性能。CDMA信道的区分是靠PN码来进行的，因而要求PN码自相关性要好，互相关性要弱，实现和编码方案简单等。不同的PN码扩频的信号需要对应的PN码来解扩，正交码型可以应用于多址通信。三、设计步骤1.CDMA系统整体仿真框图如图1：图1 CDMA通信系统的仿真框图1.1 信源

3、 二进制贝努力序列产生器产生一个二进制序列，并且这个二进制序列中的0和1服从贝努力分布，本次使用3个贝努力信号发生器，以子系统形式封装于输入信号中。产生器的产生是由一个随机信号器和一个常数进行判决，输出地二进制再进行抽样整形，从而输出符合参数设置的二进制。1.2 伪随机序列生成器扩频通信系统中，伪随机序列与正交编码是十分重要的技术，本次设计主要对简单的CDMA系统进行仿真，故选用m序列作为扩频序列，且有三个用户。1.3 扩频本次设计采用直接序列扩频方式实现多址接入，在仿真中，将原信号与伪随机序列相乘，从而实现扩频。由于输入信号和m序列都是单极性二进制数，所以在进入乘法器进行扩频前，还要对它们进

4、行单/双变换，变为双极性信号。图2分别给出了原信号波形、扩频序列和扩频后的信号波形。本系统的扩频倍数为10。1.4 编码和调制对于BCH编码，模型采用（7,4）BCH码，要求送入编码器的维数为4的矢量，输出是维数为7的矢量，由图4知，只进行差错控制编码，而未经扩频的信号，在给定的高斯信道传输，随码元传输时间的增加，误码率会比较高。图3 BCH码的误码率曲线1.5 信道信道中的噪声直接影响信号的传输质量。根据信道噪声特点，可将信道划分为加性高斯白噪声信道、二进制对称信道、多径瑞利衰落信道和伦琴衰落信道等，本次设计采用加性高斯白噪声信道。1.6 接收端解扩过程要求使用的伪随机码与发送端扩频用的伪随

5、机码不仅码字相同，而且相位相同。多用户情况下，由于信号相互叠加，所以解扩后信号不再是二进制信号，因为存在多用户干扰，所以在进入接收端进行误码统计之前，必须经过滤波和判决。为减小噪声影响，在解扩后加入低通滤波器，采用直接型传输滤波器。2.仿真系统如下图，本系统主要包括信号源输入、扩频序列发生器、扩频解扩、编码译码、调制解调、信道、接收判决、误码计算等。下程序用于绘制低频滤波器频、相特性曲线：%程序：绘制滤波器幅频相频特性曲线b=0.0004 0.0017 0.0025 0.0017 0.0004;a=1.0000 -3.1811 3.8623 -2.1130 0.44385;Freqz（b,a）

6、2.1各模块参数模块名称：Bernoulli Random Binary Generator位置：Communications BlocksetComm Sources参数名称参数值0出现概率0.5 0.5 0.5初始化种子12345 34567 56789采样时间 9e-7PN Sequence Generator生成多项式1 0 0 1 1初始状态0 0 1 0移动3e-8Gauss Noice GeneratorCommunications BlocksetComm SourcesNoise Generator均值方差0.156789Direct-FormTranspose Filter

7、DSP BlocksetFilteringFilter Designs分子系数0.0004 0.0017 0.0025 0.0017 0.0004分母系数1.0000 -3.1811 3.8623 -2.1130 0.4385初始条件RelaySimulinkDiscontinuities上三个 下三个大于等于时，开关打开0.9 0.9小于等于时，开关关闭0.1 0.1开关打开时输出值1 1开关关闭时输出值-1 -19e-7 3e-80.510.491-19e-72.2 滤波器幅频相频特性曲线四、设计结果分析41单用户在不同信道环境下的仿真由表1可以分析出，在信道传输过程中，信道的噪声对结果影

8、响很大，在噪声功率为100W下，误码率偏高。降低噪声功率后，误码率也明显减小，可见，在单用户下，CDMA系统误码率主要取决于信道噪声。4.2多用户在相同信道下的仿真仿真条件：用户数从1到3，由于本系统采用了递加的方法，所以可以在同一个系统中观察到从1个用户一直到3个用户的三种不同情况下的仿真。由表2，在噪声功率0.01W的信道传输环境下，用户增加时，误码率也随之增加，可知，信号传输过程中，除受到信道噪声影响外，还存在多址接入干扰、单频干扰等。简言之，单用户下可以正确接收数据，多用户时会产生不同情况的误码，多址处理有待加强。五、设计总结扩频通信以其较强的抗干扰、抗衰落、抗多径性能而成为第三代通信

9、的核心技术，本文阐述了扩频通信的理论基础和实现方法，利用MATLAB 提供的可视化工具箱Simulink 建立了扩频通信系统仿真模型，讲述了各模块的设计，并给出了仿真建模中需注意的问题。在给定仿真条件下，运行了仿真系统，验证了所建仿真模型的正确性。通过仿真研究了扩频增益和输出端信噪比的关系，结果表明，在相同误码率下，增大扩频增益，可以提高系统输出端的信噪比，从而提高系统的抗干扰能力。通过MATLAB/Simulink 建立的仿真平台，研究了扩频增益与误码率、信噪比之间的关系，为以扩频通信为基础的卫星信号设计提供依据。基于本次对扩频通信系统的仿真实验，让我更进一步加深理解和掌握通信系统的相关内容

10、，巩固了对MATLAB软件的使用，在实验过程中也遇到过一些问题也得到了解决。更具体的认识到了Simulink的重大功能，Simulink作为MATLB语言上的一个可视化建模仿真平台，它采用方框图的建模方式，更贴近于工程习惯。如系统模块参数的设置问题，滤波器后需要加延时模块的问题等等。通过这次课程设计，从接到课题到最后完成，总体来说，包括选题、资料查找、熟悉编程环境、分析题目、上机调试、书写报告等一系列步骤让我受益匪浅!参考文献1张广森，王虎. CDMA通信系统的MATLAB仿真J 天津通信技术，2002年03期2邵玉斌. MATLAB/SIMULINK通信系统建模与仿真分析M. 北京: 清华大学出版社社, 2008. 3徐名远, 邵玉斌. MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用M. 西安: 西安电子科技大学出版社, 2005.