码分多址与系统建模仿真

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1、郑州航空工业管理学院《电子信息系统仿真》课程设计2008届电子信息工程专业0813081班级题目码分多址系统建模与仿真姓名王振华学号101308324指导教师王娜职称助教二О一2年12月13日一、设计目的1．熟悉CDMA通信系统的构架,加深理解和掌握通信系统的相关内容。2．学习MATLAB软件，学会利用MATLAB平台的SIMULINK可视化仿真功能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

2、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

3、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1CDMA通信系统的仿真框图1.1信源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

4、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

5、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3BCH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

6、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Ⅱ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=[0.00040.00170.00250.00170.0004];a=[1.0000-3.18113.8623-2.11300.44385];Freqz(b,a)2.1各模块参数模块名称：BernoulliRandomBinaryGenerator位置：CommunicationsBlockset

7、CommSources参数名称参数值0出现概率0.50.50.5初始化种子123453456756789采样时间9e-7模块名称：PNSequenceGenerator位置：CommunicationsBlocksetCommSources参数名称参数值生成多项式[10011]初始状态[0010]移动0采样时间3e-8模块名称：GaussNoiceGenerator位置：CommunicationsBlocksetCommSourcesNoiseGenerator参数名称参数值均值0方差0.1初始化种子56789采样时间3e-8模