基于matlab的码分多址系统仿真

淮南师范学院电气信息工程学院2010届电子信息工程专业课程设计报告

课程设计报告

题 目： 基于Matlab的

CDMA多址技术的仿真

学生姓名：

学生学号： 1008030130

系 别： 电气信息工程学院 届 别： 10级 指导教师：

电气信息工程学院制

2013年5月

专 业： 电子信息工程

基于Matlab的CDMA多址技术的仿真

学生： 指导教师：

电气信息工程学院 电子信息工程专业

1课程设计的任务与要求

淮南师范学院电气信息工程学院2010届电子信息工程专业课程设计报告

1.1 课程设计的任务

基于MATLAB6.5仿真工具箱SIMULINK，根据m序列扩频原理及通信系统框图建立码分多址通信系统仿真模型，并对各子模块进行介绍。对信道信噪比进行不同设置，得到码分多址仿真系统误码率与信道信噪比之间的关系图，并分析多址干扰独立加入AWGN噪声时对误码率的影响。 1.2 课程设计的要求

码分多址通信系统的仿真模型码分多址，包括源信号的生成、卷积编码、信道调制、扩频调制、多址干扰、加性高斯白噪声信道、解扩、解调、译码、错误率统计等模块。用matlab中的SIMULINK模块画出所需的模块，正确设置参数，记录仿真的结果。

1.3 课程设计的研究基础

1.3.1扩展频谱通信原理

扩频的定义为：用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身带宽的一种传输方式，频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现，与所传信息数据无关，在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。根据香农定理即C Wlog2 1 SN ，可得对于给定的信息传输速率，可以用不同的带宽和信噪比的组合来传输，即信噪比和信道带宽可以互换。扩频通信系统正是基于此理论，将信道带宽扩展许多倍以换取信噪比上的好处，增强系统的抗干扰能力。

一个典型的扩频通信系统框图[2]如图1.1所示。

图1.1 典型的扩频通信系统模型

[10]

扩频通信中，信源编码可减小信息的冗余度，提高信道的传

输

效率。信道编码增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力提高信道传输质量。调制使经信道编码后的符号能在适当的频段传输。扩频和解扩是为了提高系统的抗干扰能力而进行的信号频谱展宽和还原。

码分多址系统应用扩频通信原理[8]。在发送端，将要传输的信息通过与伪随机码序列进行调制，使其频谱展宽，即“扩频”；在接收端，用与发送端相同的

码序列进行“反扩展”，将宽带信号恢复成窄带信号，即“解扩”。窄带干扰信号由于与伪随机序列不相关，在接收端被扩展，从而使进入信号频带内的干扰信号功率大大降低，增加解调器输入端的信噪比。

1.3.2 M序列

M序列是由n级线性移位寄存器产生的周期为2n 1的码序列，是最长线性反馈移位寄存器序列的简称。周期为2r 1的m序列可以提供2r 1个扩频地址码。它可扩展频谱、区分通过多址接入方式使用同一传输频带的不同用户的信号。

M序列的特性:

（1）扩频特性：具有很强的二值自相关性和很弱的互相关性。

（2）移位特性：m码序列和其移位后的序列模2相加，所得的序列还是m序列，只是相位不同。

（3）均衡性：m码序列一个周期内，“1”和“0”的码元基本相等，保证了在扩频系统中，用m码序列作平衡调制实现扩展频谱时有较高的载波抑制度。 若一个n次多项式f x 满足下列条件：

（1）f x 为不可约的；

（2）f x 可整除xm 1，m 2n 1； （3）f x 除不尽xq 1，q<m

应用伪随机序列产生器产生四级m序列的方法是：

图1.2 产生m序列的仿真模型

1.3.3 Gold码序列

对周期和速率均相同的m序列优选对模2加后得到Gold序列[3]，有较优良的自相关和互相关特性，在各种卫星系统中获得了广泛的应用。其自相关性不如m序列，互相关性比m序列要好。满足下列条件的两个m序列可构成优选对：

n 1 2

Rxy

n 22

1 2

n为奇数

n为偶数且不能被4整除

1.3.4 CDMA扩频码：PN序列的扩频原理

在CDMA中，不同的用户在相同的时间用相同的频带，有一系列正交的波形、序列或码字来相互分离开。当时间离散时，它们的内积为零，则两个实数值的波形x和y是正交的，即：

I

Rxy 0 xy

T

xy

i

i 1

i

其中：yT y1达方式。

y2 yI ，T表示向量的转置，它是一个序列数值的另一种表

为了将正交码用于CDMA多址接入方案中，需要三个条件： （1）正交码的每个码元的数值必须为1或-1。 （2）所给出的正交码具有伪随机特性。

（3）每个码自己的内积被码元的数量相除必须为1。

一套有七个码字的三级PN码序列能够通过连续的滑动而产生，将每一个0都变为-1可以得到：

p0 t 1p1 t 1p2 t 1p3 t 1p4 t 1p5 t 1p6 t 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

可以验证上述这些PN码都满足CDMA多址接入所要求的条件，即生成多项式系数相同而相位不同的PN码是相互正交的。同理四级m序列能通过连续的滑动，将每一个0都变为-1可以得到15个正交码序列。

使用PN序列进行扩展：用以下实例来说明PN码序列被用做扩展码的原理，并为第五章CDMA系统仿真模型的建立提供理论基础。

假设有相同的三个用户希望发送三条单独的信息。这些信息是：

m1=（+1 -1 +1） m2=（+1 +1 -1 ） m3=（-1 +1 +1）

[6]

这三个用户被分别配制了一个PN码：

p0=（+1 -1 +1 +1 +1 -1 -1）

-1 -1 +1 -1 +1 +1）

p6=（-1 +1 +1 +1 -1 -1 +1）

将第0号PN码配置给了第一条信息，将第3号PN码配置给了第二条信息，将第6号PN码配置给了第三条信息。每一条信息由配置的PN码序列扩频。且

p3=（+1

PN码序列的码片速率是信息比特速率的七倍，即它对处理增益的贡献为7。对于第一条信息：

m1 t 1 m1 t p0 t

1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

m1 t p0 t

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

其中，m1 t p0 t 是第一条信息的扩展信号。类似地，对于第二条信息为：

m2 t 1 m2 t p3 t

1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

m2 t p3 t

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

对于第三条信息为：

m3 t 1 m3 t p6 t

1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1

m3 t p6 t

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1

将所有的这三个扩频信号m1 t p0 t 、m2 t p3 t 、m3 t p6 t 进行叠加得到合成信号C t …… 此处隐藏：2854字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……