基于MATLAB的CDMA通信系统的仿真

1、基于matlab的cdma通信系统的仿真摘 要：利用matlab平台的simulink可视化仿真功能，结合 cdma的实际通信情况，对cdma通信系统的实现完整以及发送 到接收的端到端的cdma无通信系统的建模、仿真和分析。本 次介绍了 cdma的主耍环节，包括扩频技术、信道等参数设置。关键字:码分多址;扩频;matlab； simulink1 cdma技术基础1. 1扩频定义：扩频技术就是将信息的频谱展宽后进行传输的技术。理论基础：在白噪声干扰的条件下，信道容量c = b log2 (1 + s / n )香农公式b-信道带宽s 信号平均功率n 噪声平均功率结论：在信道容量c不变的情况f,信

2、道带宽b与信噪比s/n完全可以互 相交换，即可以通过增大传输系统的带宽可以在较低信噪比的条件下获得比 较满意的传输质量。s cf>信号、fof 月永冲干扰曰嗓r扩频后的信号频语s cf>j*号b干扰oftrn. fof解扩频削的信号频语s cf>舌扰嗓声ffof阖广频启的信号频语图1扩频过程扩频通信系统的主要特点：(1)隐蔽性和保密性；(2)抗干扰和抗多径衰落能力强；(3)实现多 址技术、增加容量、提高频率复用率；(4)占用频带较宽，系统复杂性增 加。1.2 cdma仿真系统模型建立高斯白 噪声图2本次仿真cdma系统组成框图2 mat i ab的cdma通信系统的仿真2.1

3、直接扩频的码分多址通信系统的仿真模型图3直接扩频的码分多址通信系统的仿真模型图5第一路发生器产生的仿真波形bernoulli binarybernoulli binary genratcx-2.2仿真系统的各部分分析2. 2.1伯努利二进制随机信号发生器三个bernoulli random binary generator （伯努利二进制随机信号发生器）表示三个不同的通信用户发射各白的通信信息（基帯信号），码元宽度为6x10-6 so（1）第一路伯努利二进制随机信号发生器图4二进制伯努利序列产生器表2第一路二进制伯努利序列产生器参数设置参数名称参数值模块类型bernoulli binary g

4、eneratorprobabi1i ty of a zero0. 5initial seed12345sample time3*2e-7frame-base outputsuncheckedinterlpret vector parameter as 1-duncheckedbernoulli binarybernoulli binary generm toed（2）第二路伯努利二进制随机信号发生器图9第三路发生器产生的仿真波形bernoulli binarybernoulli binary generator图6二进制伯努利序列产生器图7第二路发生器产生的仿真波形表3第二路二进制伯努利序列产

5、生器参数设置参数名称参数值模块类型bernoulli binary generatorprobabi1ity of a zero0. 5initial seed54321sample time3*2e-7frame-base outputsuncheckedinterlpret vector parameter as 1-dunchecked（3）第三路伯努利二进制随机信号发生器图8二进制伯努利序列产生器参数名称参数值模块类型bernoulli binary generatorprobability of a zero0.5initial seed13542sample time3*2e-7f

6、rame-base outputsuncheckedinterpret vector parameter as 1-dunchecked2.2.2直接扩频pn sequence generator交码纽。它产生的是m序列,pn sequencegeneratorpn sequenoegenerator图11 pn伪随机序列产生器输出波形（伪随机序列产生器）产生川于直接扩频的正 m序列的码纽有很好的止交性。图10 pn伪随机序列产生器表5 pn sequence generator参数设置豔数名称豔数值generator polynomiak生成多項式）110 0 1initial state（

7、初始状态）co i o oshiftcor mask）（移动）0sample timc（采样时2c-7本系统中的m序列周期是15,码元宽度为2x10-7 s,基带信号码元 宽度是m序列码元宽度的30倍， 正好是两个m序列的周期。延迟4个5 序列）码元及延迟7个5序列）码元的两个码组与原始的码组构成三个正交 的码组。它们分别对三个用户的信号进行直接扩频。扩频的操作是将转换为二进制双极性信号的基带信号和用于扩频的码 组盲接相乘c上三个下三个switch on point（大于等干吋开关打开）0.90.9switch off point（小干等于时开关关和0.1 0.1output when on（

8、开关打开时li岀值）1 1output whenofkjf关关用粕出值）-1 -1sample time（采样时何）2e-7图12中继器2.2.3信号与高斯白噪声的叠加扩频后的信号在sum （相加器）中与gauss noise generator （高斯噪 声发生器）产生的高斯白噪声混合，这表现了码分多址通信的特点：在同 时间、同一频段利用止交的码组承载不同通信用八的信息传输。表7 gauss no i se generator高斯噪声发生器参数设置套数名称mcnn< 均 tfl >0vnriancc<方魁01initial seed（切始化种子1234ssample tim

9、cc采样时间2c 72.2.4接收端在接收端，所有的接收机接收到混合了所有用八通信信息与噪声的 信号。应用了两个模块将特定用户的信息解调出来：一是使用与发射端相 同的码组來进行解扩。因为码组有很强的自相关性和很弱的互相关性， 只是将受到相同码组扩频的信号捉取出來。解扩的操作与扩频的操作类似, 将二进制双极性信号形式的基带信号和用于解扩的码组冇接和乘。二是解 扩后的信号通过一个低通滤波器，使得解扩出来的信号更为干净。三个误 码表的接收延迟时间均设定为1,分别记录了经扩频、混合、解扩以后 的各路信息的失真情况。本试验系统对以用作检验各种止交码组的止交性。（1）离散滤波器numfz) dmnz) d

10、iscrete filterl图13离散滤波器图14离散滤波器输出波形表8离散滤波器参数设置參数名称参数值numeratorc分子系数0. 0004 0. 0017 0. 0025 0. 0017 0. 0004dcnominator（分母系数）l 0000 -3 1811 3. 8623 -2. 1130 0. 4385（2）relay （中继器）表9三个接在低通滤波器后的relay （中继器）参数设置卷数名称参数值switch on point（大于等于时开关打开0.51switch off point（小于等于时.开关关闭0.49out put when on开关打开时输出(ft)1ou

11、tput when off（开关关闭时输岀值）1sample time（采样时间6e 6（3）接在低通滤波器后的relay （中继器）输出波形第一路图15第一路输岀波形第二路图16第二路输出波形第三路图17第三路输出波形2. 2. 5误码表三个误码表的接收延迟时间均设定为1 ,分別记录了经扩频、混合、解扩以后的各路信息的失真情况。displayldisplay2图18误码表显示4结束语通过用matlab对cdma系统的仿真调试、结果分析，让我熟悉了 cdma的工作原理，加深了对调制方式的认识，并深刻的了解实际pn码扩 频的产生和应用。通过仿真结杲中的波形、频谱图等直观的方式，有助于实 现对cdma系统规律的把握研究。本次论文设计，遇到了诸多不懂和设计难题，感到了自己所学的东西完 全不够用，然而自己在实际运川屮和所学理论有所差距，参考了许多的书藉 和网上资料，但本课题対专业知识以及知识的综合运用能力的需求较高，书 籍和网上的资料扔有许多不同。希望自己在以后的学习中，加强对专业知识 的学