CDMA中的信道估计设计与仿真课件

1、CDMA中的信道估计设计与仿真CDMACDMA中的信道估计设计与仿真中的信道估计设计与仿真07通信通信1班班 孙毅孙毅指导教师：指导教师： 童峥嵘童峥嵘 教授教授CDMA中的信道估计设计与仿真内容提要1.CDMA研究背景2.CDMA基本理论3.CDMA系统在不同训练序列和干扰下的信道函数4.CDMA通信系统中基于训练序列的时域信道估计仿真 5.总结CDMA中的信道估计设计与仿真CDMA研究背景移动通信系统的发展概况 1.模拟移动通信系统（1G） 2.数字移动通信系统（2G） 3.现代移动通信系统（3G）CDMA中的信道估计设计与仿真CDMA研究背景CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信

2、的需求。第二次世界大战期间因战争的需要而研究开发出CDMA技术，其思想初衷是防止敌方对己方通讯的干扰，在战争期间广泛应用于军事抗干扰通信，后来由美国高通公司更新成为商用蜂窝电信技术。1995年，第一个CDMA商用系统（被称为IS-95）运行之后，CDMA技术理论上的诸多优势在实践中得到了检验，从而在北美、南美和亚洲等地得到了迅速推广和应用。CDMA中的信道估计设计与仿真CDMACDMA系统的特点与优势系统的特点与优势 CDMA中的信道估计设计与仿真CDMACDMA多址技术的优点多址技术的优点 1.系统容量大。 2.系统容量的灵活配置。 3.系统性能质量更佳。 4.频率规划简单。 5.延长手机电

3、池寿命。 6.建网成本下降。CDMA中的信道估计设计与仿真 CDMA CDMA技术基本原理技术基本原理 CDMA系统原理框图 ：CDMA中的信道估计设计与仿真扩频通信的基本概念扩频通信的基本概念 扩频通信确切地说称为扩谱通信更为恰当，因为被扩展的是信号频谱带宽，不过习惯上均称为扩频，它是一类宽带通信系统。它的主要特征是：扩频前的信息码元带宽远小于扩频后的扩频码序列（chip）的带宽。CDMA中的信道估计设计与仿真扩频通信的基本原理由通信原理与信息论中的著名仙农公式:公式中F为限频带宽;T为限时时隙且取T=1;S/N为功率信噪比; C为信道容量。信道容量为 B：信道带宽； S/N：信噪比；C：信

4、道容量lg(1/)CF TS N2log (1/)CBSNCDMA中的信道估计设计与仿真扩频通信的特点 扩频通信系统的优点 A.抗干扰能力强 B.保密性能强 C.低功率谱密度 D.适于变参信道扩频通信系统的缺点 A.占用信道带宽 B.系统实现复杂 C.时变同步困难 D.寻地址码能力小CDMA中的信道估计设计与仿真CDMACDMA码序列码序列 地址码和扩频码 ：特点：1.有足够多的地址码； 2.有尖锐的自相关特性； 3.有处处为零的互相关特性； 4.不同码元数平衡相等； 5.尽可能大的复杂数。PN序列：m序列、Gold序列、GL（Gold-Like）序列、R-S序列、DBCH序列 CDMA中的信

5、道估计设计与仿真卷积编码、块交织卷积编码、块交织 卷积码的发展产生了很多有线和无线通信信道数字传输的实际应用。 交织是排列符号序列的过程。这种为获得时间分集的重排过程称为交织，可以以两种方法考虑：块交织和卷积交织。CDMA中的信道估计设计与仿真CDMACDMA系统的物理层技术系统的物理层技术 1、CDMA2000物理层 2 、WCDMA物理层 3 、TD-SCDMA系统的物理层 CDMA中的信道估计设计与仿真CDMA系统在不同训练序列和干扰下的信道函数信道(information channels)即信号的传输媒质，它是以传输媒质为基础的信号通路，具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供的信号

6、通路。 一类是狭义信道，另一类是广义信道。衰落效应、多径效应与时变效应。 CDMA中的信道估计设计与仿真干扰的分类 对于CDMA系统，干扰可分类为系统内部干扰和系统外部干扰。1.内部干扰:自干扰、同信道干扰、共信道干扰。2.外部干扰： (1)强信号干扰 (2)固定频率的干扰 (3)宽频直放站干扰 (4)杂乱信号干扰CDMA中的信道估计设计与仿真信道估计的概述信道估计系统框图 信源多径信道噪声接收滤波器检测器信道估计器CDMA中的信道估计设计与仿真信道估计的概述 一般信道估计过程 ：信道信道估计模型估计得到的信号误差信号CDMA中的信道估计设计与仿真信道估计算法 一、训练序列信道估计原理；二、频

7、域信道估计方法；三、最小二乘方法 。MMCDMA中的信道估计设计与仿真信道变化引起的误差 为了很好地说明这个问题，除了实际的和最小二乘信道估计算法估计的信道响应外，我们还提及另一种信道响应，这个响应是由每M个训练符号估计的信道响应平均所得。1111( )( )( ) ( )NNHLSnnhx n xnx n y nN1_1111( )( )( )( ) ( )NNk Mk MHaveLSLSnkn kn khhnx n xnx n y nNNCDMA中的信道估计设计与仿真CDMA通信系统中基于训练序列的时域信道估计仿真 分别取滤波长N=20，P=20，信道长Lh=20；信噪比SNR=25时信道

8、均方误差估计值与真实值的关系曲线图 0510152025-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4信 道 曲 线 #1. o:真 实 值 , x: 估 计 值data1data2CDMA中的信道估计设计与仿真CDMA通信系统中基于训练序列的时域信道估计仿真N=10，P=10，Lh=10；信噪比SNR=25时信道均方误差估计值与真实值的关系曲线图 1234567891011-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.3信 道 曲 线 #1. o:真 实 值 , x: 估 计 值data1data2CDMA中的信道估计设计与仿真CDMA通信系统中基于训练序列的时域信道估计仿真

9、N=5，P=5，Lh=5时；信噪比SNR=25时信道均方误差真实值与估计值的关系曲线仿真图 11.522.533.544.555.56-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.6信 道 曲 线 #1. o:真 实 值 , x: 估 计 值data1data2CDMA中的信道估计设计与仿真基于训练序列的最小二乘仿真 选取了5个不同的信噪比点分别是5dB、10dB、15dB、20dB、25dB 51015202510-310-210-1100101信 噪 比 SNR均方误差基 于 训 练 序 列 信 道 估 计 的 MMSE/LS的 MSE性 能 比 较data1data2data3data4CDMA中的信道估计设计与仿真总结新型通信技术就须要更高的技术要求，其中包括： 1.更高的通信速率， 2.更宽的网络频谱， 3.灵活性较强， 4.业务的多样性， 5.高度自组织、自适应的网络等。CDMA中的信道估计设计与仿真总结本文主要进行了以下几个方面的工作