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1、-摘要CDMA(Code Division Multiple Access)是在扩频通信的基础上发展起来的。所谓扩频，是将原信号频谱扩展到宽带中进行传输的一种技术。它主要利用相互正交(或尽可能正交)的不同随机码区分用户，实现多用户同时使用同一频率接入系统和网络。经过几种网络的实现和发展，CDMA已经逐渐成熟起来。本课题利用MATLAB对DS-CDMA系统进行仿真。在研究DS-CDMA系统理论的基础上，利用SIMULINK对其进行仿真，根据系统功能和指标要求，通过波形、频谱图、相位等结果，对系统进行了性能分析，并作了进一步改进与调试。仿真结果证明了整个设计系统的正确性。由频谱特性可以看出，信源信
2、号的频谱被大大展宽，验证了扩频的实现；由误码率分析表明，系统对加性高斯噪声等具有一定的抗干扰能力等。可以看出，MATLAB在系统动态仿真中具有较大优越性和重要作用。关键词：直扩系统；CDMA；MATLAB；simulink仿真目录前 言1第1章 绪论21.1 课题研究的背景21.2 课题研究的目的及意义21.3 本文的主要研究容2第2章 Matlab和Simulink的相关介绍32.1 Matlab介绍32.1.1Matlab的功能及特点32.1.2 MATLAB应用42.2 Simulink简介52.2.1 Simulink的特点52.2.2 Simulink的功能5第3章 高斯白噪声63.
3、1高斯白噪声的基本概念63.2高斯白噪声的数学模型63.3高斯白噪声产生6第4章 CDMA系统理论84.1 CDMA概述84.2 PN码的生成104.3扩频与调制124.4信道12第5章 DS-CDMA系统的MATLAB仿真与调试135.1 通信工具箱135.2 通信仿真135.3 DS-CDMA系统各模块设计135.4 DS-CDMA系统仿真框架175.5 SIMULINK仿真结果及分析18结论25致26参考文献27附录A CDMA系统仿真图28. z.-前言随着社会、经济的发展，移动通信得到越来越广泛的应用，移动通信技术的发展日新月异。码分复用(CDM)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一
4、种复用方式，在多址蜂窝系统中采用码分复用的多址方式就称为码分多址（CDMA）。码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可重叠。即每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的。因此，通信各方之间不会相互干扰，且抗干拢能力强，可提高通信的质量和数据传输的可靠性并增大通信系统的容量。 随着社会节奏的加快，产品的更新速度也越来越快，引入仿真软件进行仿真已经是必不可少。仿真既可利用仿真软件，也可通过高级语言编程实现。利用软件包，建模十分方便，可大大节省编程时间，甚
5、至可省去编程过程。其中，MATLAB是最具影响力、最有活力的软件之一，在科学运算、自动控制、通信仿真等领域有着广泛的应用。目前已有一些研究可以作为参考，但大多数都是针对系统中的*一模块进行仿真8。本文用MATLAB对DS-CDMA系统进行仿真6，建立了系统仿真模型，能够方便、形象的描绘DS-CDMA的工作原理和过程；通过结果分析了各个模块的特性，并指出仿真建模中要注意的问题。结果证明了通信理论和整个系统设计的正确性，对进一步研究相关理论有着积极的作用和意义，能够在模拟系统的过程中找出缺点和不足，并加以研究纠正，以便更好的应用到实际当中。第1章 绪论1.1 课题研究的背景目前，CDMA技术正逐渐
6、向新一代的通信标准3G过渡，这是技术发展、用户需求、市场竞争等各方面因素造成的。对CDMA的研究具有一定的价值。随着社会节奏的加快，产品的更新速度越来越快，而且实际的通信系统功能结构相当复杂，因此，在对原有的通信系统做出改进或建立一个新系统之前，通常需要对这个系统进行建模和仿真，通过仿真结果衡量方案的可行性，从中选择最合理的系统配置和参数设置，然后再应用于实际系统中。而MATLAB是最具影响力、最有活力的软件之一，在科学运算、自动控制、通信仿真等领域有广泛应用。利用MATLAB实现DS-CDMA系统的仿真，设计系统的主要模块和参数，是目前研究的热点之一，同时它也代表了以后CDMA设计的发展方向
7、。本课题正是基于以上现状提出的。1.2 课题研究的目的及意义码分复用(CDM)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，在多址蜂窝系统中采用码分复用的多址方式就称为码分多址（CDMA）。码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。CDMA系统的地址码相互具有准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可重叠。即每一个用户有自己的地址码，这个地址码用于区别每一个用户，地址码彼此之间是互相独立的。因此，通信各方之间不会相互干扰，且抗干拢能力强，可提高通信的质量和数据传输的可靠性并增大通信系统的容量。1.3 本文主要研究的容本课题主要是对DS-CDMA系统理论的研究
8、和基于MATLAB的仿真设计，包括：1、首先对CDMA系统原理进行了研究，了解了系统的工作过程，为系统的设计奠定基础；2、对CDMA的关键技术及性能特点进行详细的分析和讨论；3、在上述研究工作的基础上，提出DS-CDMA的总体设计方案，包括从信源到信宿的各模块设计，并详细地分析了整个系统的工作原理。4、运用MATLAB动态SIMULINK模块进行仿真设计，通过仿真结果来验证和分析DS-CDMA系统中各模块的误码率性能等。 第2章 Matlab和Simulink的相关介绍2.1 Matlab介绍 Matlab是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计
9、算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。Matlab集成环境下的Simulink:MATLAB是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件，它的交互式集成界面能够帮助用户快速地完成数值分析、矩阵运算、数字信号处理、仿真建模、系统控制和优化等功能。MATLAB语言采用与数字表达相同的形式，不需要传统的程序设计语言，由于MA
10、TLAB的这些特性，它已成为科研工作和工程仿真中的高效助手。2.1.1Matlab的功能及特点Matlab可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。（1）简单易用 Matlab是一个高级的矩阵/阵列语言，它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步，也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序（M文件）后再一起运行。新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C+语言基础上的，因此语法特征与C+语言极为相似，而
11、且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。使之更利于非计算机专业的科技人员使用。而且这种语言可移植性好、可拓展性极强，这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。（2）强处理能力 MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。其拥有600多个工程中要用到的数学运算函数，可以方便的实现用户所需的各种计算功能。函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果，而且经过了各种优化和容错处理。在通常情况下，可以用它来代替底层编程语言，如C和C+ 。在计算要求相同的情况下，使用MATLAB的编程工作量会大大减少。MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵，
12、特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。（3） 图形处理 MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能，以将向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。可用于科学计算和工程绘图。新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维
13、曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。（4）程序接口 新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C+数学库和图形库，将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C+代码。允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C+语言
14、程序。另外，MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。工具箱是MATLAB函数的子程序库，每一个工具箱都是为*一类学科专业和应用而定制的，主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。 （5）应用软件开发在开发环境中，使用户更方便地控制多个文件和图形窗口；在编程方面支持了函数嵌套，有条件中断等；在图形化方面，有了更强大的图形标注和处理功能，包括对性对起连接注释等；在输入输出方面，可以直接向E*cel和HDF5进行连接。2.1.2 MAT
15、LAB应用（1）MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作 数值分析、数值和符号计算、工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理技术、数字信号处理技术（2）MATLAB在通讯系统设计与仿真的应用 通讯系统设计与仿真、财务与金融工程、管理与调度优化计算（运筹学）。MATLAB 的应用围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB 环境，以解决这些应用领域特定类型的问题。（3）常用工具箱 MATLAB包括拥有数百个部函数的主包和三十几种工具包。工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包。功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真，文字处理及实时控制等功能。学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理工具包，通信工具包等都属于此类。 开放性使MATLAB广受用户欢迎。除部函数外，所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件，用户通过对源程序的修
