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1、目 录一、设计目的4二、设计内容及要求.4三、开发环境简介4四、设计原理54.1 CDMA通信系统简介.54.1.1 CDMA通信系统概述.54.1.2 CDMA通信系统特点.64.1.3 CDMA通信系统优势.74.2 CDMA技术基础.84.2.1 扩频通信简介84.2.2 扩频通信分类94.2.3 直接序列扩频.94.2.4 Walsh码序列104.2.5 卷积码.114.2.6 交织技术.124.2.7 IS-95技术基础.13五、设计整体思路17六、详细设计186.1 设计仿真中用到的符号及其功能说明.1862 前向导频信道.206.2.1 理论基础.206.2.2 设计仿真.216
2、.3 前向同步信道.246.3.1 理论基础246.3.2 设计仿真256.4 前向寻呼信道.276.4.1 理论基础.276.4.2 设计仿真296.5 前向业务信道.316.5.1 理论基础316.5.2 设计仿真34七、设计仿真总框图及参数设置.367.1 仿真中遇到的符号及其功能说明.367.2 CDMA前向链路基带系统仿真367.2.1 理论基础.367.2.2 设计仿真.377.2.3 RAKE接收机子电路图.40八、实验中遇到的问题及解决方案438.1 关于绘制电路图过程中的错误问题.438.2 关于采样器的采样模式问题.458.3 关于调制问题458.4 关于设计电路图和资料中
3、的原理框图不一致的问题458.5 关于仿真总电路图的码元反向问题46九、课程设计总结及心得.499.1 课程设计总结 .499.2 课程设计心得体会 .50十、参考文献 .51一、设计目的用Systemview通信系统访真软件作为设计工具，完成通信系统的动态设计与仿真，该设计将使学生在综合运用所学知识、解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。1. 了解SystemView的运行环境及应用领域；2. 逐步熟悉各种通信系统的仿真，由简到难；3. 运用所学对几个实际系统的仿真进行分析和比较。二、设计内容及要求设计内容：PSK直序扩频信号数字相关解调方案在SystemView上的仿真。设计要求：
4、1. 理解并掌握PSK直序扩频系统的基本原理及特点；2. 完成PSK直序扩频信号数字相关解调方案在System View上的仿真。三、开发环境简介1. 硬件环境：PC机；软件环境：System View 5.0。2. 软件介绍：（1） SystemView是一个信号级的系统仿真软件，主要用于电路和通信系统的设计、仿真，是一个强有力的动态系统分析工具，能满足从数字信号处理、滤波器设计到复杂的通信系统等不同层的设计、仿真要求。（2） SystemView借助大家熟悉的Windows窗口环境，以模块化合交互式的界面，为用户提供了一个嵌入式的分析引擎。（3） 使用SystemView时，用户只关心项目
5、的设计思想和过程，用鼠标点击图标即可完成复杂通信系统的设计、仿真、测试，而不用花费太多的精力去通过编程来建立通信仿真模型。3. System View 的特点：（1） 能仿真大量的应用系统（2） 快速方便的动态系统设计与仿真（3） 在报告中快速方便的加入SystemView的结论（4） 提供基于组织图结构的设计（5） 多速率系统和并行系统的设计、（6） 完备的滤波器和线性系统设计（7） 先进的信号分析和数据块处理（8） 可扩展性（9） 完善的自我诊断能力四、设计原理4.1 PSK直序扩频信号数字相关解调方案通信系统简介4.1.1 CDMA通信系统概述：CDMA通信系统采用先进的扩频技术，实现了
6、码分多址的应用系统。当前商用CDMA系统空中接口标准为IS-95，提供1.23MHz的无线载频间隔；为防止干扰，不同的用户分配不同的无线信道（频率）或同一信道内的不同码；相同的无线信道能在相邻小区或扇面使用；每扇面的话务容量为软容量，不受频率或收发信机数量的严格限制。CDMA系统中通过在给定时间内传送不同的码来区分不同的基站，即基站传送不同时间偏移的同一伪随机码。为了确保时间偏移的正确性，CDMA基站必须对公共时间参考点保持同步。CDMA系统借助全球定位系统（GPS）提供精确同步，在当前的技术手段下，GPS是保证其达到预期频谱效率的最后的同步手段。 CDMA是一种扩频技术，它将包含有用信息的信
7、号扩展成较大的宽带，通过接收端的解调压缩来获取极大的信号增益和较高的信噪比。 CDMA系统能够使移动台同时与两个或多个基站通信以实现小区间无缝切换，话音信道为先接后断，大大减少了掉话率。只有Lucent真正做到交换机之间，交换机之内所有基站实现全程软切换。 CDMA保持设定的话音质量，误帧率，同时获得最大频谱效率手段。设定和控制反向Eb/No以控制误帧数量；尽量减低手机发射功率（反向）；尽量减低基站发射功率（前向）；提供方法使运营者可以平衡系统容量与话音质量的需要。 CDMA追求更高的频谱效率和更好的通信质量，是推动一切无线蜂窝技术前进的根本之内在驱动力，从FDMA到TDMA，再到CDMA，直
8、至要实现的第三代系统宽带CDMA。4.1.2 CDMA通信系统特点：（1）采用了多种分集方式。除了传统的空间分集外。由于是宽带传输起到了频率分集的作用，同时在基站和移动台采用了RAKE接收机技术，相当于时间分集的作用。 （2）采用了话音激活技术和扇区化技术。因为CDMA系统的容量直接与所受的干扰有关，采用话音激活和扇区化技术可以减少干扰，可以使整个系统的容量增大。 （3）采用了移动台辅助的软切换。通过它可以实现无缝切换，保证了通话的连续性，减少了掉话的可能性。处于切换区域的移动台通过分集接收多个基站的信号，可以减低自身的发射功率，从而减少了对周围基站的干扰，这样有利于提高反向联路的容量和覆盖范
9、围。 （4）采用了功率控制技术，这样降低了平准发射功率。 （5）具有软容量特性。可以在话务量高峰期通过提高误帧率来增加可以用的信道数。当相邻小区的负荷一轻一重时，负荷重的小区可以通过减少导频的发射功率，使本小区的边缘用户由于导频强度的不足而切换到相临小区，分担了话务量负担。（6）兼容性好。由于CDMA的带宽很大，功率分布在广阔的频谱上，功率话密度低，对窄带模拟系统的干扰小，因此两者可以共存。即兼容性好。 （7）CDMA的频率利用率高，不需频率规划。 （8）CDMA高效率的OCELP话音编码。话音编码技术是数字通信中的一个重要课题。OCELP是利用码表矢量量化差值的信号，并根据语音激活的程度产生
10、一个输出速率可变的信号。这种编码方式被认为是目前效率最高的编码技术，在保证有较好话音质量的前提下，大大提高了系统的容量。这种声码器具有8kbits和13kbits两种速率的序列。8kbits序列从1.2kbits到9.6kbits可变，13kbits序列则从1.8kbts到14.4kbts可变。最近，又有一种8kbits EVRC型编码器问世，也具有8kbits声码器容量大的特点，话音质量也有了明显的提高。4.1.3 CDMA通信系统优势：系统容量大理论上，在使用相同频率资源的情况下，CDMA移动网比模拟网容量大20倍，实际使用中比模拟网大10倍，比GSM要大4-5倍。 系统容量的配置灵活在C
11、DMA系统中，用户数的增加相当于背景噪声的增加，造成话音质量的下降。但对用户数并无限制，操作者可在容量和话音质量之间折衷考虑。另外，多小区之间可根据话务量和干扰情况自动均衡。 这一特点与CDMA的机理有关。CDMA是一个自扰系统，所有移动用户都占用相同带宽和频率，打个比方，将带宽想像成一个大房子，所有的人将进入惟一的大房子。如果他们使用完全不同的语言，他们就可以清楚地听到同伴的声音而只受到一些来自别人谈话的干扰。在这里，屋里的空气可以被想像成宽带的载波，而不同的语言即被当作编码，我们可以不断地增加用户直到整个背景噪音限制住了我们。如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通话的同时，我们就可以容纳更多的用户。 通话质量更佳TDMA的信道结构最多只能支持4Kb的语音编码器，它不能支持8Kb以上的语音编码器。而CDMA的结构可以支持13kb的语音编码器。因此可以提供更好的通话质量。CDMA系统的声码器可以动态地调整数据传输速率，并根据适当的门限值选择不同的电平级发射。同时门限值根据背景噪声的改变而变，这样即使在背景噪声较大的情况下，也可以得到较好的通话质量。另外，T
