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1、毕业设计（论文）附录 题 目：基于Matlab的DS-CDMA系统仿真与分析 学 院： 专 业： 学生姓名： 班级/学号 指导老师/督导老师： 起止时间： 至 目录附件1：开题报告共4 页附件2：外文翻译译文共6 页附件3：外文翻译原文共7 页附件4：程序代码共4 页附件一基于Matlab的DS-CDMA系统仿真与分析开题报告 班级（学号）： 姓名：指导教师 ：一、综述 扩频技术，是将原信号频谱扩展到宽带中进行传输的一种技术，由于其本身具有优良的性能而得到广泛应用，其中最主要的两个应用领域是军事抗干扰通信和移动通信系统。扩频通信分为直接序列扩频(DS)；跳频扩频(FH)；跳时扩频(TH)；宽带
2、线性调频(Chirp)和混合方式，而直扩系统则是民用的移动通信系统中应用最多的扩频方式1。DS-CDMA技术就是用具有噪声特性的载波以及比简单点到多点通信所需带宽宽得多的频带去传输相同的数据。CDMA系统的优点有：1抗干扰性能好；由于CDMA经过扩频处理，故抗干扰性能好，可和同频带的窄带共存，而不影响其正常工作。2抗多径衰落能力强；多径衰落是影响移动通信质量的一个突出问题，通常必须采取空间分集、自适应均衡等技术加以克服，还有较大衰落余量。CDMA系统可以利用多径信号提供路径分集，这样不但缓和瑞利衰落，而且还缓和了因物理遮挡所造成的慢衰落，从而大大提高通信质量。3系统容量增大；CDMA精确的功率
3、控制和软切换技术大大降低了干扰信号的强度和所需的信噪比要求，而且有效地采用诸如话音激活或可变速率话音编码、分集接收、功率控制。4通信质量好；CDMA系统采用直接序列扩频技术，综合应用时间分集、频率分集、空间分集、路径分集等多种分集技术克服多径效应，可以获得很强的抗干扰能力，加上它在越区切换时采用先建立后中断的软切换技术，保证了CDMA的通信质量3。北美以CDMA技术为基础的第二代通信系统取得了巨大成功，而在目前所有的第三代移动通信系统标准中都采用了宽带CDMA技术。因此CDMA技术成为目前扩频通信技术中研究最多的对象。本课题运用MATLAB对DS-CDMA系统进行仿真，建立系统仿真模型，能够直
4、接、形象的描绘DS-CDMA的工作原理和过程并进行分析，这对进一步研究DS-CDMA技术及其相关理论具有非常重要的意义。二、研究内容1. 直接序列扩频技术的原理。扩频通信，即扩展频谱通信，是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列（一般是伪随机码）来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据7。直接序列扩展频谱系统，是用待传输的信息信号与高速率的伪随机码波形相乘后，去直接控制射频信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。其原理如下图1所示。图1 直接序列扩频原理图C
5、DMA是在扩频通信技术上发展起来的一种成熟的无线通信技术。CDMA技术的原理是将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行处理，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端在解调后，使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，将原信息数据的窄带信号从宽带信号中分离出来，即解扩，以实现信息通信。系统中的用户和基站用不同的码来区分，可以共用同一个频段。因此，CDMA是一种具有高保密性、高频谱利用率和高抗干扰能力的通信技术6。2. RAKE接收机技术。RAKE接收技术是第三代CDMA移动通信系统中的一项重要技术。在CDMA移动通信系统中，由于信
6、号带宽较宽，存在着复杂的多径无线电信号，通信受到多径衰落的影响。DS-CDMA系统使用特有的RAKE接收机技术，可以在不增加设备增益的情况下克服多径衰落对通信带来的影响，提高系统性能。我们知道，对于传统的调制技术需要用均衡算法来消除相邻符号间的码间干扰，而CDMA技术在选择扩频码时就要求它有很好的自相关特性。这样，在无线信道中出现时延扩展时，就可以被看作只是被传信号的再次传送。因此，可以采用RAKE接收技术。RAKE接收技术实际上是一种多径分集接收技术，可以在时间上分辨出细微的多径信号，对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号4。RAKE 接收机的优点在于可以有效降低误码
7、率，克服多径效应，这是一种有效的多径分集方式。本课题通过理论研究，搭建DS-CDMA通信系统模型、采用RAKE接收技术，并进行仿真分析，研究系统抵抗多径衰落影响的能力。三、实现方法及预期目标DS-CDMA系统模型如图2所示。包括发射机和接收机两个部分，发射机完成信源编码、信道编码、扩频调制、载波调制、两路信号的码分多址接入、功放发射等。接收机完成地址码同步、解扩、载波同步提取、位同步提取、相干解调、译码和信号恢复。图2 DS-CDMA系统模型DS-CDMA系统仿真框图如图3所示。图3 DS-CDMA通信系统仿真框图信源是数字信号，是由二进制贝努利序列产生器产生一个二进制序列，并且这个二进制序列
8、中的0和1服从贝努利分布。伪随机序列与正交编码主要包括m序列，Gold序列，Walsh码序列等。在仿真中，将原信号与伪随机序列相乘，从而实现直接序列扩频。在接收端多用户情况下，由于信号互相叠加，所以解扩后的信号不再是二进制信号，因为存在多用户干扰，所以在进入接收端进行误码统计之前，必须经过滤波和判决。仿真模型采用BCH码，要求送入编码器的是维数为4的矢量，编码器的输出是维数为7的矢量。信道的干扰和噪声直接影响着信号的传输质量，因此在仿真中，要选择合适的移动通信信道模型。预期目标:利用Matlab平台编写程序，成功搭建DS-CDMA通信系统模型并得到各个模块输入、输出信号波形，以及不同参数下的系
9、统性能分析。四、对进度的具体安排 2015.12-2016.1：对毕设内容进行广泛调研和学习，明确毕设研究课题的意义和现状，基本确定课题的研究方法。在此基础上，完成开题报告。 2016.1-2016.3：熟悉通信原理和通信系统中的关键技术；熟练掌握DS-CDMA的原理、特点、实现方法，理解其应用场合。学习熟练使用Matlab语言编写程序。 2016.3-2016.4：根据前期调研和学习，搭建DS-CDMA通信系统，给出系统方框图和详细说明，分析该系统的可行性。在此基础上，编写Matlab程序进行软件仿真。 2016.4-2016.5：完成DS-CDMA系统的软件仿真，详细记录仿真结果，并进行分
10、析。2016.5-2016.6：撰写论文，准备答辩；根据答辩反馈问题，修改论文。五、参考文献 1南利平,李学华等.通信原理简明教程M.第三版.北京:清华大学出版社,2014:102-104.2周炯槃,庞沁华等.通信原理M.第四版.北京:北京邮电大学出版社,2015.3张培珍,张剑兰.基于MATLAB的CDMA通信系统仿真J.广东海洋大学学,2008,28(4):86-90.4刘涛.第三代移动通信中RAKE接收技术研究D.西安:西安电子科技大学,2006.5李伟,张真,吕路静.基于Matlab的CDMA RAKE接收机性能仿真J.现代电子技术,2015(5):80-82.6施小茜,齐华,冀乐,等
11、.基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真J.科技广场，2009(9):74-76.7白木,周洁.扩频通信的原理、工作方式、特点和应用J.电力系统通信, 2002,23(4):36-39.8张德丰.MATLAB通信工程仿真M.北京:机械工业出版社,2010.指导教师：（签署意见并签字） 年 月 日 督导教师：（签署意见并签字） 年 月 日 领导小组审查意见： 审查人签字： 年 月 日附件二外文翻译译文WCDMA 导论引言 本章介绍WCDMA 空中接口的基本原理，并且特别关注那些与GSM 和IS-95 不同的特性。3.2 节介绍WCDMA 物理层的主要参数。3.3 节介绍扩频和解扩的概念，随后
12、在3.4 节中介绍多径无线信道和Rake 接收机。其他一些WCDMA 空中接口的关键组成部分功率控制、软切换和更软切换也将在本章中介绍。3.5 节阐述了功率控制的必要性及实现，3.6 节介绍软切换和更软切换。3.2 WCDMA 主要参数概括在本节中，我们将介绍WCDMA 的主要系统参数，并对其中的大多数参数做出简要解释。表3-1 概括了有关WCDMA 空中接口的主要参数。在此我们主要突出一些表征WCDMA 特点的参数。表3-1 WCDMA 的主要参数多址接入方式 DS-CDMA双工方式 频分双工/时分双工基站同步 异步方式码片速率 3.84Mchip/s帧长 10ms业务复用 有不同服务质量要
13、求的业务复用到一个连接中多速率概念 可变的扩频因子和多码检测 使用导频符号或公共导频进行相关检测,多用户检测，智能天线 标准支持，应用时可选 WCDMA 是一个宽带直扩码分多址（DS-CDMA）系统，即通过用户数据与由 CDMA 扩频码得来的伪随机比特（称为码片）相乘，从而把用户信息比特扩展到宽的带宽上 去。为支持很高的比特速率（最高可达2Mbit/s），采用了可变扩频因子和多码连接。图3-1 表示了这样安排的例子。 使用 3.84Mchip/s 的码片速率需要大约5MHz 的载波带宽。带宽约为1MHz 的DSCDMA系统，例IS-95，通常称为窄带CDMA 系统。WCDMA 所固有的较宽的载波带宽使 其能支持高的用户数据速率，并且也具有某些性能方面的优势，例如增强的多径分集能力。 网络运营商可以依据其运营牌照，以等级式的小区分层的形式，使用多个这样的5MHz 载频 来增加容量。图3-1 也表示了这一特点。实际的载频间隔要根据载频间
