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1、 本科毕业设计论文题 目 CDMA通信原理及系统仿真 _ 专业名称 通信工程 学生姓名 王丰雷 指导教师 王鲁杰 毕业时间 2012年7月 西北工业大学明德学院本科毕业设计论文目 录摘 要IABSTRACTII第一章 绪 论11.1移动通信系统的发展概况11.1.1 模拟移动通信系统（1G）11.1.2 数字移动通信系统（2G）21.1.3 现代移动通信系统（3G）21.2 CDMA技术国内外发展状况21.3 CDMA系统的特点与优势31.3.1 移动通信系统的多址方式31.3.2 CDMA多址技术的优点41.4 本文的主要内容安排5第二章 基本理论分析72.1 CDMA技术基础72.1.1
2、CDMA技术基本原理72.1.2 扩频通信系统72.1.3 CDMA码序列102.1.4 卷积编码、块交织102.2 CDMA系统的物理层技术142.2.1 CDMA2000物理层142.2.2 WCDMA物理层162.2.3 TD-SCDMA系统的物理层172.3 本章小结17第三章 CDMA在不同训练序列下的调制解调过程193.1 调制解调的概念193.2 CDMA信道调制223.2.1 反向信道调制223.2.2 前向信道的调制233.2.3 CDMA系统干扰分析243.3本章小结26第四章 CDMA通信系统中基于SIMULINK的系统仿真274.1 SIMULINK简介274.1.1
3、典型的模型结构284.1.2Simulink仿真过程284.2 QPSK调制解调系统仿真图如下294.3 本章小结33第五章 总结34参考文献35致 谢36毕业论文总结37附 录39摘 要 CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需要传送的具有一定带宽的信息数据，用一个带宽远大于信息带宽的高速伪随机码进行调制，再经载波调制发送出去。接受端使用完全相同的伪随机码与接受的带宽信号作相关处理，即解扩，以实现信息通信。 利用MATLAB仿真软件对CDMA通信中调制系统进行仿真，得到基带信号源与通过CDMA调制系统的接收信号的频谱图。仿真结果表明，在噪声的背景下，在接收端能够完整地恢复出输入信号。证明了C
4、DMA通信系统仿真模型的正确性。本文对CDMA系统原理部分进行研究，主要包括系统理论模型，对部分计算模型进行仿真。关键词：CDMA，通信原理，系统仿真，matlabIABSTRACT CDMA technology is based on the principle of spread spectrum technology, will need to transfer information and data with a certain bandwidth, the bandwidth is much larger than the information with a high-spee
5、d bandwidth, modulated pseudo-random code, and then sent by the carrier modulation. MATLAB simulation software for the use modulation of CDMA communication system simulation, the base-band signal sources and the adoption of modulation of CDMA communication system to receive the frequency diagram. Si
6、mulation results show that in the absence of background noise, at thereceiving end be able to restore the integrity of the input signal. CDMA communication system proves the correctness of simulation model.In this paper, CDMA communication systems principle part of the research, including systems th
7、eory model, it is estimated part of mathematic model simulation.KEY WORDS：CDMA，conmmunication principle，system simulation，matlabII第一章 绪 论1.1 移动通信系统的发展概况 随着信息的高速发展，人类社会进入了一个前所未有的信息量急剧增长的信息时代。计算机、互联网、各种通信技术迅速兴起，给人类的物质和精神生活带来了翻天覆地的变化。与之对应，人们对通信业务有了更高层次和更高质量的要求，这对通信业务的容量产生了巨大的冲击，同时对通信网传递信息的能力提出了更高的要求。移动
8、通信出现于20世纪初，但真正发展却开始于20世纪40年代中期。从那时起，移动通信的发展大体可分为三代，即模拟移动通信系统、数字移动通信系统和现代移动通信系统。移动通信技术以其巨大的宽带潜力和无与伦比的传输性能在通信领域，在长距离大容量通信中占据着不可替代的位置。更大系统容量、更好的通信质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括语音、数据及多媒体等在内的多种业务技术仍然是移动通信技术发展的主要方向。1.1.1 模拟移动通信系统（1G）从1946年美国使用150MHz单工无线电话开始到20世纪90年代初，主要发展了第一代移动通信系统。这种移动通信系统发送的信号都是模拟的，所以被称
9、为模拟移动通信系统。由于大规模集成电路及微处理器的大量应用，模拟移动通信系统呈现出应用范围形式丰富的多样化局面。以AMPS和TACS为代表的移动通信系统是模拟移动通信系统。模拟移动通信系统虽然获得了很大成功，但也暴露出很多不足，如系统容量不能满足日益增长的用户需求、频谱利用率低、业务种类受限制、安全保密性能差及设备价格高等，解决这些问题的根本办法是采用新一代数字蜂窝移动通信系统。1.1.2 数字移动通信系统（2G） 早在20世纪70年代末，一些发达国家就已开始研制数字移动通信系统。从20世纪80年代中期开始，数字移动通信得到了发展和应用。数字移动通信系统由于采用了多种数字技术，使得系统具有频谱
10、利用率高、系统容量大、可提供多种形式的服务、与ISDN兼容性强等优点。数字移动通信系统由于采用了多种数字技术，使得这种系统具有频谱利用率高、系统容量大、可提供多种形式的服务、与ISDN兼容性强等优点。由于数字移动通信系统具有容量大、保密性强、移动台体积小、能提供国际漫游等特点，世界各国都给予了足够的重视和资金投入。1.1.3 现代移动通信系统（3G） 3G系统与2G系统有根本的不同，3G系统采用CDMA技术和分组交换技术，而2G系统通常采用的是TDMA技术和电路交换技术。与前两代系统相比，3G系统的主要特征是可提供丰富多彩的移动多媒体业务，其设计目标是提供比第二代系统更大的系统容量、更好的通信
11、质量，而且要能在全球范围内更好地实现无缝漫游及为用户提供包括语音、数据及多媒体等在内的多种业务。目前，国际电联接受的3G无线接口标准主要有以下三种：WCDMA、CDMA2000与TD-SCDMA。CDMA是Code-Division Multiple Access（码分多址）的缩写，是第三代移动通信系统的技术基础。CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。1.2 CDMA技术国内外发展状况CDMA技术的出现源自于人类对更高质量无线通信的需求。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
12、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技术的标准化经历了几个阶段。IS-95是CDMA ONE系列标准中最先发布的标准，真正在全球得到广泛应用的第一个CDMA标准是IS-95A，这一标准支持8K编码话音服务。其后又分别出版了13K话音编码器的TSB74标准，支持1.9GHz的CDMA PCS系统的STD-008标准，其中13K编码话音服务质量已非常接近有线电话的
13、话音质量。随着移动通信对数据业务需求的增加，1998年2月，美国高通公司宣布将IS-95B标准用于CDMA基础平台上。IS-95B可提供CDMA系统性能，并增加用户移动通信设备的数据流量，提供对64Kb/s数据业务的支持。CDMA是移动通信技术的发展方向。在2G阶段，CDMA增强型IS-95A与GSM在技术体制上属于同一时代产品，提供大致相同的业务。但CDMA技术有其独到之处，在通话质量好、掉话少、低辐射、健康环保等方面具有显著特色。在2.5G阶段，CDMA2000 1X RTT与GPRS在技术上已有明显不同，在传输速率上CDMA2000 1X RTT高于GPRS，在新业务承载上CDMA200
14、0 1X RTT比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新业务。 为了能够在未来的全球化标准的竞赛中处于领先位置，各个国家、地区、标准化组织及公司纷纷提出了自己的技术标准。在所有提案中以欧洲的W-CDMA技术和美国的CDMA2000技术最为看好，同时，中国的TD-SCDMA技术由于其本身的技术先进性得到了中国政府、运营商和产业界的支持，也很受瞩目。我国提出的TD-SCDMA建议标准与欧洲、日本提出的W-CDMA和美国提出的CDMA2000标准一起被列入该建议，成为世界三大主流标准之一。1.3 CDMA系统的特点与优势1.3.1 移动通信系统的多址方式在无线通信环境的电波覆盖区内，如何建立用户之间的无线信道的连接，是多址接入方式的问题。因为无线通信具有大面积无线电波覆盖和广播信道的特点，网内一个用户发射的信号其他用户均可接受，所以网内用户如何能从播发的信号中识别出发送给本用户地址的信号就成为建立连接的首要问题。多址接入方式的数学基础是信号的正交分割原理。无线电信号可以表达为时间、频率和码型的函数，即可写作 (1-1)其中， 是码型函数， 为时间和频
