CDMA在移动通信系统中的应用研究与仿真 .doc

摘 要人们口头常说的移动通讯在一定程度上可以归结为固定点到移动用户间或者双向移动用户所进行的一系列通讯形式。在此过程当中主要凭借卫星通讯、蜂窝、团队无线电以及集体等层面的系统形式，在相对较为复杂甚至存在扰动的外部环境当中实现的信息传播、通信。CDMA技术又称码分多址技术，该技术已成为全球无线接入技术之一，是当前无线通信，特别是移动通信的主要技术，它不仅具备相对较高的高频利用率，在抵抗扰动方面也呈现出相对较强的态势。所谓的技术可有效凭借扩频技术进行一系列带宽信息的传输工作，相应的带宽在一定程度上要比所谓的信息带所需宽高出多个数量级，正因如此，可以通过其伪随机码完成相应的调制，紧接着再依据载波调制完成相关信息发送。在接收端必须保持所用的伪随机码相对一致，才能对相应接收的带宽信号完成切实有效的处理，这也就是所谓的解扩，从而得以实现通讯。基于对完成虚拟通讯仿真工作，在此过程中可以得到相应的基带信号源以及完成调制后的相关频谱图。根据相应的仿真结果可以得知，即使存在相对较大的噪音干扰，相应的输入信号也能彻底在接收端完成全面再现。本文研究了CDMA系统的主要原理部分，包括系统理论模型，并仿真了一些计算模型。关键词：码分多址技术，直接序列扩频，m序列伪随机码ABSTRACTThe mobile communication that people often say verbally can be attributed to a certain degree of communication form from fixed point to mobile user or two-way mobile user. In this process, information dissemination and communication are realized in a relatively complex and even disturbed external environment mainly by means of system forms such as satellite communication, cellular, team radio, and collective.CDMA technology, also known as code division multiple access technology, has become one of the global wireless access technologies, and is the main technology of current wireless communication, especially mobile communication. It not only has relatively high frequency utilization, but also resists disturbance. The aspect also shows a relatively strong situation. The so-called technology can effectively transmit a series of bandwidth information by means of spread spectrum technology. The corresponding bandwidth is to some extent higher than the so-called information bandwidth, which is why it can be completed by its pseudo-random code. Modulation, followed by transmission of related information according to carrier modulation. At the receiving end, the pseudo-random code used must be kept relatively consistent, so that the corresponding received bandwidth signal can be effectively processed, which is called despreading, thereby realizing communication.Based on the completion of the virtual communication simulation work, the corresponding baseband signal source and the associated spectrum after the modulation are obtained. According to the corresponding simulation results, even if there is relatively large noise interference, the corresponding input signal can completely reproduce completely at the receiving end. This paper studies the main principles of the CDMA system, including the system theory model, and simulates some computational models.KEY WORDS: CDMA technology,spread spectrum,pseudo-random code目录第1章 前言31.1选题意义背景31.2 移动通信系统功能概述4第2章 码分多址技术52.1 码分多址技术与多址通信系统52.2 CDMA技术基本原理62.3 CDMA系统的主要优点7第3章 扩频通信与直序扩频103.1 扩频通信与直序扩频概念103.2 扩频与直序扩频的基本原理113.3 扩频码的调制与解调143.4 直序扩频系统的主要优点15第4章 CDMA在移动通信系统中的应用仿真184.1 MATLAB与m语言简介184.2 CDMA在移动通信系统应用仿真设计194.3 CDMA移动通信系统仿真结果及分析20第5章 全文总结26参考文献27致 谢28毕业设计小结29附 录30第一章 前言1.1选题意义背景人们口头常说的移动通讯在一定程度上可以归结为固定点到移动用户间或者双向移动用户所进行的一系列通讯形式。在此过程当中主要凭借卫星通讯、蜂窝、团队无线电以及集体等层面的系统形式，在相对较为复杂甚至存在扰动的外部环境当中实现的信息传播、通信。在通讯科技发展势头突飞猛进的条件下，通讯的形式已经从模拟形式逐步转变为数字层面，并且不断向更为高端的方向发起探索。移动通讯系统的相关研究已经成为通信的当今世界通信领域上最热的话题之一。CDMA技术又称码分多址技术，该技术成为当今世界无线接入技术之一，在移动无线通讯方面可以说是重中之重，技术在一定程度上表现出相对较为优秀的抵抗扰动的能力、在抗多径衰落方面也很出色以及强大的多址接入能力的特点。凭借相对较为精确的功率控制不仅可以使扰动信号的强度有所下降，在一定程度上还能达到相应的信噪比需求，可以将相应的系统容量进一步扩大。技术拥有相对较为广阔的发展前景。凭借进行相应的仿真对进行切实有效的分析，对移动通信系统的发展做出贡献，为广大用户带来更优质的服务。1.2 移动通信系统功能概述所谓的通信可以归结为人与自然或者人听见相应的媒体，在一定程度上进行切实有效的交换与传输。所谓的移动通信具体要求相应的一方必须是在相对运动过程当中，也就是相对运动的与相对静止的，或者双方都存在相对运动之间所实现的通信。其相应的发展形势可以归结为：模拟、移动以及现代化的移动通信形式。1、 模拟形式的移动通信模拟形式的移动通信也就是所谓的第1代，其可称之为，无论是在发送还是接收方面都凭借模拟信号的形式，其相应的特性呈现出：频谱利用方面相对较为低下，容量相对较小，安全层面也不够完善而且存在各种各样的局限性。2、 数字形式的移动通信数字形式的移动通信也就是所谓的第2代，其可称之为，在一定程度上可以解决信号传输的相关不足，但大部分基于传统的语音和低速，数据服务无法满足未来速度以及容量方面的一系列需求。其呈现出的相应特性在频谱利用方面有效改善、相应的容量也有所扩大、服务的形式相对较多、与方面存在的一定兼容性，全球对此都作出了相应的支持，确保其稳态有效发展。3、现代化形式的移动通信现代化形式的移动通信也就是所谓的第3代，其可称之为，不仅搭载了技术还引入了相应的分组交换，及各种形式的业务得到了有效的丰富，在相应的容量以及通信质量方面得到了进一步完善，在世界范围内有效解决了无缝漫游的形式。除此之外还搭载了数字图像技术，与前两代产品相比存在一定的差异，具体可以归结为相应的传输速度有所提升，以及相应的用户有所增多。在此过程中可以对音频，视频以及图像进行切实有效的处理，无论是在天涯海角都能实现相对较为流畅的通信。第四代具备比第三代标准更高的功能，并且可以访问因特网上不同固定、无线平台和跨越宽带（包括卫星通信），并且能够提供全面的定位，数据采集，远程控制等综合性特点。3G的几个主要优点如下：（1）扩大了通信容量与覆盖范围第三代移动通信系统具更宽的CDMA信道带宽，小区中拥有更多的载波频率，从而提供一个更大的小区容量。较大的宽带可以提高频率分集的效果，减少衰减的程度，并为用户提供更好的服务；带宽方面相对较大可以确保精确性，可有效将压到最低。除此之外，还引入了一系列相对较为新颖的技术，（譬如联合检测方面），在解调方面相应的增益相对较高，覆盖范围相对较广，相应的容量也相对较大以及和更好的用户通信质量的特点。（2）数据速率高速可变第三代移动通信系统的无线接口具有不尽相同的传输速率：相对运动速率较高的环境，最高可达；在室内的话，最高可达；户外低速，最高可达。不仅能够满足通话的需求还能满足各种形式的多媒体功能。（3）兼备高速电路交换以及分组业务服务虽然在的带宽相对较窄以及当中进行运行，之前在一定程度上能够单独进行电路交换以及分组业务，但是二者不能同时进行，自从引入层面的高层协议以后，在兼容性方面得到切实有效的解决。在中断过程当中可以实现多样化的业务同时进行，在局域网当中可以实现语音的各项收发。第二章 关于码分多址技术2.1 码分多址技术以及相应的多址通信所谓的码分多址技术，也就是常说的技术，可以将其归结为数字通信分支其是建立在扩频通信基础上兴起的。若干用户共用一个公共形式的信道从而达到相互通讯的形式就是所谓的多址通讯，在一定程度上也可以归结为多元连接以及任意选址通讯。在此过程中兼容一对多的联接形式；多址通讯过程当中的各种区域的设备实际上构成了一个通信网，其中信号发射的频率、时间、空间可重叠，即所谓的多址通信。的独特之处在于为任意用户都划分相应的地址码，相互之间还存在一定的正交性，无论是在频率方面还是在时间以及空间层面都允许进行一定的信号叠加，可以将相应的频率资源发挥得淋漓尽致，提高了频谱的利用率。通过施加直接序列扩频系统很容易得到上述多址通信系统。2.2 CDMA技术基本原理CDMA通信系统的主要功能是对信息进行扩频以及相应的解扩：发射端实行扩频调制，相应信号所占据的带宽要比信息所需带宽高出一定的数量级；在接收端必须保持所用的伪随机码相对一致，才能对相应接收的带宽信号完成切实有效的处理。完成扩频以及解扩以后相应的误差基本可以忽略，但在传输过程中有效地提高了频谱利用率，传输速率更快。CDMA通信系统原理框图如2-1所示图2-1所谓的技术可有效凭借扩频技术进行一系列带宽信息的传输工作，相应的带宽在一定程度上要比所谓的信息带所需宽高出多个数量级，正因如此，可以通过其伪随机码完成相应的调制，紧接着再依据载波调制完成相关信息发送。在接收端必须保持所用的伪随机码相对一致，才能对相应接收的带宽信号完成切实有效的处理，这也就是所谓的解扩，从而得以实现通讯。在伪随机序列当中，序列不仅是最基本的也是重中之重。通常在时间层面，常常被用来代替相应的地址码，基于相位的差异去对形形色色的用户加以区分。当前在当中应用较广。在当中可以归结为两个序列的应用，其相应长度分别为以及，相应的功效存在一定的差异。在前向通道当中，较长的序列常常被当做相应的扰频信道，较短的序列相应的功效通常来讲是正交调制信道。各个基站都需引入相位差在个码片以上的序列进行切实有效的调制，可供使用的相位一般可以达到个。在反向信道当中，较长的序列常常被当做相应的直接扩展，任意一个用户都有与之相对应的序列，基于进行切实有效的相位求解，并且进行随机安排，避免重复，几乎全部都呈现出正交状态。较短的序列相应的功效通常来讲是反向正交调制信道，值得注意的是，所有相位保持一致的序列都会去运用到相应的移动站当中，在此过程中相应的相位偏差呈现出状态。2.3 CDMA系统存在的优势是基于码分多址以及扩频技术进行有效实施的，因此可供选取的信号处理方式相对较为丰富。其主要的优势可以归结为：1、容量大根据相关理论求解以及实验验证得知，当中的信道容量可以达到模拟信道的倍左右，也几乎是的倍左右。之所以拥有如此强大的容量其根本原由可以归咎于相应的频率复用系数相对较大。与蜂窝容量有关的各项参数为：语音负载周期、处理增益、天线扇区个数以及相应的复用效率。倘若不对相应的蜂窝特性加以考虑，仅仅局限于扩频通信视角，相应的信号接收载干比可以简化表示如下： （2-1）式中： 倘若个用户共用一个信道，不难得出结论，任意一个用户的信号都会被其余的信号造成一定的扰动。在此过程当中进行理想化假设被相应接收器所接收的信号强度与其余的扰动强度保持一致，那么相应的载波干扰比可以表示为： (2-2) （2-3）若N>>1，于是 (2-4)结果表明，误比特率是恒定的条件下，较小的归一化的信号噪声比会导致一定的用户呈现出同时容纳的状态。需要注意的是，所进行的假设是被相应接收器所接收的信号强度与其余的扰动强度保持一致。对于单个小区，进行正向传递当中，只要不存在功率控制即可得到满足；相反，必须确保相应的控制在理想功率下进行才能得到满足。2、采用多种分集技术所谓的分级技术在一定程度上能够进行同时系统接收，可以对两个及以上相应的输入信号进行切实有效的利用，与此同时不受相关衰落的影响。在系统内部可以将这类信号进行有效拆分，再把它们加在一起，即可实现对相关衰落的补偿。移动通信所采用的信道，可以归结为多径衰落形势，在此过程中可以基于若干个路径进行切实有效传播，譬如反、散以及直射的形式，然后到达接收端，相应的相位、延迟在各个路径当中呈现出动态变化的趋势，在此过程中相应的接收信号呈现出跌宕起伏的现象，倘若叠加以后的幅度呈现出瑞利分布，即可称之为瑞利衰落。所采取的接受分级，可以切实有效解决多径衰落问题。在一定程度上可以保持相应的接收机拥有相对多元化的一致信息，不仅能够保持相对独立理性的接收，还能做出相对较为合理的判断。基于其本身具有时间、空间以及频率的可选，这种方法可以将其进行切实有效的分割开来。基于相应衰落频率的选取，相邻的频率间隔在一定程度上要比相应的带宽大，这就造成呈现出不相关的形式。当前市面上的带宽通常在千赫兹左右，相应的郊区，有可能达到千赫兹。码分多址单位带宽可以达到兆赫兹，可以说在任何地方都满足大于相关带宽的需求指标，故其本质就是频率分集。关于慢衰弱的相关影响，可以基于空间集散进行，确保几个相对独立的天线在不同的位置进行相关信号发送与接收，基于相互之间的衰落独立性进行切实有效的减弱。在此过程中由于相应的环境有所差异，相应的衰落程度也不尽相同。所谓的时间分级可以通过终端基站，以及相应的移动接收器来实现。针对于信道带宽为兆赫兹的码分多址系统。当不同路径信号延时差值在微秒左右时，倘若相关的路径差距实现千米以上的时候，即可做到不产生任何混淆现象。系统与相应的多径接收设备有所差异，在基站内部存在个数字解调器，任意解调器又可归结为一个解调以及两个搜索单元。这种反向形式的业务，可以同时针对于个多径信号进行切实有效的解除，进行相关向量合并处理，从而实现数码判决。倘若相应的移动台在三方转切换当中，存在个终端基站共同解调反向业务频道时，如果同时解除12个解调器相同的反向频道，就不能在TDMA上实现。通过这种方法，切实有效利用频率、时间以及空间分集，从而有效避免相关衰落的影响，得到相应品质相对较高的通讯性能。3、发射功率低众所周知，当中有效引入了软切换。反向功率控制以及相关语音活性化等形式的技术，在一定程度上对相应的发射功率进行了一定的限制，确保其呈现出相对较小的辐射。4、覆盖范围广基于链路预算表，可以归结出以下因素影响：分集以及软切换增益等，在一定程度上与其自身始终脱离不了干系，在此过程当中需要去考虑自干扰对其造成的影响，除此之外还要注意相应的最高发射功率低于，从整体视角出发相应的链路预算所允许的路径损耗最大值要高于，即保证发射功率以及相应的 天线高度相对一致的条件下，在一定程度上能够呈现出相对较大的覆盖范围，无形之中就可以有效降低基站数量；再有就是其所需的发射功率相对较为低下。5、 软切换软切换的具体功效在于当相应的移动需要进行一定的切换时，首先便于新的基站建立相应的通讯联系，在进行原原基站的联系相应的切断。在此过程中需要注意的是，必须确保相应的信道频率保持一致，这就导致模拟性质以及TDMA在一定程度上，没有这项功能。可以确保避免掉线以及相应的可靠性切实有效。与此同时还能提供出一定的分集，在实际运行过程当中，相邻小区都处于同一频带当中，相互之间可以进行实时通讯。在反向信道当中，两基站可以同时接收源自移动台的相应信号，并以帧为出发点进行有效译码，并有效传输到移动交换中心。在依据CRC校验来判断相应数据的好坏程度。倘若其中只有一帧呈现出好的形式，相应的声码器就对这一帧进行相应的声码变换，倘若两帧都相对较好，便会去任选一帧执行相应的声码变换，倘若两帧都不够良好，相应的就会将其全部抛弃。在一定程度上可以确保基站所接收的信号，达到相对最佳的效果。在前向信道当中，仅仅将其中一个移动台说发射的信号进行切实有效分集接收，在软切换当中，引入了相应的空间分集可以将边缘性质的通信质量有效提升，从而还能提高相应的容量。基于反向链路视角出发，相应的移动台可以根据当前的形势，进行发射功率的有效调整，不仅在一定程度上可以降低相应的干扰，还能保证其相应的容量有效提升。第三章 扩频通信与直序扩频3.1 扩频通信与直序扩频概念所谓的扩频通信就是对相应的信息数据进行频谱扩展。其相应的特性可以归结如下：相应的信号所占据的频带宽度，在一定程度上要高于所传信息最小带宽一定的数量级，其具体是基于一个相对独立的码序再凭借相应的调制来实现的，在此过程中与相应的所传数据不存在任何的关联。倘若需要扩展相应信息数据的频谱，相应需要引入的伪随机码必须具备，相对较为均匀以及较宽的特性，这也就是所谓的扩频序列。在户相关方面以及自相关方面都呈现出相对较为良好的态势，相对较为常见的有以及序列等。扩频通信的类型可以归结为以下几种：直接序列、跳频、跳时以及混合形式的扩频。本文将重点分析直接序列扩频。可以说直接序列扩频是相对较为较为经典的扩频形式之一，也是相对较为成熟有效、最常用的一种，所谓的扩频可以归结为有效采用高码率的相应扩频码对相关信号执行直接频谱扩展，在此过程中必须确保相应的接收端所解扩的码序列在一定程度上保持相对一致性，从而切实有效将相应的扩频信号转化成原始形式的输入数据。譬如发射端的表示形式为，相应的的表示形式为，在一定程度上实现了扩频工作，接收端所执行的操作就是将转化为以及将转化为此过程可以称之为解扩。在此过程中相应的信源速率。处理增益以及信噪比得到切实有效提升。3.2 扩频以及直序扩频的基本原理长期以来，人们会尽可能的使相应的频谱带宽有效压缩，确保其能够切实充分利用。之所以使用该种形式其主要原由在于相对安全可靠。如图3-1所示，呈现出扩频原理图。图3-1 发射系统图3-2 关于接收系统框图根据图中所呈现出的相应关系可以得知，可以将相应的输入信息进行切实有效的调制转化成为相应的数字信号，在基于相应的扩频码发生器所产出的码序列去将相应的数字信号调制成为带宽相对较高的频谱，然后再将其相应的调试成为射频并执行发送。在相应的接收端再进行相应的调频，也是就是将宽带射频调制为中频的形式，在基于一致形式的扩频码完成相应的解扩工作，仅仅再需进行一步解调，即可将其转化为相应的原始数据进行有效输出。综上所述具体需要进行三次调制，还有相应解调的过程，即信息、扩频、射频。如图3-3所示，呈现出直序扩频原理图。图3-3 直序扩频运作示意图在图3-3当中可以看出，在发射机端首先需要执行相应的二进制转换，依次完成调制以后，在于相应的伪随机码进行切实有效的运算，最终得到相应的复合码，最终引入信道当中，在此过程中还需引入一定的高斯白噪声。其目的在于将相应发射机的效率以及功率切实有效提升，大多数情况下都会基于平衡式调节器加以应用，在接收机端当中，基于与发射端相对较为同步的伪随机码，进行相应的解扩，便可执行最终的解调实现原始信息的转化。图3-4图3-5图3-4,3-5所示为直序扩频过程中，信号的波形变化。由图可知，经过调制解调过程，输入的信号数据被完全恢复为原始数据。在扩频当中相对较为常见的方式即为有效利用高码率率伪随机码据对相应较窄的带宽信号进行有效调制，也就是所谓的二相相移键控，即可类比载波抑制幅度调制当中的双边带信号，再将其传输到相应的发射器，以便于天线进行有效辐射。在码分多址通信当中，基于相对较强的相关性以及强度相对较弱的负相关性的周期码作为相应的地址码，在执行相关用户数据的乘法运算，基于本地产出的相关地址码作为一定的参考，再结合相关性存在的差异，完成相应切实有效的鉴别工作，在此过程中，需要将相应的地址码以及本地地址码相对一致的信息筛选出来，剔除掉相对不一致的信息。无论是频率上还是时间上，在同一地区都应保持一致，可以有效利用地址码的差异，进行相关用户的判别工作。对地址码的要求是自相关性能和互相关性能良好，以及不同的地址码的数量应该是足够的。所谓的伪随机序列，在一定程度上与相应的噪音序列相对较为相似，其实质具有一定的周期性，在此过程当中，相应的地址码，需要根据伪随机序列的选取而决定，通常情况下，不同类型的伪随机序列的功效不尽相同。所谓扩频相对较为常见的方式可以归结为有效利用高码率率伪随机码据对相应较窄的带宽信号进行有效调制，也就是所谓的二相相移键控，即可类比载波抑制幅度调制当中的双边带信号，再将其传输到相应的发射器，以便于天线进行有效辐射。针对于相应进入相应接收器的窄带形式的扰动信号，经过伪随机码带来的双相相移键控调制，即可转变为宽带形式的扰动信号。在凭借相应干扰信号所执行的频谱扩展，相应的中频窄带滤波器在一定程度上仅仅允许通带当中的扰动流通，这便能够实现相应的扰动功率切实有效下降。不难得出结论，接收机所得到的相应输入信号以及相关噪声进一步完成解扩，实现扰动功率的滤波以及扩散，最终实现输出端相应的噪声功率在一定程度上得到切实有效提升。所完成这一系列的过程可以基于直序扩频原理以及相应的扩频与解扩，将信噪比进行了切实有效的处理，可有效呈现出相对较高的抗干扰性。3.3 扩频码的调制与解调 在时间方面有限的相关信号其本质在频率方面呈现出无限的状态，譬如带宽相对较窄的脉冲信号，其评论范围呈现出相对较宽的形式。相应的频率宽度在一定程度上与相应的持续时间呈现出一定的反比关系，周期为1微秒的脉冲宽度大约是一兆赫兹。不难得出结论，引入相对较窄的脉冲序列，即可实现相对较宽的频带输出。在直接序列扩频当中就是采取类似的方法进行扩频的，相对较窄的脉冲序列在一定程度上其代码速率呈现出相对较高的状态，可以称之为扩频码序列。需要注意的是，相应的扩频码序列与所需要传送的相关数据本质上不存在任何关联，一定程度上，不会对相应的信息传输造成任何影响，仅仅局限于频谱的扩展。针对于相应的扩频信号波形以及频率进行切实有效的分析，可以有效总结出相应的扩频调制方式。通常情况下码率相对较高的伪随机码在相应的扩展频谱应用当中，相对较为常见。相对较为常用的调制方法即。如图3-4所示：图3-4 直序扩频系统的调制相应的码以及信号在平衡调制器内部完成相应的调制，输出为被相应展宽的扩频信号。通过调制解调的处理过程，信息传输速率被提高，系统容量增大，频谱利用率提高，带来一系列好处。需要注意的问题可以归结为以下几点：其一是选取具备优良互相关特征的码。通常情况下，二以及三值相关的代码常常用来代表相应的地址码。与此同时，码同样也可以当作地址码。其二是需要切实有效克服“远近”问题。相应的"远一近"问题可以归结为是相互逼近时候呈现出的信号强度，这会干扰远处的弱信号的接收。解决方案是通过自动功率控制自动调整每个用户的发射功率，使得每个用户的信号功率在到达接收器时基本相等，即接收器输入端功率相等，以便可以正确区分有用的信号。3.4 直序扩频系统的主要优点直序扩频相关特性可以归结为：1）抗干扰性强其最基本的特性就是所谓的抗干扰性能。基本质可以归结为相关器一类，凭借一定得相关器，可以将相应的扩频信号进行切实有效的复原，相应的干扰信号在一定程度上与本地伪随机码存在一定的不相关特性，在此过程中往往被所谓的相关器所抑制。所谓的扩频增益，在一定程度上可以说是扩频通信特性的重中之重。可以归结为扩前带宽以及扩后带宽之间的比值，即，接收端进行扩频解调，仅需提取有效成分，并剔除干扰，等同于将相应的信噪比有效提升了倍。考虑相应的损耗存在，改善结果为,其中代表抗干扰容限。在接下来的仿真当中，可以将相应的抗干扰性能清晰呈现。误码率仿真结果如下图4-4：图4-4美方军队切实有效利用相应扩频通信存在相对较为良好的抗干扰性能，在一些海域战争当中将其广泛应用到无线传输以及相关网络层面当中。2）安全性好信号在一定程度上可以扩展到相对较宽的平台当中，在此过程中功率方面的单位带宽，往往呈现出相对较小的形式，这就造成相应的功率谱密度普遍偏低，从而致使相应的白噪声被不断淹没，在相应的扩频编码尚未知晓的情况下，倘若想获取到相应的有用信号，可以说比登天还难，在此过程中对其他通信设备的干扰也呈现出相对较小的形式。3）易于实现码分多址（CDMA）在此过程中凭借宽带频谱进行切实有效的通信，理论上可以将其相应的抗扰动能力有效提升，而且伴随着频段浪费的现象，但是在实际应用过程当中呈现出截然相反的态势，反而却将相应的频带利用率有效提升。形成这种优势的缘由可以归结为其本质采用扩频编码，实现相应的扩频调制，在此过程中要想实现信号接收，必须保持相应的扩频编码在一定程度上保持高度一致，不仅为多址通信方面还为相应的频率复用鉴定了一定的理论基础。在此过程中有效凭借不同模式扩频码之间的相关特性在一定程度上可以将不尽相同的扩频码有效划分到相应的用户头上，对此可以有效进行相关用户信息的区分。在此过程中用户之间可以基于相应的扩频码进行相互匹配，与此同时，相对保持一致的频率通信会受到一定的干扰，这就形成了所谓的频谱复用。同理可得，接收端可以有效凭借扩频码的形式，去对相应用户所发送的信息进行有效区分，这就促使了多址接入的形成。美方航天管理局曾经指出，相应的扩频通信不仅能有效提升频谱利用率，在一定程度上也可以切实有效解决用户随时加入的问题。4）抗多径干扰在无线通信过程当中始终难以突破的，就是多径干扰问题，但是引入扩频编码所呈现的相关特性以后便可以提取出相对较为有用的多径信号，从而在一定程度上将多径干扰有效压低。5）直扩通信速率高其相应的通信速率可以实现2兆、8兆、11兆的形式，在一定程度上呈现出组网相对较为简便，以及网络性能相对较为良好。6）抗衰落在室内环境当中，首先必须要得到切实解决的就是频率选择性衰落。直扩通信相应的射频带宽呈现出相对较宽的形式，一旦出现一定的频谱衰落就会对相应的信号频谱造成极为严重的畸变。7） 远近"效应"远近效应有直接扩频系统上有很大的影响。尽管其本身存在一定的增益处理能力，但是在此过程当中，相对较为有用的信号其路径存在较大的衰减现象，因此便会导致所谓的威胁有效下降。8）组网能力扩频技术归根到底就是一种多址地址性能力，也就是所谓的，在一定程度上隶属于，其本身就具备一定的组网能力。在进行相应的通信过程当中，所呈现出的频谱利用率，可以达到移动蜂窝传送形式的倍以上，可以归结为的6倍左右。除此之外，其还具备根据不同形式的伪随机码进行相应的组网工作。基于频谱利用率的视角出发，直序扩频以及调频系统在一定程度上都要高于单声道系统。9) 窄带系统的兼容性通常情况下持续扩频系统所呈现的带宽都相对较高，虽然在一定程度上能够与相应的窄带进行有效兼容，但是不能用它进行直接通信。除此之外，相应的语音功能需要执行一定的预处理工作，也就是所谓的语音编码，才能与相应的直序扩频进行切实有效的连接。在此过程当中，相应的PN序列在一定程度上可以直接引入到调制解调器当中。其能够呈现出相对更大的比特率，在一定程度上与相应的PN训练内部芯片的速率密不可分。其相应的结果伴随着中心载波频率产出，相应的频谱形式为的直序扩频。响应频谱主瓣的带宽可以达到时钟速率的两倍左右，旁瓣的带宽基本与调制码时钟速率保持相对一致。直序扩频系统通过伪随机码的处理，进行相应干扰功率切实有效的降低从而实现抵抗干扰的功效。扩频通信在一定程度上基本不怕干扰性的问题：当存在一定的无线电干扰信号传送到接收机内部的同时，相应的伪随机码可以通过相应的解扩单元进行有效加宽，在此过程当中呈现出卷积的形式，从而在时域当中进行表达。将相应的干扰信号进行有效扩展以后在与相应的码带宽求和所得的结果，也就是卷积的结果，在此过程中，可以使干扰信号的功率谱密度切实有效下降。在经过一系列窄带滤波，即可进入到相应的接收器进行解码。在完成相应的卷积以及窄带滤波以后，仅仅存在相对较少的干扰信号达到接收机内部，相应的有用信号可以基于发射端的扩展码以及相应接收端的解扩码进行切实有效的恢复，在进行窄带滤波的过程当中，相应的有用信号功率不会受到任何阻碍，从而将系统的抗干扰性能在一定程度上得到切实有效提升。第四章 针对于CDMA在移动通信中的应用进行仿真分析4.1 MATLAB与m语言概述可以算得上当前形势下相对较为优秀的仿真软件之一，其涉及的领域方面相对较为广泛，其具体的功能可以归结为：相关数据计算与分析、可视化以及相关算法开发等方面，其主要模块可以归结为以及。在其内部不仅涵盖了一定的矩阵分析，还存在一系列非线性动态系统建模以及相关功能。其全称可以归结为，其是美国旗下最早开发的产品之一。在上世纪年代仅仅局限于相应的矩阵计算，发展到至今为止已经可以进行一切形式的科学求解，由于其相应的编程相对较为简便，在各个领域当中都广受青睐。它也可以与其他语言（如Fortran和C）进行进一步扩大功能混合。M语言是一种编程语言，是微软新发展奥斯陆和面向服务的战略的一部分。在保持文本和特定域（特定领域）情况下，同时还有XAML特性功能。随着Visual Studio 2010的发展，M将与Studio 2010两个同时发布组件被直接应用：所述两个部件中的一个是象限，这是用于在视觉上建立模型的工具；另一种是在SQL数据库中用于存储和浏览模型的存储器。有了这个语言，用户可以在类似于数学公式的方式写算法，大大减少了编程所需的难度和时间，使用户专注于算法而不是编程的想法。4.2 CDMA在移动通信系统应用仿真设计初步设计直序扩频系统原理图如下：图4-1直序扩频原理示意图信源发射出相应的信息，进而实现有效调制，导致高频信号的产出。编码发生器能够产出相应的正交码组。所谓的扩频操作具体是指将相应的正交码组直接相乘于调制后的信号，得到扩频信号，扩频信号通过信道传送进入了信号接收端。解扩是扩频信号直接相乘于扩频码组得到原有调制信号，并对调制信号进行解调，最终收到了信号源发出的信号。在本文所讨论的CDMA通信系统的仿真由MATLAB仿真实现的。在模拟实验中，M码序列被选择作为扩展序列，并且假定理想的功率控制下，所有接收到的用户的信号能量相等。整个仿真系统的实现过程如下：具体程序代码见附录。1）使用randint函数的+ 1，-1，实际取代数字信号。实际上数字信号的特点是，通过模拟信号(例如声音信号)的量化以及编码压缩得到相应的二进制信号，在一定程度上呈现出随即以及二值性。信源速率配备为。2）扩频以及解扩在一定程度上都是基于函数进行相应伪随机序列的生成，从而确保相应的扩频以及多址效应有效实施。所谓的扩频操作即为与相应的相乘的过程，同理解扩与之类似，也就是进行所谓的二次扩频，在此过程当中需要确保保持相对一致，解扩是实现宽带向窄带有效转化的过程，与此同时相应的扰动信号有所扩大，但是相应的谱密度有所下降，相应的抵御干扰能力得到切实有效提升。3）信道应用的是加性高斯白噪声模块，相应的平均值布置为，相应的方差值布置为。4.3 CDMA移动通信系统仿真以及对比分析图4-2呈现出误码率与信噪比之间相对变化的曲线，相应的程序布置为：传码5000个，保持噪声功率30不变，10个用户初始功率为1 2 3 4 5 6 7 8 9 10，改变用户的功率值，每次增加用户功率的10%，计算1000次，做出三种检测方法误码率随信噪比变化的曲线：图4-2从图4-2可以看出，无论是单用户以及相应线性解呈现相关的多用户检测，还是均方差最小形式的多户检测，其相应的误码率在一定程度上都与信噪比呈现出反比形式的关系；在信噪比相对一致的情形下，二者均呈现出大于传统形式检测的趋势，二者呈现出的趋势大体一致，可以归咎于相应的程序误差。图4-3为输入二进制信号后的频谱图：图4-3图4-4为零插入前后的信号频谱对比图：图4-4图4-4中一图代表未进行零插入时的通道频谱图，二图代表未进行零插入时的通道频谱图，三图是零插入后I通道频谱图，四图是零插入后Q通道频谱图。图4-5为通过脉冲整形滤