第10章 CDMA系统仿真 [详解MATLAB_Simulink通信系统建模与仿真]
基于MATLAB的CDMA系统仿真分析
基于MATLAB的CDMA系统仿真分析【摘要】本设计基于MATLAB仿真软件，完整地实现了CDMA通信系统的建模、仿真和分析过程错误!未找到引用源。
；仿真系统包括了CDMA编码技术、扩频技术、调制技术、信道传输以及解调恢复技术等各个功能模块。
全面的介绍了整个CDMA通信系统的工作原理和工作方式，并介绍了各个模块的参数设置；文章内容包括CDMA的发展现状以及发展趋势、CDMA通信系统的技术优势和应用领域，从而说明CDMA通信系统在的研究价值和潜力。
同时，本文也通过举例简单介绍了MATLAB软件，对用于实现系统模块功能的MATLAB仿真语句有了进一步的了解。
MATLAB软件功能齐全，操作简单，应用广泛。
通过本次设计得出，CDMA系统的抗干扰能力强，单用户的情况下，即使在各种人为和物理噪声的干扰下，依旧可以准确接收到数据。
【关键词】CDMA,MATLAB,仿真,通信系统Analysis of CDMA System Simulation Based on MATLAB【Abstract】Thi s thesis is based on the simulation function of the MATLAB software, using MATLAB language to carry out the modeling, simulation, and analysis of the CDMA communication system. At the same time, the important parts of communication system are introduced in detail, including coding, spread spectrum, decoding, modulation and channel transmission, etc. This thesis also refers to the condition, advantages and development of CDMA system to show its potential and value for research. What’s more, the thesis also using an example to give a brief introduction of the simulation platform of MATLAB software, it is such a powerful, easy operating software that is widely used in many fields. This simulation platform displays the superiority of CDMA effectively, and the result shows that CDMA can receive the accurately data even in a big noise.【Key words】Code Division Multiple Access, communication system, MATLAB, simulation目录第一章绪论 (1)1.1 CDMA的研究背景 (1)1.2 CDMA的发展趋势 (1)1.2.1 CDMA的发展现状 (1)1.2.2 CDMA的发展趋势 (2)1.3 CDMA的研究目的 (3)1.3.1 研究目的 (3)1.3.2 研究思路 (4)第二章 CDMA技术原理 (6)2.1 CDMA 基本模型 (6)2.1.1 卷积编码 (6)2.1.2 交织编码 (7)2.1.3 伪随机码 (7)2.1.4 扩频序列 (8)2.1.5 信号调制 (10)2.1.6 信号解调 (11)2.1.7 维特比译码 (12)2.2 CDMA的技术特点 (12)2.3 CDMA的主要应用优势 (13)第三章 CDMA系统仿真分析 (14)3.1 MATLAB的简介 (14)3.2 调试结果 (15)3.2.1 原始序列 (16)3.2.2 维特比编码序列 (17)3.2.3 交织编码序列 (18)3.2.4 加扰码序列 (19)3.2.5 扩频调制序列 (20)3.2.6 加噪信号 (22)3.2.7 解扩频得到的信号 (24)3.2.8 解扰解交织得到的信号 (24)3.2.9 恢复序列 (25)3.2.10 误码率 (26)3.3仿真结果 (27)总结 (30)参考文献 (31)致谢........................................................ 错误!未定义书签。
详解MATLAB／SIMULINK 通信系统建模与仿真资料
本章内容
1.1 MATLAB简介 1.2 MATLAB程序设计 1.3 通信系统仿真
1.1 MATLAB简介
● 数值计算和符号计算功能 ● 具有很好的图形功能 ● 可以直接处理声言和图像文件 ● 具有功能强大的工具箱 ● 使用方便，具有很好的扩展功能 ● Simulink
1.2.2 MATLAB的帮助系统
● 查看命令或函数帮助 ● 联机帮助系统 ● PDF文件帮助系统 ● MATLAB网络资源
1.2.3 MATLAB的基本操作
数据类型
• （1）变量与赋值 • （2）变量的删除与修改 • （3）局部变量和全局变量
矩阵
• （1） 一般矩阵的生成 • （2）特殊矩阵的生成
1.2.5.5 用户参数交互输入
input函数用于向计算机输入一个参数 pause函数暂停程序的执行 disp函数是向命令窗口输出提示信息
1.2.6 文件操作
文件的打开与关闭
• fopen函数 、fclose函数
文件的读写操作
• fread 、fwrite 、fscanf 、fprintf
矩阵运算
1.2.4 MATLAB图形处理和数据可视化
plot函数
subplot函数 多图形窗口 hold命令 对数坐标图形
1.2.5 M文件编程
M脚本文件 函数文件 函数调用和参数传递 matlab的程序结构 用户参数交互输入
1.2.5.1 M脚本文件
1.2.5.4 matlab的程序结构
顺序结构 — 依次顺序执行程序的各条语句 循环结构 — 被重复执行的一组语句，循环是 计算机解决问题的主要手段。 分支结构 — 根据一定条件来执行的各条语句。
基于matlab的simulink的cdma系统多用户仿真要点
基于 Matlab 的 Simulink 的 CDMA 系统多用户仿真要点简介CDMA（Code Division Multiple Access）是一种数字无线通信技术，其中多个用户在同一频带上传输数据，每个用户使用唯一的编码序列来区分其他用户的信息。
在CDMA系统中，使用扩频技术将数据编码成宽带信号，然后使用独立的编码序列将它们混合在一起，并在接收端进行解码以恢复原始数据，因此CDMA技术可以提供更高的信道容量。
通过使用基于 Matlab 的 Simulink，可以方便地进行CDMA系统的仿真，并对多个用户进行仿真，以评估系统性能。
要点1. CDMA系统的建模在CDMA系统的仿真过程中，需要首先建立系统模型。
我们可以使用 Simulink 中的 Signal Processing Blockset 来实现CDMA系统模型的建模。
Signal Processing Blockset 中包含了各种信号处理模块，包括滤波器、混合器和解扰器等等，这些模块可以用来构建CDMA系统的传输通道。
2. 多用户仿真在CDMA系统中，多个用户可以同时传输数据，因此我们需要对多个用户进行仿真，并分别评估其性能。
为了实现这个目标，我们可以使用 Signal Processing Blockset 中的 Multiport Switch 模块，将多个用户的数据流合并成一个流，然后通过解码器对其进行解码。
在这个过程中，我们可以使用不同的编码序列对每个用户进行编码，以确保数据的安全性。
3. 性能评估在CDMA系统中，我们可以通过 BER（Bit Error Rate）来评估系统的性能。
在仿真过程中，我们可以通过向系统中注入固定数量的错误比特，并计算接收端出现错误的比特数量来计算BER。
通过多次仿真，可以评估不同编码序列、码元速率、信噪比等因素对系统性能的影响。
在本篇文档中，我们介绍了基于 Matlab 的 Simulink 的 CDMA 系统多用户仿真的要点。
CDMA通信系统仿真（附带完整程序）
扩频通信仿真1.设计思想为了研究CDMA 通信系统的多址干扰,实验利用Matlab 提供的m语言编写了m文件来建立CDMA 通信系统仿真模型,详细讲述各模块的设计及参数设置,并对仿真结果进行分析。
结果表明,多址干扰是CDMA 系统的固有干扰,当同时通信的用户数增多时,多址干扰电平增大,导致系统的误码率也增大。
因此,多址干扰是CDMA 通信系统本身存在的自我干扰,它限制了蜂窝系统的通信容量。
实验讨论的CDMA通信系统的仿真，采用的是直扩方式，信息没有经过调制，伪随机码采用的是63位GOLD序列，仿真框图如图1所示。
本课程的目的是熟悉CDMA通信系统的构架,了解m序列和gold码的软件实现, 以及用gold序列实现扩频和解扩,最后了解整个系统的误比特率与哪些因素有关。
2.程序设计流程图Gold码程序流程图M码程序流程图主程序流程图3.仿真环境本文讨论的CDMA通信系统的仿真是用MATLAB7.0模拟实现的，即数据流仿真模式，用MATLAB编程来实现对CDMA系统的模拟。
仿真实验中选择了一组长度为63的gold码序列作为扩频序列，并假设在理想功率控制下，即接收到的所有用户的信号能量相等。
整个仿真系统实现过程如下：1) 信源采用randint函数产生的＋1、－1来代替实际的数字信号。
实际的数字信号应该是模拟信号(如语音信号) 经量化和压缩编码得到的二进制信号,其特点是二值性和随机性。
信源速率设置为10b/s。
2) 扩频与解扩利用自编的m函数和gold函数,产生gold码伪随机序列来达到扩频和多址接入效果。
扩频的运算是信息流与gold码相乘或模二加的过程。
解扩的过程与扩频过程完全相同,即将接收的信号用gold 码进行第二次扩频处理。
要求使用的gold 码与发送端扩频用gold 码不仅码字相同,而且相位相同。
否则会使有用信号自身相互抵消。
解扩处理将信号压缩到信号频带内,由宽带信号恢复为窄带信号。
同时将干扰信号扩展,降低干扰信号的谱密度,使之进入到信息频带内的功率下降,从而使系统获得处理增益,提高系统的抗干扰能力。
MATLAB7.0使用详解-第10章 SIMULINK高级仿真技术
10.3.1
使能子系统（Enable Subsystem）
• 使能子系统（Enable Subsystem）将控制信号分 为允许（enable）和禁止（disenable）两种。当 控制信号为正时，即控制信号为允许状态，系统 可以执行使能子系统中的模块；否则就禁止模块 功能。
10.3.2 触发子系统（Triggered Subsystem）
10.2 子系统的封装
• 使用子系统技术可以很好的优化系统模型得界面，是系统 模型的可读性更强。在对系统进行仿真时，首先要对系统 模块参数进行设置，对子系统也是如此，需要对子系统所 有模块进行合适的参数设置。 • 在第8章的例子中，子系统中模块的参数是逐一设置的，这 会给用户带来极大的不便。子系统的封装技术则是对子系 统的包装，使其成为一个真正意义上的SIMULINK模块，通 过封装，可以简化模型，用户使用一个动态设置的对话框 代替多个静态对话框，省去了对子系统内部结构的了解， 为用户的直接调用提供了方便。 • 一个已经创建的子系统的封装方法主要是通过使用下图所 示的封装编辑器来实现的，在封装编辑器中用户可以设置 封装参数设置、图标、初始以及文本。归纳起来，即设定 子系统初始值及特性、生成模块图标以及创建模块帮助文 档和描述信息。
10.4 SIMULINK的模型调试
• 如同诸多系统设置平台一样，SIMULINK也具有界 面友好、功能强大的调试功能。SIMULINK提供了 一个图形化的调试界面，简化了调试操作。 simulink调试器是一个定位和诊断模型错误的工 具．通过SIMULINK调试工具，用户可以采用多种 方式对模型进行调试，发现其中可能存在的问题 并加以修改，从而使得用户的模型设计、仿真、 分析更加快速、便捷。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
-基于MATLAB的多用户CDMA通信系统设计与仿真
设计题目:基于MATLAB的多用户CDMA通信系统设计与仿真摘要随着科技的不断发展以及人们生活水平的不断提高,人们对于移动通信的需求不断增长,本文设计了目前流行的CDMA系统,可实现数字信号的扩频解扩与调制解制。
本文设计的系统分为单用户通信和多用户通信,二者所用的调制方式不完全相同。
以单用户为例,在系统的信源处产生一个数字信号序列,然后对其进行WALSH 码扩频,再对扩频码进行调制,然后在信道中加入噪声,最后实现解扩和解调。
在本文的最后还对整个CDMA系统进行了优化,设计了其外观界面,将调制方式和原理框图联系到一起,很好的实现了整个CDMA系统的仿真。
关键词:CDMA;扩频;PSK;QPSK;仿真;ABSTRACTWith the continuous development of science and technology and people's standard of living continues to improve, the demamd of mobile communication for people grows continuously, This paper describes the design of the current epidemic of CDMA systems, digital signal spread spectrum modulation and dispreading system solutions. This paper describes the design of the system which is divided into single-user and multi-user communication communication. Two kinds of modulation used in the different ways. A single-user example, the source of the system creats a Department of digital signal sequence, and the system achieve its spread spectrum with WALSH code,then modulates the code of spread spectrum, then joined the channel noise,in the end, peforms the solution to expand and demodulation. At last,in this paper the entire CDMA system optimized design of the interface appearance,makes Modulation and block diagram linked together, achieves good of the whole CDMA System Simulation.Keywords:CDMA; Spread spectrum; PSK;QPSK ; Simulation目录1 绪论 (11.1CDMA发展史 (11.2CDMA的优点及应用前景 (21.3论文结构及课题研究内容 (52 CDMA系统的总体设计思路 (7 2.1系统总体设计结构 (72.2系统的实现原理 (73 系统的相关原理及设计过程 (10 3.1MATLAB简介及仿真方法 (10 3.1.1 MATLAB介绍 (103.1.2 仿真方法论 (133.2扩频技术及其仿真实现 (15 3.2.1扩频技术简介 (163.2.2 扩频的仿真实现 (183.3PSK调制解调与仿真实现 (21 3.3.1 PSK调制解调原理 (213.3.2 PSK的仿真实现 (223.4QPSK调制解调及仿真实现 (24 3.4.1 QPSK调制解调原理 (253.4.2 QPSK的仿真实现 (263.5多用户CDMA通信 (303.5.1 DPSK调制解调原理 (303.5.1 多用户DPSK仿真实现 (314 外观界面设计 (344.1GUI (344.1.1 GUI和GUIDE (344.1.2 使用GUIDE创建GUI界面 (364.2主题界面设计流程 (384.2.1 仿真原理图的设计 (384.2.2 系统界面设计流程 (394.3回调函数 (404.3.1 回调函数原型 (404.3.2 回调函数编程实现各界面互联 (415 总结与展望 (435.1系统不足与改进 (435.2系统升级及展望 (43致谢.............................................. 错误!未定义书签。
MatlabSimulink通信系统建模与仿真
电子信息课程设计题目：Matlab/Simulink通信系统建模与仿真班级：2008级电子（1）班学号：200895024026姓名：白阳电子信息课程设计Matlab/Simulink通信系统建模与仿真一、设计目的：学习Matlab/Simulink的功能及基本用法，对给定系统进行建模与仿真。
二、基本知识：Simulink是用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，依托于MATLAB丰富的仿真资源，可应用于任何使用数学方式进行描述的动态系统，其最大优点是易学、易用，只需用鼠标拖动模块框图就能迅速建立起系统的框图模型。
三、设计内容：1、基本练习：（1）启动SIMULINK：先启动MATLAB，在命令窗口中键入：simulink，回车；或点击窗口上的SIMULINK图标按钮。
图（1）建立simulink（2）点击File\new\Model或白纸图标，打开一个创建新模型的窗口。
（3）移动模块到新建的窗口，并按需要排布。
（4）连接模块：将光标指向起始模块的输出口，光标变为“+”，然后拖动鼠标到目标模块的输入口；或者，先单击起始模块，按下Ctrl键再单击目标模块。
（5）在连线中插入模块：只需将模块拖动到连线上。
（6）连线的分支与改变：用鼠标单击要分支的连线，光标变为“+”，然后拖动到目标模块；单击并拖动连线可改变连线的路径。
（7）信号的组合：用Mux模块可将多个标量信号组合成一个失量信号，送到另一模块（如示波器Scope）。
（8）生成标签信号：双击需要加入标签的信号线，会出现标签编辑框，键入标签文本即可。
或点击Edit\Signal Properties。
传递：选择信号线并双击，在标签编辑框中键入<>，并在该尖括号内键入信号标签即可。
四、建立模型1. 建立仿真模型（1）在simulink library browser中查找元器件，并放置在创建的新模型的窗口中，连接元器件，得到如下的仿真模型。
基于Matlab的CDMA通信系统下行信道的仿真
基于Matlab的CDMA通信系统下行信道的仿真网络财富 Intemet fortune Network World网络天地是网络行为虽然要讲道德，但是大家都不在意，便对自己放松了要求。
三是将网络作为失范行为的先进工具，也能意识到此种行为是不妥的，但却认为难以识破，可以逍遥法外。
四是存在一定的心理问题或精神疾患，无法正确认识和控制自己的网络行为，认识不到网络失范行为的严重后果。
表现在实际中，就是重技术轻伦理，重过程轻后果，重宣泄而轻他人，由此而产生网络行为的“道德感弱化”的现象。
有的大学生因好奇心和好胜心强，炫耀网络技术而导致网络伦理道德失范的行为。
3、高校教育管理工作存在误区一方面，在教育环节上，普遍重视学生网络技能的培养，而相对忽视网络法规、网络道德、网络行为规范方面的教育。
在“计算机基础课程”、“思想道德修养与法律基础”等基础课程中，普遍缺乏网络法规和网络道德方面的教育内容，对大学生的网络行为缺少有效地教育和引导。
另一方面，在管理环节上，缺乏规范化的学生网络行为管理制度，部分高校学生管理者的观念和方式比较陈旧，对学生的网络行为管理重视不够。
四、防范大学生网络伦理道德失范的对策现在的大学生德、智都没有缺失，不能让他们迷失于网络科技。
我们当从技术、伦理道德教育和自律培育等方面防范网络伦理道德的失范行为发生。
1、从技术上加强网络管理和监控，实现对不道德行为的规范首先要建立完善的网络管理和监控体制，实现对大学生道德行为的日常管理和监控的制度化；其次要建设“谁主管，谁负责”的责任体制，建立校园监管机制；再次要运用社会力量，共同实现对大学生网络的管理和监控。
加强网络技术研究，防止网络不道德行为的发生，可以通过防火墙技术中报告、监控、报警和登录到网络逻辑链路等方式把对网络和主机的冲突减少到最低限度。
运用数据加密技术防止重要信息的泄露。
运用掌上指纹扫描仪等现代化技术实现用户的登录。
通过网络通信协议增加网络安全功能，从而有效的防止利用病毒进行网络道德破坏行为的发生。
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本章内容
10.1 扩频通信基本原理
• 10.1.1 理论基础 • 10.1.2 扩频通信系统的分类 • 10.1.3 扩频通信的重要参数
10.2 扩频码序列
• 10.2.1 m序列 • 10.2.2 Gold序列
10.3 直接序列扩频通信系统仿真 10.4 cdma 2000通信系统的仿真
10.4.2 cdma2000系统的物理层相关 技术
编码技术:前向链路采用卷积码或Turbo码来 作为前向差错控制
交织技术
扩频码:PN码、Walsh码和准正交函数
前向链路复扩频
复扩频
I
Walsh码
Q
PNI PNQ
+
-
+
-
基带 滤波器
基带 滤波器
I
+ cos 2 fct
在cdma 2000系统中，前向信道和反向信道可以采用多种 传输速率和帧长，这些传输速率和帧长可以划分成不同的 无线配置。cdma 2000前向信道共有9种无线配置（RC） 方式。其中前向链路RC1和RC2是分别对应于IS-95中的两 种传输速率。RC3~RC5对应cdma 2000 1x，RC6~RC9 则对应cdma 2000 3x。
数据输出
+
Q
sin 2 fct
10.4.3 前向基本信道简介
前向基本信道属于前向业务信道，用于给一个指定的基站传 输用户和信令的信息，每一个前向业务信道占用一个前向基 本信道。除配置为RC1和RC2时F-FCH的帧长应为20ms外， 其余7种配置下F-FCH的帧长都有5ms和20ms2种选择。数 据速率和帧长的变化范围都必须以帧为单位，即后一帧和前 一帧的数据速率和帧长可以不一样，但在一帧之内必须是保 持不变的。尽管各帧之间的数据速率可以变化，但调制符号 速率（交织器输入端）必须保持为一个常数，这一点是通过 对不大于7.2kbps的数据速率进行码重复而实现的。前向基 本信道工作在RC1时，传输信息的可变速率有9600，4800， 2400和1200bps，当工作在RC3、RC4、RC6和RC7时，可 变数据速率有9600，4800，2700和1500bps。
信源
信源 编码
信道 编码
载波 调制
扩频
信息 输出
信源 译码
信道 译码
载波 解调
解扩
信
干扰和
道
噪声
10.1.2 扩频通信系统的分类
直接序列扩频（DS） 跳频扩频（FH） 跳时扩频（TH） 混合方式（以上三种基本方式的不同组合）
二进制 信息
扩频 调制
数据 调制
信道
数据 解调
恢复信息 解扩
M j G Ls So / No
干扰容限可以解释为：当干扰功率超过信号
功率 M j时，系统就不能正常工作
10.2.1 m序列
10.2.2 Gold序列
10.4.1 扩频速率（SR）与无线配置
（RC）
扩频速率是指cdma 2000信道调制中采用的载波数目。对 于采用一个载波的调制方式（即占用1.25MHz的带宽）的 cdma 2000系统，它的扩频速率等于1（SR1）；而对于 采用3个载波的调制方式，它占用3.75MHz带宽，扩频速 率等于3（SR3）。
• 10.4.1 扩频速率（SR）与无线配置（RC） • 10.4.2 cdma2000系统的物理层相关技术 • 10.4.3 前向基本信道简介 • 10.4.4 cdma 2000 RC3 F-FCH的仿真
10.1.1 理论基础
对于给定的信息传输速率，可以用不同的带 宽和信噪比的组合来传输
信噪比和信道带宽可以互换
扩频码 发生器
载波0.1.3 扩频通信的重要参数
处理增益和干扰容限
处理增益一般也称为扩频增益，定义为接收
机相关器输出信噪比和接收机相关器的输入
信噪比之比 G So / No Si / Ni
为了描述扩频系统在干扰环境下的工作性能，
引入干扰容限的概念