基于matlab的wcdma擴頻通信系統(tǒng)的仿真設計與分析

《基于matlab的wcdma擴頻通信系統(tǒng)的仿真設計與分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、基于MATLAB的WCDMA擴頻通信系統(tǒng)的仿真設計與分析學院：通信工程學院專業(yè)：電子與通信工程姓名：李小瑜學號：1501120442摘要在當今信息快速傳遞的時代，在頻帶資源有限的情況下仍要求更高的通信功能和通信資源，而擴頻通信技術應用頻譜展寬原理使頻帶利用率大大提高。隨著通信技術的不斷發(fā)展，第三代移動通信系統(tǒng)已經趨于成熟，擴頻通信技術正是其中的關鍵技術，使得第三代移動通信具有很好的頻譜效率和更大系統(tǒng)容量等優(yōu)點。本文首先對擴頻通信技術的理論基礎、基本原理及其優(yōu)點進行了簡單的介紹，然后對WCDMA系統(tǒng)的基本原理以及擴頻技術在WCDMA中的應用進行了簡單論述，最后通過Simul

2、ink對WCDMA擴頻通信系統(tǒng)進行了仿真模型的建立并對仿真結果進行了比較分析，實現(xiàn)了信號的擴頻、解擴、加擾、解擾、調制、解調等部分。關鍵詞：擴頻WCDMASimulink仿真1.擴頻通信技術1.1擴頻通信技術的發(fā)展擴頻通信技術最先主要應用于軍事通信、電子對抗以及導航、測量等各個領域，直到80年代初才被應用于民用通信領域。為了滿足日益增長的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，各國都紛紛提出在數(shù)字峰窩移動通信、衛(wèi)星移動通信和未來的個人通信中采用擴頻技術，擴頻技術現(xiàn)已廣泛應用于蜂窩電話、數(shù)字通信、微波通信、無線定位系統(tǒng)、無線局域網、全球個人通信等系統(tǒng)中。1.2擴頻通信系統(tǒng)的

3、分類擴頻通信按其工作方式的不同，可分為直接序列擴頻(DS)，跳頻(FH)，跳時(TH)，以及它們的組合方式，如：FH／DS，TH／DS，F(xiàn)H／TH等。不同的擴頻技術，其抗干擾機理和對不同干擾的抵抗能力是不同的。在民用中應用較為廣泛的是直接序列擴頻系統(tǒng)和跳頻擴頻系統(tǒng)。下面主要對這兩種擴頻技術進行簡單介紹。（1）直接序列擴頻系統(tǒng)21直接序列擴頻是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列采用各種調制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜，而在收端，用相同的擴頻碼序去進行解碼，把擴展寬的擴頻信號還原成原始的信息。它是一種數(shù)字調制方法，具體說，就是將信源與一定的PN碼(偽噪聲碼)進行模二加。例如在發(fā)射端

4、將“1”用11000100110，而將“0”用00110010110去代替，這個過程就實現(xiàn)了擴頻，而在接收端只要把收到的序列是11000100110就恢復成“1”，是00110010110就恢復成“0”，就實現(xiàn)了解擴。這樣信源速率就被提高了11倍，同時也使處理增益達到10dB以上，從而有效地提高了整機信噪比。（2)跳頻擴頻系統(tǒng)我們在用收音機收聽某電臺，當電臺在中波和短波兩個波段上播放同一個節(jié)目時，有這樣的體會：若中波波段信號不好，則隨即換到短波波段收聽；當短波波段信號不好，則又換回到中波波段收聽。這種以更換波段的手段來改善收聽效果的方法，就是跳頻的通俗含義。只不過這種跳頻

5、僅在接收端發(fā)生，而且是由人工干預來實施跳頻的。我們假設，當廣播電臺發(fā)送的頻段也能“緊跟”收音機用戶更換的話，那么，這種通信方式就是跳頻通信。因此，跳頻擴頻(FHSS)技術是通過偽隨機碼的調制，使載波工作的中心頻率不斷跳躍改變，而噪音和干擾信號的中心頻率卻不會改變。這樣，只要收、發(fā)信機之間按照固定的數(shù)字算法產生相同的偽隨機碼，就可以達到同步，排除噪音和其他干擾信號。1.3擴頻的理論基礎Shannon定理指出：在高斯白噪聲干擾條件下，通信系統(tǒng)的極限傳輸速率（或稱信道容量）為???????????????（1）式中：B為信號帶寬；S為信號平均功率；N為噪聲功率。若白噪聲的功率譜

6、密度為n0，噪聲功率N=n0B，則信道容量C可表示為?????????????（2）由上式可以看出，B、n0、S確定后，信道容量C就確定了。由Shannon第二定理知，若信源的信息速率小于或等于信道容量C，通過編碼，信源的信息能以任意小的差錯概率通過信道傳輸。為使信源產生的信息以盡可能高的信息速率通過信道，提高信道容量是人們所期望的。21由Shannon公式可以看出：（1）信道容量C為常數(shù)時，帶寬B與信噪比S/N可以互換，即可以通過增加帶寬B來降低系統(tǒng)對信噪比S/N的要求。（2）要增加系統(tǒng)的信息傳輸速率，則要求增加信道容量。增加信道容量的方法可以通過增加傳輸信號帶寬B，或

7、增加信噪比S/N來實現(xiàn)。由式（1）可知，B與C成正比，而C與S/N成對數(shù)關系，因此，增加B比增加S/N更有效。1.4擴頻通信系統(tǒng)的基本原理對擴頻通信系統(tǒng)的基本原理進行簡單介紹，在本文中我們使用直接序列擴頻通信系統(tǒng)，對信號進行擴展頻譜，圖1給出了直接序列擴頻通信系統(tǒng)模型原理方框圖。直接序列擴頻就是用比信息速率高很多倍的偽隨機噪聲碼相乘來達到擴展信號的帶寬，擴頻通信是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必須的最小帶寬。其波形圖如圖1中(a)所示，由信源產生的信息流通過編碼器變換為二進制數(shù)字信號。二進制數(shù)字信號中所