CDMA系统性能分析与仿真

CDMA系统性能分析与仿真

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  • 适用:本科,大专,自考
  • 更新时间2022年
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CDMA系统性能分析与仿真

                               CDMA系统性能分析与仿真
                                       摘 要
CDMA数字蜂窝移动通信系统由于其具有良好的通信性能,已成为近年来国际上研究的热点之一。扩展频谱通信是具有广阔发展前景的通信方式之一,并广泛应用于军事通信和民用通信中。
码分多址接入CDMA(Code Division Multiple Access)方式以频谱利用率高、抗多经、抗干扰、软容量、低功率、软切换、宏分集、频率规划简单以及用户接入方便等其它多址技术不可比拟的优越性被认为是未来移动通信系统的理想接入技术之一。
能够提供大的系统容量是CDMA通信技术一个突出优点,CDMA系统的容量是干扰受限的,降低干扰可以直接增加其系统容量,这可以通过提高扩频增益实现。当然,通过一些其它技术如功率控制、语音激活、抗多径衰落等也可以增强其系统容量。
本文首先全面分析了CDMA通信技术的各项性能指标;然后研究了决定和影响其系统容量的各个参数,以及系统容量的各种增强技术;最后结合仿真图形加以分析说明,用实验结果论证了理论分析的正确性。

关键词: 移动通信,CDMA,系统容量
目录
摘 要 2
ABSTRCT 3
目录 4
前 言 5
第一章 移动通信的历史、现在和将来 7
1.1 移动通信的历史 7
1.2 移动通信的现在 8
1.2.1 GSM简介 8
1.2.2 GSM系统的主要技术 8
1.3 移动通信的未来 9
1.3.1 CDMA简介 9
1.3.2 CDMA的原理 10
第二章 CDMA的系统性能分析 13
2.1CDMA系统概述 13
2.2 CDMA系统模型 13
2.3 CDMA系统平均信噪比和平均误码率 15
2.4 CDMA系统抗干扰能力 16
2.4.1 抗平稳随机过程的干扰 16
2.4.2 抗单频干扰 17
2.5 CDMA系统抗多径干扰能力 18
2.6 CDMA系统的主要优点 19
第三章 CDMA的系统容量分析 22
3.1 CDMA系统容量 22
3.1.1 系统容量的推导 22
3.1.2 对系统容量产生影响的几个因素 23
3.1.3 多用户检测技术对容量的提高 27
3.2 CDMA系统容量与TDMA系统容量的比较 28
3.2.1 主要的增强技术 28
3.2.2 系统容量的比较 29
第四章 仿真结果分析 31
4.1 验证系统允许误码率对容量的影响 31
4.2 验证扩频码长N对容量的影响 33
4.3 验证语音激活率 对容量的影响 35
4. 4 验证功率误差对容量的影响 36
4.5 验证多用户检测技术对容量的影响 37
第5章 全文总结 38
参考文献 39
结 束 语 40
致谢 41
 
前 言
80年代末,全球范围从模拟向数字蜂窝技术的突然转变,使欧洲的GSM数字技术受益匪浅,并迅速推广到近100个国家,占据了几乎是无可争议的市场领先地位。然而,更具突发性的是CDMA技术在蜂窝移动通信中的应用。CDMA最初应用于军事抗干扰通信,而后由Qualcomm公司更新成为商用蜂窝电信技术,但当时业界对CDMA是否适合商用还疑虑重重。近几年来,经过电信界广泛的研讨、论证,特别是在韩国政府的积极倡导和推动下,CDMA移动通信系统得到了迅猛的发展。在韩国,CDMA网络运营仅一年多便发展到400万用户,网络运行正常,语音清晰,充分证明了CDMA技术是成熟的。系统容量和话音质量较目前其他蜂窝系统(GSM、TDMA、PDC、TACS、AMPS)而言,具有显著的优越性。
我国个人移动通信现在主要使用的是GSM系统,它以TDMA(时分多址)为主要技术,CDMA将作为下一世纪的无线接入技术,而WCDMA将成为目前各种第二代移动系统(GSM、IS-95、PDC等)的交汇点,发展成第三代系统。但未来的统一将要经过一个艰苦的过程,CDMA技术将在未来的通信中起越来越重要的作用。许多电信业的专家认为,CDMA扩频技术将在21世纪最初几年内使其他所有技术黯然失色。它将取代模拟的AMPS,并超过GSM等其他技术。这种高效的新型通信模式将随同其宽带衍生技术——WCDMA快速发展,满足用户对个人通信系统(即PCS)的要求,并成为全球无线本地环路的必然选择。本文研究的主要问题就是CDMA的容量分析。
第一章首先概略的介绍了移动通信的历史,现在和将来,同时介绍了移动通信的主要技术,并相应的介绍了TDMA的原理,为以后与CDMA比较分析打下基础。第二章全面的分析了CDMA通信技术的各项性能,展示了CDMA在系统平均误码率、抗干扰能力、抗多径干扰能力等各方面的优势,并在对其整体把握的基础上引出了第三章内容CDMA的容量分析,这是全文的理论核心部分。这里首先推导出容量的表达式,然后从扩频增益G、信噪比(误码率)、扩频编码的性能、语音激活率、功率误差和多用户检测技术等诸方面分析了系统容量的变化情况,并通过与TDMA系统的比较全面展现了CDMA系统强大的用户容量。
在理论分析之后,为了验证理论的正确性,更直观的说明问题,本文又在MATLAB下实现了CDMA系统仿真,绘制图形,并针对各个图形加以理论说明,用仿真得到的客观结果来验证理论分析的正确性。这样,全方位、多角度的分析问题,达到了理论联系实际的效果。这种方法不仅适用于本次毕业设计,也适用于将来的学习和工作,是解决工程问题的普遍性思路。

 

参考文献
[1] 陈五平主编. 胡键栋等著 《码分多址与个人通信》 人民邮电出版社 1996.10 第一版
[2] 朱近康著 《CDMA通信技术》 人民邮电出版社 2001.9 第一版
[3] 张瑞丰等著《精通Matlab6.5》 中国水利水电出版社  2004.1第一版

                         

 

 


 

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