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实验8 多用户CDMA直接序列扩频系统仿真

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课程实验报告
课程3G移动通信实验
实验名称多用户CDMA直接序列系统扩频仿真学院通信工程
专业通信工程
班级13083414
学号13081403
学生姓名
一、实验内容
【实验目的】
⏹加深对CDMA扩频系统的理解；
⏹能够使用Matlab语言完成简化的CDMA直接序列扩频系统仿真和分析；【实验内容】
⏹使用Matlab语言完成扩频系统仿真；
⏹分析误比特率；
【实验设备】
⏹一台PC 机
【实验步骤】
生成4个用户的信息码，分别用各自的扩频码进行扩频，然后按照图3的原理进行发送、接收，统计误比特率。

其中噪声为高斯白噪声awgn，信噪比可以取2dB。

【实验报告】
按照要求完成实验报告。

实验报告中要求画出实验步骤中的波形图，并对实验结果进行总结。

【实验原理】
直接序列扩频系统采用高码速率的直接序列（Direct Sequence，DS），伪随机码在发端进行扩频，在收端用相同的码序列去进行解扩，然后将展宽的扩频信号还原成原始信息。

直接序列扩频系统的发射机和接收机框图如图1所示。

二、仿真程序及说明
ex_f.m:
function m = ex_f(mt,pn)
%ex_f 用pn序列扩频mt
% 返回mt与pn大小乘积的序列
m=reshape((mt'*pn)',1,[]);
end
de_f.m:
function d = de_f( s,pn )
%de_f decode the exfrequncy modulate
% s->the seq need decode, length of s must be intergally larger than length of pn d_l=s.*ex_f(ones(1,length(s)/length(pn)),pn);
d=sum(reshape(d_l,length(pn),[]))/length(pn);
end
multiuser.m:
H2=[1 1;1 -1];
NH2=H2*(-1);
H4=[H2 H2;H2 NH2];
NH4=H4*(-1);
H8=[H4 H4;H4 NH4];
NH8=H8*(-1);
H16=[H8 H8;H8 NH8];
NH16=H16*(-1);
H32=[H16 H16;H16 NH16];
NH32=H32*(-1);
H64=[H32 H32;H32 NH32]; %产生walsh64扩频码%
p1=H64(5,:);
p2=H64(10,:);
p3=H64(15,:);
p4=H64(20,:);
m1t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1; %产生4个用户的随机序列%
m2t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;
m3t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;
m4t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;
s1=ex_f(m1t,p1); %对四个用户进行扩频%
s2=ex_f(m2t,p2);
s3=ex_f(m3t,p3);
s4=ex_f(m4t,p4);
s=s1+s2+s3+s4; %合并并通过AWGN信道%
s=awgn(s,0.01);
d1=de_f(s,p1); %解扩频%
d2=de_f(s,p2);
d3=de_f(s,p3);
d4=de_f(s,p4);
d1=d1./abs(d1); %判决%
d2=d2./abs(d2);
d3=d3./abs(d3);
d4=d4./abs(d4);
err1=sum(abs(m1t-d1)/2); %统计误码%
err2=sum(abs(m2t-d2)/2);
err3=sum(abs(m3t-d3)/2);
err4=sum(abs(m4t-d4)/2);
subplot(4,2,1)
stairs(m1t);
title('用户1消息序列')
axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,3)
stairs(m2t);
title('用户2消息序列')
axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,5)
stairs(m3t);
title('用户3消息序列')
axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,7)
stairs(m4t);
title('用户4消息序列')
axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,2)
stairs(d1);
title(['用户1接收序列' '(' '误码:' num2str(err1) '误码率:' num2str(err1/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,4)
stairs(d2);
title(['用户2接收序列' '(' '误码:' num2str(err2) '误码率:' num2str(err2/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,6)
stairs(d3);
title(['用户3接收序列' '(' '误码:' num2str(err3) '误码率:' num2str(err3/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);
subplot(4,2,8)
stairs(d4);
title(['用户4接收序列' '(' '误码:' num2str(err4) '误码率:' num2str(err4/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);
总结
扩频通信是用pn码去扩展每一个信号周期。

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CDMA通信系统仿真（附带完整程序）

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。

CDMA扩频通信系统实验

CDMA扩频通信系统实验

CDMA扩频通信系统实验一、实验目的通过本实验将扩频解扩的单元实验串起来，让学生建立起CDMA通信系统的概念，了解CDMA 通信系统的组成及特性。

二、实验内容1．搭建CDMA扩频通信系统。

2．观察CDMA扩频通信系统各部分信号。

3．观察两路信号码分多址及其选址。

三、实验步骤1．关闭实验箱总电源，按如下要求搭建CDMA通信系统a．在发射用实验箱上正确安装CDMA发送模块、IQ调制解调模块及信源编译码模块。

b．在接收用实验箱1上正确安装CDMA接收模块、IQ调制解调模块、PSK载波恢复模块及码元再生模块。

c．在接收用实验箱2上正确安装CDMA接收模块、IQ调制解调模块、PSK载波恢复模块、码元再生模块及信源编译码模块。

d．发送实验箱上连线：用台阶插座线完成如下连线用同轴视频线完成如下连接e．接收实验箱1上连线：f．接收实验箱2上连线：用台阶插座线完成如下连线用同轴视频线完成如下连接2．发射实验箱上天线开关置于“发射”，即按下。

接收用两台实验箱上天线开关置于“接收”，即弹起，将发射及接收天线直立并拉至最长。

3．观测发射输出实验箱的输出信号a．将发送模块上“GOLD1 SET”拨码开关第1位拨为1，表示将输入的基带信号进行差分编码；第2-8位拨为任意非全0二进制数，（扩频码为Gold序列）。

b．将发送模块上“GOLD2 SET”拨码开关第1位拨为1，表示将输入的基带信号进行差分编码；第2-8位拨为不同于GOLD1 SET的任意非全0二进制数。

c．示波器探头接IQ模块上调制单元的“输出”测试点，调节该模块上电位器“W1”使该点信号电压峰峰值为1V左右。

4．观测接收实验箱1的接收信号（数据传输）a．示波器探头接接收模块“输出2”测试点，调整“幅度”电位器使该点信号电压峰峰值为1.6V左右。

b．将接收模块上“GOLD SET”拨码开关拨为与发送模块“GOLD1 SET”相同，按复位键完成设置。

c．按实验十三中方法调整CDMA接收模块，使扩频码同步。

移动通信扩频实验报告(3篇)

移动通信扩频实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。

2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。

3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。

4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。

二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。

扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。

2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。

3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。

4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。

三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。

（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。

（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。

2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。

（2）将扩频信号发送到接收端。

（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。

（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。

3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。

（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。

4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。

（2）观察频谱，验证频谱利用率。

五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。

2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。

3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。

实验五-CDMA原理的matlab仿真

实验五-CDMA原理的matlab仿真

实验二 CDMA 原理的程序仿真实验目的：了解3G 移动通信网中关键技术CDMA 的实现原理 掌握matlab 编程，实现CDMA 原理仿真实验要求：掌握CDMA 原理掌握matlab 语言对于码分复用技术仿真的功能实验场景： 现有8个用户，通过信令两两建立连接通道，分别为发送方A 、B 、C 、D ，对应的接收方为A ’、B ’、C ’、D ’，A 和A ’的通信内容为-1，B 和B ’的通信内容为-1，C 和C ’的通信内容为1，D 和D ’的通信内容为1。

系统内具备以下条件：A 和A ’通信的正交码为H1： 1 1 1 1B 和B ’通信的正交码为H2： 1 -1 1 -1C 和C ’通信的正交码为H3： 1 1 -1 -1D 和D ’通信的正交码为H4： 1 -1 -1 1H1~H4具有正交性，比如[1 1 1 1]和[1 -1 1 -1]向量乘一下，为0，每两个不同的向量都这样，只有本身相乘是有值的。

发送过程信道ABC D-1-111相乘-1,-1,-1,-1, 1, 1, 1 1 1 1 1码 数据 1 -1 1 -1 1 1 -1 -11 -1 -1 1-1,-1,-1,--1,-1,-1,-1,-1, 1, -1,1, -1, 11, 1, 1, 1 1,1, 1,1,-1,-11, 1, 1, 1 1,-1,1,-1,-1,10,0,-4,0扩展相加每一个人对接收到的数据用自己的码进行译码，得到不同的结果，和发送的数据相同。

也就是说拥有不同的码，即使在同频率下相互干扰，信号叠加在一起，也能正确的得到各自想要的信息，这样很多人的都可以使用相同的频率，大大增加了通信容量实验参考知识： （1） 哈达马正交矩阵 方法为：hadamard(n)例如：运行hadamard(4)，得到4*4矩阵：[ 1 1 1 1; 1 -1 1 -1; 1 -1 -1; 1 -1 -1 1]（2） 整体代码 %发送部分d_o = round(rand(1,4))';d = 2*d_o - 1; %发送数据a->a': -1, b->b': -1 ...%正交码阵H =[ 1 1 1 1; 1 -1 1 -1; 1 1 -1 -1; 1 -1 -1 1 ] H = hadamard(4);d_t = repmat(d,1,4); %扩展数据 c_t = H.*d_t; %对应相乘 c = sum(c_t); %形成码字 %接收部分c_r = repmat(c,4,1).*H; %码字 e = mean(c_r,2); %接受数据figure(1) %显示发送和接受数据，比较是否相同 subplot(2,1,1); stem(d); subplot(2,1,2); stem(e);任务： （1） 修改发送数据，运行程序，观察发送数据和接受数据是否相同；给出过程。