移动通信课程设计报告基于matlab的CDMA通信系统仿真
姓名：梁国平林建敏吴汝煜班级：06电信6
学号：************
200630580615
200630580624
指导老师：胡洁陆健强
日期：2010.3.1～2010.3.12
华南农业大学工程学院
摘要
CDMA移动通信采用直接序列扩频系统，设计一个有干扰的直接序列扩频通信系统，PN码由m序列产生器产生，经过高斯白噪声信道。在接收端接收到的信号包括“有用信号+高斯白噪声+干扰”，将接收信号进行解扩，判决，得到用户的信号检测结果，绘制
的变化曲线。随不同的扩频增益（增益值为10，30，50）下，误比特率随信噪比Eb/N
着无线通信的广泛应用，无线频道变得非常拥挤，频道资源非常紧张，干扰繁多、严重。扩频通信技术有很多优点，可以克服这些问题，并且可以提供更高的保密技术。
本设计系统通过MATLAB仿真得到了DSSS系统的误比特率与信噪比的关系曲线，以及在不同的扩频增益下的不同的误比特率和信噪比的关系曲线。
关键词：MATLAB仿真CDMA DSSS PN AGWN BER SNR
目录
1 扩频通信的基本原理 (1)
2 MATLAB仿真 (4)
2.1仿真原理框图 (4)
2.2 程序模块 (4)
3仿真结果分析 (6)
4仿真程序 (9)
5课程设计心得 (17)
Abstract (18)
参考文献 (19)
1．扩频通信的基本原理
1.1 扩频通信的定义
扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。扩频通信系统具备3个主要特征：
1、载波是一种不可预测的,或称之为伪随机的宽带信号。
2、载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多。
3、接收过程是通过将本地产生的宽带载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来实现的。
频谱扩展的方式主要有以下几种:直序扩频(DSSS)使用高速伪随机码对要传输的低速数据进行扩频调制;跳频系统则利用伪随机码控制载波频率在一个更宽的频带内变化;跳时则是数据的传输时隙是伪随机的;线性调频系统中的频率扩展则是一个线性变化的过程。几种方式组合的混合系统也经常得到应用。衡量扩频系统最重要的一个指标就是扩频增益,又称为处理增益。正是因为扩频系统本身具有的特征使其性能具有一系列的优势。扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。扩频技术具有抗干扰能力强、保密性好、易于实现多址通信等优点,因此该技术越来越受到人们的重视。近年来,随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展,以及一些新型元器件的应用,扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶,不仅在军事通信中占有重要地位,而且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域,成为新世纪最有潜力的通信技术之一。1.2 扩频通信的理论基础
扩频通信的基本特点是传输信号所占用的频带宽度(W)远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(DF) ,其比值称为处理增益Gp：
Gp =W /△F (1) 任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度,如话音为1.7kHz～3.1kHz,电视图像则宽到
数兆赫兹。为了充分利用有限的频率资源,增加通路数目,人们广泛选择不同调制方式,采用宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等) ,和压缩频带等措施,同时力求使传输的媒介中传输的信号占用尽量窄的带宽。因现今使用的电话、广播系统中,无论是采用调幅、调频或脉冲编码调制制式,Gp值一般都在十多倍范围内,统称为“窄带通信”。而扩频通信的Gp 值,高达数百、上千,称为“宽带通信”。扩频通信的可行性 ,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。
信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为:
C =Wlog2(1+P/N) （2）其中:C—信道容量,W—信号频带宽度, P—信号功率, N—白噪声功率。
式 (2)说明,在给定的传输速率 C不变的条件下,频带宽度 W 和信噪比 P /N是可以互换的。即通过增加频带宽度的方法,在较低的信噪比P/N (S/N )情况下,传输信息。
1.3 扩频通信的主要性能指标
（1）处理增益。处理增益G也称扩频增益(Spreading Gain)它定义为频谱扩展前的信息带宽DF与频带扩展后的信号带宽 W之比：
Gp =W /△F （3）在扩频通信系统中，接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为 DF 的信息，而排除掉宽频带W中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响。因此,处理增益G反映了扩频通信系统信噪比改善的程度。
（2)抗干扰容限。是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力,定义为：
Mj =G-[(S/N)out +L S ] （4）其中：Mj：抗干扰容, G：处理增益, (S/N)out：信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比, Ls：接收系统的工作损耗。
1.4 直接序列扩频系统的组成
直接序列扩频系统（DS，Direct Sequence）又称为直接序列调制系统或伪噪声系统（PN系统），简称为直扩系统，是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。人们对直扩系统的研究最早，如美军的国防卫星通信系统（AN-VSC-28）、全球定位系统（GPS）、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统（TDRSS）等都是直扩技术应用的实例。
直扩系统是将要发送的信息用伪随机（PN）序列扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复
