深度解讀通信系統(tǒng)中的CDMA多用戶傳輸仿真技術(shù)

　　多址技術(shù)使眾多的用戶共用公共的通信線路。為使信號多路化而實現(xiàn)多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱的頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）三種接入方式。　　
? ? ? ?著重研究了通信系統(tǒng)的仿真過程，首先在同一信道下比較調(diào)制對系統(tǒng)性能的影響，接著比較在相同的調(diào)制方法下不同信道系統(tǒng)的性能。在仿真出基本通信系統(tǒng)后，對CDMA多用戶傳輸系統(tǒng)進行仿真，研究CDMA? 系統(tǒng)抗多址干擾和多徑干擾的能力。最后得出CDMA通信系統(tǒng)抗多址干擾和抗多徑干擾能力與系統(tǒng)擴頻碼正交性能之間的關(guān)系。

　　論文關(guān)鍵詞：CDMA，擴頻通信MATLAB，通信系統(tǒng)

　　一、MATLAB完成一個簡單通信系統(tǒng)仿真所需的基本工作

　　1.1、信道調(diào)制

　　首先完成的是信道調(diào)制的工作，其調(diào)制結(jié)果如下圖所示：

　　從上圖圖中我們可以看出，經(jīng)過BPSK調(diào)制的系統(tǒng)性能較直接發(fā)送數(shù)據(jù)有了很大的提高。其原因是經(jīng)過BPSK調(diào)制之后，在接受端的判決電平就由原來的0.5變?yōu)?，其判決電平的變化直接使得系統(tǒng)的抗噪聲性能有了大大的提高通信系統(tǒng)，所以其誤碼率跟沒有調(diào)制之前比較，下降了很多。

　　ber =（沒有經(jīng)過調(diào)制直接發(fā)送數(shù)據(jù)的誤碼率）

　　Columns 1 through 7

　　0.1967 0.14500.1733 0.1400 0.09500.0771 0.0567

　　Columns 8 through 10

　　0.03640.0189 0.0147

　　ber =（經(jīng)過BPSK調(diào)制再發(fā)送數(shù)據(jù)的誤碼率）

　　Columns 1 through 7

　　0.06880.0340 0.0179 0.01250.0056 0.0024 0.0009

　　Columns 8 through 10

　　0.00020.0000 0.0000

　　1.2、不同信道比較

　　上面進行的是在相同的信道下，未經(jīng)過調(diào)制直接發(fā)送與經(jīng)過BPSK調(diào)制后再發(fā)送兩種情況下系統(tǒng)的性能比較。接下來要進行的是經(jīng)過BPSK調(diào)制以后，不同信道下系統(tǒng)性能比較。比較結(jié)果如下圖所示：

　　上圖中的兩條曲線分別是在BPSK調(diào)制下，信號在AWGN信道模型和瑞利衰落模型條件下產(chǎn)生的，從圖中可以看出，瑞利信道要比AWGN信道惡劣的多，在SNR提高到30dB下，系統(tǒng)性能還比AWGN信道下差了好幾個數(shù)量級論文格式模板。

　　ber =（GAUSS信道下的誤碼率）

　　Columns 1 through 7

　　0.06000.0385 0.0196 0.01040.0069 0.0026 0.0007

　　Columns 8 through 10

　　0.00020.0000 0.0000

　　ber =（瑞利信道下的誤碼率）

　　Columns 1 through 7

　　0.12330.1420 0.1425 0.05000.1667 0.0967 0.0340

　　Columns 8 through 14

　　0.03930.0286 0.0134 0.03840.0125 0.0178 0.0098

　　Columns 15 through 21

　　0.00590.0043 0.0090 0.00430.0030 0.0015 0.0016

　　Columns 22 through 28

　　0.00590.0047 0.0011 0.00090.0005 0.0005 0.0002

　　Columns 29 through 30

　　0.00020.0001

　　二、CDMA多用戶傳輸系統(tǒng)

　　2.1、實現(xiàn)多用戶抗多址干擾傳輸，研究擴頻序列互相關(guān)性與系統(tǒng)性能的關(guān)系

　　從圖中可以看出通信系統(tǒng)，多用戶傳輸系統(tǒng)的性能會比單用戶的性能差，表現(xiàn)為在同等SNR條件下，誤碼率較單用戶高。同時系統(tǒng)的性能也跟擴頻碼的相關(guān)性有關(guān)，當(dāng)擴頻碼相關(guān)性提高時，誤碼率卻隨之下降。這是因為在接收端解調(diào)時是利用擴頻碼的自相關(guān)性。在接收端利用每一個用戶唯一的擴頻碼進行接收解調(diào)，由于該擴頻碼與其他用戶的擴頻碼為近似正交，所以其他用戶的信號會被當(dāng)作噪聲而去除?？梢?，系統(tǒng)的性能和擴頻碼的相關(guān)性是成正比關(guān)系的。

　　ber =（單信源）

　　Columns 1 through 7

　　0.05100.0301 0.0237 0.01480.0063 0.0023 0.0007Columns 8 through 10

　　0.00020.0000 0.0000

　　ber =（正交擴頻碼雙信源）

　　Columns 1 through 7

　　0.08450.0773 0.0478 0.02290.0106 0.0053 0.0013

　　Columns 8 through 10

　　0.00030.0001 0.0000

　　ber =（相關(guān)系數(shù)為0.5的擴頻碼雙信源）

　　Columns 1 through 7

　　0.21650.1672 0.1730 0.15580.1099 0.0871 0.0656

　　Columns 8 through 10

　　0.04780.0211 0.0108

　　2.2、研究擴頻序列自相關(guān)性抗多徑干擾的能力

　　從圖中和下面的ber數(shù)據(jù)可以看出，在抗多徑干擾方面，擴頻碼的自相關(guān)性是很重要的通信系統(tǒng)，隨著自相關(guān)性的提高，系統(tǒng)的性能也越接近單徑傳輸?shù)男阅?。因為寬帶信號的傳輸中是受到頻率選擇性衰落的，而進行擴頻后的信號在很寬的頻譜上有著相同的能量，任意給定時間只有一小部分頻譜受衰落的影響。在時域上分析，多徑干擾是因為在不同的信道中傳輸，到達接收端的時間有延遲，不同時間到達的信號相互疊加而造成影響。而對于擴頻后的信號而言，由于經(jīng)過延遲到達的信號其自相關(guān)性變差，將會被當(dāng)成不相關(guān)的別的用戶信號而被濾除。而當(dāng)擴頻碼的自相關(guān)性不好的時候，就會造成系統(tǒng)性能的下降論文格式模板。

　　ber =（單徑）

　　Columns 1 through 7

　　0.13230.0958 0.0903 0.06980.0497 0.0491 0.0317

　　Columns 8 through 14

　　0.04310.0345 0.0257 0.02130.0222 0.0129 0.0086

　　Columns 15 through 21

　　0.00740.0062 0.0057 0.00390.0032 0.0025 0.0019

　　Columns 22 through 28

　　0.00150.0015 0.0009 0.00090.0006 0.0005 0.0003

　　Columns 29 through 30

　　0.00040.0002

　　ber =（雙徑相關(guān)系數(shù)為1.0）

　　Columns 1 through 7

　　0.14370.1131 0.1344 0.09360.0832 0.0725 0.0497

　　Columns 8 through 14

　　0.03690.0302 0.0300 0.02900.0197 0.0155 0.0113

　　Columns 15 through 21

　　0.00860.0062 0.0061 0.00360.0045 0.0033 0.0024

　　Columns22 through 28

　　0.00150.0017 0.0011 0.00070.0007 0.0005 0.0004

　　Columns 29 through 30

　　0.00040.0002

　　ber =（雙徑相關(guān)系數(shù)為0.6）

　　Columns 1 through 7

　　0.19840.2165 0.1818 0.17860.1312 0.1244 0.0787

　　Columns 8 through 14

　　0.06800.0540 0.0620 0.04010.0358 0.0258 0.0282

　　Columns 15 through 21

　　0.02000.0138 0.0148 0.01280.0082 0.0089 0.0050

　　Columns 22 through 28

　　0.00460.0031 0.0029 0.00210.0017 0.0016 0.0013

　　Columns 29 through 30

　　0.0009 0.0006

　　2.3、實際系統(tǒng)的模擬

　　在實際的CDMA系統(tǒng)中通信系統(tǒng)，目前采用的是用M序列作為擴頻碼。因此在實驗中我們用32位的M序列和GOLD序列作為對實際系統(tǒng)的模擬，按照M序列的性質(zhì)，該模擬系統(tǒng)總共可以容納32個用戶同時傳輸。

　　三、結(jié)論

　　1.經(jīng)過調(diào)制后的信號在信道中傳輸比直接將信號進行傳輸?shù)南到y(tǒng)性能要好的多。

　　2.CDMA系統(tǒng)的抗多址干擾性能很好，并且跟擴頻碼的正交性呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即擴頻碼的正交性能越好，系統(tǒng)的抗多址性能也越好。

　　3.CDMA系統(tǒng)的抗多徑干擾性能也很好，同樣地，系統(tǒng)的抗多徑性能也跟系統(tǒng)的擴頻碼的正相關(guān)性有關(guān) 。