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CDMA蜂窝移动通信仿真

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引言

随着社会、经济的发展，移动通信得到越来越广泛的应用，移动通信技术的发展日新月异。CDMA作为一种抗干扰的通信手段，很早就在军事通信中得到应用。

随着通信系统的复杂性不断增加，传统的设计方法已经不能适应发展的需要，因而要通过仿真，来降低系统失败的可能性，优化系统的整体性能，因此仿真是通信技术研究中不可缺少的方法。而通信系统仿真是一个螺旋式上升的过程，在这个过程中可能需要对原来的仿真模型进行若干次的修改，才能实现最初的设计目标。

本课题的一些基础理论已经在移动通信以及通信原理相关课程中学习到，扩频通信技术、码分多址技术和同步技术是CDMA的关键技术。通过对CDMA系统的研究，更进一步了解CDMA系统扩频通信的过程，加深了对CDMA扩频通信技术和码分多址技术的理解。同时，借助理论上和仿真实验方面得出的结论我们可以进一步深入理解CDMA技术何以发展如此快速。

第一章课题的背景及研究意义和目的

1.1课题的背景

CDMA(CodeDivisionMultipleAccess)是由美国的Qualcomm公司开发的一种技术，直译为码分多址，是在扩频通信的基础上发展起来的。它利用相互正交的不同编码分配给不同用户调制信号，实现多用户同时使用同一频率接入系统和网络。它会将原信号频谱带宽扩展，即所谓的扩频。CDMA通信系统采用的是直接序列扩频方式[1]，用一个码序列去调制原始数据信息，调制后的信息就能以高速传输。

CDMA技术的标准化经历了如下几个阶段(如图1-1所示)

IS-95A

IS-95A

IS-99，IS-657

IS-95B

IS-95HDR，IS-95C

CDMA20001XRTT

CDMA20003XRTT

CDMA2000

IS-95

图1-1DMA技术标准化经历

中国CDMA的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累。1993年国家863计划已开展CDMA蜂窝技术研究。1994年首先在天津建技术试验网。1998年具有14万容量的长城CDMA商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部分商用。同时联通也在广东、北京、天津、上海等地建CDMA商用试验网。经过几年的发展，各地的CDMA网已经初具规模，发展速度之快令世人瞩目[2]。

在网络建设的同时，我国在CDMA标准制定和实施方面也有了很大的发展。在1999年4月成立了中国无线通信标准研究组CWTS，其主要目的是加强我国的标准制订工作。我国目前采用的CDMA标准主要是向美国标准靠拢，同时结合我国的实际情况。如空中接口在美国的标准中注重CDMA与AMPS双模兼容，而在我国则没有这种需求，因此其频率、基本频道的设置及IMSI等方面都需要进行修改；在A接口上，美国的标准兼容了多种制式，而在我国只需要其中的CDMA一种；同样网络接口IS-41系列标准也需要进行必要的修改。在吸收和引进国外各项标准的同时，我国也正在积极开发满足我国电信网络的CDMA标准，并且已经向国际电信联盟递交了第三代移动通信技术规范TD-CDMA标准，该标准在1999年11月结束的有关世界第三代移动通信标准制订会上被最终确定为第三代移动通信技术规范的系列标准之一。这是中国提出的电信技术标准第一次被国际电信联盟所采用，同时也证明了我国的通信技术水平已逐渐与世界同步，我们的民族产业也日益引起世界的瞩目。

1.2课题研究的意义

码分多址以扩频为基础，传输信息的信号带宽远大于信息带宽。给每个用户分配一个唯一的扩频码，通过该扩频码的不同来识别用户。由于CDMA手机发射功率小，且采用先进的软切换技术，不会出现掉线现象。使用CDMA网络，运营商的投资相对减少，这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。另外，容量比模拟技术高10倍，超过GSM网络约4倍。基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能[2]。另外，所有的第三代移动通信系统都采用了CDMA技术，对CDMA的研究具有一定的价值。

如今通信行业的产品更新速度也越来越快，引入仿真软件进行仿真已经是必不可少。仿真既可利用仿真软件，也可通过高级语言编程实现。利用软件包，建模十分方便，可大大节省编程时间，甚至可省去编程过程。其中，MATLAB是最具影响力、最有活力的软件之一，在科学运算、自动控制、通信仿真等领域有着广泛的应用[3]。因此理由仿真软件对CDMA蜂窝移动通信技术进行仿真，不仅对理解CDMA有深刻的意义，更能加深CDMA在实际案例中的运用[3]。

1.3研究课题的目的

直接序列扩频和码分多址技术是本论文的重点，因此本论文研究的重点在于应用MATLAB来设计实现CDMA系统,并在此基础上实现多用户信道的复用，具体讲就是将信号进行扩频、BPSK调制、加入白高斯噪声、进行多路复用，送入信道并在