基于MATLAB的CDMA RAKE接收机仿真

毕业设计（论文）

题目：基于MATLAB的CDMA RAKE接收机仿真 专业班级： 姓名： 指导教师姓名： 职称： 学 院：

2010年04月10日

目 录

摘 要 ............................................................................................................................. 1 Abstract ............................................................................................................................ 2 绪 论 ............................................................................................................................. 3 1 MATLAB语言基础 ..................................................................................................... 4 1.1 MATLAB概述 ......................................................................................................... 4 1.1.1 MATLAB的概况 ...................................................................................................... 4 1.1.2.MATLAB产生的历史背景 ........................................................................................ 4 1.1.3 MATLAB的语言特点 ............................................................................................... 5 1.2 MATLAB的安装于使用 ........................................................................................... 7 1.2.1 MATLAB安装 ......................................................................................................... 7 1.2.2 MATLAB运行 ......................................................................................................... 7 1.2.3结束MATLAB ......................................................................................................... 7 1.3 MATLAB 基本语法和基本操作 ................................................................................ 8 1.3.1数值运算的功能 ....................................................................................................... 8 1.3.2符号的作用 .............................................................................................................. 8 1.3.3用matlab函数创建矩阵 ............................................................................................ 8 1.3.4 矩阵的修改 ............................................................................................................. 9 1.3.5矩阵运算.................................................................................................................. 9 2 CDMA信号及高速网络时代三大主流3G技术 .......................................................... 10 2.1 3G技术概况........................................................................................................... 10 2.1.1 3G技术的标准 ....................................................................................................... 10 2.2 CDMA信号简介 .................................................................................................... 10 2.2.1 CDMA概述 ........................................................................................................... 10 2.2.2 CDMA技术标准 .....................................................................................................11 2.2.3 CDMA所具有的优势及技术持点 ............................................................................ 12 2.3 CDMA信号分类及各自特点 ................................................................................... 14 2.3.1 W-CDMA ............................................................................................................... 15 2.3.2 CDMA2000 ............................................................................................................ 15 2.3.3 TD-SCDMA............................................................................................................ 15 2.3.4 TD-SCDMA的发展过程：...................................................................................... 16 2.3.5 TD-SCDMA的优缺点............................................................................................. 17 3 RAKE 接收机 ............................................................................................................. 18 3.1 RAKE接收机-技术发展及研究现状 ........................................................................ 18 3.2 RAKE接收机基本原理 ........................................................................................... 19 3.3 RAKE接收机数字实现模型 .................................................................................... 21 3.4 RAKE接收机在WCDMA中的应用 ........................................................................ 22 3.5 RAKE接收机MATLAB仿真.................................................................................. 22 3.6 RAKE接收机系统性能 ........................................................................................... 23 结 论 ............................................................................................................................. 25 参考文献........................................................................................................................ 26 附件............................................................................................................................... 27 致 谢 ........................................................................................................................... 33

武汉理工大学本科生毕业设计（论文）

摘 要

在简要介绍MATLAB语言的基础上，对使用MATLAB语言仿真的CDMA通信系统进行描述。该程序仿真CDMA接收机的功能，包括解扩，解交织，信道编码(卷积码)，解码，信源编码(CRC)解码5个功能模块，生成用于数字基带传输的信号序列。 仿真CDMA发射机的功能，包括随机序列的产生，信源编码尾比特添加, 信道编码(卷积编码)，分组交织和扩频调制6个功能模块，生成用于数字基带，矩阵实验室（MATLAB:Matrix Laboratory）是一种以矩阵运算为基础的交互式的程序语言。与其它计算机语言相比，具有简洁和智能化程度高的特点，而且适应专业科技人员的思维方式和书写习惯，因而用其编程和调试，可以大大提高工作的效率。 对使用MATLAB语言仿真CDMA通信系统进行描述。CDMA是指在各发送端使用不相同、相互（准）正交的地址码调制所传送的信息，而在接收端在利用码型的（准）正交性，通过相关检测，从混合信号中选出相应的信号的一种技术。实现CDMA的理论基础是扩频通信，即在发送端将待发送的数据用伪随机码进行调制，实现频谱扩展，然后进行传输，而在接收端则采用同样的编码进行解扩及相关处理，恢复原始的数据信息。扩频通信有直接序列（DS）、跳频（FH）、线性调频（chirp）、跳时（TH）等方式。采用扩频通信的优点很多，如抗干扰、抗噪声、抗多径衰落的能力强，能在低功率谱密度下工作，保密性好，可多址复用和任意选址及进行高度测量等等。

本文讨论的CDMA信号的REAK接收机MATLAB仿真。

关键词：仿真、码分多址、扩频 –CDMA、通信系统、 3G、多径干扰、WCDMA、

分集接收。

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Abstract

Brief introduction of the MATLAB language, on the basis of using MATLAB language communication system simulation of CDMA description. This process simulation CDMA receiver function, including solutions, expansion, channel coding and decoding (convolution code) the source coding and decoding (CRC), 5 function modules for digital signal sequences frequency-hand mode. Simulation CDMA transmitter functions, including random sequences, the source coding tail, channel coding bits (add), grouped convolution code and the spread-spectrum modulation 6 function module, used in digital baseband, Matrix lab (MATLAB: Matrix Laboratory) is a kind of arithmetic based on Matrix interactive programming languages. Compared with other computer language, with concise and intelligent, and adapt to the characteristics of science and technology professionals way of thinking and writing habits, and use the programming and debugging, can greatly improve the working efficiency.

On the use of MATLAB language communication system simulation code division multiple access (CDMA). Each CDMA refers to the sender, using different orthogonal DeZhiMa modulation of the information and on the receiving end of (in) MaXing using orthogonality, through the related testing, selected from mixed signals corresponding signal of a kind of technology. Realizing CDMA is based on the theory of spread spectrum communication, namely after the sender will be ready to send data with pseudo-random code for modulation, expand, and then transmission spectrum, and at the receiving end USES the same code extend relevant processing, restore solution of the original data. Direct sequence spread spectrum communication (DS), FH (comparison, linear frequency chirp , etc.) TH Many of the advantages of using spread spectrum communication, such as noise interference, multipath fading, the ability is strong, can work under low power spectral density, good secrecy, multi-access reuse and any location and height measurement, etc.

The paper discussed the CDMA signal REAK receiver MATLAB simulation.

Key words：simulation、 CDMA、Spread Spectrum CDMA、communication system、

3rd Generation、 multipath interference、Wideband CDMA、diversity reception .

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绪 论

目前MATLAB已经成为国际上最流行的软件之一，除了可提供传统的交互式的编程方法之外，还能提供丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据处理、图像处理和方便的Windows编程工具等。因而出现了各种以MATLAB为基础的工具箱，应用于自动控制、图像信号处理、生物医学工程、语音处理、信号分析、时序分析与建模、优化设计等广泛的领域，表现出了一般高级语言难以比拟的优势。较为常见的MATLAB工具箱有：控制系统工具箱、系统辩识工具箱、多变量频率设计工具箱、分析与综合工具箱、神经网络工具箱、最优化工具箱、信号处理工具箱、模糊推理系统工具箱，以及通信工具箱等。通信工具箱中的模块可供直接使用，并允许修改，使用起来十分方便，因而完全可以满足使用者设计和运算的需要。

MATLAB通信工具箱中的系统仿真，分为用SIMULINK模块框图进行仿真和用MATLAB函数进行的仿真两种。在用SIMULINK模块框图的仿真中，每个模块，在每个时间步长上执行一次，就是说，所有的模块在每个时间步长上同时执行。这种仿真被称为时间流的仿真。而在用MATLAB函数的仿真中，函数按照数据流的顺序依次执行，意味着所处理的数据，首先要经过一个运算阶段，然后再激活下一个阶段，这种仿真被称为数据流仿真。某些特定的应用会要求采用两种仿真方式中的一种，但无论是哪种，仿真的结果是相同的。

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