基于MATLAB的CDMA RAKE接收機仿真

1、畢業(yè)設計（論文）題目：基于MATLAB的CDMA RAKE接收機仿真專業(yè)班級： 姓名： 指導教師姓名： 職稱： 學 院： 2010年04月10日目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc258960786 摘 要 PAGEREF _Toc258960786 h 1 HYPERLINK l _Toc258960787 Abstract PAGEREF _Toc258960787 h 2 HYPERLINK l _Toc258960788 緒 論 PAGEREF _Toc258960788 h 3 HYPERLINK l _Toc258960789 1 MATLAB語

2、言基礎 PAGEREF _Toc258960789 h 4 HYPERLINK l _Toc258960790 1.1 MATLAB概述 PAGEREF _Toc258960790 h 4 HYPERLINK l _Toc258960791 1.1.1 MATLAB的概況 PAGEREF _Toc258960791 h 4 HYPERLINK l _Toc258960792 產生的歷史背景 PAGEREF _Toc258960792 h 4 HYPERLINK l _Toc258960793 1.1.3 MATLAB的語言特點 PAGEREF _Toc258960793 h 5 HYPERLI

3、NK l _Toc258960794 1.2 MATLAB的安裝于使用 PAGEREF _Toc258960794 h 7 HYPERLINK l _Toc258960795 1.2.1 MATLAB安裝 PAGEREF _Toc258960795 h 7 HYPERLINK l _Toc258960796 1.2.2 MATLAB運行 PAGEREF _Toc258960796 h 7 HYPERLINK l _Toc258960797 結束MATLAB PAGEREF _Toc258960797 h 7 HYPERLINK l _Toc258960798 1.3 MATLAB 基本語法和基

4、本操作 PAGEREF _Toc258960798 h 8 HYPERLINK l _Toc258960799 數值運算的功能 PAGEREF _Toc258960799 h 8 HYPERLINK l _Toc258960800 符號的作用 PAGEREF _Toc258960800 h 8 HYPERLINK l _Toc258960801 用matlab函數創(chuàng)建矩陣 PAGEREF _Toc258960801 h 8 HYPERLINK l _Toc258960802 1.3.4 矩陣的修改 PAGEREF _Toc258960802 h 9 HYPERLINK l _Toc258960

5、803 矩陣運算 PAGEREF _Toc258960803 h 9 HYPERLINK l _Toc258960804 2 CDMA信號及高速網絡時代三大主流3G技術 PAGEREF _Toc258960804 h 10 HYPERLINK l _Toc258960805 2.1 3G技術概況 PAGEREF _Toc258960805 h 10 HYPERLINK l _Toc258960806 2.1.1 3G技術的標準 PAGEREF _Toc258960806 h 10 HYPERLINK l _Toc258960807 2.2 CDMA信號簡介 PAGEREF _Toc258960

6、807 h 10 HYPERLINK l _Toc258960808 2.2.1 CDMA概述 PAGEREF _Toc258960808 h 10 HYPERLINK l _Toc258960809 2.2.2 CDMA技術標準 PAGEREF _Toc258960809 h 11 HYPERLINK l _Toc258960810 2.2.3 CDMA所具有的優(yōu)勢及技術持點 PAGEREF _Toc258960810 h 12 HYPERLINK l _Toc258960811 2.3 CDMA信號分類及各自特點 PAGEREF _Toc258960811 h 14 HYPERLINK l

7、 _Toc258960812 2.3.1 W-CDMA PAGEREF _Toc258960812 h 15 HYPERLINK l _Toc258960813 2.3.2 CDMA2000 PAGEREF _Toc258960813 h 15 HYPERLINK l _Toc258960814 .3 TD-SCDMA PAGEREF _Toc258960814 h 15 HYPERLINK l _Toc258960815 2.3.4 TD-SCDMA的發(fā)展過程： PAGEREF _Toc258960815 h 16 HYPERLINK l _Toc258960816 2.3.5 TD-SCD

8、MA的優(yōu)缺點 PAGEREF _Toc258960816 h 17 HYPERLINK l _Toc258960817 3 RAKE 接收機 PAGEREF _Toc258960817 h 18 HYPERLINK l _Toc258960818 3.1 RAKE接收機-技術發(fā)展及研究現狀 PAGEREF _Toc258960818 h 18 HYPERLINK l _Toc258960819 3.2 RAKE接收機基本原理 PAGEREF _Toc258960819 h 19 HYPERLINK l _Toc258960820 3.3 RAKE接收機數字實現模型 PAGEREF _Toc25

9、8960820 h 21 HYPERLINK l _Toc258960821 3.4 RAKE接收機在WCDMA中的應用 PAGEREF _Toc258960821 h 22 HYPERLINK l _Toc258960822 3.5 RAKE接收機MATLAB仿真 PAGEREF _Toc258960822 h 22 HYPERLINK l _Toc258960823 3.6 RAKE接收機系統性能 PAGEREF _Toc258960823 h 23 HYPERLINK l _Toc258960824 結 論 PAGEREF _Toc258960824 h 25 HYPERLINK l _

10、Toc258960825 參考文獻 PAGEREF _Toc258960825 h 26 HYPERLINK l _Toc258960826 附件 PAGEREF _Toc258960826 h 27 HYPERLINK l _Toc258960827 致 謝 PAGEREF _Toc258960827 h 33摘 要在簡要介紹MATLAB語言的基礎上，對使用MATLAB語言仿真的CDMA通信系統進行描述。該程序仿真CDMA接收機的功能，包括解擴，解交織，信道編碼(卷積碼)，解碼，信源編碼(CRC)解碼5個功能模塊，生成用于數字基帶傳輸的信號序列。 仿真CDMA發(fā)射機的功能，包括隨機序列的產生

11、，信源編碼尾比特添加, 信道編碼(卷積編碼)，分組交織和擴頻調制6個功能模塊，生成用于數字基帶，矩陣實驗室（MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運算為基礎的交互式的程序語言。與其它計算機語言相比，具有簡潔和智能化程度高的特點，而且適應專業(yè)科技人員的思維方式和書寫習慣，因而用其編程和調試，可以大大提高工作的效率。 對使用MATLAB語言仿真CDMA通信系統進行描述。CDMA是指在各發(fā)送端使用不相同、相互（準）正交的地址碼調制所傳送的信息，而在接收端在利用碼型的（準）正交性，通過相關檢測，從混合信號中選出相應的信號的一種技術。實現CDMA的理論基礎是擴頻通信，即在發(fā)送端將

12、待發(fā)送的數據用偽隨機碼進行調制，實現頻譜擴展，然后進行傳輸，而在接收端則采用同樣的編碼進行解擴及相關處理，恢復原始的數據信息。擴頻通信有直接序列（DS）、跳頻（FH）、線性調頻（chirp）、跳時（TH）等方式。采用擴頻通信的優(yōu)點很多，如抗干擾、抗噪聲、抗多徑衰落的能力強，能在低功率譜密度下工作，保密性好，可多址復用和任意選址及進行高度測量等等。本文討論的CDMA信號的REAK接收機MATLAB仿真。關鍵詞：仿真、碼分多址、擴頻 CDMA、通信系統、 HYPERLINK :/ hudong /wiki/3G o 3G t _blank 3G、 HYPERLINK file:linkredwin

13、(%20多徑干擾%20); o 多徑干擾 多徑干擾、 HYPERLINK :/ hudong /wiki/WCDMA o WCDMA t _blank WCDMA、 HYPERLINK :/ hudong /wiki/%E5%88%86%E9%9B%86%E6%8E%A5%E6%94%B6 o 分集接收 t _blank 分集接收。AbstractBrief introduction of the MATLAB language, on the basis of using MATLAB language communication system simulation of CDMA desc

14、ription. 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 s

15、equences, 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

16、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 simulatio

17、n 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.

18、 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

19、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 sec

20、recy, 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 .緒 論目前MATLAB已經成為國際上

21、最流行的軟件之一，除了可提供傳統的交互式的編程方法之外，還能提供豐富可靠的矩陣運算、圖形繪制、數據處理、圖像處理和方便的Windows編程工具等。因而出現了各種以MATLAB為基礎的工具箱，應用于自動控制、圖像信號處理、生物醫(yī)學工程、語音處理、信號分析、時序分析與建模、優(yōu)化設計等廣泛的領域，表現出了一般高級語言難以比擬的優(yōu)勢。較為常見的MATLAB工具箱有：控制系統工具箱、系統辯識工具箱、多變量頻率設計工具箱、分析與綜合工具箱、神經網絡工具箱、最優(yōu)化工具箱、信號處理工具箱、模糊推理系統工具箱，以及通信工具箱等。通信工具箱中的模塊可供直接使用，并允許修改，使用起來十分方便，因而完全可以滿足使用者

22、設計和運算的需要。MATLAB通信工具箱中的系統仿真，分為用SIMULINK模塊框圖進行仿真和用MATLAB函數進行的仿真兩種。在用SIMULINK模塊框圖的仿真中，每個模塊，在每個時間步長上執(zhí)行一次，就是說，所有的模塊在每個時間步長上同時執(zhí)行。這種仿真被稱為時間流的仿真。而在用MATLAB函數的仿真中，函數按照數據流的順序依次執(zhí)行，意味著所處理的數據，首先要經過一個運算階段，然后再激活下一個階段，這種仿真被稱為數據流仿真。某些特定的應用會要求采用兩種仿真方式中的一種，但無論是哪種，仿真的結果是相同的。 1 MATLAB語言基礎1.1 MATLAB概述1. MATLAB的概況MATLAB是矩陣

23、實驗室（MatrixLaboratory）之意。除具備卓越的數值計算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計算，文字處理，可視化建模仿真和實時控制等功能。MATLAB是一門計算機編程語言，取名來源于Matrix Laboratory，本意是專門以矩陣的方式來處理計算機數據，它把數值計算和可視化環(huán)境集成到一起，非常直觀，而且提供了大量的函數，使其越來越受到人們的喜愛，工具箱越來越多，應用范圍也越來越廣泛MATLAB的基本數據單位是矩陣，它的指令表達式與數學，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解答問題要比用C、FORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多。當前流行的包括擁有數百個內部函數的主包和

24、三十幾種工具包(Toolbox)。工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包。功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算，可視化建模仿真，文字處理及實時控制等功能。學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包，控制工具包、信號處理工具包、通信工具包等都屬于此類。開放性使MATLAB廣受用戶歡迎。除內部函數外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對源程序的修改或加入自己編寫程序構造新的專用工具包。1.1.2.MATLAB產生的歷史背景在70年代中期，Cleve Moler博士和其同事在美國國家科學基金的資助下開發(fā)了調用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫。EISP

25、ACK是特征值求解的FOETRAN程序庫，LINPACK是解線性方程的程序庫。在當時，這兩個程序庫代表矩陣運算的最高水平。到70年代后期，身為美國New Mexico大學計算機系系主任的Cleve Moler,在給學生講授線性代數課程時，想教學生使用EISPACK和LINPACK程序庫，但他發(fā)現學生用FORTRAN編寫接口程序很費時間，于是他開始自己動手，利用業(yè)余時間為學生編寫EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler給這個接口程序取名為MATLAB，該名為矩陣(matrix)和實驗室(labotatory)兩個英文單詞的前三個字母的組合。在以后的數年里，MATLAB在多

26、所大學里作為教學輔助軟件使用，并作為面向大眾的免費軟件廣為流傳。1983年春天，Cleve Moler到Standford大學講學，MATLAB深深地吸引了工程師John Little.John Little敏銳地覺察到MATLAB在工程領域的廣闊前景。同年，他和Cleve Moler、Steve Bangert一起，用C語言開發(fā)了第二代專業(yè)版。這一代的MATLAB語言同時具備了數值計算和數據圖示化的功能。1984年，Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司，正式把MATLAB推向市場，并繼續(xù)進行MATLAB的研究和開發(fā)。在當今30多個數學類科技應用軟件中，

27、就軟件數學處理的原始內核而言，可分為兩大類：一類是數值計算型軟件，如MATLAB、Xmath、Gauss等，這類軟件長于數值計算，對處理大批數據效率高；另一類是數學分析型軟件，Mathematica,Maple等，這類軟件以符號計算見長,能給出解析解和任意精確解，其缺點是處理大量數據時效率較低。MathWorks公司順應多功能需求之潮流，在其卓越數值計算和圖示能力的基礎上，又率先在專業(yè)水平上開拓了其符號計算，文字處理,可視化建模和實時控制能力，開發(fā)了適合多學科，多部門要求的新一代科技應用軟件MATLAB，經過多年的國際競爭，MATLAB以經占據了數值軟件市場的主導地位。在MATLAB進入市場前

28、，國際上的許多軟件包都是直接以FORTRAN/C語言等編程語言開發(fā)的。這種軟件的缺點是使用面窄，接口簡陋，程序結構不開放以及沒有標準的基庫，很難適應各學科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現，為各國科學家開發(fā)學科軟件提供了新的基礎。在MATLAB問世不久的80年代中期，原先控制領域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。MathWorks公司1993年推出了MATLAB 4.0版，1995年推出4.2C版（for win3.X）1997年推出5.0版。1999年推出5.3版。MATLAB 5.X較MATLAB 4.X無論是界面還是內容都有長足的進展，其幫助信息采用超文本格式和P

29、DF格式，在Netscape 3.0或IE 4.0及以上版本，Acrobat Reader中可以方便地瀏覽。時至今日，經過MathWorks公司的不斷完善，MATLAB已經發(fā)展成為適合多學科，多種工作平臺的功能強大的大型軟件。在國外，MATLAB已經經受了多年考驗。在歐美等高校，MATLAB已經成為線性代數，自動控制理論，數理統計，數字信號處理，時間序列分析，動態(tài)系統仿真等高級課程的基本教學工具；成為攻讀學位的大學生，碩士生，博士生必須掌握的基本技能。在設計研究單位和工業(yè)部門，MATLAB被廣泛用于科學研究和解決各種具體問題。在國內，特別是工程界，MATLAB已經盛行起來。可以說，無論你從事工

30、程方面的哪個學科，都能在MATLAB里找到合適的功能。 MATLAB的語言特點一種語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語言的特點，正如同FORTRAN和C等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機硬件資源進行操作一樣，被稱作為第四代計算機語言的MATLAB，利用其豐富的函數資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。MATLAB最突出的特點就是語言簡潔。MATLAB用更直觀的，符合人們思維習慣的代碼，代替了C和FORTRAN語言的冗長代碼。MATLAB給用戶帶來的是最直觀，最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。以下簡單介紹一下MATLAB的主要特點。1）。語言簡潔緊湊，使用方

31、便靈活，庫函數極其豐富。MATLAB程序書寫形式自由，利用起豐富的庫函數避開繁雜的子程序編程任務，壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫函數都由本領域的專家編寫，用戶不必擔心函數的可靠性?？梢哉f，用MATLAB進行科技開發(fā)是站在專家的肩膀上。具有FORTRAN和C等高級語言知識的讀者可能已經注意到，如果用FORTRAN或C語言去編寫程序，尤其當涉及矩陣運算和畫圖時，編程會很麻煩。例如，如果用戶想求解一個線性代數方程，就得編寫一個程序塊讀入數據，然后再使用一種求解線性方程的算法（例如追趕法）編寫一個程序塊來求解方程，最后再輸出計算結果。在求解過程中，最麻煩的要算第二部分。解線性方程的麻煩在于要對矩陣

32、的元素作循環(huán)，選擇穩(wěn)定的算法以及代碼的調試都不容易。即使有部分源代碼，用戶也會感到麻煩，且不能保證運算的穩(wěn)定性。解線性方程的程序用FORTRAN和C這樣的高級語言編寫，至少需要四百多行，調試這種幾百行的計算程序可以說很困難。2）運算符豐富。由于MATLAB是用C語言編寫的，MATLAB提供了和C語言幾乎一樣多的運算符，靈活使用MATLAB的運算符將使程序變得極為簡短。3）MATLAB既具有結構化的控制語句（如for循環(huán)，while循環(huán)，break語句和if語句），又有面向對象編程的特性。4）程序限制不嚴格，程序設計自由度大。例如，在MATLAB里，用戶無需對矩陣預定義就可使用。5）程序的可移植

33、性很好，基本上不做修改就可以在各種型號的計算機和操作系統上運行。6）MATLAB的圖形功能強大。在FORTRAN和C語言里，繪圖都很不容易，但在MATLAB里，數據的可視化非常簡單。MATLAB還具有較強的編輯圖形界面的能力。7）MATLAB的缺點是，它和其他高級程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。由于MATLAB的程序不用編譯等預處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序為解釋執(zhí)行，所以速度較慢。8）功能強大的工具箱是MATLAB的另一特色。MATLAB包含兩個部分：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數百個核心內部函數。其工具箱又分為兩類：功能性工具箱和學科性工具箱。功能性工具箱主要用來擴充其符號計算功

34、能，圖示建模仿真功能，文字處理功能以及與硬件實時交互功能。功能性工具箱用于多種學科。而學科性工具箱是專業(yè)性比較強的，如control,toolbox,signl proceessing toolbox,commumnication toolbox等。這些工具箱都是由該領域內學術水平很高的專家編寫的，所以用戶無需編寫自己學科范圍內的基礎程序，而直接進行高，精，尖的研究。9）源程序的開放性。開放性也許是MATLAB最受人們歡迎的特點。除內部函數以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可通過對源文件的修改以及加入自己的文件構成新的工具箱。1.2 MATLAB的安裝于使用

35、1. MATLAB安裝MATLAB的安裝非常簡單，這里以Windows版本6為例。運行setup后，輸入正確的序列號，選擇好安裝路徑和安裝的模塊，幾乎是一直回車就可以了。這里有一點要注意的是，由于不同操作系統設置，可能會出現一些意外錯誤，而且越高版本的MATLAB對計算機系統的性能64M內存，最好128M。（當然，現在的計算機內存一般都能滿足要求，用戶不必擔心這一點。）所以根據自身情況選擇適合的版本安裝，最好還要在操作系統初安裝后就安裝，避免出現意外。1. MATLAB運行MATLAB的啟動運行：:MATLAB6p1binwin32matlab.exe（其中為安裝盤符。）但一般安裝完畢后會在安

36、裝目錄下有一個快捷運行方式。MATLAB啟動后顯示的窗口稱為命令窗口，提示符為“”。一般可以在命令窗口中直接進行簡單的算術運算和函數調用。如果重復輸入一組表達式或計算復雜，則可以定義程序文件來執(zhí)行達到目的。程序文件擴展名為“.m”，以文本文件形式保存。有兩種方式運行程序文件：一是直接在MATLAB命令窗口輸入文件名，二是選擇File-Open打開m文件，彈出的窗口為MATLAB編輯器。這時可選擇它的Debug菜單的Run子菜單運行。1.2.3結束MATLAB 有三種方法可以結束MATLAB： 1.鍵入exit 2.鍵入quit 3.直接關閉MATLAB的命令視窗（Command window）

37、1.3 MATLAB 基本語法和基本操作1.3.1數值運算的功能命令行的基本操作1、創(chuàng)建矩陣的方法直接輸入法規(guī)則： 1 矩陣元素必須用 括住 2矩陣元素必須用逗號或空格分隔 3 在 內矩陣的行與行之間必須 用分號分隔2、矩陣元素矩陣元素可以是任何matlab表達式 ，可以是實數 ，也可以是復數，復數可用特殊函數I，j 輸入 a=1 2 3;4 5 6 x=2 pi/2;sqrt(3) 3+5i1.3.2符號的作用1、逗號和分號的作用 1、逗號和分號可作為指令間的分隔符，matlab允許多條語句在同一行出現。 2、分號如果出現在指令后，屏幕上將不顯示結果。2、冒號的作用 1、用于生成等間隔的向量

38、，默認間隔為1。X=1:6 2、用于選出矩陣指定行、列及元素。x(2,:), x(:,2) 3、循環(huán)語句 k=1:0.2:2 format , format rat1.3.3用matlab函數創(chuàng)建矩陣空陣 matlab允許輸入空陣，當一項操作無結果時，返回空陣。rand 隨機矩陣 rand(4)eye 單位矩陣 eye(4)zeros 全部元素都為0的矩陣 zeros(7)ones 全部元素都為1的矩陣 ones(3)1.3.4 矩陣的修改1、直接修改可用鍵找到所要修改的矩陣，用鍵移動到要修改的矩陣元素上即可修改。指令修改 可以用A(,)= 來修改。1.3.5矩陣運算1、矩陣加、減（,）運算規(guī)

39、則：（1） 相加、減的兩矩陣必須有相同的行和列兩矩陣對應元素相加減。（2） 允許參與運算的兩矩陣之一是標量。標量與矩陣的所有元素分別進行加減操作。2、 矩陣乘（）運算規(guī)則： （1）A矩陣的列數必須等于B矩陣的行數 （2）標量可與任何矩陣相乘。 矩陣除的運算在線性代數中沒有，有矩陣逆的運算，在matlab中有兩種矩陣除運算：右除B/A 左除AC。3、矩陣的其它運算 inv 矩陣求逆 inv(x)det 行列式的值 det(x)eig 矩陣的特征值 eig(x)diag 對角矩陣 diag(x) 矩陣轉置 xsqrt 矩陣開方 sqrt(x)2 CDMA信號及高速網絡時代三大主流3G技術2.1 3

40、G技術概況最近幾年，全球移動通信業(yè)發(fā)展迅速，特別是在我國，移動通信增長的態(tài)勢迅猛。目前，中國 HYPERLINK :/www mo / 用戶已超過5億，并仍在加速增長，市場規(guī)模巨大。但是，現有系統的容量有限，難以實現高速數據服務、全球覆蓋、國際漫游等服務業(yè)務。隨著通信技術的發(fā)展，第三代移動通信技術提供了全球無縫覆蓋和漫游、更大的容量、支持窄帶業(yè)務，并提供高速數據服務。今天我就為大家簡單介紹下 HYPERLINK :/3g mo / 3G時代幾大主流技術各自的特點以及它們之間的對比分析情況。3G即為英文3rd Generation的縮寫，代表著第三代移動通信技術。 自問世至今，共經歷了第一代模擬

41、制式 （1G）和第二代GSM、TDMA等數字 （2G），而當前通信運營商和終端產品制造商倡導的3G是指將無線通信與國際互聯網等多媒體通信結合的新一代移動通信系統。它主要定位于實時 HYPERLINK :/v mo / 視頻、高速多媒體和移動Internet訪問業(yè)務。利用先進的空中接口技術、核心包分組技術，再加上對頻譜的高效利用，是可以實現上述業(yè)務的。雖然高速數據傳輸能力是第三代無線網絡的關鍵特征之一，但其真正優(yōu)勢是擴大高質量話音業(yè)務容量。2.1.1 3G技術的標準3G技術的標準：國際電信聯盟（ITU）早在2000年5月即確定了W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三個主流3G標準。W

42、CDMA、CDMA2000與TDSCDMA都屬于寬帶CDMA技術。寬帶CDMA進一步拓展了標準的CDMA概念，在一個相對更寬的頻帶上擴展信號，從而減少由多徑和衰減帶來的傳播問題，具有更大的容量，可以根據不同的需要使用不同的帶寬，具有較強的抗衰落能力與抗干擾能力，支持多路同步通話或數據傳輸，且兼容現有設備。 CDMA信號簡介 CDMA概述CDMA是碼分多址(Code-Division Multiple Access)技術的縮寫CDMA (Code Division Multiple Access) 又稱碼分多址，是在無線通訊上使用的技術，CDMA 允許所有的使用者同時使用全部頻帶(1.2288M

43、hz)，并且把其他使用者發(fā)出的訊號視為雜訊，完全不必考慮到訊號碰撞 (collision) 的問題。 CDMA的優(yōu)點包括： CDMA中所提供的語音編碼技術，其通話品質比目前的GSM好，而且可以把用戶對話時周圍環(huán)境的噪音降低，使通話更為清晰。 1、CDMA專業(yè)定義CDMA，就是利用展頻的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/521295.htm t _blank 通訊技術，因而可以減少 之間的干擾，并且可以增加用戶的容量，而且 的功率還可以做的比較低，不但可以使使用時間更長，更重要的是可以降低電磁波輻射對人的傷害。 CDMA的帶寬可以擴展較大，還可以傳輸影像呢，這是第三代

44、 為什么選用CDMA的原因。就安全性能而言，CDMA不但有良好的認證體制，更因為其傳輸的特性，用碼來區(qū)分用戶，防止被人盜聽的能力大大地增強。 目前 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1204407.htm t _blank CDMA系統正快速發(fā)展中。 Wideband CDMA(WCDMA)寬帶碼分多址傳輸技術，為 HYPERLINK :/baike.baidu /view/982697.htm t _blank IMT-2000的重要基礎技術，將是第三代數字 HYPERLINK :/baike.baidu /view/43840.htm t _blank 無線通信系

45、統的標準之一。 2、CDMA技術背景CDMA技術的出現源自于人類對更高質量無線通信的需求。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/5338.htm t _blank 第二次世界大戰(zhàn)期間因戰(zhàn)爭的需要而研究開發(fā)出CDMA技術，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰(zhàn)爭期間廣泛應用于軍事抗干擾通信，后來由美國高通公司更新成為商用蜂窩電信技術。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/28189.htm t _blank 1995年，第一個CDMA商用系統（被稱為IS-95）運行之后，CDMA技術 HYPERLINK :/baike.baidu /view/

46、96020.htm t _blank 理論上的諸多優(yōu)勢在實踐中得到了檢驗，從而在北美、南美和亞洲等地得到了迅速推廣和應用。全球許多國家和地區(qū)，包括中國大陸、中國香港、韓國、日本、美國都已建有CDMA商用網絡。在美國和日本，CDMA成為國內的主要 HYPERLINK :/baike.baidu /view/640357.htm t _blank 移動通信技術。在美國，10個移動通信運營公司中有7家選用CDMA。到2006年4月，韓國有60%的人口成為CDMA用戶。在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3692.htm t _blank 澳大利亞主辦的第27屆奧運會中，C

47、DMA技術更是發(fā)揮了重要作用。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/6561.htm t _blank 中國聯通于2002年1月8日正式開通了CDMA網絡并投入商用，2008年10月1日后轉由 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3214.htm t _blank 中國電信經營， 號段為133、153、189及尚未放號的180號段。 CDMA技術標準CDMA技術的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/8087.htm t _blank 標準化經歷了幾個階段。 HYPERLINK :/baike.baidu /view/11

48、80052.htm t _blank IS-95是.htm t _blank cdmaONE系列標準中最先發(fā)布的標準，真正在全球得到廣泛應用的第一個CDMA標準是IS-95A，這一標準支持8K編碼話音服務。其后又分別出版了13K話音編碼器的TSB74標準，支持1.9GHz的CDMA PCS系統的STD-008標準，其中13K編碼話音服務質量已非常接近有線 的話音質量。隨著移動通信對數據業(yè)務需求的增長， HYPERLINK :/baike.baidu /view/286326.htm t _blank 1998年2月， HYPERLINK :/baike.baidu /view/139268.h

49、tm t _blank 美國高通公司宣布將IS-95B標準用于CDMA基礎平臺上。IS-95B可提供CDMA系統性能，并增加用戶移動通信設備的數據流量，提供對64kbps數據業(yè)務的支持。其后，cdma2000成為窄帶CDMA系統向第三代系統過渡的標準。cdma2000在標準研究的前期，提出了1X和3X的發(fā)展策略，但隨后的研究表明，1X和1X增強型技術代表了未來發(fā)展方向。CDMA技術的標準化，推進了這項技術在世界范圍的應用。目前，在美國、韓國、日本等國家，CDMA技術已獲得了較大規(guī)模的應用。在一些歐洲國家，一些運營商也建起了CDMA網絡。據CDG(世界 HYPERLINK :/baike.bai

50、du /view/646435.htm t _blank CDMA發(fā)展集團)統計，1996年底CDMA用戶僅為100萬；到1998年3月已迅速增長到1000萬；截至1999年9月，用戶數量已超過4000萬。2000年初全球CDMA移動 用戶的總數已突破5000萬，在一年內用戶數量增長率達到118%。CDG表示，目前亞洲已經成為CDMA市場增長的主要動力，亞洲地區(qū)CDMA用戶數量比一年前增長88%，達到2800萬。美國地區(qū)的增長率更是高達143%，達到1650萬，但用戶絕對數量要低于亞洲，在亞太地區(qū)，中國香港、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1554.htm t _

51、blank 日本、韓國、澳大利亞、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/7026.htm t _blank 泰國、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2174.htm t _blank 印度、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3222.htm t _blank 菲律賓、新西蘭、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/7186.htm t _blank 孟加拉國等許多國家和地區(qū)都已建有CDMA商用網絡，用戶數量已超過2100萬戶。增長率位于第三的是 HYPERLINK :/baike.baidu

52、/view/122999.htm t _blank 中美洲和 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3225.htm t _blank 南美洲，CDMA用戶數量達到500萬。CDG還表示，今后全球CDMA市場中，中國大陸地區(qū)的增長潛力最大，估計2003年中國大陸市場的用戶數量可以達到4000萬。 CDMA是移動通信技術的發(fā)展方向。在2G階段，CDMA增強型IS95A與GSM在技術體制上處于同一代產品，提供大致相同的業(yè)務。但CDMA技術有其獨到之處，在通話質量好、掉話少、低輻射、健康環(huán)保等方面具有顯著特色。在階段，CDMA2000 1X RTT 與GPRS在技術上已有明顯不

53、同，在傳輸速率上1X RTT高于GPRS，在新業(yè)務承載上1X RTT比GPRS成熟，可提供更多的中高速率的新業(yè)務。從向3G技術體制過渡上， CDMA2000 1X向CDMA2000 1X 229.htm t _blank EV-DO過渡比GPRS向WCDMA過渡更為平滑。 CDMA所具有的優(yōu)勢及技術持點(1) 系統容量大 理論上，在使用相同頻率資源的情況下，CDMA移動網比模擬網容量大20倍，實際使用中比模擬網大10倍，比GSM要大4-5倍。 (2) 系統容量的配置靈活 在CDMA系統中，用戶數的增加相當于背景噪聲的增加，造成話音質量的下降。但對用戶數并無限制，操作者可在容量和話音質量之間折衷

54、考慮。另外，多小區(qū)之間可根據話務量和干擾情況自動均衡。 這一特點與CDMA的機理有關。CDMA是一個自擾系統，所有移動用戶都占用相同帶寬和頻率，打個比方，將帶寬想像成一個大房子，所有的人將進入惟一的大房子。如果他們使用完全不同的語言，他們就可以清楚地聽到同伴的聲音而只受到一些來自別人談話的干擾。在這里，屋里的空氣可以被想像成寬帶的載波，而不同的語言即被當作編碼，我們可以不斷地增加用戶直到整個背景噪音限制住了我們。如果能控制住用戶的信號強度，在保持高質量通話的同時，我們就可以容納更多的用戶。 (3) 通話質量更佳 HYPERLINK :/baike.baidu /view/9108.htm t

55、_blank TDMA的信道結構最多只能支持4Kb的語音編碼器，它不能支持8Kb以上的語音編碼器。而CDMA的結構可以支持13kb的語音編碼器。因此可以提供更好的通話質量。CDMA系統的聲碼器可以動態(tài)地調整數據傳輸速率，并根據適當的門限值選擇不同的電平級發(fā)射。同時門限值根據背景噪聲的改變而變，這樣即使在背景噪聲較大的情況下，也可以得到較好的通話質量。另外，TDMA采用一種硬移交的方式，用戶可以明顯地感覺到通話的間斷，在用戶密集、基站密集的城市中，這種間斷就尤為明顯，因為在這樣的地區(qū)每分鐘會發(fā)生2至4次移交的情形。而CDMA系統“掉話”的現象明顯減少，CDMA系統采用軟切換技術，“先連接再斷開”

56、，這樣完全克服了硬切換容易掉話的缺點。 (4) 頻率規(guī)劃簡單 用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同CDMA載波可在相鄰的小區(qū)內使用，網絡規(guī)劃靈活，擴展簡單。 雖然CDMA系統頻率規(guī)劃簡單，但CDMA系統存在著PN短碼的規(guī)劃，并且PN短碼的規(guī)劃相較頻率規(guī)劃并不一定更簡單?？傮w來說CDMA的規(guī)劃并不簡單。相反，較之GSM系統要更為復雜。(5)建網成本低 CDMA系統有著容量大、工作頻點較GSM低，因此，在CDMA規(guī)劃中，CDMA的站間距一般較GSM稀疏。因此可以更好的節(jié)約建網成本。（6）網絡綠色環(huán)保技術體制 平均發(fā)射功率 最大發(fā)射功率GSM 125毫瓦 2瓦CDMA 2毫瓦 200毫瓦從以上數據可以

57、看到CDMA 是GSM 平均發(fā)射功率的2/125CDMA 更加綠色環(huán)保。(7)低功率譜密度由于CDMA的關鍵技術為擴頻技術，所以它的功率譜被擴展的很寬，從而功率很低，好處有二：1防止其它信道的干擾；2防止干擾其它信道。 2. CDMA技術持點1CDMA是 HYPERLINK :/baike.baidu /view/61191.htm t _blank 擴頻通信的一種，他具有擴頻通信的以下特點： （1）抗干擾能力強。這是擴頻通信的基本特點，是所有通信方式無法比擬的。 （2）寬帶傳輸，抗衰落能力強。 （3）由于采用寬帶傳輸，在信道中傳輸的有用信號的功率比干擾信號的功率低得多，因此信號好像隱蔽在噪聲

58、中；即功率話密度比較低，有利于信號隱蔽。 （4）利用擴頻碼的相關性來獲取用戶的信息，抗截獲的能力強。（5）多個用戶同時接收,同時發(fā)送.2在擴頻 HYPERLINK :/baike.baidu /view/141298.htm t _blank CDMA通信系統中，由于采用了新的關鍵技術而具有一些新的特點： （1）采用了多種分集方式。除了傳統的空間分集外。由于是寬帶傳輸起到了頻率分集的作用，同時在 HYPERLINK :/baike.baidu /view/69697.htm t _blank 基站和移動臺采用了 HYPERLINK :/baike.baidu /view/1479045.htm

59、 t _blank RAKE接收機技術，相當于時間分集的作用。（2）采用了話音激活技術和扇區(qū)化技術。因為CDMA系統的容量直接與所受的干擾有關，采用話音激活和扇區(qū)化技術可以減少干擾，可以使整個系統的容量增大。 （3）采用了移動臺輔助的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/542685.htm t _blank 軟切換。通過它可以實現無縫切換，保證了通話的連續(xù)性，減少了掉話的可能性。處于切換區(qū)域的移動臺通過分集接收多個基站的信號，可以減低自身的發(fā)射功率，從而減少了對周圍基站的干擾，這樣有利于提高反向聯路的容量和覆蓋范圍。（4）采用了功率控制技術，這樣降低了平準發(fā)射功率。

60、（5）具有軟容量特性?？梢栽谠拕樟扛叻迤谕ㄟ^提高誤幀率來增加可以用的信道數。當相鄰小區(qū)的負荷一輕一重時，負荷重的小區(qū)可以通過減少導頻的發(fā)射功率，使本小區(qū)的邊緣用戶由于導頻強度的不足而切換到相臨小區(qū)，使負擔分擔。 （6）兼容性好。由于CDMA的帶寬很大，功率分布在廣闊的頻譜上，功率話密度低，對窄帶模擬系統的干擾小，因此兩者可以共存。即兼容性好。 （7）CDMA的頻率利用率高，不需頻率規(guī)劃，這也是CDMA的特點之一。 （8）CDMA高效率的QCELP話音編碼。話音編碼技術是數字通信中的一個重要課題。QCELP是利用碼表矢量量化差值的信號，并根據語音激活的程度產生一個輸出速率可變的信號。這種編五馬方