T多载波CDMA关键技术的研究

1摘要多载波码分多址（MC-CDMA）技术是OFDM与CDMA技术结合方案中的一种。它继承了OFDM与CDMA技术的优良特性，在高速率多媒体数据传输方面有独特的优势，被称为是未来4G通信的核心技术。本文主要研究MC-CDMA中的关键技术：即直接序列扩频（DSSS）技术和正交频分复用（OFDM）技术。论文首先介绍DSSS技术和OFDM技术的基本原理及两种技术的技术特性；接着介绍了移动通信信道的模型并分析了多径衰落信道对传输信号的影响及其产生的原因，并对移动信道进行了仿真。然后给出了DSSS系统(直接序列扩频)和OFDM系统的MATLAB可视化仿真框图，通过SIMULINK仿真给出DSSS与OFDM两种系统仿真结果，并通过仿真结果对这两种系统的性能进行分析，从而得出DSSS技术和OFDM技术在MC-CDMA技术中的重要性。最后，对DSSS技术和OFDM技术进行总结并分析了所需要改进的地方。关键词：多载波CDMA,正交频分复用(OFDM),直接序列扩频（DSSS）,多径衰落信道(MFC)目录第1章绪论.....................................................................................................................11.1移动通信技术的发展................................................................................................11.2多载波CDMA技术................................................................................................21.2.1多载波CDMA技术的产生背景.....................................................................21.2.2多载波CDMA技术的基本原理.....................................................................21.3论文主要研究内容和章节概述.................................................................................3第2章多载波码分多址技术....................................................................................52.1DSSS技术..................................................................................................................52.1.1扩频通信基本原理.............................................................................................62.1.2扩频通信的特点.................................................................................................62.1.3直接扩频通信原理.............................................................................................72.1.4直接扩频的技术特性.........................................................................................922.2OFDM技术..............................................................................................................102.2.1多载波传输技术................................................................................................112.2.2正交频分复用的基本原理................................................................................112.2.3正交频分复用的技术特性...............................................................................12第3章移动通信信道模型.......................................................................................153.1移动信道概述...........................................................................................................153.2多径衰落信道...........................................................................................................163.2.1影响多径衰落的因素........................................................................................163.2.2多径衰落信道的数学描述和实现结构............................................................173.2.3多径衰落信道的基本特征................................................................................183.3移动无线信道模型...................................................................................................213.4移动信道的MATLAB仿真实现............................................................................22第4章DSSS和OFDM系统仿真分析................................................................254.1DSSS系统的MATLAB仿真及分析.....................................................................254.2OFDM系统的MATLAB仿真及分析...................................................................31结论......................................................................................................................................38参考文献............................................................................................................................40致谢......................................................................................................................................413.4移动信道的MATLAB仿真实现由于无线通信系统的性能主要受移动通信信道的限制且移动通信信道表现很强的随机性和不可预测性，很难作简单地分析。因此，提取移动通信信道的模型一直是移动无线通信系统设计中最困难的部分之一，它必须在对特定的通信系统或频段做出测量的基础上进行统计分析。本章对移动通信信道模型的简介是以后各章分析和信道仿真的基础，因此下面对移动信道进行MATLAB仿真：根据前面提出的无线衰落信道模型，在SIMULINK设计了一个符合3.3章节中表1信道参数的抽头延时线信道传输模型如图3.5所示：该模型描述了一个多径数为6径的信道，其中：每径的延迟分别为[0，Tdata，2Tdata，4Tdata，6Tdata，9Tdata]3每径对应的衰落增益[0dB，-1dB，-9dB，-10dB，-15dB，-20dB]该模型的仿真运行结果为图3.6所示：以后的仿真中还会用到该信道模型。但同时，作为一个慢衰落信道的简化模型，它是非时变的，并没有描述出信道受多普勒频移影响的一些特性。为了进一步反映信道特性，还可以引入瑞利衰落分布的多径信道模型。通过改变其中的参数实现不同信道特征。在论文中还将会用到高斯白噪声信道，瑞利衰落信道和瑞森信道等信道进行仿真比较。图3.5抽头延时线传输信道模型4图3.6模型仿真结果图4.1直接序列扩频通信系统的仿真模型下面给出系统仿真模型的运行结果：5图4.2信源信号的频谱图图4.3信源信号M-PSK调制后与PN序列相乘后的频谱图6图4.4解调后的频谱图运行系统后，通过Display模块可以看到误比特率0.002，即：在SNR=10的情况下，传输1000个码元，接收到2个错误的码元。图4.5误比特率示意图当信噪比SNR=［0510152025］（dB）时，便可相应的得到误比特率BER=[0.445Poweredby计算机毕业论文网多径时延扩展平坦衰落频率选择性衰落1.信号的带宽信道的带宽2.时延扩展码元间隔1.信号的带宽信道的带宽2.时延扩展码元间隔积分积分积分并串变换tf12costf22costfN2cos接收1d2dNd图2.6OFDM接收原理框图OFDM信号频谱11)-(31}|hE{|1-M0m2m