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长 春 大 学 毕业设计（论文）纸
题目：基于IS-95CDMA前向链路技术与仿真
摘要 自20世纪80年代中期以来，蜂窝移动通信发展迅速已从第一代的模拟蜂窝移动通信系统发展到了第二代的数字蜂窝移动通信系统，我国现有移动用户超过1.5亿并且第三代蜂窝移动通信系统即将到来。北美的IS-95 CDMA系统是第一个比较成熟的CDMA蜂窝移动通信系统，它的基本技术是扩频和码分多址(CDMA)。本文按照IS-95 CDMA系统的物理层协议栈开方式标准利用MATLAB的Simulink软件实现了前向业务信道的仿真。重点研究了基本的发射机，包括卷积编码、交织、扰码扩频、沃尔什调制、正交扩频QPSK以及基带滤波、RAKE接收机。接下来信道建模成三种不同的类型，即加性高斯白噪声信道、平坦衰落信道和频率选择性衰落信道。针对不同的信道条件，仿真分析给出了时域波形、功率谱估计和误码率曲线。此外，还对多个用户情况下的多址干扰进行了研究和分析。
关键词: 移动通信 IS-95 码分多址 扩频 仿真
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Base on IS-95 forword channel technique and Simulation
Abstract： With the development of the Information technology，consumers witness the revolution of mobilecommunication.Consequentl，mobile communication technology is developing continuously. Since the mid of 1980’s，Cellular communication is of evolution from the first generation analog cellular communication systems to the second generation digital cellular communication systems Now they have been evolved into the third generation cellular mobile communication system.IS-95 CDMA system of North America is the first mature CDMA cellular communication system，of which the underlying technology including spread spectrum and code division multiple access(CDMA). In this thesis, MATLAB simulink of forward traffic channel was implemented according to the Physical layer specification of the IS-95 CDMA system. Firstly the basic transmitter，including convolutional encoding，interleaving，scrambling，Walsh modulation，quadrature spreading andbaseband filtering was studied. Subsequently is the channel was modeled for three types namely additive while Gaussian noise，flat fading and frequency selective fading QPSK. Lastly，the RAKE receiver was studied. This part laid emphasis on introducing Viterbi decoding. For different channel condition，the analysis presented the time domain wave form，power、spectralestimate and error rate plot.Moreover，multiple access interference due to the existence of other users was analyzed.
Keywords: Mobile Communications IS-95 Code Division Multiple
Access Spread Spectrum Simulation
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目录
Base on IS-95 forword channel technique and Simulation ............................................................. 2 第1章绪论 ..................................................................................................................................... 4 1.1第一代模拟蜂窝移动通信系统 ................................................................................................. 4 1.2第二代数字蜂窝移动通信系统 ................................................................................................. 5 1.3第三代宽带蜂窝移动通信系统 ................................................................................................. 6 1.4 IS-95标准 ................................................................................................................................... 7 第2章CDMA扩频技术............................................................................................................. 11 2.1扩展频谱通信 ........................................................................................................................... 11 2.2直接序列扩频系统 ................................................................................................................... 12 2.3扩频序列 ................................................................................................................................... 12 2.4多址技术 ................................................................................................................................... 13 第3章仿真描述 ........................................................................................................................... 14 3.1设计流程 ................................................................................................................................... 15 3.2信道 ........................................................................................................................................... 21 3.3接收部分 ................................................................................................................................... 24 第4章仿真结果 ........................................................................................................................... 25 4.1针对加性高斯白噪声信道 ....................................................................................................... 27 4.2针对多径平坦衰落信道 ........................................................................................................... 30 4.3多址干扰的分析 ....................................................................................................................... 30 第5章结论 ................................................................................................................................... 32 致谢 ............................................................................................................................................... 33 参考文献 ....................................................................................................................................... 34
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第1章绪论
通信是一个国家的命脉，信息时代想要走在时代的前列，不论从商业，民用还是军事方面都需要快捷，稳定，安全的信息交换。而且我国拥有世界上最巨大的移动通信市场。对我们来说这不但是个严峻的挑战更是一个难得的契机。
北美的IS-95系统是码分多址蜂窝移动通信系统的典型代表，这不仅是因为IS-95是将码分多址技术引入蜂窝移动通信并形成标准的第一个系统，而且在IS-95系统中所采用的一些技术思路具有普遍意义，也是第三代蜂窝移动通信的基础。内容不仅涉及到了RAKE接收、信道编译码、速率判定、搜索等许多CDMA信道处理及可变速率编码器等关键技术研究实现，而且也涉及到了软切换、功率控制等多方面的系统实现技术。
IS-95 CDMA比其他数字移动通信制式具有更大的优势，具有更好的技术发展潜力。在商用经验方面，CDMA要比其他数字移动通信制式少。一般认为，这两个移动通信标准属于第二代移动通信技术标准。IS-95A是1995年美国TIA正式颁布的窄带CDMA(N-CDMA)标准。IS-95B是IS-95A的进一步发展，于1998年制定的标准。主要目的是能满足更高的比特速率业务的需求，IS-95B可提供的理论最大比特速率为115kbit/s，实际只能实现64kbit/s。IS-95A和IS-95B均是系列标准，其总称为IS-95。以宽带、多媒体业务为标志的第三代蜂窝移动通信也己进入完善并且WCDMA，TD-SCDMA，CDMA2000的试验已进入实质性的阶段。 因此，IS-95的学习以及了解码分多址的技术显得尤为重要。出于这个目的出发，本论文基于IS-95 CDMA前向链路进行了系统得设计及仿真。
下面简要介绍一下无线通信的发展及重要技术。
1.1第一代模拟蜂窝移动通信系统
第一代模拟蜂窝移动通信系统以模拟移动通信系统为代表。1971年12月，Bell公司向美国联邦通信委员会(FCC)提交了蜂窝移动通信系统HCMTS的建议。FCC接受了这个建议，并在850MHZ频段提供了4OMHZ的通信资源。HCMTS在1978年安装，1983年开始商业服务。该系统在频率复用、多波道共用技术、全自动
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地接入公共电话网的小区制、大容量蜂窝式等方面发展了蜂窝和移动通信技术，并在20世纪80年代演变成了美国模拟系统的国家标准—先进的移动电话业务(AMPS)。
与此同时，基于不同标准的其他模拟蜂窝移动通信系统也得到了很大的发展，例如英国的全接入通信系统(TACS)、日本的电报和电话系统(NAMTS)、北欧的移动电话系统(NMTS)等。
这些系统均采用了频分多址(FDMA)接入技术，在移动通信信道中传输模拟 电话信号，所以它们具有很多相似的特征，但是并没有发展出一个全球的共同标准。各个国家和地区都选择了与其国情相适应的系统进行研究和无线网络配置，包括各个国家采用不同的通信频段。
除了容量瓶颈以外，第一代模拟移动通信系统还受限于不同的系统标准，这使得用户不可能在不同国家漫游。所有这些都在推动着第二代无线移动通信系统的发展:实现更大的容量和全球统一的系统标准。
1.2第二代数字蜂窝移动通信系统
第二代数字蜂窝移动通信系统以GSM(GPRS),CDMA(CDMA-1X)为代表。自从1981年第一代的以FDMA技术为基础的模拟移动通信系统建立使用以来，短短几年时间内，模拟蜂窝系统就面临着阻塞概率增高、呼叫中断率增高、蜂窝系统的干扰增大、蜂窝系统迫切需要增容的压力。但是由于模拟蜂窝系统本身的缺陷(例如频率效率低，保密性差等)，系统的设计容量远远不能满足需求。 1982年，欧洲邮电管理委员会(CEPT)成立了移动通信特别小组(GSM)，开 发数字蜂窝式移动通信技术，即全球通移动通信系统(GSM:Global System for Mobile Communication)。1987年，GSM就泛欧数字蜂窝系统的GSM协议达成一致意见。1991年，GSM数字蜂窝式移动通信系统在欧洲问世，紧接着以TDMA标准为基础的其他第二代数字蜂窝移动通信系统如DAMPS、JDC等也相继投入使用。同时以IS-95技术标准为基础的CDMA商用系统已分别在香港、韩国等地区和国家投入使用。
第二代数字蜂窝移动通信系统最引人的优点之一就是抗干扰能力和潜在的
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