1、各位老師、同學：早上好！我是來自07通信一班的孫毅，我畢業設計的題目是CDMA中的信道估計設計與仿真，導師是童崢嶸 教授。隨著信息的高速發展，人類社會進入了一個前所未有的信息量急劇增長的信息時代。計算機、互聯網、各種通信技術迅速興起，給人類的物質和精神生活帶來了翻天覆地的變化。與之對應，人們對通信業務有了更高層次和更高質量的要求，這對通信業務的容量產生了巨大的沖擊，同時對通信網傳遞信息的能力提出了更高的要求。移動通信出現于20世紀初，但真正發展卻開始于20世紀40年代中期。從那時起，移動通信的發展大體可分為三代，即模擬移動通信系統、數字移動通信系統和現代移動通信系統。CDMA技術的出現源自于人

2、類對更高質量無線通信的需求。第二次世界大戰期間因戰爭的需要而研究開發出CDMA技術，其思想初衷是防止敵方對己方通訊的干擾，在戰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。1995年，第一個CDMA商用系統（被稱為IS-95）運行之后，CDMA技術理論上的諸多優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。碼分多址CDMA多址方式中的一種，另外還有頻分多址方式、時分多址方式。CDMA比其他系統具有以下幾點非常重要的優勢。系統容量大。2.系統容量的靈活配置。3.系統性能質量更佳。4.頻率規劃簡單。5.延長手機電池壽命。6.建網成本下降。CDM

3、A系統原理框圖 ：擴頻通信確切地說稱為擴譜通信更為恰當，因為被擴展的是信號頻譜帶寬，不過習慣上均稱為擴頻，它是一類寬帶通信系統。它的主要特征是：擴頻前的信息碼元帶寬遠小于擴頻后的擴頻碼序列（chip）的帶寬。(1)窄帶和寬帶通信系統(2)擴頻增益(3)干擾容限()兩個常用的公式：仙農公式信道容量為擴頻通信系統的優點 A.抗干擾能力強 B.保密性能強 C.低功率譜密度 D.適于變參信道 擴頻通信系統的缺點 A.占用信道帶寬 B.系統實現復雜 C.時變同步困難 D.尋地址碼能力小地址碼和擴頻碼的設計是碼分多址體制的關鍵技術之一。理想的地址碼和擴頻碼主要應具有如下特點：1.有足夠多的地址碼；2.有尖

4、銳的自相關特性；3.有處處為零的互相關特性；4.不同碼元數平衡相等；5.盡可能大的復雜度。PN序列有一個很大的家族，包含很多碼組，例如m序列、Gold序列、GL（Gold-Like）序列、R-S序列、DBCH序列等等現代數字通信系統常常設計成以非常高的速率傳輸。卷積碼已應用于很多個同系統，例如，不僅在CDMA移動通信系統種應用卷積編碼譯碼，而且在空間和衛星也應用。卷積碼的發展產生了很多有線和無線通信信道數字傳輸的實際應用。交織是排列符號序列的過程。這種為獲得時間分集的重排過程稱為交織，可以以兩種方法考慮：塊交織和卷積交織。CDMA2000的物理層處于其體系結構的最底層，用于完成高層信息與空中無

5、線信號件的相互轉換，同時也是這種無線通信系統的基礎。其可分為前向鏈路物理信道和反向鏈路物理信道。WCDMA系統的物理信道按時間分為三層結構：超幀、無線幀和時隙。WCDMA分為上行鏈路物理信道和下行鏈路物理信道。 TD-SCDMA系統存在三種信道模式：邏輯信道、傳輸信道和物理信道。信道(information channels)即信號的傳輸媒質，它是以傳輸媒質為基礎的信號通路，具體地說，信道是指由有線或無線電線路提供的信號通路。信道的作用是傳輸信號 由信道的定義可以看出，信道可大體分成兩類：一類是狹義信道，另一類是廣義信道。狹義信道通常按具體媒介的不同類型可分為有線信道和無線信道。廣義信道通常也

6、可分成兩種：調制信道和編碼信道。衰落效應、多徑效應與時變效應。 對于CDMA系統，干擾可分類為系統內部干擾和系統外部干擾。 1.內部干擾:自干擾、同信道干擾、共信道干擾。 2.外部干擾： (1)強信號干擾 (2)固定頻率的干擾 (3)寬頻直放站干擾 (4)雜亂信號干擾 信道估計系統框圖 一般信道估計過程 ：信道信道信道估計模型估計得到的信號誤差信號圖 一般信道估計過程 General process of channel estimation論文中介紹比較經典的時域和頻域信道估計算法，這兩種算法分別從時域和頻域借助訓練序列估計信道脈沖響應和信道頻域響應來完成的。從某個角度來說這兩個算法是等價的

7、，只是考慮的角度不同而已。頻域信道估計算法在參數估計的時候導致了很高的噪聲分量，這個問題對于那些信道衰減比較大的信道響應影響尤為明顯。這里從時域的角度介紹最小二乘方法，通過這個算法能夠給出相對較優的性能。為了很好地說明這個問題，除了實際的和最小二乘信道估計算法估計的信道響應外，我們還提及另一種信道響應，這個響應是由每M個訓練符號估計的信道響應平均所得。分別取濾波長N=20dB，P=20dB，信道長Lh=20dB；信噪比SNR=25dB時，如圖得到是信道均方誤差真實值與估計值的關系曲線仿真圖。此時圖形中“o”點所連接的真實值曲線與“x”點所連接的估計值曲線之間誤差較大，曲線之間重合不明顯。圖得到

8、的是N=10dB，P=10dB，Lh=10dB；信噪比SNR=25dB時，信道均方誤差真實值與估計值的關系曲線仿真圖。此時圖形中“o”點所連接的真實值曲線與“x”點所連接的估計值曲線之間隨著濾波長度的減小誤差也相應減小，重合度越發明顯。圖得到的是N=5dB，P=5dB，Lh=5dB時；信噪比SNR=25dB時，信道均方誤差真實值與估計值的關系曲線仿真圖。此時的圖形中“o”點所連接的真實值曲線與“x”點所連接的估計值曲線幾乎重疊，誤差相比達到最小。通過得到的仿真圖曲線我們可以看出，隨著濾波長度的不斷減小，信道均方誤差的估計值和真實值也越接近，由此可以看出此方法的信道估計與濾波長度有著密切的關系；

9、同時該方法使用比較簡單，多用于簡單的信道均方誤差計算中。該訓練序列信道估計產生了抽頭系數為和的信道矩陣，根據這個信道矩陣產生一個64*64新矩陣。仿真當中序列長度為64*64，信道長度64*64；根據仿真圖形分別研究了最小均方誤差和最小二乘的均方誤差。仿真過程中我們選取了5個不同的信噪比點分別是5dB、10dB、15dB、20dB、25dB；通過運行程序得出12組不同的均方誤差數據，取其平均值，得到入圖所示的仿真曲線：X軸表示信噪比SNR，Y軸表示均方誤差MSE；*點連接的曲線表示最小二乘(LS)的均方誤差曲線，點連接的曲線表示最小均方誤差MMSE的均方誤差曲線。通過上面12組的均方誤差數據我們取其平均值，由仿真圖形比較可以得出，在信噪比相同的情況下，如時，MMSE的平均均方誤差要小于LS的平均均方誤差。接下來我們再選取了三個不同的信噪比值，如圖所示取分別等于10dB、15dB、20dB的時候進行了比較，此時我們觀察圖形可以看出，雖然MMSE的均方誤差還是要小于LS的均方誤差，但隨著信