通信原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告---cdma直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真(已修改)
2025-04-04 12:30 本頁面
【正文】 《CDMA直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真——以6及gold碼為擴(kuò)頻序列》 第 22 頁 共 23 頁 CDMA直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真——以6級(jí)GOLD碼為擴(kuò)頻序列學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師：蔡爍摘 要 此次課程設(shè)計(jì)的是模擬兩位用戶通過CDMA的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行傳送信息。此次課程設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)為MATLAB中的Simulink。通過仿真模擬兩位用戶同時(shí)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，每位用戶的信號(hào)均利用6級(jí)GOLD碼作為擴(kuò)頻序列進(jìn)行擴(kuò)頻編碼后再進(jìn)行PSK調(diào)制、解調(diào)，在進(jìn)行擴(kuò)頻解碼以恢復(fù)原信號(hào)，實(shí)驗(yàn)中能夠看到兩位用戶信號(hào)均能夠還原，通過兩次的輸出與輸入的波形比較，最終實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和理論分析的基本一致，從而達(dá)到了設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞 CDMA系統(tǒng) 直接擴(kuò)頻通信 glod碼 信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) MATLAB/Simulink；1 引 言信息作為一種資源，只有通過廣泛地傳播與交流，才能產(chǎn)生利用價(jià)值，促進(jìn)社會(huì)成員之間的合作，推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在當(dāng)今高度信息化的社會(huì)，信息和通信已成為社會(huì)的“命脈”。而通過作為傳輸信息的手段或方式，與傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)相互融合，已成為21世紀(jì)國(guó)際社會(huì)和世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力。數(shù)字通信，作為通信行業(yè)中的后起之秀，相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬通信,有抗干擾能力強(qiáng)，通信質(zhì)量不受距離影響，信號(hào)易于調(diào)制、保密性高、可自動(dòng)發(fā)現(xiàn)與控制差錯(cuò)、可與計(jì)算機(jī)相連接、支持多種通信業(yè)務(wù)。但是，由于數(shù)字通信對(duì)同步要求高，因而系統(tǒng)設(shè)備復(fù)雜。不過隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用以及超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)備復(fù)雜程度大大降低。同時(shí)高效的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及光纖等大容量傳輸媒質(zhì)的使用正逐步使帶寬問題得到解決。因此，數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來越廣泛[1] 。 課程設(shè)計(jì)目的此次通信原理課程設(shè)計(jì)的目的主要是仿真CDMA的直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。在MATLAB的Simulink中選擇相應(yīng)的信號(hào)發(fā)生器模塊，產(chǎn)生兩段隨機(jī)二進(jìn)制基帶信號(hào)，再分別利用不同的6級(jí)GOLD碼作為擴(kuò)頻序列進(jìn)行擴(kuò)頻編碼后再進(jìn)行PSK調(diào)制，在接收端對(duì)其進(jìn)行PSK解調(diào)和擴(kuò)頻解碼以恢復(fù)原信號(hào)，比較傳輸信號(hào)、已擴(kuò)頻信號(hào)，調(diào)制信號(hào)，解調(diào)信號(hào)和解擴(kuò)頻信號(hào)的功率譜密度，結(jié)合理論說明CDMA直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)要求模型設(shè)計(jì)應(yīng)該符合工程實(shí)際，模塊參數(shù)設(shè)置自然也必須要與原理相符合。處理結(jié)果和分析結(jié)論也應(yīng)該一致，且符合理論。 課程設(shè)計(jì)的步驟根據(jù)任務(wù)書要求可知，此次課程設(shè)計(jì)需要模擬兩段隨機(jī)信號(hào)經(jīng)過擴(kuò)頻、調(diào)制后，在傳輸過程中的疊加混合，再通過各自收發(fā)裝置中的解調(diào)、解擴(kuò)頻之后還原原始的模擬隨機(jī)信號(hào)。因此，我在此次設(shè)計(jì)次系統(tǒng)之前先將只有一段隨機(jī)信號(hào)的擴(kuò)頻、解調(diào)、調(diào)制、解擴(kuò)頻的系統(tǒng)完善，再根據(jù)此系統(tǒng)仿真、觀測(cè)波形準(zhǔn)確無誤之后，在模擬兩段隨機(jī)信號(hào)擴(kuò)頻、調(diào)制之時(shí)進(jìn)行疊加完成整個(gè)系統(tǒng)的仿真。同時(shí)，在設(shè)計(jì)一段信號(hào)的系統(tǒng)模型的時(shí)候，按照擴(kuò)頻、調(diào)制、解調(diào)、解擴(kuò)頻的順序進(jìn)行依次仿真，如圖11所示產(chǎn)生一段隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)產(chǎn)生6級(jí)gold碼擴(kuò)頻信號(hào)擴(kuò)頻系統(tǒng)調(diào)制系統(tǒng)解調(diào)系統(tǒng)解擴(kuò)系統(tǒng)還原初始二進(jìn)制信號(hào)圖11 一段二進(jìn)制信號(hào)擴(kuò)頻仿真流程圖 設(shè)計(jì)平臺(tái) 此次課程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)平臺(tái)是MATLAB中的Simulink。Simulink是MATLAB最重要的組件之一，它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需大量書寫程序，而只需要通過簡(jiǎn)單直觀的鼠標(biāo)操作，就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。
Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模，它也支持多速率系統(tǒng)，也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型，Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成，它提供了一種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。
2 設(shè)計(jì)原理 CDMA系統(tǒng)概述所謂擴(kuò)展頻譜通信，可簡(jiǎn)單表述如下：“擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個(gè)獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)，在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)?！痹贑DMA通信系統(tǒng)中，不同的用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來區(qū)分的，而是用各不同的編碼序列來區(qū)分的，即靠信號(hào)的不同波形來區(qū)分的。多個(gè)CDMA信號(hào)在頻域和時(shí)域上是重疊的，接受機(jī)用相關(guān)器在多個(gè)CDMA信號(hào)中選出其中使用與編碼型的信號(hào)。CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù)，即將需傳送的具有一定信號(hào)帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制，使原數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬被擴(kuò)展，再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)
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