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-wenkub
2023-04-07 12:30:33 本頁面
【正文】 寬信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)即解擴(kuò)，以實(shí)現(xiàn)信息通信[2]。
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)。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。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。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。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。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。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。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)。因此，數(shù)字通信的應(yīng)用必將越來越廣泛[1] 。處理結(jié)果和分析結(jié)論也應(yīng)該一致，且符合理論。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。
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?！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。概念：擴(kuò)展頻譜技術(shù)一般是指用比信號(hào)帶寬礦的多的品頻帶寬度來傳輸?shù)募夹g(shù)。調(diào)制部分是為使經(jīng)信道的符號(hào)能在適當(dāng)?shù)念l段傳輸，如微波頻段，短波頻段。Shannon)的信道容量公式 (21)式中： C——信道容量，b/s；B——信道帶寬，Hz；S——信號(hào)功率，W；N——噪聲功率，W?；蛘哒f對(duì)于任意給定的信號(hào)噪聲功率比，可以用增大系統(tǒng)的傳輸帶寬來獲得較低的信息差錯(cuò)率。E 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)中先做出一段二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)擴(kuò)頻仿真，在一段信號(hào)的這個(gè)系統(tǒng)中，先將運(yùn)用6級(jí)gold碼作為對(duì)輸入的信號(hào)擴(kuò)頻的擴(kuò)頻碼，擴(kuò)頻之后再進(jìn)行Psk調(diào)制，之后經(jīng)過解調(diào)、解擴(kuò)再將得到的信號(hào)輸出。Psk解調(diào)用到的模塊：Analog Filter Design 、Sine WaveFunction、ZeroOrder、Quantizing Encode等。 圖 31 一段二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)擴(kuò)頻仿真系統(tǒng)電路圖 再做完一段二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)擴(kuò)頻仿真之后，根據(jù)現(xiàn)實(shí)生活中的情況進(jìn)行模擬，即產(chǎn)生另外一段不同的二進(jìn)制隨機(jī)序列以及不同的6級(jí)gold碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻，將兩段擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后，在信道中進(jìn)行疊加，并加入噪聲，最后再將疊加的信號(hào)進(jìn)行分別的解調(diào)、解擴(kuò)。通過查閱資料，可以了解在擴(kuò)頻模塊中，在庫文件中找到bernoulli binary generator、gold sequence generator、logical operator的模塊構(gòu)成擴(kuò)頻仿真模塊，并且對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置。因此可設(shè)步長(zhǎng)sample ，即信號(hào)頻率為252*pi（rad/s），模塊設(shè)置如圖34所示。除了功率譜圖之外，還有擴(kuò)頻信號(hào)的功率譜圖以及擴(kuò)頻信號(hào)的波形圖，分別如圖38以及圖39所示。根據(jù)這幾個(gè)模塊的功能，不難發(fā)現(xiàn)，這里采用的是鍵控法進(jìn)行PSK調(diào)制，因此，設(shè)置完幾個(gè)模塊后，加上示波器運(yùn)行，可得擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)頻譜圖、示波器仿真圖分別如圖313以及圖314。一條新號(hào)的翻轉(zhuǎn)是由輸入信號(hào)的下降沿與上升沿相一致的。 Analog Filter Design指的是濾波器，在這次的設(shè)計(jì)中要用到兩次，一次用作帶通濾波器，一次用作低通濾波器，兩者的參數(shù)設(shè)置如圖316和圖317。 圖 321 經(jīng)過帶通濾波器的功率譜 圖 322 經(jīng)過低通濾波器功率譜從功率譜圖很清楚的表示出調(diào)制、解調(diào)的過程，而示波器仿真圖如圖323所示圖 323 解調(diào)模塊示波器圖根據(jù)示波器的仿真圖分析可知，此解調(diào)系統(tǒng)基本符合理論，稍有延遲，但也將元波形還原出來，改圖從上至下依次表示擴(kuò)頻信號(hào)、調(diào)制信號(hào)以及解調(diào)信號(hào)。運(yùn)行完
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