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(編輯修改稿)
2025-04-19 12:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擴(kuò)模塊完成，最后再模擬兩位用戶的CDMA通信即可。具體如下： 擴(kuò)頻編碼模塊因?yàn)槭紫仁窃谝欢味M(jìn)制隨機(jī)信號(hào)擴(kuò)頻仿真系統(tǒng)開(kāi)始的，因此，先從該系統(tǒng)中設(shè)置好擴(kuò)頻模塊。通過(guò)查閱資料，可以了解在擴(kuò)頻模塊中，在庫(kù)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。其中，bernoulli binary generator模塊設(shè)置，我們采取出現(xiàn)“0”，步長(zhǎng)sample ， 即信號(hào)頻率為4*pi（rad/s），其參數(shù)設(shè)置圖如圖33所示。 圖 33 伯努利信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置 圖 34 gold碼信號(hào)模塊參數(shù)設(shè)置由于是要產(chǎn)生一段擴(kuò)頻信號(hào)，因此選取的6級(jí)gold碼的信號(hào)頻率應(yīng)該要遠(yuǎn)大于基帶二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)。根據(jù)查詢gold碼模塊的原理可知，所設(shè)gold碼的周期可以由公式而定，此時(shí)n=6，N=63。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。同時(shí)，對(duì)于logical operator模塊，將其設(shè)置為XOR的異或功能即可。整個(gè)擴(kuò)頻仿真系統(tǒng)模塊圖如圖35所示：圖 35 擴(kuò)頻仿真系統(tǒng)在運(yùn)行擴(kuò)頻仿真系統(tǒng)后可得到圖36和圖37，他們分別是伯努利信號(hào)功率譜圖以及gold碼功率譜圖，圖示如下 圖 36 伯努利信號(hào)功率譜 圖 37 gold碼功率譜在功率譜圖中有三個(gè)小圖，從上至下分別表示時(shí)域波形、功率頻譜以及相位的功率譜圖。以伯努利信號(hào)為例，此信號(hào)的示波器仿真圖與時(shí)域波形一直，又由于此信號(hào)為基帶信號(hào)，因此功率頻譜在0頻率附近，根據(jù)信號(hào)功率為4*pi （rad/s）可知，從圖中看來(lái)，與理論值基本符合，最后一個(gè)相位功率譜也基本符合理論值的線性關(guān)系。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。 圖 38 擴(kuò)頻信號(hào)功率譜 圖 39 擴(kuò)頻信號(hào)示波器仿真根據(jù)示波器的仿真均與三個(gè)模塊的時(shí)域波形相吻合，在圖39中，第一幅圖為基帶二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)，第二幅圖為擴(kuò)頻信號(hào)，最下方的圖為gold碼序列。 PSK調(diào)制模塊在PSK調(diào)制中，要用到的模塊有Sine Wave Function、Gain、Switch等模塊，通過(guò)查閱《通信原理》書籍得知其原理框圖，同時(shí)，加上之前做好的擴(kuò)頻系統(tǒng)，將二者結(jié)合在一起的電路圖如圖310所示圖 310 PSK調(diào)制系統(tǒng)圖其中Sine Wave Function用于產(chǎn)生調(diào)制用的載波信號(hào)，根據(jù)一般原理可知，一般要求載波頻率大于被調(diào)制信號(hào)的頻率，即大于擴(kuò)頻信號(hào)的頻率252*pi即可，為方便研究此系統(tǒng)，將載波波形在此設(shè)置頻率是504*pi（rad/s），見(jiàn)圖示311，同時(shí)根據(jù)原理圖可知，需要一段與載波同頻率但有180度相移的波形與擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路才可以達(dá)到調(diào)至效果，此時(shí)只需要將Gain模塊設(shè)置為圖312所示即可，即設(shè)計(jì)增益為1。 圖 311 載波模塊設(shè)置 圖 312 Gain模塊設(shè)置 而開(kāi)始提到的開(kāi)關(guān)電路，則由Switch得以實(shí)現(xiàn)，用于控制是正常接入還是180移相接入，參數(shù)設(shè)計(jì)只需將Criteria for passing first input選項(xiàng)設(shè)置為u2 Threshold即可，其他設(shè)置保持不變。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。 圖 313 PSK調(diào)制信號(hào)功率譜 圖 314 調(diào)制信號(hào)示波器仿真圖 從上圖可知，調(diào)制信號(hào)在經(jīng)過(guò)與一個(gè)較高頻率載波信號(hào)調(diào)制后，相當(dāng)于是將原來(lái)處于基帶的信號(hào)線性搬移到了高頻，且中心頻率恰好為504*pi，因此，此頻譜符合理論值。從圖314也可以得出調(diào)制的波形與理論一致。圖314中從上到下依次是隨機(jī)二進(jìn)制信號(hào)（即伯努利信號(hào)）、調(diào)制信號(hào)（已擴(kuò)頻的）以及經(jīng)過(guò)調(diào)制后的信號(hào)。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。 PSK解調(diào)模塊在PSK調(diào)制模塊完成之后，在這基礎(chǔ)上完成解調(diào)模塊，為了使自己能夠更清楚的明白中間過(guò)程，因此最初之時(shí)并未在模擬信道中加入高斯白噪聲，最終調(diào)制完成之后，加上高斯白噪聲的PSK解調(diào)模塊圖如圖315所示圖 315 PSK解調(diào)仿真電路在此電路中，包含了之前調(diào)整完成的擴(kuò)頻系統(tǒng)，調(diào)制系統(tǒng)，各系統(tǒng)的參數(shù)與之前的設(shè)置一致，故在此不再贅述。在PSK解調(diào)過(guò)程中，是將擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)通過(guò)帶通濾波器之后，再與調(diào)制過(guò)程在同頻同相的載波和調(diào)制信號(hào)相乘，并通過(guò)低通濾波器得到信號(hào)，再通過(guò)零階保持電路和判決其組抽的抽樣判決器得以還原原始調(diào)制信號(hào)。PSK解調(diào)用到的模塊主要有Analog Filter Design 、Sine WaveFunction 、ZeroOrder、Quantizing Encode。 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31
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