直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-27 08:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)過信道傳輸，經(jīng)過接收機(jī)的輸入電路、高頻放大器等，輸出信號仍為。相關(guān)器完成相干解調(diào)和解擴(kuò)。接收端的PN碼與發(fā)端的PN碼相同。接收端本地調(diào)相情況與發(fā)端相似，這里的調(diào)制信號是p（t），即調(diào)相器輸出信號的相位僅取決于p（t），當(dāng)p（t）=1時(shí)，的相位為；當(dāng)p（t）=0時(shí)，的相位為0。信號的相位如圖12中（7）所示。相關(guān)器在這里可等效為對輸入相關(guān)器的、進(jìn)行模2相加。同號模2相加為0，異號模2相加為。因此相關(guān)器的輸出的中頻相位如圖12中的（8）所示。經(jīng)檢波后輸出原始信息。 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)matlab 仿真 MATLAB的介紹MATLAB是matrixamp。laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室）。主要面對科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣運(yùn)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。MATLAB通信工具箱中的系統(tǒng)仿真，分為用SIMULINK模塊框圖進(jìn)行仿真和用MATLAB函數(shù)進(jìn)行的仿真兩種。本次實(shí)驗(yàn)我們將采用MATLAB函數(shù)進(jìn)行仿真，在用MATLAB函數(shù)的仿真中，函數(shù)根據(jù)數(shù)據(jù)流的次序依次執(zhí)行，意味著所處理的數(shù)據(jù)，首先要經(jīng)過一個(gè)階段運(yùn)算，然后再激活下一個(gè)階段，這種仿真被稱為數(shù)據(jù)流的仿真。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)MATLAB仿真過程直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)主要組成分為七個(gè)部分，分別為信源部分、擴(kuò)頻部分、調(diào)制部分、信道傳輸部分、解調(diào)部分、解擴(kuò)部分和信宿部分。在兩個(gè)用戶的信息中我們給定的是0和1的信息，在本次是嚴(yán)重，我們?yōu)榱嗽谡{(diào)制和擴(kuò)頻中更加容易計(jì)算，我們將數(shù)據(jù)中的0用－1來代替。圖21 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的組成框圖信息信碼m(t)BPSK調(diào)制載波PN 碼擴(kuò)頻解調(diào)本地PN碼BPSK解調(diào)本地載波直接序列擴(kuò)頻的matlab仿真組成框圖如圖21所示。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)MATLAB仿真波形編寫直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)MATLAB仿真程序，檢查錯(cuò)誤后輸出相應(yīng)波形。本次仿真實(shí)驗(yàn)將輸出七個(gè)波形，從這七個(gè)波形可以較直觀的看到直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的每一個(gè)調(diào)制過程。 在本次仿真中，我們用戶給定所要傳輸?shù)男畔?101101。輸出波形如圖22。圖22 用戶輸入的信息 輸入用戶信息后進(jìn)行擴(kuò)頻，既將輸入的信息與PN碼進(jìn)行模2運(yùn)算，輸出波形如圖23所示。圖23 用PN碼擴(kuò)頻后的波形 其中，PN碼的產(chǎn)生是由一個(gè)PN碼發(fā)生器來完成的。PN碼發(fā)生器如圖24所示其中PN碼的波形如圖25所示。初始值 1 0 1 0D1D2D3D4圖24 PN碼發(fā)生器圖25 PN碼波形圖擴(kuò)頻之后進(jìn)行調(diào)制，在本次試驗(yàn)中，我們采用BPSK調(diào)制。數(shù)據(jù)調(diào)制后輸送出其調(diào)制之后的波形。調(diào)制后的傳輸信道選用的高斯白噪聲信道，在本次仿真中信噪比設(shè)定為20。調(diào)制之后送入信道等待傳輸至接收端。經(jīng)過BPSK調(diào)制后的波形如圖26所示。圖26 用戶經(jīng)BPSK調(diào)制后的波形在信道的接收端進(jìn)行的過程和輸入端是相反的。首先解調(diào)，這里選用的也是BPSK的解調(diào)。其解調(diào)輸出波形如圖27所示。圖27 經(jīng)BPSK解調(diào)后的波形解調(diào)之后進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)時(shí)使用的PN碼和擴(kuò)頻時(shí)使用PN碼需保持一致，以此保證解擴(kuò)出的信息的正確性。經(jīng)過BPSK解擴(kuò)輸出的波形如圖28所示。圖28 用戶經(jīng)BPSK解擴(kuò)后的波形將經(jīng)過BPSK解擴(kuò)后的信息送入低通濾波器中進(jìn)行檢波，檢波之后將輸出相應(yīng)的信息。經(jīng)過檢波后的波形如圖29所示。圖29 用戶經(jīng)檢波后的波形 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾性 直擴(kuò)系統(tǒng)抗干擾性的原理直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)采用高碼率的擴(kuò)頻碼序列PN碼,在發(fā)送端與要發(fā)送的信號進(jìn)行模2加,產(chǎn)生擴(kuò)頻序列,由于序列碼元很窄,占用很寬的頻帶,達(dá)到擴(kuò)頻的目的,然后用擴(kuò)頻序列去調(diào)制載波并予以傳輸。在接收端接收到的擴(kuò)頻信號經(jīng)放大混頻后,用與發(fā)端相同且同步的PN碼對擴(kuò)頻信號進(jìn)行解擴(kuò)。由于收發(fā)端PN碼的相關(guān)系數(shù)為1,可以完全恢復(fù)所傳的信息,而干擾和噪聲由于與接收機(jī)PN碼不相關(guān),在相關(guān)解調(diào)時(shí)降低了進(jìn)入信號通頻帶內(nèi)的干擾。擴(kuò)頻的運(yùn)算是信息流與PN碼模二加的過程。解擴(kuò)的過程與擴(kuò)頻過程完全相同,即將接收的信號用PN碼進(jìn)行第二次擴(kuò)頻處理。要求使用的PN碼與發(fā)送端擴(kuò)頻用PN碼不僅碼字相同,而且相位相同，否則會使有用信號自身相互抵消。解擴(kuò)處理將信號壓縮到信號頻帶內(nèi),由寬帶信號恢復(fù)為窄帶信號。同時(shí)將干擾信號擴(kuò)展,降低干擾信號的譜密度,使之進(jìn)入到信息頻帶內(nèi)的功率下降,從而使系統(tǒng)獲得處理增益,提高系統(tǒng)的抗干擾能力。為了方便分析,對系統(tǒng)作如下假設(shè): 系統(tǒng)各用戶同步。系統(tǒng)各用戶功率相同。僅考慮白噪聲干擾引起的誤碼, 忽略信號傳輸、調(diào)制解調(diào)過程中的誤碼。 調(diào)試分析使用MATLAB編寫程序研究正弦干擾信號振幅與誤碼率的關(guān)系。加入噪聲和干擾后，取LC=20，用3個(gè)不同的正弦信號干擾，其振幅分別為0，3，7。假定在誤碼率運(yùn)算中的加性噪聲是固定的，進(jìn)行多次運(yùn)算，而且在每次運(yùn)算中，信號能量取值都滿足所需的信噪比要求，輸出波形如圖31所示。圖31 不同振幅和信噪比對誤碼率的影響總結(jié)仿真實(shí)驗(yàn)歸納如下:1. 系統(tǒng)誤碼率與信道里的信噪比大小有關(guān)。2. 正弦干擾信號的振幅越大，誤碼率越大。從系統(tǒng)仿真的結(jié)果看來,直序擴(kuò)頻技術(shù)擁有良好的抗干擾能力。心得和體會這次實(shí)驗(yàn)做的確實(shí)不易，通過總結(jié)以前學(xué)習(xí)的知識和查閱相關(guān)資料艱難的完成了本次實(shí)驗(yàn)，這其中請教了不少同學(xué)。因?yàn)楦袷胶蛢?nèi)容的問題重做了好幾次，在這其中也學(xué)會了論
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