[畢業(yè)設(shè)計]直接序列擴頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(編輯修改稿)
2025-09-02 19:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 信息碼需要從接收信號中提取一個與發(fā)端載波同頻同相的本地載波,這項工作由科斯塔斯環(huán)來完成,其框圖如圖5示。解擴后的窄帶 BPSK 信號分成兩路輸入到兩個乘法器,分別與VCO輸出的相位相差π/2的本地載波信號相乘。圖中的移相器移相π/2 ,使兩路信號分別為cosω1t和sinω1t,所以,兩路乘法器的輸出分別為濾除和頻成分后輸出差頻成分圖 34科斯塔斯環(huán)解調(diào)器框圖其中Δω=ω0ω1收端載波與發(fā)端載波的頻差。這兩路信號通過乘法器后,由于d2 (t) =1,所以輸出為verror(t)=Psin(2Δωt)為VCO的誤差控制信號,調(diào)整本地載波的頻率和相位與發(fā)端載波一致,使Δω=0。當(dāng)載波同步上后,可以從信號探測器看到解調(diào)后的信息碼波形。在仿真中,載波的同步工作在PN碼沒有同步時就可以開始了,這時上面式子中的d(t)都要改寫成d(t)PN(t)PN(tτ),但是由于 [d(t)PN(t)PN(tτ)]=1 ,所以乘法器的輸出信號verror(t)保持不變。此時雖然可以進行載波同步,但是由于PN碼沒有同步,所以無法恢復(fù)信息碼。4. 軟件設(shè)計矩陣實驗室（MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運算為基礎(chǔ)的交互式的程序語言。與其它計算機語言相比，具有簡潔和智能化程度高的特點，而且適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，因而用其編程和調(diào)試，可以大大提高工作的效率。目前MATLAB已經(jīng)成為國際上最流行的軟件之一，除了可提供傳統(tǒng)的交互式的編程方法之外，還能提供豐富可靠的矩陣運算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、圖像處理和方便的Windows編程工具等。因而出現(xiàn)了各種以MATLAB為基礎(chǔ)的工具箱，應(yīng)用于自動控制、圖像信號處理、生物醫(yī)學(xué)工程、語音處理、信號分析、時序分析與建模、優(yōu)化設(shè)計等廣泛的領(lǐng)域，表現(xiàn)出了一般高級語言難以比擬的優(yōu)勢。較為常見的MATLAB工具箱有：控制系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辯識工具箱、多變量頻率設(shè)計工具箱、分析與綜合工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、信號處理工具箱、模糊推理系統(tǒng)工具箱，以及通信工具箱等。在MATLAB通信工具箱中有SIMULINK仿真模塊和MATLAB函數(shù)，形成一個運算函數(shù)和仿真模塊的集合體，用來進行通信領(lǐng)域的研究、開發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計和仿真。通信工具箱中的模塊可供直接使用，并允許修改，使用起來十分方便，因而完全可以滿足使用者設(shè)計和運算的需要。MATLAB通信工具箱中的系統(tǒng)仿真，分為用SIMULINK模塊框圖進行仿真和用MATLAB函數(shù)進行的仿真兩種。在用SIMULINK模塊框圖的仿真中，每個模塊，在每個時間步長上執(zhí)行一次，就是說，所有的模塊在每個時間步長上同時執(zhí)行。這種仿真被稱為時間流的仿真。而在用MATLAB函數(shù)的仿真中，函數(shù)按照數(shù)據(jù)流的順序依次執(zhí)行，意味著所處理的數(shù)據(jù)，首先要經(jīng)過一個運算階段，然后再激活下一個階段，這種仿真被稱為數(shù)據(jù)流仿真。某些特定的應(yīng)用會要求采用兩種仿真方式中的一種，但無論是哪種，仿真的結(jié)果是相同的。MATLAB的啟動界面主要包括六部分：標題欄、菜單欄、工具條、Command Window（命令窗口）、Workspace（工作窗口）、Command History（歷史命令窗口）及Start（項目啟動菜單）。其中，標題欄用于顯示打開文件的名稱：菜單欄包括“File”、“Edit”、“Web”、“Window”、和“Help”5個菜單；工具欄包括了一些常用的操作圖標，單擊它們MATLAB可立即執(zhí)行相應(yīng)操作。菜單欄和工具欄操作方法和其它應(yīng)用程序中的操作方法相同。 MATLAB程序設(shè)計100101000000000000BPSK調(diào)制BPSK解調(diào)檢波PN碼解擴擴頻用戶信息圖 41 直接序列擴頻通信系統(tǒng)框圖PN碼由圖41直序擴頻通信系統(tǒng)仿真框圖可知，系統(tǒng)主要組成分為七個部分，分別為信源部分、擴頻部分、調(diào)制部分、信道傳輸部分、解調(diào)部分、解擴部分和信宿部分。信源部分：用戶把要傳輸?shù)男畔⒔o定，用戶輸入的信息100101010000000。調(diào)制部分：采用的是BPSK調(diào)制，數(shù)據(jù)進行調(diào)制然后輸送出其調(diào)制之后的波形。調(diào)制后的傳輸信道選用的是高斯白噪聲信道，信噪比可任意設(shè)定，在本次仿真中信噪比設(shè)定為20。擴頻部分：數(shù)據(jù)要進行擴頻處理。這里選用的是利用PN碼與輸入的信號進行擴頻，擴頻后等待送入信道。PN碼的產(chǎn)生是由一個PN碼發(fā)生器來完成的。PN碼發(fā)生器如圖42所示。圖42在信道的接收端進行的過程和輸入端剛好是相反的。首先進行解調(diào)，也是選擇BPSK的解調(diào)。然后是解擴，解擴時使用的PN碼和擴頻時使用的一致。這樣才能保證解擴出相應(yīng)的信息。整個仿真過程共設(shè)置了八個波形觀測設(shè)備，運行后可以從這八個波形圖中較直觀的看到DSCDMA系統(tǒng)的每一個調(diào)制過程。．2 BPSK調(diào)制BPSK是二進制相移鍵控，在二進制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生BPSK信號。通常用已調(diào)信號載波的0176。和180176。分別表示二進制數(shù)字基帶信號的1和0。理想的BPSK調(diào)制可使載波相位瞬時變化180176。BPSK信號的調(diào)制原理圖如圖43所示： 圖43 BPSK調(diào)制原理圖相乘器輸出圖44 BPSK解調(diào)原理圖BPSK信號的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)，解調(diào)器原理圖如圖44所示，在相干解調(diào)過程中需要用到與接收到的BPSK信號同頻同相的相干波。圖45是BPSK調(diào)制與解調(diào)框圖， 517是信源輸入的隨機數(shù)字信息的波形，圖518是隨機數(shù)字信息
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