【正文】 計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple、 MathCAD 并稱為四大 數(shù)學(xué) 軟件。它在 數(shù)學(xué) 類科技應(yīng)用軟件中在 數(shù)值計(jì)算 方面首屈一指。 MATLAB 可以進(jìn)行 矩陣 運(yùn)算、繪制 函數(shù) 和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法 、創(chuàng)建用戶界面、連 接其他 編程語言 的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、 信號(hào)處理 與通訊、 圖像處理 、 信號(hào)檢測(cè) 、 金 融建模 設(shè)計(jì)與分析等 領(lǐng)域 。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 19 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是 矩陣 ，它的指令 表達(dá)式 與 數(shù)學(xué) 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使 MATLAB 成為一個(gè)強(qiáng)大的 數(shù)學(xué)軟件 。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持?？梢灾苯诱{(diào)用 ,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù) 庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。 MATLAB 具有 3 大特點(diǎn)： 功能強(qiáng)大，包括數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學(xué)和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可計(jì)算； 面友好，語言自然。 MATLAB 以復(fù)數(shù)矩陣為計(jì)算單元，指令表達(dá)與標(biāo)準(zhǔn)教科書的數(shù)學(xué)表達(dá)式相近； 開放性強(qiáng)。 MATLAB 有很好的可擴(kuò)充性，可以把它當(dāng)作一種更高級(jí)的語言去使用，可容易地編寫各種通用或?qū)Ｓ脩?yīng)用程序。正是由于 MATLAB 的這些特點(diǎn)，使它獲得了對(duì)應(yīng)用學(xué)科（特別是邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科）的極強(qiáng)適應(yīng)力，并很快成為應(yīng)用學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)、仿真、教學(xué)乃至科技文字處理不可缺少的基礎(chǔ)軟件，成為歐美高等院校、科研機(jī)構(gòu)教學(xué)與科研必備的基本工具。 在 MATLAB 中，還有 是一個(gè)比較特別的工具箱 Simulink，它具有兩個(gè)顯著的功能： Simu（仿真）與 Link（鏈接），是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真的一個(gè)集成環(huán)境。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點(diǎn)，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性；同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)展了 MATLAB 的功能，可實(shí)現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。 Simulink 提供了友好的圖形用戶界面（ GUI），模型由模塊組成的框圖來表示，用戶建模通過簡(jiǎn)單的單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)的動(dòng)作就能完成。 Simulink 的模塊庫為用戶提供了多種多樣的功能模塊，其中有連續(xù)系統(tǒng)（ Continuous）、離散系統(tǒng)（ Discrete）、非線性系統(tǒng)（ Nonlinear）等幾類基本系統(tǒng)構(gòu)成的模塊，以及連接、運(yùn)算模塊。而輸入源模塊（ Sources）和接收模塊（ Sinks）則為模型仿真提供了信號(hào)源和結(jié)果輸出設(shè)備。本文就是利用編制 MATLAB 仿真 m 文件進(jìn)行 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能仿真及其分析。 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾性能分析仿真 仿真模型 通信原理 課程設(shè)計(jì) 20 對(duì)于 DS擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗多址干擾性能。我們這里考慮簡(jiǎn)單的情況，只考慮一個(gè)用戶干擾的情況，說明其具有抗多址干擾性能就行。我們建立與期望用戶獨(dú)立的用戶擴(kuò)頻信號(hào)，將其加到信道中，與期 望用戶信號(hào)一起送給接收端，接收端由于 PN 碼良好的自相關(guān)性和互相關(guān)性而抗其它擴(kuò)頻信號(hào)。建立的 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗其它擴(kuò)頻信號(hào)仿真模型如圖 3 所示。 圖 3 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗其它擴(kuò)頻信號(hào)仿真模型 仿真結(jié)果 仿真程序見附錄 A，運(yùn)行程序可得 信號(hào)在不同信噪比的情況下其誤碼率的曲線，誤碼率用對(duì)數(shù)表示，仿真結(jié)果如圖 4 所示。 均勻 RNG 重復(fù) Lc次 ??CLi1 檢測(cè)器 PN碼 比較 差錯(cuò)計(jì)數(shù)器 WGN 干擾 均勻 RNG 重復(fù) Lc次 干擾 PN 碼 通信原理 課程設(shè)計(jì) 21 圖 4 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線 仿真結(jié)果曲線如圖所示，當(dāng) S/N=8dB 后，系統(tǒng)語音質(zhì)量可達(dá)到 3，可見于其它干擾相比多址干擾要求的信噪比較大，這也是 DS系統(tǒng)本身存在的不足，但不能說 DS系統(tǒng)對(duì)其它擴(kuò)頻信號(hào)沒有任何抑制作用，同時(shí)我們可以看出，曲線下降也是較彎曲的，同樣也說明了信噪比的一點(diǎn)增加就可使誤碼率較大的下降。當(dāng)信噪比大于 8dB 后，系統(tǒng)就可達(dá)到要求，在 S/N 大約為 12dB 時(shí)誤碼率就可為 0?？梢?DS擴(kuò)頻系統(tǒng)同樣對(duì)其他擴(kuò)頻信號(hào)有一定的抑制作用。其根本原因?yàn)樗菍拵鬏斚到y(tǒng)和 PN 碼優(yōu)良的特性所決定的。 總結(jié)與體會(huì) 本次課程設(shè)計(jì)是為期三周的的一個(gè)設(shè)計(jì)，它的課題是“ DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗多址干擾性能研究 ，他是集理論知識(shí)與軟件仿真 于一身的一次設(shè)計(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，我們也從中學(xué)會(huì)了很多知識(shí)。本次設(shè)計(jì)使我們將所學(xué)過的理論知識(shí)得到了鞏固，并且能熟練的運(yùn)用與實(shí)踐，同時(shí)提高了我對(duì) matlab 軟件的應(yīng)用能力。 0 5 10 15103102101信噪比 E b / N 0誤碼率PbDS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線通信原理 課程設(shè)計(jì) 22 總體來看，本次設(shè)計(jì)基本上成功的。我們基本上完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，這次課程設(shè)計(jì)鍛煉了我們的查閱資料和對(duì)軟件的使用能力，開拓了我們的思維，也讓我們懂得了團(tuán)結(jié)與合作的重要性，為以后步入社會(huì)、參加工作奠定了基礎(chǔ)。 致謝 本次課程設(shè)計(jì)總體來說是成功的，對(duì)此，我非常感謝學(xué)校給了我們這次機(jī)會(huì)，為我們提供了這么好的條件和平臺(tái)。在整設(shè)計(jì)過程中，其實(shí)我也遇 到了很多問題，最終都能解決這取決與同學(xué)和老師的幫助，所以在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師 ——陳莉老師，他在整個(gè)過程中給予了我們最大的幫助，為我們解決了很多問題，使這次課程設(shè)計(jì)完滿成功。其次，也非常感謝同班的同學(xué)，他們也我們?cè)O(shè)計(jì)成功的重要因素，而且還是我懂得了團(tuán)結(jié)的重要性。感謝你們?cè)谶@次過程中的幫助，使我獲益匪淺。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 23 參考文獻(xiàn) [1]查光明，熊賢祚編著，擴(kuò)頻通信，西安電子科技大學(xué)出版社， 2021. [2]李建新，劉乃安，劉繼平，現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 MATLAB 通信工具箱 [M].西安電子科技大學(xué)出版社， 2021. [3]龍光利、侯寶生、王戰(zhàn)備編著，通信原理，清華大學(xué)出版社， 2021. [4]張笑天、楊?yuàn)^強(qiáng)編著， MATLAB 基礎(chǔ)教程， 西安電子科技大學(xué)出版社， 2021. 通信原理 課程設(shè)計(jì) 24 附錄 附錄 A 仿真程序： echo on Lc=20。 %每個(gè)信息比特為對(duì)應(yīng)的 PN 碼片數(shù) SNRindB=0:2:30。 %要求的信噪比范圍 %計(jì)算擾信號(hào)的誤碼率 for i=1:length(SNRindB) smld_err_prb(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc)。 echo off end。 %繪制仿真結(jié)果曲線，誤碼率用對(duì)數(shù)表示 semilogy(SNRindB,smld_err_prb)。 axis([0,15,0,10^1])。 xlabel(39。信噪比 Eb/N039。)。 ylabel(39。誤碼率 Pb39。)。 title(39。DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線 39。) %計(jì)算誤碼率的 m 文件 function [p]=wubitlv(snr_in_dB,Lc) snr=10^(snr_in_dB/10)。 sgma=1。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 25 Eb=2*sgma^2*snr。 %每位信息比特的能量 E_chip=Eb/Lc。 %每個(gè)碼片的能量 N=10000。 %待傳輸?shù)男畔⒎?hào)數(shù) num_of_err=0。 %生成期望用戶數(shù)據(jù)信息 for i=1:N temp=rand。 if (temp) data=1。 else data=1。 end。 % 將一位信息比特重復(fù) LC 次 for j=1:Lc repeat_data(j)=data。 end。 %生成期望用戶的 PN 碼 for j=1:Lc temp=rand。 if (temp) pn_seq(j)=1。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 26 else pn_seq(j)=1。 end。 end。 %待傳輸?shù)钠谕脩舻臄U(kuò)頻信號(hào) trans_sig=sqrt(E_chip)*repeat_data.*pn_seq。 temp=rand。 if (temp) data1=1。 else data1=1。 end。 for j=1:Lc repeat_data_ganrao(j)=data1。 end。 %生成干擾用戶的 PN 碼 for j=1:Lc temp=rand。 if (temp) pn_seq_ganrao(j)=1。 else pn_seq_ganrao(j)=1。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 27 end。 end。 %抗多址干擾信號(hào) interference=sqrt(E_chip)*repeat_data_ganrao.*pn_seq_ganrao。 noise=sgma*randn(1,Lc)。%高斯白噪聲 %接收機(jī)接收的信號(hào) rec_sig=trans_sig+noise+interference。 temp=rec_sig.*pn_seq。 %進(jìn)行輸 出判決 decision_variable=sum(temp)。 if (decision_variable0) decision=1。 else decision=1。 end。 if (decision~=data) num_of_err=num_of_err+1。 end。 end。 p=num_of_err/N。