【正文】 正是因為有你們的幫助，我才能完成本次課程設計，再次表示感謝。 通過該綜合實驗，也增強了分析問題解決問題的能力，加強了理論與實際相結合的能力，提高了實踐動手能力，為將來從事通信方面的科研、生產(chǎn)工作打下了一定基礎，為適應現(xiàn)代信息科學技術發(fā)展提供了支撐。 title(39。 savbandsig=[]。 for i=1:length_user if sum(i)0 rxbits=[rxbits 1]。) len_dmod=length(bpskdemod)。 for i=1:length_user for j=::tb demodcar=[demodcar sqrt(2*eb)*cos(2*pi*fc*j)]。 %從信道中解擴出用戶的信息 rx=posite_signal.*pnupsampled。 title(39。 sigtx=bpskmod.*pnupsampled。 len_pn=length(pn)。 seed(2)=seed(1)。 if seed (4)==seed(3) temp=1。) % 擴頻 %PN碼發(fā)生器 seed=[1 1 1 1]。 for i=1:length_user for j=::tb bpskmod=[bpskmod sqrt(2*eb)*user(i)*cos(2*pi*fc*j)]。 end end end figure plot(basebandsig) axis([0 100*length_user ])。 % 每個信息比特所占的時間 %用戶輸入的數(shù)據(jù)信息 t=::tb*length_user。 %改變用戶數(shù)據(jù)中的 0為 1 for i=1:length_user if user(i)==0 user(i)=1。在兩個用戶的信息中我們給定的是 0和 1的信息，為了在調(diào)制和擴頻中容易計算，將數(shù)據(jù)中的 0 用－ 1來代替。 首先進行解調(diào)， 也是選擇 BPSK 的解 調(diào)。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。 成都學院（成都大學）課程設計報告 28 信源 部分：用戶把要傳輸?shù)男畔⒔o定，用戶輸入的信息 0101101。移相 圖 46 BPSK調(diào)制原理圖 隨機數(shù)字信息 輸出 信息 BPSK 解調(diào) 信道 BPSK 調(diào)制 圖 48 BPSK調(diào)制與解調(diào)框圖 cos ct? 相乘器 輸出 ? ?BPSKet 圖 47 BPSK解調(diào)原理圖 成都學院（成都大學）課程設計報告 26 圖 49 BPSK調(diào)制與解調(diào)模型 圖 410 信源產(chǎn)生的隨機序列 圖 411是隨機數(shù)字信息經(jīng) BPSK調(diào)制后頻譜圖 圖 518 BPSK調(diào)制仿真頻譜圖 成都學院（成都大學）課程設計報告 27 編碼 信道 的 Simulink 仿真圖 在數(shù)字通信系統(tǒng)中， 編碼器的輸出是某一數(shù)字序列，而譯碼器輸入同樣也是一數(shù)字序列，它們在一般情況下是相同的數(shù)字序列。 BPSK 信號的調(diào)制原理圖如圖 46所示。 通常用已調(diào)信號載波的 0176。 解擴處理將擴頻后的信號壓縮到信息頻帶內(nèi)，由寬帶信號恢復為窄帶信號；同時，解擴處理的結果也擴展了干擾信號，降低了干擾信號的功率譜密度，使之進入到信息頻帶內(nèi)的功率下降，從而使系統(tǒng)獲得處理增益，提高了系統(tǒng)的 抗干擾能力。 在直序擴頻序列通信系統(tǒng)中，每一用戶都分配到一固定的 PN 序列，用戶之間的 PN序列都是互為正交的，以使得每一用戶不受到其他用戶的干擾。 （ 7） BPSK Demodulator Basband —— BPSK 解調(diào)。 （ 3） Error Rate Calculation—— 計算輸入信號的比特或符號錯誤率。 下面就對直接序列擴頻通信系統(tǒng)里的擴頻與解擴、 BPSK 調(diào)制、編碼信道 AWGN 信道進行了 Simulink 模塊仿 真。 2 仿真系統(tǒng)：根據(jù)建立的模型，從 SIMULINK 通信模型庫（ MATLAB 所提供的 Communication Toolbox SIMULINK Block Library）的各個子庫中，將所需要的單元功能模塊拷貝到 Untitled 窗口，按系統(tǒng)流程框圖模型連接，組建要仿真的通信系統(tǒng)模型。它們分別屬于標準仿真子模塊庫和通信子模塊庫。仿真的結果還可以存放到 Matlab 的工作空間里做事后處理。在定義完一個模型后，用戶可以通過 Simulink的菜單或 Matlab 的命令窗口鍵入命令來對它進行仿真。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點。例如 5級移位寄存器產(chǎn)生的 31位 m序列只有 6個。1.. .,3,2,1, ??? MkkT c? Tc為 m序列碼的碼元寬度。例如 1110100與向右移 3位后的序列 1001110逐位模 2相加后的序列為0111010，相當于原序列向右移 1位后的序列 ,仍是 m序列。經(jīng)嚴格證明：若反饋移位寄存器的特征多項式為本原多項式，則移位寄存器能產(chǎn)生 m序列。 圖 31 線性反饋移位寄存器 上面曾經(jīng)指出 ， ci的取值決定 了移位寄存器的反饋連接和序列的結構。不難看出，若初始狀態(tài)為全“ 0” ,則移位后得到的仍為全“ 0”，因此應避免出現(xiàn)全“ 0”狀態(tài)，又因 為 n級移存器共有 2n1種可能的不同狀態(tài)，除全“ 0”狀態(tài)外，剩下 2n1種狀態(tài)可用。它主要由 n個串聯(lián)的寄存器、移位脈沖產(chǎn)生器和模 2加法器組成。 若 ρ ab(τ )=0，則序列 {a}和序列 正交，定義 {a}的部分相關函數(shù)和歸一化部分相關函數(shù)為 (式中 t為某一整數(shù) ) ： ??? ?? 11)( Ni iiN aaR ?? ,PN? ??? ?? 111)( Ni iiN aap ??? PN? (39) 定義序列 {a}和序列 的部分互相關函數(shù)和歸一化部分互相關函數(shù)分別為： ??? ?? 11)( Ni iiNab baR ?? ,PN? ??? ?? 111)( Ni iiN bap ??? PN? (310) 成都學院（成都大學）課程設計報告 18 m 序列的產(chǎn)生原理 m序列是最長線性移位寄存器序列的簡稱。 偽隨機序列的相關特性 擴頻系統(tǒng)中，對偽隨機序列而言，最關心的問題就是其相關特性，包括自相關性、互相關性及部分相關性。 (2)凡自相關函數(shù)具有 ???????????????piiipiiacaapapR112111)(?? 1??c 00???? (32) 形式的序列，成為第一類廣義偽隨機序列。白噪聲是一種隨機過程，它的瞬時值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬頻帶內(nèi)都是均勻的。 接收信號 圖 25 同步系統(tǒng)搜捕和跟蹤原理圖 輸出出 寬帶濾波器 碼跟蹤器 PN碼發(fā)生器 壓控鐘源 搜捕器件 解調(diào)器 成都學院（成都大學）課程設計報告 16 第 3 章 PN 序列 PN 序列（偽隨機序列）概述 偽隨機序列的一般定義 偽隨機序列作為擴頻通信系統(tǒng)中的一部分是十分關鍵的，它關系到擴頻系統(tǒng)的性能。因此，整個同步過程是包含搜捕和跟蹤兩個階段閉環(huán)的自動控制和調(diào)整過程。這一階段也稱為起始同步或粗同步，成都學院（成都大學）課程設計報告 15 也就是要把對方發(fā)來的信號與本地信號在相位之差納入同步保持范圍內(nèi)，即在 PN 碼一個時片內(nèi)。 3. 收發(fā)信機相對運動引起的多普勒頻移； 4. 以及多徑傳播也會影響中心頻率的改變。因此，這里我們只需討論 PN 碼碼元和序列的同步。 同步系統(tǒng)是擴頻通信的關鍵技術。擴頻通信系統(tǒng)也不例外。當采用一個較長周期的 PN 碼序列作為發(fā)射信號、用它于目的地反射回來或轉(zhuǎn)發(fā)回來的 PN 碼序列的相位進行比較，即比較兩個碼序列相差的時片數(shù)，就可以看出其時間差，也就能換算出發(fā)射機與目的地之間的距離。 直擴測距定時系統(tǒng) 直擴系統(tǒng)的發(fā)展是從測距開始的。其它有延遲到達的電波，由于相關解擴的作用，只起到噪聲干擾的作用。 直擴系統(tǒng)的抗多徑干擾性能 多徑信道就是發(fā)射機和接收機之間電波傳播的路徑不止一條。解決的辦法是采用自動功率控制，自動調(diào)節(jié)各用戶的發(fā)射功率，使達到接收機時各用戶信號功率基本相等，也就是滿足接收機輸入端等功率的條件，才能正確地區(qū)分有用信號。同時還需要有一定的數(shù)量。此時相互之間干擾很小，可以當作噪聲處理。 具體的做法是給每一個用戶分配一個 PN 碼作為地址碼。因此，直 擴信號可以用來進行隱藏通信。直擴信號正好具有這兩方面的優(yōu)勢，它的功率譜密度很低，單位時間內(nèi)的能量就很小，同時它的頻帶很寬。圖 24（ a）為解擴前的功率譜，窄帶干擾功率很大，由于干擾與本地擴頻碼（ PN 碼）是不相關的。 這里的寬帶干擾是泛指的與擴頻信號不相關的，在 CDMA 通信網(wǎng)中，其它用戶的信號就是一種寬帶干擾。 直擴系統(tǒng)的性能 直擴系統(tǒng)的抗干擾性 直擴系統(tǒng)最早應用是在軍事通信中作為很強抗干擾性的通信手段。然后通過中頻濾波器。 信號 ??2st的相位如圖 22 中（ 7）所示。相關器完成相干解調(diào)和解擴。這里，當 c（ t）為一碼時，已調(diào)波與載波取反相；而當 c（ t）為 0 碼時，取同相。 通常載波頻率較高，或者說載波周期 cT 較小，它遠小于偽碼的周期pT，即滿足cT pT 。即 ? ? ? ?11c oss t c t A t?? （ 2— 11） 式中， ? ? 1011ct ????????????? ? ? ?? ?? ?? ???? 當 二 進 制 序 列 為 碼當 二 進 制 序 列 為 碼 （ 2— 12） 因此，經(jīng)過擴頻和相位調(diào)制后的信號 ??1st為 ? ? ? ? 1111c osc osc osAts t Ac t tAt??????????? ????? ??? （ 2— 13） 由上面討論可知，經(jīng)過擴頻 調(diào)制信號 c（ t）可看作只取 ? 1 的二進制波形，然后對載頻進行調(diào)制，這里是采用調(diào)相（ BPSK）。其擴展處理增益也可用下式表示 1 0 lg bppTGT? （ 2— 10） 在 bT 一定的情況下，若偽碼速率越高，即偽碼寬度（碼片寬度） pT 越窄，則擴頻處理增益越大。 0 0 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 3） ? ? ? ? ? ?c t m t p t?? 000000 ?????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? （ 4）載波 0 0 0 0 0 0? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 （ 1）信碼 m（ t） （ 2）偽碼 p（ t） （ 5 PSK 已調(diào)波 ??1st （ 7） ??2st相位 （ 6） ??1st相位 （ 9）解調(diào)輸出 （ 8）中頻調(diào)相 圖 22 直擴通信系統(tǒng)的主要相位或波形 成都學院（成都大學）課程設計報告 9 ? ? ? ? ? ?c t m t p t?? （ 2— 9） 當 m（ t）與 p（ t）符號相同時， c（ t）為 0；而當 m（ t）與 p（ t）不同時，則為 1。加入擴頻解調(diào)器，圖中為模 2 加法器，擴頻碼為一個偽隨機碼（ PN 碼），記作 p（ t）。 直接序列擴頻的基本原理 所謂直接序列擴頻（ DS），就是直接用具有高速率的擴頻碼序列在發(fā)送端去擴展信號的頻譜。除此之外，擴頻系統(tǒng)的其他一些性能也大都與 PG 有關。這就是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù)。 柯捷爾尼可夫在 其潛在抗干擾性理論中得到如下關于信息傳輸差錯概率的公式 0e fEpn??? ???? （ 22） 成都學院（成都大學）課程設計報告 6 此公式指出，差錯概率 Pe 是信號能量 E 與噪聲功率譜密度 on 之比的函數(shù)。這可用信息論和抗干擾理論的基本觀點來說明： 根據(jù) 香 農(nóng) ()在信息論研究中總結出的信道容