【正文】 數(shù)字信號處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計。 直接擴頻系統(tǒng)信道模型 31 加窄帶干擾的直擴系統(tǒng)建模仿真過程中，仍然采用了 100Hz 的擴頻序列，100/7Hz 的數(shù)據(jù)碼流，2kHz的 BPSK 調(diào)制并加入了與中心頻點頻偏 20Hz 的窄帶強干擾。建模的過程中，考慮了信號的頻率，極性，窄帶干擾和 awgn 信道的高斯白噪聲，完全符合一般的通信系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。 32 用示波器觀察發(fā)送碼字及解擴后碼字上圖為仿真過程中截取的部分發(fā)送與接收碼字，上半部分為發(fā)送碼字序列，下半部分為最終解擴后的碼字序列。 33 直接擴頻系統(tǒng)與無擴頻系統(tǒng)的誤碼率比較采用 SIMULINK 下的 BERTOOL 工具，可以輕松地仿真出信號的誤碼率。下圖為無窄帶干擾時，無擴頻系統(tǒng)與 N=7 的 m 序列直接擴頻 BPSK 系統(tǒng)的誤碼率比較，橫坐標(biāo)為信道信噪比。這說明，在干擾為高斯白噪聲的情況下，擴頻系統(tǒng)與無擴頻系統(tǒng)的抗干擾能力相同。當(dāng)信噪比逐漸增大時，系統(tǒng)的誤碼情況有所好轉(zhuǎn)。 35 擴頻序列長度 N=7 時，不同強度窄帶干擾下的誤碼率比較 如圖，當(dāng)窄帶強干擾的振幅為信號幅度的 10 倍時，擴頻系統(tǒng)的誤碼率不變，說明擴頻系統(tǒng)對窄帶強干擾有很強的抑制能力，符合之前的 matlab 仿真結(jié)果。窄帶干擾幅度為信號幅度 250 倍時，誤碼率小于 ，可以接受。 36 利用 Walsh 碼實現(xiàn)碼分多址技術(shù) 沃爾什碼的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性都不理想，這意味著 CDM 信號經(jīng)過多徑信道傳輸時，每個用戶的不同徑之間會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，同時不同用戶不同徑之間也會產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。這樣，既保留了沃爾什碼的正交特性，又大大改善了其相關(guān)特性。產(chǎn)生方法為在雙極性 m 序列后加“1” ，并與正交沃爾什碼相乘，并用改善后的沃爾什碼對兩路信息序列分別進行擴頻，相加后共同傳輸，實現(xiàn)碼分多址技術(shù)。兩路沃爾什函數(shù)采用了八階沃爾什函數(shù)的的第一個和第五個，分別為1,1,1,1,1,1,1,1 和 1,1,1,1,0,0,0,0，為正交碼。clc。X2=0。 m=7。 Y2=X2。 X3=Y2。 X1=xor(Y3,Y1)。endL(8)=0。for i=1:m M(i)=12*L(i)。figure(1)subplot(3,1,1)stem(k1,M)。xlabel(39。)。移位寄存器產(chǎn)生的雙極性 7 位 M 序列,末尾加一個 139。subplot(3,1,2)for i=1:m %生成改善的沃爾什碼 m1 m1(i)=M(i)。axis([0,8,1,1])。k39。title(39。) 。endfor i=5:8 38 m2(i)=M(i)。axis([0,8,1,1])。k39。title(39。) 。下面將用這兩路沃爾什碼分別對兩路信息進行擴頻調(diào)制。a=0。for i=1:N if x_rand(i)= x1(i)=1。 39 else x1(i)=0。subplot(2,1,1)stem(t*,x1)。t/s39。title(39。)。for i=1:N if x_rand(i)= x2(i)=1。 else x2(i)=0。title(39。)。t/s39。 40 用兩個沃爾什碼分別調(diào)制兩路信號figure(3)y1=rectpulse(x1,8)。for i=1:1:50 M1(8*i7)=m1(1)。 M1(8*i6)=m1(2)。 M1(8*i5)=m1(3)。 M1(8*i4)=m1(4)。 M1(8*i3)=m1(5)。 M1(8*i2)=m1(6)。 M1(8*i1)=m1(7)。 M1(8*i)=m1(8)。endsubplot(2,1,1)tt=0:8*N1。x11(i)=12*y1(i)。s1(i)=M1(i)*x11(i)。endsubplot(2,1,1)stem(tt/100,s1)。擴頻后的待發(fā)送序列碼 139。xlabel(39。)。title(39。)。t/s39。 41 兩路信號相加，并進行 BPSK 調(diào)制figure(4)subplot(2,1,1)s=s1+s2。title(39。)。t/s39。subplot(2,1,2)fs=2022。s_b=rectpulse(s,1000)。plot(ts,s_bpsk)。t/s39。axis([,])title(39。)。 42 觀察調(diào)制信號頻譜，并經(jīng) awgn 信道加高斯白噪和窄帶強干擾figure(5)subplot(3,1,1)N=400000。mag=abs(yb)。plot(fb,mag(1:N/2)*2/N)。title(39。)。f/Hz39。subplot(3,1,2)s_bpska=awgn(s_bpsk,3,39。)。title(39。)。t/s39。axis([,])。maga=abs(yba)。fd=202200。%%%%%%%%%%帶通濾波器Wp2=2*2050/fd。Wc2=2*2060/fd。As=100。W2=(Wp2+Wc2)/2。Nd=ceil(11*pi/wdth)+1。zd(1)=1。endds=abs(freqz(bd,1,400000,fd))39。magz=abs(ybz)。dsz=maga+dz。axis([1000,3000,0,])。f/Hz39。title(39。)。re=(s_bpska+rez).*cos(2*pi*fs*ts)。axis([,])。t39。title(39。)。t/s39。subplot(2,1,2)yre=fft(re,N)。plot(fb,magre(1:N/2)*2/N)。碼分復(fù)用擴頻后乘以恢復(fù)載波后信號頻譜39。axis([0,5000,0,])。f/Hz39。 45 信號經(jīng)凱薩爾窗低通濾波器figure(7)subplot(2,1,1)magrel=bs.*magre。title(39。)。xlabel(39。)。yrel=real(ifft(bs.*yre,400000))。xlabel(39。)。經(jīng)過凱薩爾窗函數(shù)濾波后時域波形39。 可以看出，信號經(jīng)過濾波后的時域波形前后部分畸變較大，說明用改善的walsh 碼進行碼分復(fù)用時，不同用戶間仍然后一定的碼間干擾。j2=rectpulse(M2,1000)。plot(ts,yrej1)。時域波形與解擴碼 m1 相乘波形39。xlabel(39。)。plot(ts,yrej2)。t/s39。title(39。)。而且解擴信號時域波形前后部分的干擾比解擴前還要嚴(yán)重，說明碼分復(fù)用引入了碼間干擾。S2(i)=0。 ss1(i)=yrej1(ij)。endfor i=1:1:800 if ss1(i) ss1(i)=1。 else ss1(i)=0。 elseif ss2(i) ss2(i)=1。 endendn1=1。for ii=1:1:100 i=ii*87。 k2=ss2(i)+ss2(i+1)+ss2(i+2)+ss2(i+3)+ss2(i+4)+ss2(i+5)+ss2(i+6)+ss2(i+7)。n1=n1+1。n1=n1+1。n2=n2+1。n2=n2+1。title(39。)。title(39。)。所以，為了防止多用戶帶來的碼間干擾，CDMA 除了進行碼分復(fù)用以外還應(yīng)采用其他措施抗干擾。 49 產(chǎn)生隨機序列 Gold 碼和正交 Gold 碼Gold 碼是由 m 序列派生出的一種偽隨機碼，它具有類似于 m 序列具有的偽隨機性質(zhì)，但其同長度不同序列的數(shù)目比 m 序列的多得多。Gold 碼的自相關(guān)特性：Gold 證明過 Gold 碼序列的自相關(guān)函數(shù)的所有非最高峰的取值為三值，如下式所示，其中 p=2n1，為 Gold 碼序列的周期。21??nt 12??nt實驗中，我采用了長度 n=7 的一對優(yōu)選對構(gòu)成 Gold 碼。all39。 50 產(chǎn)生 Gold 碼并仿真其自相關(guān)函數(shù)clear all。X1=1。X3=1。X5=1。X7=1。for i=1:1:m Y7=X7。Y5=X5。Y3=X3。Y1=X1。X6=Y5。X4=Y3。X2=Y1。 L1(i)=Y1。Y6=X6。Y4=X4。Y2=X2。 X7=Y6。X5=Y4。X3=Y2。 X1=Y1*Y2*Y3*Y7。endfor i=1:1:m L(i)=L1(i)*L2(i)。 L(i)=*L(i)。stairs(i,L)。title(39。)。k39。subplot(2,1,2)a=L。Nb=127。for k=1:N c=xor(a,b)。 A=NbD。%計算相關(guān)系數(shù) b=[b(Nb),b(1:(Nb1))]。plot(k,R,39。)。title(39。)。k39?？梢愿鶕?jù) 計算出，除了在 k=127*n 即序列周期的整數(shù)倍時自相關(guān)??????ptR21函數(shù)為 1 以外，其余自相關(guān)數(shù)值應(yīng)為三值函數(shù)，, 和。 52 產(chǎn)生正交 Gold 碼并仿真其互相關(guān)函數(shù)Gold 碼的長度等于對應(yīng)的 m 序列的長度，是奇數(shù)，上述仿真中為 127，因此其互相關(guān)不為 0，屬于準(zhǔn)正交碼。Rij≠0， 。endLz1(m+1)=1。X2=1。X4=1。X6=1。for i=1:1:m Y7=X7。Y5=X5。Y3=X3。Y1=X1。X6=Y5。X4=Y3。X2=Y1。 L3(i)=Y1。 Lz2(i)=L4(i)*L1(i)。subplot(2,1,1)i=1:128。axis([0,130,])。n=7 正交 Gold 碼39。xlabel(39。)。xk=fft(Lz1,2*k)。rm=real(ifft(conj(xk).*yk))。m=k:k1。r.39。grid on。title(39。)。k39。 53 如圖，正交 Gold 碼在碼型上只是比 Gold 碼多了一位（單極性為 0，雙極性為 1） ，使得其成為了真正的隨機序列，滿足了隨機序列的 3 個基本特性。至此，Gold碼仿真完成。通過實驗，我更詳細地了解了直接序列擴頻系統(tǒng)的工作原理。尤其是在后來的 Gold 碼方面，書上幾乎一帶而過，我只好查閱了許多文獻來確定優(yōu)選對的尋找方法?？傮w來看，本次課設(shè)既更深入學(xué)習(xí)了直擴系統(tǒng)，Walsh 函數(shù)碼分多址，Gold 碼，窄帶干擾等知識點，并通過 matlab 將知識點化為圖像，更加直觀地掌握了所學(xué)內(nèi)容，還讓我更加熟練地使用了 matlab 和 simulink 工具，收獲頗