基于MATLAB的扩频通信仿真

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基于MATLAB的扩频和调频通信系统仿真

基于MATLAB的扩频和调频通信系统仿真

实验报告课程名称:现代通信原理实验任课教师:李波实验名称:基于MATLAB的扩频和跳频通信系统仿真研究年级:13级专业:控制工程姓名:李义学号:12013002346日期:2013年10月10日云南大学信息学院一、 实验目的根据通信理论知识熟练的运用MATLAB 进行直序列扩频和跳频扩频的仿真研究。

二、 实验内容1.Matlab/simulink 通信系统仿真。

2.用matlab 实现直序列扩频和跳频扩频。

三、 实验平台硬件平台:笔记本电脑软件平台:windows7操作系统、Matlab R2013a四、扩展频谱通信知识1.理论基础通信技术和通信理论的研究,是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题开展的。

所以,有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。

有效性,是指通信系统传输信息效率的高低。

这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。

在模拟通信系统中,多路复用技术可提高系统的有效性。

显然,信道复用程度越高,系统传输信息的有效性就越好。

在数字通信系统中,由于传输的是数字信号,因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。

可靠性,是指通信系统可靠地传输信息。

由于信息在传输过程中受到干扰,收到的与发出的信息并不完全相同。

可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。

因此,可靠性决定于系统抵抗干扰的性能,也就是说,决定于通信系统的抗干扰性。

在模拟通信系统中,传输可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。

在数字通信系统中,传输可靠性是用差错率来衡量的。

扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力,首先在军用通信系统中得到了应用。

近年来,扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。

我们知道,频谱是电信号的频域描述。

承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的,即表示为一个时间的函数)(t f 。

信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。

MATLAB的扩频通信系统仿真分析研究

MATLAB的扩频通信系统仿真分析研究

基于MATLAB 的扩频通信系统仿真研究摘要本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法,利用MATLAB 提供的可视化工具Simulink 建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各模块的设计,并指出了仿真建模中要注意的问题。

在给定仿真条件下,运行了仿真程序,得到了预期的仿真结果。

同时,利用建立的仿真系统,研究了扩频增益与输出端信噪比的关系,结果表明,在相同误码率下,增大扩频增益,可以提高系统输出端的信噪比,从而提高通信系统的抗干扰能力。

关键词 扩频通信, 信噪比, 误码率, 扩频增益Simulation of the Spread Spectrum Communication SystemBased on MATLABAbstract: The theory base and realizing methods of the spread spectrum communication technology was presented in this study. The simulation model of the spread spectrum communication system was built by using SIMULINK, which is provided by MATLAB. In addition, each module of the simulation model was introduced in detail ,and pointed out the problems that must be pay attention to in the system simulation. On the basis of the designed simulation conditions, the simulationprogram was run and the anticipant results were gained. Moreover, the relationship between the spread spectrum gain and the fan-out error rate was also studied by use of the simulation system. The results showed that on the base of the same error rate, if the spread spectrum gain was enlarged, the Signal-to-Noise of the system fan-out would be enhanced and the anti-jamming capability of the communication system would also be enhanced. Keywords :spread spectrum communication,Signal-to-Noise, error rate, spread spectrum gain 1 引言扩展频谱通信(简称扩频通信)与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式,它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上,在接收端通过相关接收,将信号恢复到信息带宽的一种系统。

基于matlab的扩频通信系统仿真研究

基于matlab的扩频通信系统仿真研究

摘要自从扩频通信的概念在50年代开始成熟以后,此后的二十多年扩频通信技术仍得到很大的发展,但都只是局部的发展,如硬件的改进和应用领域的拓展。

一直到80年代初期,扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用,这种状况到了80年代中期才得到改变。

扩频技术发展到现在,CDMA技术成为目前扩频技术中研究最多的对象,其中民用通信的直接序列扩频技术广为应用。

本文阐述了扩展频谱通信技术的基本原理、主要性能指标及其工作特点,然后根据香农定理和柯捷尔尼科夫潜在抗干扰理论,通过MATLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信系统进行了仿真,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,并指出了仿真建模中要注意的问题。

在给定的仿真条件下,运行了仿真程序,得到了预期的仿真结果。

关键词:扩频通信;信噪比;MATLABAbstractSince the concept of spread spectrum communication became mature in the 50 s, After twenty years of spread spectrum communication technology still get great development. But only developed locally, such as hardware improvement and development in the field of application.Until the early 80 s, The concept of spread spectrum communication was only applied in the military communication system. The situation was changed until in the mid of 80s.Now, CDMA technology is the most studied objects in the spread spectrum technology, One of civil communication widely used direct sequence spread spectrum technology.This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle, the main performance index and the operating feature, then it act according to the Shannon theorem and tan oak Jieer the Nikefu latent antijamming theory, provides visualization tool Simulink and Monte using MATLAB the Carb simulation algorithm, has established the wide frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design, and had pointed out in the simulation modelling must pay attention question. In assigns under the simulation condition, it moved the simulated program, obtained the anticipated simulation result.Key words: Spread Spectrum Communication; Signal-to-Noise; MATLAB目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2扩频通信的研究意义及现状 (1)1.3本课题研究的主要内容 (2)2 扩频通信相关理论 (4)2.1扩频通信的相关原理 (4)2.1.1 扩频通信的理论基础 (4)2.1.2 扩频通信主要性能指标 (5)2.1.3 数字调制技术 (6)2.1.4 扩频通信的工作原理 (7)2.1.5 扩频通信实现方法 (7)2.2扩频通信系统的特点 (8)2.2.1 性抗干扰强 (8)2.2.2 低截获性 (8)2.2.3 抗多路径干扰性能好 (9)2.2.4 保密性好 (9)3 MATLAB简介 (10)3.1MATLAB的背景 (10)3.2MATLAB的组成 (12)3.3Simulink简介 (12)3.4MATLAB的优势和特点 (14)3.5MATLAB的主要功能 (17)4 扩频通信系统的仿真 (18)4.1对产生m序列的仿真 (18)4.2扩频通信原理的仿真 (23)4.3对直接扩频通信系统的仿真 (26)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录A英文原文 (35)附录B中文翻译 (48)1 绪论1.1 课题背景扩频通信的研究起源于第二次世界大战,目的是在地方控制区内提供一种保密通信的方法,扩频通信系统利用了扩展频谱的技术,其占用的带宽远远大于要传输的原始信号的带宽,并且与原始信号的带宽无关,这样就能获得一定程度的抗干扰能力和抗阻塞能力。

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析

基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院:通信工程学院专业:电子与通信工程姓名:李小瑜学号:1501120442摘要在当今信息快速传递的时代,在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源,而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。

随着通信技术的不断发展,第三代移动通信系统已经趋于成熟,扩频通信技术正是其中的关键技术,使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。

本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍,然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述,最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析,实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。

关键词:扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域,直到80年代初才被应用于民用通信领域。

为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。

1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同,可分为直接序列扩频(DS),跳频(FH),跳时(TH),以及它们的组合方式,如:FH/DS,TH/DS,FH/TH等。

不同的扩频技术,其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。

在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。

下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。

(1)直接序列扩频系统直接序列扩频是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱,而在收端,用相同的扩频码序去进行解码,把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。

matlab扩频通信仿真代码

matlab扩频通信仿真代码

《MATLAB扩频通信仿真代码探究》一、概述MATLAB是一种功能强大的数学软件工具,广泛应用于科学和工程领域。

扩频通信是一种在通信系统中应用较多的技术,能够提高通信系统的安全性和抗干扰性。

本文将就MATLAB中扩频通信仿真代码进行探究,以了解其原理和实现。

二、扩频通信技术简介扩频通信是通过在发送端用高速码对数据进行调制,从而增大信号带宽,提高信噪比,以实现更可靠的数据传输。

在接收端,可以利用相同的高速码进行解调,将信号还原为原始数据。

扩频通信技术包括直接序列扩频(DSSS)和正交频分复用(OFDM)等多种方式。

三、MATLAB中的扩频通信仿真代码在MATLAB中,可以利用其丰富的工具箱和函数库,快速实现扩频通信系统的仿真。

通过编写相应的代码,可以模拟扩频通信系统中的传输、接收、信道建模等过程,对系统性能进行评估和优化。

我们需要定义扩频序列,可以选择PN序列或者其他扩频序列。

在发送端,利用扩频序列对数据进行调制,形成扩频信号。

接下来,在信道模型中加入噪声和干扰,模拟真实通信环境。

在接收端,利用相同的扩频序列进行解调,将信号恢复为原始数据。

通过仿真可以得到系统的误码率、传输速率、抗干扰性等性能参数,对系统进行优化和改进。

四、个人观点和理解扩频通信技术在现代通信系统中起着重要作用,其在军事通信、无线网络、卫星通信等领域有着广泛的应用。

利用MATLAB的强大功能,可以快速进行扩频通信系统的仿真和分析,为工程实践提供重要参考。

通过深入学习和探究MATLAB中的扩频通信仿真代码,可以更好地理解扩频通信技术的原理和实现方法,为相关领域的研究和开发提供有力支持。

在总结回顾本文内容时,我们了解了MATLAB中扩频通信仿真代码的实现原理和应用。

通过对扩频通信技术的深入学习和实践,可以更好地掌握通信系统的设计和优化方法,为信息通信领域的发展贡献力量。

总结:通过对MATLAB扩频通信仿真代码的探究,我们深刻理解了扩频通信技术的原理和实现方法,并认识到MATLAB在通信系统仿真中的重要作用。

答辩PPT-基于MATLAB的扩频通信系统的仿真设计

答辩PPT-基于MATLAB的扩频通信系统的仿真设计

研究的工作进度——介绍毕业设计的工作进度安
排。
总结——总结本次的开题报告心得。
绪论
•扩频通信发展阶段
第一阶段:1978年国际无线通信咨询委员会(CCIR)对扩频通信的专 门研究,开始了世界性的对扩频通信的全面研究。 第二阶段:1982年美国第一次军事通信会议,公开展示了扩频通信在 军事通信中的主导作用。 第三阶段:1985年5月美国联邦通信委员会(FCC)制订了扩频通信的 标准和规范,开始了对扩频通信的深入研究和广泛应用。 现阶段:以W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA为主流的第三代移动通信系 统标准化建议,确立了CDMA通信技术在移动通信中的稳固地位,把扩频 CDMA通信系统的研究、应用和发展推向了新阶段。
选择性寻址能力强,可以用码分多址的方 式来组成多址通信网。
保密性能好,信息隐蔽以防窃取。 频谱密度低,对其它通信系统的干扰小。 高分辨率测距。
预期达到的目标: 1.希望得到专业扩频序列设计的理论,从而为具体 构造扩频序列族提供理论指导。 2.希望设计出相关性能良好的扩频序列族以实现扩 频通信系统。从而为实现扩频通信系统,在理论上保 证了系统中只有低的或者没有共道干扰,提高系统的 性能。
基于MATLAB的扩频通信系统 的仿真设计
学 生:xxxx 专 业: 电子信息科学与技术 指导老师: 徐天赋
目录
绪论—— 简介扩频通信发展的历史及其研究的意
义。
研究的基本内容——简介仿真的基本内容,特点
及预期达到的目标。
研究的步骤和方法——简介Matlab中的
Simulink仿真工具的应用和仿真的具体要求。
研究的步骤和方法
简介SIMULINK仿真工具
Simulink是MATLAB中的一个可视化仿真工 具,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集 成环境。它包括一个复杂的接收器、信号源、线 性和非线性组建以及连接组建的模块库。它的主 要特点在于使用户可以通过简单的鼠标操作和拷 贝等命令建立起直观的系统框图模型,用户可以 很随意地改变模型中的参数,并可以马上看到改 变参数后的结果,从而达到方便、快捷地建模和 仿真的目的。

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真1

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真1

基于直接扩频序列技术的BPSK系统的仿真设计报告摘要:本文首先介绍了直接序列扩频系统的模型,然后概要阐述了常用的伪随机码以及扩频技术的优点,最后利用MATLAB对BPSK直扩系统进行了仿真。

关键词:直接序列扩频;伪随机码;BPSK;仿真1 引言扩频技术是扩展频谱通信(SSC—Spread Spectrum Communication)的简称,它是随着在军事通信中的应用发展起来的,由于其具有其它一般通信方式不具备的抗于扰强,抗多径衰落好,保密性好等一系列的优点,因此近年来它在民用通信中的应用也开始越来越受到人们的重视。

这次主要研究扩频通信系统中常用直接扩频序列技术的BPSK系统调制方式。

2 直接序列扩频系统直接序列扩频系统又称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统),简称为直扩系统,是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。

人们对直扩系统的研究最早,如美军的国防卫星通信系统(AN-VSC-28)、全球定位系统(GPS)、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)等都是直扩技术应用的实例。

2.1直扩系统模型直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去,在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出发送的信号。

对干扰信号而言,与伪随机码不相关,在接收端被扩展,使落入信号通频带内的干扰信号功率大大降低,从而提高了相关的输出信噪比,达到了抗干扰的目的。

直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制,在码分多址通信中,其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式。

直扩系统的组成如图1所示,与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流,伪随机码产生器产生伪随机码c(t),每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<<Ta)。

将信息码与伪随机码进行相乘或模二加,产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列,这时信息带宽已经被展宽(如图2b),然后用扩频序列去调制载波,则信号频谱被搬移到射频上(如图2c )。

基于matlab与其simulink的扩频实验

基于matlab与其simulink的扩频实验

一、LDPC 信道编码模块设计及仿真 1.程序流程(1)选取k 个素数,1,2,...k p p p ,满足以下条件:12123...2GCD()112...2222k i i j k i j kp p p p ,m =,i =,,,kp p p m,p ,p ,p ,p p p >>>++<∀±≠对(2)把m 个校验节点编号为0,1,…,(m-1)(m 为行数)依次均匀地放在一个圆上。

(3)随机选取一个校验节点i ,以1p 为步长顺时针移动(m-1)次,连同节点i 共计依次走过m 个点,记为1pos (...(1))(mod )pos i i i,i p,,i m p m ,=++-将跑遍0,1,…,(m-1)。

将跑过的点依次排成一个序列,称这完成了一轮操作。

(4)依次取素数a p ,a=2,3,…,k ,随机去一个校验节点,重复(3)的操作,包括第三步共计完成了k 轮操作,将k 轮操作走过的点依次排列组成一个总序列pos=[pos 1,pos 2,…pos k ](5)将pos 中的m k ⨯个元素每j 个一组进行划分,每组对应一个变量节点x i 与e ji ,e ji+1…,e ji+j-1相连,i=0,1,…,(n-1)。

(6)校验矩阵分块预处理。

2.仿真分析打开源程序,先运行gengrate_h.m 程序,陆续将码长设置为756bit ,列重设置为3,行重设置为9。

在Workspace 中同时将H 、A 、B 、C 、D 、E 、Hget 、Fget 、g 、Tget 这是个变量选择另存为encode_in.mat 格式。

再运行main_encode.m 进行编码,主程序运行后,在当前目录下,自动生成编码结果文件“encode —out.mat ”,这将作为下一次扩频调制仿真实验的的输入信号。

最后分别查看Workspace 中的变量s (编码前数据)和xyuan (编码后数据)的波形。

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基于MATLAB的扩频通信仿真11.仿真原理扩展频谱通信具有很强的抗干扰性,其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注,被广泛的应用于军事通信和民用通信中。

扩频技术,将信号扩展到很宽的频谱上,在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩,恢复成窄带信号。

对干扰信号而言,由于与扩频信号不相关,则被扩展到一个很宽的频带上,使之进入信号通频带内的干扰功率大大的降低,具有很强的对抗能力。

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。

它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言(如C、Fortran)的编辑模式。

使用MATLAB进行通信仿真有两种方式,分别是使用m文件编写程序和用SIMULINK进行可视化建模。

长期以来,人们总是想法使信号所占频谱尽量的窄,以充分利用十分宝贵的频谱资源。

为什么要用这样宽频带的信号来传送信息呢? 简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。

扩频通信的基本特点是传输信号所占用的频带宽度(W )远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(DF) ,其比值称为处理增益G p:G p =W /△F (1)众所周知,任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度,如话音为1. 7kHz~3. 1kHz,电视图像则宽到数兆赫。

为了充分利用有限的频率资源,增加通路数目,人们广泛选择不同调制方式,采用宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等) ,和压缩频带等措施,同时力求使传输的媒介中传输的信号占用尽量窄的带宽。

因现今使用的电话、广播系统中,无论是采用调幅、调频或脉冲编码调制制式, G p值一般都在十多倍范围内,统称为“窄带通信”。

而扩频通信的G p值,高达数百、上千,称为“宽带通信”。

扩频通信的可行性,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。

信息论中关于信息容量的香农( Shannon)公式为:C =Wlog2 (1 + P /N ) (2)其中:C——信道容量(用传输速率度量) ,W ——信号频带宽度, ——信号功率, N ——白噪声功率。

式( 2)说明,在给定的传输速率C不变的条件下, 频带宽度W和信噪比P /N 是可以互换的。

即可通过增加频带宽度的方法,在较低的信噪比P /N (S /N)情况下, 传输信息。

扩展频谱换取信噪比要求的降低,是扩频通信的重要特点,并由此为扩频通信的应用奠定了基础。

叮叮小文库扩频通信与一般的通信系统相比,主要是在发射端增加了扩频调制,而在接收端增加了扩频解调的过程,扩频通信按照其工作方式不同主要分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统、现行调频系统和混合调频系统。

现以直接序列扩频系统为例说明扩频通信的实现方法。

下图1为直接序列扩频系统的原理框图。

图1 直接序列扩频系统原理图由直扩序列扩频系统原理图可以看出,在发射端,信源输出的信号与伪随机码产生器产生的伪随机码进行模2加,产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列,然后再用扩频序列去调制载波,这样得到已扩频调制的射频信号。

在接收端,接受到的扩频信号经高放和混频后,用与发射端同步的伪随机序列对扩频调制信号进行相关解扩,将信号的频带恢复为信息序列的频带,然后进行解调,恢复出所传输的信息。

2.SIMULINK模型建立基于MATLAB/Simulink所建立的扩频通信系统的仿真模型,能够反映扩频通信系统的动态工作过程,可进行波形观察、品剖分析和性能分析等,同时能根据研究和设计的需要扩展仿真模型,实现以扩频通信为基础的现代通信的模拟仿真,为系统的研究和设计提供强有力的平台。

图2为基于MATLAB/Simulink的扩频通信系统的仿真模型。

叮叮小文库图2 基于Simulink 的扩频通信系统的仿真模型2.1 随机整数发生器(Random Integer genarator)随机整数发生器(Randon Integer generator)作为仿真系统的信源,随机整数发生器产生二进制随机信号,采用时间、初始状态可自由设置,从而满足扩频通信系统所需信源的要求。

2.2 PN序列发生器(PN Sequence Generator)用PN序列发生器(PN Sequence Generator)产生伪随机码,对基带信号进行扩频。

扩频过程通过信息码与PN码进行双极性变换后相乘加以实现。

解扩过程与扩频过程相同,即将接收的信号用PN码进行第二次扩频处理。

2.3 最小相移键控调制(M-PSK Modulator Passband)对基带信号进行数字调制,将频谱从基带搬移至频带,以实现远距离传输的效果。

2.4 加性高斯白噪声信道(AWGN Channel)信号通过加性高斯白噪声信道,以达到对信号的传输后进行再进行解扩解调的目的。

改信道信噪比参数设置为负数,可验证扩频通信系统具有良好的抗噪声能力。

2.5 最小相移键控解调(M-PSK Demodulator Passband)对解扩后的信号进行解调,恢复基带信号。

2.6 误码率分析仪(Error Rate Calculation)在误码率计算中,接收到的信号,由于经过扩频解扩、调制解调、相关统计等处理,会存在一个延迟,在误码仪模块的对话框中要设置一个合适的延迟。

2.7 其他设置2.7.1 RELAY 的设置2.7.1 product的设置2.7.3 display 的设置2.7.4 频谱分析仪(spectrum scope)的设置系统中有四个频谱分析仪器,分别命名为:baseband、mod、SS和DSS。

其中,baseband 能观察基带信号的频谱;mod能观察到基带信号调制到频带后的频谱;SS能观察扩频后的频谱;DSS能观察解扩解调后的接受端输出信号的频谱。

这四个频谱分析仪的参数设置大致一致,其前方的零阶保持器的采样时间略有不同。

频谱分析仪名称Baseband Mod SS DSS采样时间(s)0.001 1/30000 0.001/31 0.0013.M文件编写仿真程序用m文件编写的MATLBA程序来实现观察系统在不同信噪比下的误码率变化情况。

此仿真要实现扩频码的产生、发射机部分、接收机部分、信道仿真部分以及误码分析部分,此外还有进行循环仿真以达到绘出信噪比与误码率见的函数图。

3.1 扩频码的产生选取m序列作为仿真系统的扩频码,产生函数如下:3.2 发射机部分发射机部分包括扩频和调制两部分。

3.2.1 QPSK调制部分此处采用QPSK调制,相比SIMULINK的M-PSK调制的实现要求要低一些。

3.2.2 扩频部分3.3 信道仿真部分实现高斯白噪声代码函数3.4 接收机部分3.4.1 接收机的解扩部分函数叮叮小文库demodata((1:para),(2:ml:ml*nd))=qdata((1:para),(1:nd))>=0;3.5 误码计算和绘图部分3.6 初始化设置以及仿真循环设置4.仿真结果与分析4.1.1Simulink仿真结果●基带信号的频谱如下●经调制后频谱如下●扩频后频谱如下●接收端恢复后的输出信号频谱如下误码计算仪的结果4.1.2 Simulink 仿真结果分析可以看出,基带信号的频率分量主要是在-100Hz 到100Hz ,这与信号源所设置的频率相符合。

基带信号进过M-PSK 调制后,正频域的频率分量集中在2.9KHz-3.1KHz 处,可看出载波频率为3KHz ,这个结果与M-PSK 调制器所设置的载波频率一致。

频带信号经过与PN 码相乘扩频后,观察其信号的频谱可以看出,正频域的频率分量主要集中在0Hz 到20KHz 这主瓣中,带宽扩展了约20倍。

此时信号将经过模拟信道的AWGN 信道模块,来到接收端。

在接收端处,先经过解扩(即与扩频PN 码同步的PN 码相乘),得到解扩后的频带信号,再经过解调模块,恢复成基带信号。

观察恢复后的信号的频谱,与信源处的信号基本一致。

再看系统的误码率计算分析。

输出的数据是一个n 行(与输入数据数目相等)3列的矩阵。

第1列是差错率, 第2列是差错码的数量, 第3列是码元总数即前述的n 。

可看出,差错率为0.002,差错码的数量为2,码元总数为1000。

由此可见,系统具有较好的抗噪声性能。

企抗噪声原理如图3所示。

图3 扩频系统抗噪声原理示意图a ( f ) f m -f m o -f c f c f f o d ( f ) 或 c ( f )J ( f )s ( f )f 0 f o f )(f J ')(f s ' f o o f I )(f J '')(f s ' f4.2.1 m文件的仿真结果仿真结果如图4和图5所示。

其中,图4是信号比和误码率的值;图5 是绘制的函数关系图像。

图4 仿真结果的值图5 信噪比和误码率的关系函数图象叮叮小文库4.2.2 m文件的仿真结果分析通过观察可知,信噪比越大,系统的误码率越小。

这符合通信原理的规律。

从图中还可得知,在负的信噪比条件下,扩频通信系统还能有比较小的误码率。

可知扩频系统的抗干扰性能很好,能在负信噪比条件下工作。

这是因为扩频系统特有的频谱扩展特点和特有的解扩技术,能使有用信号淹没在伪噪声之中,通过相关解扩将之还原。

5.实验总结此次仿真通过MATLAB的SIMULINK仿真实现了扩频系统从PN码产生到扩频和调制后发送到通过加性高斯白噪声然后接收后解扩和解调还原的过程。

观察了几个阶段的频谱,对比了各频谱之间的变化,分析了扩频系统抗干扰能力及其抗干扰的原因。

除此之外,还通过m文件的编程,第一步观察了不同信噪比条件下扩频通信系统的误码率的大小。

分析了扩频通信系统抗干扰能力的优越性。

使用SIMULINK仿真和M文件仿真有各自的好处。

SIMULINK是可视化的,有模块库的支持,使用十分方便;M文件仿真有很好的计算能力。

他们都是通信仿真里面的两把利剑,有些大的系统可能会用到两者的混合仿真。

所以,熟悉这两种仿真方式是通信仿真中必不可少的。

此次仿真只是粗略地对扩频通信系统进行了仿真,还有各种实际环境中的因素没有考虑。

如:中频解调、信道的衰落、传输的损耗等等因素。

在往后的仿真中,还可将上诉因素加入到系统中,也可对不同扩频增益的扩频通信系统研究其不同信噪比下的误码率情况。

由于篇幅有限,不再赘述。

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