基于MATLAB的扩频通信系统及同步性能仿真
基于matlab的直序扩频通信系统的仿真设计
基于matlab的直序扩频通信系统的仿真摘要根据扩频理论，用MATLAB对直接序列扩频通信系统进行了仿真。
根据香农定理和科捷尔尼科夫潜在抗干扰理论,通过MATLAB的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,接收端同步捕获过程采用数字匹配滤波器的原理。
在给定的仿真条件下，对仿真程序进行了运行测试，得到了预期的仿真结果。
关键词：直接序列扩频；通信；MATLABDirect sequence spread spectrum communication system basedon matlab simulationAbstractIn this paper, based on the spread spectrum theory, I use MATLAB to simulate the direct sequence spread spectrum．According to the shannon theorem and jie's nico's potential interference theory, direct sequence spread spectrum is simulated by the simulation platform which is offered by MATLAB. And it tells the story of the design of various modules in detail. The receiver synchronization capture process adopts the principle of digital matched filter. In a given simulation conditions, I run the test simulation program and get the expectant simulation results.Key Words:direct sequence spread spectrum, communication, MATLAB目录1绪论31.1 扩频通信的概述31.2扩频通信的发展与应用32 直接序列扩频通信52.1理论基础52.2扩频通信系统的指标62.3扩频通信的种类72.4直接序列扩频通信系统72.5 扩频序列122.6 扩频序列的同步捕获162.6.1 扩频序列的伪码同步162.6.2 扩频序列的同步捕获173 直接扩频系统MATLAB仿真263.1 直接扩频MATLAB仿真组成框图263.2 m序列发生器263.3 高斯噪声263.4干扰和解扩判决273.5仿真结果分析273.6实验心得29附录29参考文献32致331 绪论1.1 扩频通信的概述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[1]。
基于MATLAB的扩频码设计仿真及性能分析
ｇ ｌ ｓｅ ｏｄ ｑｕｅｎｃ ｒｍ ｐ ｌ ｌ ｅ ｉ ｏｙ ，
— 一 ．
ｐ ｌ２； ｏｙ）
一 — —
ｍ ｓ ｑｕｅｎ ｅ ｃｅｌ １ ＝ｍ ｓｅｑｕｅ ｅ１ ｒ ｍ ｎｃ ｉ ｍ ｓ ｑｕｅｎ ｅ ｃｅ１ ２＝ｍ
Ｎ＝ ２ ｒ ； －ｌ
ｍ序列 又称最 长线性反馈移位寄存器序列 ， 由线性反馈 可
移位寄存器产生 ， 具有优 良的 自相关 函数 ， 是狭义伪 随机序列 。 ｒ 级线性移位寄存器及其特征多项 式如图 １ 所示 ：
ｒｇｓｅ＝ｏ ｅ（，； ｅ ｉｔｒ ｎ ｓ１ ） ｒ ｍｓｑ ｅ ｅ ｌ ｅｏ（，） ｅ ｕ ｎ ｅ ＝ｚｒｓ１ ； Ｎ
计仿真及性 能分析 ，同时在 Ｓｍｕｉｋ环境 下建 立这两种扩频 ｉ ｌ ｎ 码序列 的产生模 型对 自编程序 的正 确性进行 了验证 。并 基 于 Ｍａｌ ｔ ｂ平 台对输 出的扩频码进行相关 性 、平衡性 两种性能 的 ａ 评估分析。 仿真结果验证 了该 方法 的正 确性 、 先进性和简洁性 ， 为工程实践提供了一种可行 的方法 。
ｍｓｑ ｅ ｃ １１ ｅ ｉｔｒ） ｅ ｕ ｎ ｅ （ ＝ｒｇｓｅ（； ） ｒ
ｆ ｒ ＝２ Ｎ： ｏ ｉ ：
ｎ ｗ ｅ ｉｔｒ ）ｍｏ （ ｍ ａ ｒｇｓｅ） ） ｅ ｒｇｓｅ（ ＝ ｄｓ （， ｅ ｉｔｒ２； １ ｕ ＊ ，
ｆｒ＝ ： ｏ ２ｒ ｊ
ｆ ） ０ １ ＋ ２２ 【 ＝ｃ＋ｃｘ ｃｘ＋…ｃｘ ｘ ｖｙ ｃ∈ ｛， Ｏ １） ｉ
ｎ ｗ ｅ ｉ ｅ ｉ ｒｇｓｅ￣ １ ｅ ｒｇｓ ｒ） ｅ ｉｔｒ 一 ） ｔ （＝ ；
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 。
基于MATLAB的直接序列扩频通信系统性能仿真分析研究
Ｓｉｍｕｌｉｎｋ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｂｙ ＭＡＴＬＡＢ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｒｕｎ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ． Ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｓｐｒｅａｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｇａｉｎ， ｔｈｅ ｍｏｄｕｌｅ ｍｅｔｈｏｄｓ， ｔｈｅ
Ｐｅ
１０－ ２
１０－ ３
ＱＰＳＫ ＢＰＳＫ
１０－
４
０
１
２
３４
５
６７
８
ＳＮＲ
图 ５ 不同信息调制方式下的误码率曲线
由以上仿真曲线知， 在采用 ＯＶＳＦ 码扩频， 扩 频增益不高的情况下， ＢＰＳＫ 调 制具有比 ＱＰＳＫ 调 制误码率低很多的优点。
本文采用的是增加扩频码速率来提高扩频增 益， 由以上仿真结果可以看出， 扩频增益并非完全 由扩频码速率决定， 扩频码速率也并非越高越好， 即扩频码速率在提高到一定情况下， 会受到更多客 观因素的影响， 使得系统性能并非随着扩频码速率 的提高而提高。因此， 在不同的系统要求下， 应选 择适当的扩频增益和扩频码速率。
２００７ 年 第 ２９ 卷 第 ３ 期 第 ３９ 页
电气传动自动化 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ
Ｖｏｌ．２９， Ｎｏ．３ ２００７， ２９（ ３） ： ３９～４２
文章编号： １００５—７２７７（ ２００７） ０３—００３９—０４
基于 ＭＡＴＬＡＢ 的直接序列扩频 通信系统性能仿真分析研究
１０－ ３ １０－ ４
０
ＯＶＳＦ ＰＮ ＧＯＬＤ ＷＡＬＳＨ
扩频通信系统仿真实验报告
扩频通信系统仿真实验报告一、引言扩频通信是一种通过扩展信号带宽来传输信息的技术。
在扩频通信系统中，发送方将待传输的信息数据序列与扩频码序列相乘，再通过信道传输到接收方。
接收方通过与发送方使用相同的扩频码序列相乘，并将结果进行积分操作，从而将扩频信号提取出来。
本文通过MATLAB软件使用数字仿真的方法，对扩频通信系统进行了仿真实验，包括扩频信号的产生、传输和提取等过程，最后通过性能指标评估扩频通信系统的性能。
二、实验内容1.扩频信号的产生：首先生成待传输的数字信息序列，然后与扩频码进行点乘产生扩频信号。
2.信道传输：模拟信道传输过程，包括加性高斯白噪声（AWGN）等噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，从而提取出扩频信号。
4.性能评估：通过比较接收信号与发送信号的相关性和误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
三、实验步骤1.扩频信号的产生：首先生成随机的数字信息序列，然后使用伪随机序列作为扩频码与数字信息序列相乘，产生扩频信号。
2.信道传输：将扩频信号通过信道传输，并添加加性高斯白噪声模拟噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，提取出扩频信号。
4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
实验结果展示4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
相关性较高且误码率较低表示系统性能较好。
四、实验结论通过本次扩频通信系统的仿真实验，我们可以得出以下结论：1.扩频通信系统能够有效抵抗噪声影响，提高信道的抗干扰能力。
2.扩频码的选择对系统性能有较大影响，合适的扩频码可以提高系统性能。
3.扩频通信系统的误码率与信噪比有关，当信噪比较高时，系统的误码率较低。
总之，扩频通信系统在信息传输中具有较好的性能和鲁棒性，通过对其进行仿真实验可以更好地理解其工作原理和性能特点。
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。
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。
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基于MATLAB的扩频通信系统及同步性能仿
真
功能描述（对系统要实现的功能进行描述）
完成一个扩频通信系统设计，要求能够随机产生三组用户数据，分别对其进行扩频，BPSK调制，将多个用户的数据叠加在一起通过多径信道到达接收端，接收端进行相应的解扩，解调得到三组用户数据。
三、概要设计（根据功能描述，建立系统的体系结构，即将整个系统分解成若干子功能模块，
并用框图表示各功能模块之间的衔接关系，并简要说明各模块的功能。
）整个设计由发送端、信道和接收机三个部分组成。
发送端首先产生三组用户数据和三组不同的m序列，并用三组m序列分别对用户信息进行扩频。
再将扩频信号与载波进行BPSK调制，得到高频的已调调信号并将其送入无线的多径信道。
信道模拟成无线的多径多用户信道，在这个信道中有三个用户进行数据传输，每个用户的数据分别通过三径传输到达接收端。
三径会有不同的延时，衰减。
最终，还要将三径用户数据增加高斯白噪声。
接收端会接收到有燥的三径信息的叠加。
首先，要对接收到的三径信息进行解扩，分离出三组用户信息；其次，在将解扩后的信息进行带通滤波去除带外噪声；最后，分别对三组用户信息进行解调得到原始数据，在对接收到的数据进行误码率统计，得出系统的性能指标。
四、详细设计（详细说明各功能模块的实现过程，包括用流程图对算法进行描述，所用到的数
据结构等）
本设计进行了模块化设计，对各个功能模块分别编写函数，最终在主函数中调用各
个功能模块，实现整个系统的设计。
1、扩频码（m序列）的产生扩频码为伪随机码,可以m序列,Golden 序列或沃尔什序列。
本设计中采用m序列，为了节省运算量，我选取了32位的扩频序列，经过计算易知要产生32位的m序列需要长度为6的反馈系数，为了得到较好的结果，选取了自相关性较好而互相关性较差的三组反馈系数（八进制）45、67、75，其对应的二进制为100101、110111、111101。
并将二进制与移位寄存器级数对应，例如反馈系数移100101得到的移位寄存器为C5=1,C4=0,C3=0,C2=1,C1=0,C0=1function m=mSequence(b)
%函数用于产生m序列，b为反馈系数，m为相应于b的m序列n=length(b);k=b(2:n);
a=ones(1,n-1);m=[];
for i=1:(2^(n-1)-1)m=[m,a(n-1)];temp=sum(a.*k);if(mod(temp,2 )==0)temp=0;else temp=1;end
for i=n-1:-1:2a(i)=a(i-1);end
a(1)=temp;end m=[m,0];m=m*2-1;end
2、扩频
扩频的主要思想是每一位数据位都扩展成长度为m序列长的信息，其具体做法是将数据信息中的‘1’用m序列代替，而对于‘0’用-m 序列代替，这样对每一个数据位都进行扩展就实现了对原始数据的扩频。