基于matlab的擴頻通信仿真

《基于matlab的擴頻通信仿真》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、電氣信息學(xué)院通信工程專業(yè)課程設(shè)計報告基于MATLAB的擴頻通信仿真1.仿真原理擴展頻譜通信具有很強的抗干擾性，其多址能力、保密、抗多徑等功能也倍受人們的關(guān)注，被廣泛的應(yīng)用于軍事通信和民用通信中。擴頻技術(shù)，將信號擴展到很寬的頻譜上，在接收端對擴頻信號進行相關(guān)處理即帶寬壓縮，恢復(fù)成窄帶信號。對干擾信號而言，由于與擴頻信號不相關(guān)，則被擴展到一個很寬的頻帶上，使之進入信號通頻帶內(nèi)的干擾功率大大的降低，具有很強的對抗能力。MATLAB是由美國mathworks公司發(fā)布的主要面對科學(xué)計算、可視化以及交互式程序設(shè)計的高科技計算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建

2、模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言（如C、Fortran）的編輯模式。使用MATLAB進行通信仿真有兩種方式，分別是使用m文件編寫程序和用SIMULINK進行可視化建模。長期以來,人們總是想法使信號所占頻譜盡量的窄,以充分利用十分寶貴的頻譜資源。為什么要用這樣寬頻帶的信號來傳送信息呢?簡單的回答就是主要為了通信的安全可靠。擴頻通信的基本特點是傳輸信號所占用的頻帶寬度(W)遠大于原始信息本身實際所需的最小(有效)帶寬(DF),其比值稱

3、為處理增益Gp:Gp=W/△F(1)眾所周知,任何信息的有效傳輸都需要一定的頻率寬度,如話音為1.7kHz～3.1kHz,電視圖像則寬到數(shù)兆赫。為了充分利用有限的頻率資源,增加通路數(shù)目,人們廣泛選擇不同調(diào)制方式,采用寬頻信道(同軸電纜、微波和光纖等),和壓縮頻帶等措施,同時力求使傳輸?shù)拿浇橹袀鬏數(shù)男盘栒加帽M量窄的帶寬。因現(xiàn)今使用的電話、廣播系統(tǒng)中,無論是采用調(diào)幅、調(diào)頻或脈沖編碼調(diào)制制式,Gp值一般都在十多倍范圍內(nèi),統(tǒng)稱為“窄帶通信”。而擴頻通信的Gp值,高達數(shù)百、上千,稱為“寬帶通信”。擴頻通信的可行性,是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來的。信息論中關(guān)于信息容量的香農(nóng)(

4、Shannon)公式為:C=Wlog2(1+P/N)(2)其中:C——信道容量(用傳輸速率度量),W——信號頻帶寬度,——信號功率,N——白噪聲功率。式(2)說明,在給定的傳輸速率C不變的條件下,頻帶寬度W和信噪比P/N是可以互換的。即可通過增加頻帶寬度的方法,在較低的信噪比P/N(S/N)情況下,傳輸信息。擴展頻譜換取信噪比要求的降低,是擴頻通信的重要特點,并由此為擴頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。21電氣信息學(xué)院通信工程專業(yè)課程設(shè)計報告擴頻通信與一般的通信系統(tǒng)相比，主要是在發(fā)射端增加了擴頻調(diào)制，而在接收端增加了擴頻解調(diào)的過程，擴頻通信按照其工作方式不同主要分為直接序列擴頻系統(tǒng)、跳頻

5、擴頻系統(tǒng)、跳時擴頻系統(tǒng)、現(xiàn)行調(diào)頻系統(tǒng)和混合調(diào)頻系統(tǒng)?，F(xiàn)以直接序列擴頻系統(tǒng)為例說明擴頻通信的實現(xiàn)方法。下圖1為直接序列擴頻系統(tǒng)的原理框圖。圖1直接序列擴頻系統(tǒng)原理圖由直擴序列擴頻系統(tǒng)原理圖可以看出，在發(fā)射端，信源輸出的信號與偽隨機碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機碼進行模2加，產(chǎn)生一速率與偽隨機碼速率相同的擴頻序列，然后再用擴頻序列去調(diào)制載波，這樣得到已擴頻調(diào)制的射頻信號。在接收端，接受到的擴頻信號經(jīng)高放和混頻后，用與發(fā)射端同步的偽隨機序列對擴頻調(diào)制信號進行相關(guān)解擴，將信號的頻帶恢復(fù)為信息序列的頻帶，然后進行解調(diào)，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔ⅰ?．SIMULINK模型建立基于MATLAB/Simulin

6、k所建立的擴頻通信系統(tǒng)的仿真模型，能夠反映擴頻通信系統(tǒng)的動態(tài)工作過程，可進行波形觀察、品剖分析和性能分析等，同時能根據(jù)研究和設(shè)計的需要擴展仿真模型，實現(xiàn)以擴頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的模擬仿真，為系統(tǒng)的研究和設(shè)計提供強有力的平臺。圖2為基于MATLAB/Simulink的擴頻通信系統(tǒng)的仿真模型。21電氣信息學(xué)院通信工程專業(yè)課程設(shè)計報告圖2基于Simulink的擴頻通信系統(tǒng)的仿真模型21電氣信息學(xué)院通信工程專業(yè)課程設(shè)計報告2.1隨機整數(shù)發(fā)生器（RandomIntegergenarator）隨機整數(shù)發(fā)生器(RandonIntegergenerator)作為仿真系統(tǒng)的信源，隨機整數(shù)發(fā)生器

7、產(chǎn)生二進制隨機信號，采用時間、初始狀態(tài)可自由設(shè)置，從而滿足擴頻通信系統(tǒng)所需信源的要求。2.2PN序列發(fā)生器（PNSequenceGenerator）用PN序列發(fā)生器（PNSequenceGenerator）產(chǎn)生偽隨機碼，對基帶信號進行擴頻。擴頻過程通過信息碼與PN碼進行雙極性變換后相乘加以實現(xiàn)。解擴過程與擴頻過程相同，即將接收的信號用PN碼進行第二次擴頻處理。21電氣信息學(xué)院通信工程專業(yè)課程設(shè)計報告2.3最小相移鍵控調(diào)制（M-PSKModulatorPassband）對基帶信號進行數(shù)字調(diào)制，