擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真new

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1、擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真一、實驗?zāi)康?、掌握擴(kuò)頻技術(shù)的定義與原理。2、掌握擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真方法。二、實驗內(nèi)容構(gòu)建PN碼發(fā)生器，實現(xiàn)擴(kuò)頻技術(shù)。三、基本原理直接序列擴(kuò)頻通信就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列,在發(fā)送端去擴(kuò)展信號的頻譜。而在接收端,用相同的擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行解擴(kuò),把展寬的擴(kuò)頻信號還原成原始的信息。其理論基礎(chǔ)為香農(nóng)(Shannon)定理,該定理指出:在高斯白噪聲干擾條件下,通信系統(tǒng)信道容量為C=Blog2(1+S/N)(1)其中，C為信道容量(比特P秒)；B為信號帶寬(赫茲)；S為信號平均功率；N為噪聲功率。當(dāng)SPN很小時(SPN≤0.1)得到：B=CN/1.44S由(1

2、)式可見，①要增加系統(tǒng)的信息傳輸速率，即增加信道容量，可以通過增加傳輸信號的帶寬(W)或增加信噪比(SPN)來實現(xiàn)。②當(dāng)信道容量C為常數(shù)時，帶寬W與信噪比之間可以互換，即可以通過增加帶寬(W)來降低系統(tǒng)對信噪比(SPN)的要求，也可以通過增加信號功率來降低信號的帶寬。③當(dāng)帶寬(W)增加到一定程度后,信道容量C不可能無限制地增加。因此,在無差錯傳輸?shù)男畔⑺俾蔆不變時，如信噪比很低(NPS很大)，則可以用足夠?qū)挼膸拋韨鬏斝盘?。直擴(kuò)系統(tǒng)原理框圖，如圖1所示。圖1　直擴(kuò)系統(tǒng)原理圖要傳送的信息首先進(jìn)行信息調(diào)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)字信號，用此二進(jìn)制信號與擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列相乘(

3、或模二和)形成帶寬較寬的寬帶信號，再用此寬帶信號調(diào)制載波，通過天線發(fā)射出去。信號在信道傳輸時受到干擾，所以接收機(jī)接收到的信號除了有用信號外還有干擾信號，將接收到的信號進(jìn)行解調(diào)，再經(jīng)過與發(fā)送端相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，最后經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，2次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，3次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。一、實驗步驟利用Systemview建立的直擴(kuò)系統(tǒng)的仿真原理圖，如圖2所示。圖2　直擴(kuò)系統(tǒng)仿真原理圖數(shù)據(jù)信號源使用了一個低頻率(1KHz)的隨機(jī)序列(圖符0)，通過一個

4、1kHz的低通濾波器(圖符3)來代替。擴(kuò)頻用的PN碼采用了10kHz的PN碼(圖符2)，這樣，理論上可獲得10倍的擴(kuò)頻增益。擴(kuò)頻調(diào)制在本例中未使用通常的模2和加法運算，而是通過乘法直接用PN碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號，合成后的擴(kuò)頻復(fù)合信號同樣也是直接用更高的載波(圖符12,100kHz)調(diào)制發(fā)射。為了觀察擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性能,使用了一個干擾信號源。該干擾信號可以是單頻率窄帶干擾，也可以是寬帶的掃頻信號，或是高斯噪聲。接收端，通過本地載波解調(diào)后的復(fù)合信號直接原擴(kuò)頻PN碼相乘后解擴(kuò)，中間省略了有關(guān)本地PN發(fā)生器和相關(guān)的碼同步電路。因為直接使用原PN碼，所以理論上可認(rèn)為收發(fā)2端完全同步。需

5、要說明的是,實際工程中的碼同步是一個十分復(fù)雜的問題，其復(fù)雜程度以及在此問題上付出的代價往往比擴(kuò)頻本身要多得多。直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真模型圖經(jīng)過預(yù)處理后的輸入信號波形解擴(kuò)后整型的輸出信號波形加入干擾信號后的已調(diào)信號頻譜圖可以十分明顯地觀察到，在100kHz附近有較強(qiáng)的干擾存在，而解擴(kuò)后的信號與輸入的原信號波形基本一致，完全未受干擾影響。不斷加大噪聲或干擾的幅度，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)的干擾門限時，則不能準(zhǔn)確恢復(fù)原始波形。一、實驗結(jié)果1.畫出仿真過程中的相關(guān)波形