直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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1、西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)（DS-CDMA）因其抗干擾性強(qiáng)、?隱蔽性好、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA）、抗多徑干擾、直擴(kuò)通信速率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域中。針對(duì)頻通信廣泛的應(yīng)用，本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模塊和MATLAB函數(shù)對(duì)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行了分析和仿真，使其更加形象和具體。關(guān)鍵詞：直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，碼分多址，MATLAB仿真，SINMULINK模塊仿真ABSTRACT：Directsequencespreadspectrumcommunicationsystembecauseofitsad

2、vantagesuchasstronganti-disturbance,hidden,beingeasytorealizeCDMA,anti-multi-pathinterference,DScommunicationsratehigherstrengthsandso,soitiswidelyusedinmanyfields.Withthewideuseofthedirectsequencespreadspectrumcommunicationtechnique,thistextusecommunicationsimulatedmoduleofSIMULINKinthetoolboxof

3、MATLABandMATLABfunctionstomakeananalysisandemulationtoDS-CDMAsystemandmakethesystemmoreimageandparticular.Keywords：DS-CDMA,CDMA,MATLAB,SINMULINK22西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1.前言直接序列擴(kuò)展頻譜通信是將待發(fā)送的信息碼用偽隨機(jī)碼調(diào)制進(jìn)行頻譜擴(kuò)展,在接收端用同樣的偽隨機(jī)碼進(jìn)行解擴(kuò)處理,恢復(fù)原始信號(hào)的通信方式。它的理論基礎(chǔ)是香儂信道容量公式C=log2(1+S/N):為達(dá)到給定的信道容量要求,可以用帶寬換取信噪比,即在低信噪比的條件下可以用增大帶寬的方

4、法無誤地傳輸給定的信息[1]。同時(shí),由于直擴(kuò)通信還具有抗干擾、抗多徑、保密性、多址復(fù)用等特點(diǎn),被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的通信方式。目前廣泛地應(yīng)用于移動(dòng)通信,軍用中的高保密抗干擾數(shù)據(jù)鏈,全球定位系統(tǒng)GPS,電子醫(yī)學(xué)測(cè)量和工業(yè)中的無損檢測(cè)等。通信系統(tǒng)的軟件仿真是現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和檢測(cè)中的有力工具。通過仿真的方法,可以在避免建立實(shí)際的硬件電路的條件下,做出系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)方案,估計(jì)和評(píng)價(jià)系統(tǒng)工作性能,極大地節(jié)省了科研人員的時(shí)間和精力。它雖然不能完全代替實(shí)驗(yàn),但卻可以十分逼真地模擬實(shí)驗(yàn),在某些難以實(shí)現(xiàn)或不可能實(shí)驗(yàn)的情況下,仿真的作用就更加重要。目前,國(guó)外的信仿真已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,比較著名的仿真軟件

5、主要有SPW、COSSAP和SERENADE等。擴(kuò)頻通信件仿真的主要側(cè)重點(diǎn),一是通過蒙特卡羅或重點(diǎn)抽樣等算法來計(jì)算擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在噪聲干擾下的誤碼率[2,3];另一種則是通過通信仿真軟件設(shè)計(jì)并模擬擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的電路。本文側(cè)重于后者,在建立直擴(kuò)通信系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上,用ANSOFT公司的系統(tǒng)仿真軟件SERENADE對(duì)其進(jìn)行全面的仿真,包括信號(hào)的擴(kuò)頻、調(diào)制、信道傳送、本地?cái)U(kuò)頻碼捕捉與跟蹤、解擴(kuò)、載波同步與解調(diào)的全部過程。給出了各部分的仿真框圖和框圖中重要器件的輸出波形,全面而詳細(xì)地展示了擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵技術(shù),即擴(kuò)頻碼同步捕獲與跟蹤的全過程。m序列是最長(zhǎng)線性移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱。二進(jìn)制的m序列是一種

6、重要的偽隨機(jī)序列，有優(yōu)良的自相關(guān)特性。容易產(chǎn)生、規(guī)律性強(qiáng)，但其隨機(jī)性接近于噪聲和隨機(jī)序列。m序列在擴(kuò)展頻譜及碼分多址技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并在m序列基礎(chǔ)上還能夠成其它碼序列，因此無論從m序列直接應(yīng)用還是從掌握偽隨機(jī)序列基本理論而言，應(yīng)該熟悉m序列的產(chǎn)生及其主要特性。顧名思義，m序列是由多級(jí)移位寄存器或其他延遲元件通過線性反饋產(chǎn)生的最長(zhǎng)的碼序列。在二進(jìn)制移位寄存器發(fā)生器中，若n為級(jí)數(shù)，則所能產(chǎn)生的最大長(zhǎng)度的碼序列為2n－1位。22西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2.系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)圖2-1是直擴(kuò)系統(tǒng)的總體框圖,主要由發(fā)送、信道和接收三部分組成。在發(fā)送端,PN碼時(shí)鐘的信號(hào)輸入到PN碼產(chǎn)生器,輸出端發(fā)的

7、PN碼序列,它在PN碼調(diào)制器中對(duì)信息碼進(jìn)行擴(kuò)頻,然后將擴(kuò)頻基帶信號(hào)送到載波調(diào)制器中調(diào)制成BP2SK信號(hào)。該信號(hào)經(jīng)過高斯白噪聲信道傳輸,進(jìn)入接收端。圖2-1直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的總體框圖3.系統(tǒng)各部分的工作原理與模型3.1　發(fā)送端與信道發(fā)送端的PN碼產(chǎn)生器是一個(gè)7階線性反饋移位寄存器,輸出長(zhǎng)度為(27-1)=127的m序列的PN碼,其特征多項(xiàng)式為f(x)=1+x+x7PN碼信號(hào)的頻率和相位由PN碼時(shí)鐘信號(hào)決定。擴(kuò)頻調(diào)制器是一個(gè)乘法器,信息碼的