基于matlab的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究new

1、基于基于MATLAB的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究摘要摘要本文闡述了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法，利用MATLAB提供的可視化工具Simulink建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)講述了各模塊的設(shè)計(jì)，并指出了仿真建模中要注意的問題。在給定仿真條件下，運(yùn)行了仿真程序，得到了預(yù)期的仿真結(jié)果。同時(shí)，利用建立的仿真系統(tǒng)，研究了擴(kuò)頻增益與輸出端信噪比的關(guān)系，結(jié)果表明，在相同誤碼率下，增大擴(kuò)頻增益，可以提高系統(tǒng)輸出端的信噪比，從

2、而提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞擴(kuò)頻通信信噪比，誤碼率，擴(kuò)頻增益SimulationoftheSpreadSpectrumCommunicationSystemBasedonMATLABAbstract:Thetheybaserealizingmethodsofthespreadspectrumcommunicationtechnologywaspresentedinthisstudy.Thesimulationmodeloft

3、hespreadspectrumcommunicationsystemwasbuiltbyusingSIMULINKwhichisprovidedbyMATLAB.Inadditioneachmoduleofthesimulationmodelwasintroducedindetail，pointedouttheproblemsthatmustbepayattentiontointhesystemsimulation.Onthebasi

4、softhedesignedsimulationconditionsthesimulationprogramwasruntheanticipantresultsweregained.Meovertherelationshipbetweenthespreadspectrumgainthefanouterrratewasalsostudiedbyuseofthesimulationsystem.Theresultsshowedthatont

5、hebaseofthesameerrrateifthespreadspectrumgainwasenlargedtheSignaltoNoiseofthesystemfanoutwouldbeenhancedtheantijammingcapabilityofthecommunicationsystemwouldalsobeenhanced.Keywds:spreadspectrumcommunicationSignaltoNoisee

6、rrratespreadspectrumgain1引言引言擴(kuò)展頻譜通信（簡稱擴(kuò)頻通信）與光纖通信、衛(wèi)星通信，一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式，它是指發(fā)送的信息被展寬到一個(gè)很寬的頻帶上，在接收端通過相關(guān)接收，將信號(hào)恢復(fù)到信息帶寬的一種系統(tǒng)。采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處，即接收機(jī)輸出的信噪比相對(duì)于輸入的信噪比有很大改善，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。本文根據(jù)擴(kuò)頻通信的原理，利用MATAL

7、B提供的可視化仿真工具Simulink建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，研究了擴(kuò)頻通信的特性和擴(kuò)頻增益與輸出端信噪比的關(guān)系，目的是為以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的研究和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)2.12.1理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的基本理論是根據(jù)信息論中的Shannon公式，即(1))1(log2NSBC??式中：C為系統(tǒng)的信道容量（bits）；B為系統(tǒng)信道帶寬（Hz）；S為信號(hào)的平均功率；N為噪聲功率。Shannon公式

8、表明了一個(gè)系統(tǒng)信道無誤差地傳輸信息的能力跟存在于信道中的信噪比（SN）以及用于傳輸信息的系統(tǒng)信道帶寬（B）之間的關(guān)系。該公式說明了兩個(gè)最重要的概念：一個(gè)是在一定的信道容量的條件下，可以用減少發(fā)送信號(hào)功率、增加信道帶寬的辦法達(dá)到提高信道容量的要求；一個(gè)是可以采用減少帶寬而增加信號(hào)功率的辦法來達(dá)到。擴(kuò)頻增益是擴(kuò)頻通信的重要參數(shù)，它反應(yīng)了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾能力的強(qiáng)弱，其定義為接收機(jī)相關(guān)器輸出信噪比和接收機(jī)相關(guān)器輸入信噪比之比，即(2)dsds

9、iiBBRRNSNSG???00式中，Si和S0分別為接收機(jī)相關(guān)器輸入、輸出端信號(hào)功率；Ni和N0分別為相關(guān)器的輸入、輸出端干擾功率；Rs為偽隨機(jī)碼的信息速率，Rd為基帶信號(hào)的信息速率；Bs為頻譜擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬，Bd頻譜擴(kuò)展前的信號(hào)帶寬。2.22.2實(shí)現(xiàn)方法實(shí)現(xiàn)方法擴(kuò)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(kuò)頻調(diào)制，而在接收端增加了擴(kuò)頻解調(diào)的過程，擴(kuò)頻通信按其工作方式不同主要分為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng)、線

10、性調(diào)頻系統(tǒng)和混合調(diào)頻系統(tǒng)?，F(xiàn)以直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例說明擴(kuò)頻將接收的信號(hào)用PN碼進(jìn)行第二次擴(kuò)頻處理。調(diào)制與解調(diào)：使用二相相移鍵控PSK方式進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)。調(diào)制由正弦載波與雙極性擴(kuò)頻碼直接相乘實(shí)現(xiàn)，采用相干解調(diào)法進(jìn)行解調(diào)。信道：傳輸信道為加性高斯白噪聲信道。在加性高斯白噪聲信道模塊中，可進(jìn)行信號(hào)功率和信噪比的設(shè)置。誤碼計(jì)算：誤碼計(jì)算由誤碼儀實(shí)現(xiàn)，誤碼儀在通信系統(tǒng)中的主要任務(wù)是評(píng)估傳輸系統(tǒng)的誤碼率，它具有兩個(gè)輸入端口：第一個(gè)端口（Tx）接收發(fā)

11、送方的輸入信號(hào)，第二個(gè)端口(Rx)接收接收方的輸入信號(hào)。3.33.3幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明在Simulink中，沒有單獨(dú)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)的計(jì)數(shù)器模塊，需要自行創(chuàng)建，計(jì)數(shù)模型的設(shè)計(jì)如圖3。在計(jì)數(shù)模型中，用與信源和偽隨機(jī)碼同頻的脈沖模塊分別實(shí)現(xiàn)碼元同步和切普同步，利用加法器的累加功能，實(shí)現(xiàn)每個(gè)碼元的相關(guān)峰值統(tǒng)計(jì)。圖3計(jì)數(shù)模型實(shí)現(xiàn)框圖在擴(kuò)頻通信建模中，擴(kuò)頻與解擴(kuò)使用的PN碼以及調(diào)制和解調(diào)所使用的載波必須保持同步，因此要注意偽隨機(jī)碼模塊和載波模塊的參數(shù)設(shè)置。

12、在誤碼率計(jì)算中，接收到的信號(hào)，由于經(jīng)過擴(kuò)頻解擴(kuò)、調(diào)制解調(diào)、相關(guān)統(tǒng)計(jì)等處理，會(huì)存在一個(gè)延遲，在誤碼儀模塊的對(duì)話框中要設(shè)置一個(gè)合適的延遲。4仿真結(jié)果分析仿真結(jié)果分析4.14.1仿真系統(tǒng)運(yùn)行情況分析仿真系統(tǒng)運(yùn)行情況分析在給出下列仿真的條件下，觀察仿真運(yùn)行情況。信息速率20bs，幅度為1；偽隨機(jī)序列采用10級(jí)，傳輸速率為200bs的m序列；載波頻率10KHz；信號(hào)功率為1W，信噪比30dB；仿真時(shí)間設(shè)為2s。在這樣的仿真條件下，理論上可獲得10