毕业设计扩频通信系统仿真
通信工程毕业设计
课 题 任 务 论文 23.015 (千字); 设计、计算说明书
完 成 情 况 其它(含附件):
指
(千字); 图纸
(张);
导
教
师
意
分项得分:开题调研论证 分; 课题质量(论文内容) 分; 创新 分;
见 论文撰写(规范) 分; 学习态度 分; 外文翻译
分
指导教师审阅成绩:
指导教师(签字):
2012 年 月 日
西安邮电大学
毕 业 设 计(论 文)
题 目: 基于 Matlab 的扩频码设计仿真
院 (系):
通信与信息工程学院
专 业:
通信工程
班 级:
通工 0805 班
学生姓名:
刘小平
导师姓名: 吉利萍 职称:
讲师
起止时间: 2012 年 1 月 2 日至 2012 年 6 月 15 日
毕业设计(论文)诚信声明书
2000.1.
主要仪器设备及材料 1.计算机一台
2. Matlab/Simulink 仿真平台
论文(设计)过程中教师的指导安排
每周指导一次,主要解答学生问题,指导研究进度,并检查阅读资料笔记和仿真程序。
对计划的说明 本计划为开题之初所定,后续会根据具体情况随时调整,最终一定按毕业设计规定 结束日期完成。
(签字) 时间:2012 年 6 月 15 日 (签字) 时间:2012 年 6 月 15 日
学生姓名
西安邮电大学
毕业设计(论文)任务
刘小平 指导教师 吉利萍 职称 讲师
院(系)
通信与信息工程学院 专业 通信工程
题目
基于 Matlab 的扩频码设计仿真
任务与要求
1.学习熟练应用 Matlab 软件; 2.掌握有关扩频码如 m 序列、Gold 序列的相关知识; 3.利用 Matlab 软件完成伪随机码的生成和性能评估; 4.完成伪随机码的相关特性、平衡性等指标的评估分析,
DS-CDMA移动通信系统的仿真设计与实现
XXXXXXXXX毕业设计(论文)DS-CDMA移动通信系统的仿真设计与实现摘要随着移动通信的迅猛发展,扩频通信技术在移动通信领域的应用已经步入了一个新的阶段,扩频通信不仅在军事通信方面发挥着不可取代的优势,而且广泛渗透到民用通信的各个方面。
而作为扩频通信技术之一的直接序列扩频是在扩频通信中应用最多,技术最成熟的一种频谱扩展方式,是目前应用最广泛的扩频系统。
本课题是对直接序列扩频通信系统的仿真设计与实现的研究,通过对系统模型的建立,仿真参数的设计以及系统波形的分析来分析系统的各项性能指标。
直接序列扩频通信系统的关键问题是扩频码和地址码的选择及系统的同步,论文采用的扩频编码信号(PN码)由发射机产生,并同载有实际信息的信号同时发送;为了达到伪码的同步,接收端采用同样的伪随机序列进行相关处理,然后采用科斯塔斯环法实现载波同步和伪码的同步。
并且在最后对设计仿真结果中的时域波形,系统的频谱图,系统的误码率以及抗干扰性能都做了分析,从而体会并了解到DS-CDMA系统的优势。
最终在对各种噪声干扰中,对仿真结果与理论值进行比较,可以得出本系统的仿真设计基本符合要求,并且可以深刻地体会到直接序列扩频通信系统具有良好的抗干扰性能,在未来的移动通信中具有决定性的应用前景。
关键词:DS-CDMA;扩频;System view仿真;码分多址;伪随机序列;系统同步- I -DS-CDMA移动通信系统仿真设计与实现Simulation Design and Implementation of the DS-CDMAMobile Communication SystemAbstractWith the rapid development of mobile communications, the technology of spread spectrum communication has entered a new phase in the field of mobile communications application , it not only plays an irreplaceable advantages in military communications, but also penetrates into a wide range of civilian communications The direct sequence spread spectrum as one of Spread-spectrum communication a way of spread spectrum which is applied most and trusty in technology ,which is applied most widely.This issue focus on the study of design and implementation of the simulation direct sequence spread spectrum communication systems, According to the setting of system model design of simulation parameters and analysis of system waveform it will analyse all kinds of index of the system. The key of direct sequence spread spectrum communication system is the choice of the code of spreading codes and addresses and system synchronization. spread spectrum encoding signal (PN code) which is used in this paper is generated by the transmitter, and sent with the signal which contain actual information simultaneity; in order to achieve synchronization of pseudo-code, the receiver process the status with the same pseudo-random sequence, and then using Costas Loop Carrier Synchronization Method for Synchronous and pseudo-code and the time-domain waveform, The system's frequency spectrum, the system's bit error rate anti-interference performance and the anti-interference performance of design and simulation results are analyzed finally ,I know the advantages of the DS-CDMA system.We could get that the design of the system simulation of the basic qualification requirements are met ,and realize the direct sequence spread spectrum communication system has a good anti-interference performance when simulation results are compared with the theoretical value in all kinds of noiseKey words:spread spectrum communication;System view simulation;pseudo-random sequence;the system synchronization;code division multiple access- II -XXXXXXXXX毕业设计(论文)目录第1章绪论 (1)1.1 扩频产生的背景及意义 (1)1.2 扩频的发展与应用 (1)1.3 各章内容安排 (2)第2章直接扩频通信系统的原理 (3)2.1 直接扩频通信系统的组成原理 (3)2.1.1 理论基础 (3)2.1.2 扩频原理 (4)2.2 性能分析 (5)2.2.1 抗干扰性能 (6)2.2.2 信噪比和误码率 (7)2.2.3 多址功能 (9)2.3 直接扩频通信系统关键技术研究 (10)2.3.1 伪随机序列 (10)2.3.2 编码与解码 (11)2.3.3 调制与解调 (12)2.3.4 扩频信号的解扩 (14)2.3.5 系统同步原理 (15)2.4 本章小结 (17)第3章DS-CDMA系统仿真设计与实现 (19)3.1 System view动态软件简介 (19)3.2 仿真系统的设计 (19)3.3 系统的参数计算与设定 (25)3.4 分析调试与实现 (28)3.5 本章小结 (37)结论与展望 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A-1 英文文献 (42)附录A-2 英文文献翻译 (47)附录B 主要参考文献的题录及摘要 (50)- III -DS-CDMA移动通信系统仿真设计与实现插图清单图1-1 扩频通信系统组成框图 (1)图2-1 信道容量和带宽的关系 (3)图2-2 直接扩频通信系统组成框图 (4)图2-3 直接扩频通信系统主要波形和相位 (5)图2-4 DS-CDMA系统简化接收电路 (6)图2-5 扩频通信系统误码率特性曲线 (9)图2-6 直接扩频码分多址系统模型 (9)图2-7 线性移位寄存器 (10)图2-8 m序列的自相关函数 (11)图2-9 2FSK信号的相干解调原理 (13)图2-10 Costas环解调原理图 (14)图2-11 扩频码捕获原理框图 (15)图2-12 PN的跟踪原理图 (16)图2-13 平方变换法提取载波原理图 (16)图2-14 平方环法提取载波原理框图 (17)图3-1 参考法直接序列扩频通信系统原理框图 (20)图3-2 直接序列扩频仿真电路图 (21)图3-3调制子系统仿真电路图 (22)图3-4 混频子系统仿真电路图 (22)图3-5 解扩子系统仿真电路图 (23)图3-6 解调子系统仿真电路图 (24)图3-7 RC环路滤波器电路图 (24)图3-8由运放组成的放大器电路 (24)图3-9 经过220MHz的本振调制后的频谱图 (29)图3-10 发射点输出频谱图 (29)图3-11 解扩前两路信号的频谱图 (30)图3-12 解扩后信号的图形 (31)图3-13 经过Costas环解调后的输出波形与原始信号的比较 (31)图3-14 加入信道的仿真原理图 (32)图3-15 加入高斯噪声的Rice衰落信道模型 (32)图3-16 加入信道后的解扩前的频谱 (33)图3-17 加入信道后解扩输出的波形与频谱图 (34)图3-18 加入信道后输入输出波形 (34)图3-19 误码率曲线 (35)图3-20 不同情况下系统的眼图 (37)- IV -XXXXXXXXX毕业设计(论文)表格清单表3-1 系统图参数列表 (26)表3-2 调制子系统参数列表 (26)表3-3 混频子系统参数列表 (27)表3-4 解扩子系统参数列表 (27)表3-5 解调子系统参数列表 (28)- V -XXXXXXXXX毕业设计(论文)第1章绪论1.1 扩频产生的背景及意义扩频通信方式早在20世纪40年代就提出来了。
通信系统仿真(精)
一、物理层仿真实验1、实验目的:初步掌握数字通信系统的仿真方法。
完成一个通信系统的搭建,并仿真得到相应的BER-Eb/No性能曲线,完成系统性能的分析。
2、实验原理通信系统仿真就是要通过计算机产生各种随机信号,并对这些信号做相应的处理以获得期望的结果,但是要求计算机产生完全随机的数据时不可能的,只能算是伪随机数。
从预测的角度看,周期数据是完全可以预测的,但当周期趋于无穷大时,可以认为该数据具有伪随机特性。
产生伪随机数的算法通常有:Wishmann-Hill算法产生均匀分布随机变量该算法是通过将3个周期相近的随机数发生器产生的数据序列进行相加,进而得到更大周期的数据序列。
定义三个随机数发生器:Xi+1=(171xi)mod(30269)Yi+1=(170yi)mod(30307)Zi+1=(172zi)mod(30323)以上三式中均需要设定一初始值(x0,y0,z0),这三个初始值一般称为种子。
产生的三个序列的周期分别是:30269、30307、30323。
将这三个序列组合相加即可得到一个周期更大的均匀分布随机序列:Ui=(Xi/30269+Yi/30307+Zi/30323)mod(1)逆变换法产生Rayleigh分布随机变量逆变换法的基本思想是:将一个不相关均匀分布的随机序列U映射到一个具有概率分布函数Fx(x)的不相关序列随机序列X,条件是要产生的随机变量的分布函数具有闭合表达式。
R=sqrt(-2σ2 ln(u))根据上式即可将均匀分布的随机变量映射为Rayleigh分布的随机变量。
根据Rayleigh分布随机变量产生Gussian分布随机变量通信系统中的噪声通常建模为白高斯噪声,其含义是功率谱是白的,信号分布是满足高斯的。
基于Rayleigh随机变量,可以方便的产生Gussian分布的随机变量。
关系如下:X=R*COS(2πu1)Y=R*SIN(2πu2)其中U1和U2分别是两个均匀分布的随机变量,产生的X和Y均为高斯随机变量。
直接序列扩频通信系统仿真设计—移动通信课程设计
直接序列扩频通信系统仿真设计摘要:综合利用前期相关课程及移动通信课程所学的各种知识,设计扩频通信系统,利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真,并对仿真结果做了详细的讲解分析。
先对直接序列扩频系统原理进行介绍,然后基于Simulink 的发射机和接收机的仿真,同时对直接序列扩频系统的抗干扰能力与直接序列扩频系统的同步方法进行了相关仿真,最后在该系统中加入特定的干扰,进行测试,研究整个系统的抗干扰性能。
关键词:通信系统;直接序列扩频;调制解调保密通信目录目录 (II)第1章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2 实验目的及总体介绍 (2)1.3 本次设计任务与要求 (2)第2章直接序列扩频通信原理 (3)2.1扩频通信概念及分类 (3)2.1.1扩频通信概念 (3)2.1.2扩频通信分类 (3)2.2直接序列扩频定义 (5)2.3直接序列扩频的基本原理 (6)2.4 直扩系统的性能分析 (7)2.4.1 直扩系统的抗干扰性 (7)2.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能 (8)第3章扩频码序列 (10)3.1 码序列的相关性 (10)3.2 m序列 (11)第4章基于Simulink的仿真 (12)4.1 MATALB及SIMULINK的介绍 (12)4.1.1 MATLAB简介 (12)4.1.2 SIMULINK简介 (12)4.2发射机部分的Simulink的仿真 (13)4.3接收机部分的Simulink仿真 (16)第5章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 (20)第6章 CDMA系统仿真设计 (24)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1背景扩展频谱(SS,Spread Spectrum)通信简称为扩频通信。
扩频通信的定义可简单表述如下:扩频通信技术是一种信息传输方式,在发端采用扩频码调制,使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽,在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。
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。
参考论文格式
毕业设计说明书题目: 直接序列扩频通信系统的仿真设计院系名称:信息科学与工程学院专业班级:电子信息工程08级04班学生姓名:学号:指导教师:教师职称:2013年05 月25 日摘要直接序列扩频(DSSS)技术广泛应用于CDMA(码分多址)系统、全球卫星定位系统(GPS)、以及目前的3G等多种通信系统中,然而这种技术却是由一位钢琴家与一位好莱坞女演员提出的,虽然在当时没有引起重视,但是却在今天广泛的改变了我们的生活。
DS通信系统包含了扩频与解扩频、BPSK调制与解调这两大过程,。
DS通信系统的优点:便于实现CDMA(码分多址),良好的抗多径干扰能力,充分利用频带资源,具有高度保密性,抗干扰能力强;但是美中不足的地方在于直接序列扩频通信(DSSS)要求准确的、精确的同步。
本文介绍了直接序列扩频技术的起源、发展、应用;然后对直接序列扩频技术的原理进行说明,介绍了码序列以及M序列、GOID码序列;分析直接序列扩频技术的优缺点,并研究其性能;最后利用MATLAB软件中的SIMULINK工具对直接序列扩频通信系统进行模拟仿真,实现其通信过程。
其中对扩频模块、射频模块进行了具体的分析,并调整信道参数,观察不同信噪比条件下,误码率的变化,比较QPSK与BPSK调制误码率的不同。
关键词:直接序列扩频CDMA PN码MATLAB目次1引言 (1)1.1直接序列扩频技术的产生 (1)1.2直接序列扩频技术的发展 (2)2课题设计基本原理及仿真依据 (3)2.1扩频码序列 (3)2.2直接序列扩频技术的理论基础及原理 (4)2.3直接序列扩频技术的特点 (9)2.4MATLAB及SIMULINK简介 (11)3直接序列扩频通信系统的建模与仿真实现 (14)3.1利用S IMULINK对直接序列扩频通信系统的仿真 (14)3.2扩频模块 (16)3.3射频模块 (18)3.4解扩频模块 (20)3.5不同射频调制解调方式下DS通信系统的性能分析 (22)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)1 引言直接序列扩频通信技术已经深入我们信息生活中的方方面面,这种最早由一位钢琴家与一位演员所发明的技术极大程度的促进了世界通信技术的发展。
毕业设计(论文)OFDM系统原理及仿真实现
目录摘要 (2)ABSTRACT (3)第一章绪论 (4)第二章OFDM系统的基本介绍 (5)2.1OFDM的基本原理 (5)2.1.1 OFDM的产生和发展 (6)2.1.2 DFT的实现 (7)2.1.3 保护间隔、循环前缀和子载波数的选择 (8)2.1.4 子载波调制与解调 (10)2.2OFDM系统的优缺点 (11)2.3OFDM系统的关键技术 (11)第三章OFDM系统仿真实现 (13)3.1OFDM信号的时域及频域波形 (13)3.2带外功率辐射以及加窗技术 (15)3.3在不同信道环境和系统不同实现方式下的仿真 (18)3.3.1 调制与解调 (18)3.3.2 不同信道环境下的系统仿真实现 (20)3.3.3 系统不同实现方式的仿真实现 (22)第四章OFDM系统的仿真结果及性能分析 (23)4.1不同信道环境下的误码特性 (23)4.2不同系统实现方式下的误码特性 (28)第五章总结 (30)摘要本论文以OFDM系统为基础,介绍了OFDM系统的基本原理,以及使用OFDM技术的优势所在,并且展望了今后的无线移动技术的发展前景。
在简单介绍OFDM原理的同时,着重阐述了OFDM系统在不同信道环境和不同实现方式下的误码性能。
主要包括了OFDM系统在加性白高斯信道,在加性白高斯信道和多径干扰两种不同信道环境下系统的误码性能,其中后者还研究了系统在有保护间隔与无保护间隔的误码性能比较。
在理论分析的基础上,用MATLAB进行仿真,最后做出误码性能的分析和比较。
关键字: 正交频分复用(OFDM),离散傅立叶变换,AWGN,,多径干扰,保护间隔。
ABSTRACTThis paper presents you the basic priciple of OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)and where it excels based on OFDM system , following with the prospective of wireless mobile communication. After a brief introduction to OFDM principle , it mainly focuses on the effect of OFDM system under different channels and with different system realizations on the Binary Error Rate (BER). It mainly includes two kinds of channels: the AWGN channel and the AWGN channel with Rayleigh fading. In the latter, we compare the BER with two different system realizations: one with Guarded Intervals(GI), and the other without (GI).Key Words : OFDM, DFT, AWGN, Rayleigh fading ,GI第一章绪论现代移动通信是一门复杂的高新技术,不但集中了无线通信和有线通信的最新技术成就,而且集中了网络接收和计算机技术的许多成果。
无线扩频通信系统仿真性能分析
3系统 结构
3 1仿 真 框 图 .
1 引言
扩频是 一 种经典的无线通信技术 ,分 为直序扩频 、 跳频扩频等等。 其中直序扩频 技术是通过使月高速率的扩频码在 发射端 】 与待扩频 的信 号相乘从而达到扩展信号频 谱的 目的,是应邢最为广泛 的一 种扩频技 术 。本文针对直序扩频通信系统进行 r 仿 真, 来观洲、学习和理解扩频技术的优势, 以及各种环境因素对扩频系统信能的影响。
2 关键技 术
2 1扩 频 与 解扩 . 扩频技术通过将待传输 的信 号扩展到 较宽的频带上 发送 ,以获得更好 的系统性 能 。根 据香农信 道容量公 式 C—w l g o (+ / , 1 S N) 系统带宽越 火, 达到相同信道容 量所需要的信号噪声功率比 S N就越低, /
中国科技信息 2 0 年第 2 期 08 2
C IA S I C N EH CO Y I OM TO o . 0 H CE EA DTCNL G N R A I Nv2 8 N N F N 0
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( ,则有:Y= ( ,联合已知的 x的概 Y) h x) 率密度分布函数 ,可以得到:
1序列转化成{ ,一1序列。而 D P K调 } 1 : BS 制在此基础 增加 了绝对码和相对码的相 互 转换 过 程 。 3 22 信 道 模块 .. 此模块为仿真系统提供各种所需信道。 本仿真 实验中分别采用了 A WG N信道、 单 径瑞利信道和双径瑞利信道 。 由于 要 产 生随 机 噪 声 以 及 瑞 利 信 道 , 因此需要实现服从高斯分布的随机变量的 生成 ,由均 匀分布的随机变量获取高斯分 布的随机 变量 的推理过程如下 : 设 x为区间[,) 0 I内均匀分布的随机变 量 ,则其 概 率 密度 分 布 函数 为 :
跳频扩频通信系统设计方案及simulink仿真
个人收集整理仅供参考学习通信仿真技术实验报告一、实验项目名称:跳频扩频通信系统地设计及simulink仿真二、有关扩频系统地背景介绍扩展频谱(Spread Spectrum,SS)通信系统广泛应用于军事通信、移动通信、雷达、导航、测距、定位等领域.它利用频谱扩展技术将需要发送地信息信号扩展到一个很宽地频带上,使射频带宽比信息带宽宽得多,然后再发送出去.在接收端则通常通过相干解扩将信号重构出来.这种通信系统以占用比原始信号带宽宽得多地射频带宽为代价,来获得更强地抗干扰能力和更高地频谱利用率.b5E2RGbCAP 在通信系统中采用扩频技术有许多优点:比如具有较强地抗干扰能力;具有较强地隐蔽性和抗测向、抗侦察能力;具有优良地多址接入能力,是码分多址地关键技术;具有很强地抗频率选择性衰落地能力;抗多径干扰;可进行高分辨率地测向、定位等等.p1EanqFDPw按照扩频方式地不同,扩频通信系统主要可分为:直接序列扩展频谱系统(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)跳频系统(Frequency Hopping,FH)跳时系统(Time Hopping,TH).DXDiTa9E3d跳频是扩频地另外一种方式.在跳频系统中,调制载波频率受伪随机码地控制,不断地以伪随机规律跳变,以躲避点干扰和窄频干扰.跳频系统可以看成是载波频率按照指定地伪随机规则跳变地多元频移键控(M-FSK)系统.根据跳频RRbps)与传输信息速率(速率()之间地关系,可以将跳频系统分为慢跳/s ah R?R),则为快跳频,反之为慢跳频.跳频系统和快跳频系统:若(RTCrpUDGiTah三、实验目地:本实验地目地是通过搭建跳频扩频系统地模型,了解跳频扩频通信系统地原理,并掌握simulink地操作使用方法.5PCzVD7HxA1 / 8个人收集整理仅供参考学习四、实验内容跳频系统是一种瞬时窄带系统.在接收机端,本地恢复载波也受伪随机码地控制,并保持与发送地跳频变化规律一致,这样,以频率跳变地本地恢复载波对接收信号进行变频(相乘)后,就能得到解扩(解跳频)信号,然后对解扩后地信号再进行相应地解调即可恢复数据.由于跳频系统中载频不断改变,在接收机中跟踪载波相位较为困难,所以跳频系统中一般不采用需要相干方式解调地调制方式,如PSK等,而是采用一些可非相干解调地调制方式,最常用地是FSK调制.jLBHrnAILg 设数据流波形为a(t),数据速率为,其取值为双极性地(1),进行FSKR?a调制(频偏设为)后输出信号地等效低通信号为b(t),有f?xHAQX74J0X?a(t2)?fj e?)b(t设伪随机序列控制下地瞬时频率取值为f(t),随着时间改变,f(t)取值在频率点,i=1,.......N上改变.跳频载波信号地等效低通信号为c(t)设为:f LDAYtRyKfEe)?c(ti?f(tj2)跳频就是以跳频载波对数据调制信号地频率搬移过程,跳频输出地等效低通d(t)是:信号?(a(t)?f?f(j2t))e?)t?c(t)d(t)?b(在接收端,以同步PN码控制地频率伪随机变化地载波(其等效低通信号为*)和接收信号混频(相乘)进行解跳频,得到解扩地共轭信号发送载波c(t))t(c^)tb(为输出信号Zzz6ZB2Ltk*)(tt))?c()?nt)?J(?b(t)(d(t**)ct(J)?(t))?(?dt)?c)(t?(n(t???f(2t)?jt))?2jf(t)?tj2(a()?ff(e?et())?)(?n?e(t?J??f(t2?)t(a()?fj)j2e)((? nte???t(J))2 / 8个人收集整理仅供参考学习*,以同步t)分别表示噪声和干扰信号,并且t)和J(其中,n(1)?(tc(t)c跳变地本地恢复载波对接收信号混频后,就得到了解调后地窄带信号b(t)和宽带地噪声以及干扰信号.同样,以窄带滤波器即可滤除大部分噪声和干扰,达到抗干扰地目地.dvzfvkwMI1五、实验记录以及结果分析设数据速率为100bps,数据调制采用2FSK方式,频率间隔为100Hz.跳频频点为32个,调频频率间隔为50Hz,调频速率为50跳/S.设以伪随机整数控制跳频地载频,接收机中解跳所用地本地恢复载波理想地跟踪了发送载波频率变化.新到设为AWGN信道.rqyn14ZNXI该系统属于一个慢跳频扩频系统.跳频输出信号带宽约为Hz,1600?50?32其等效低通信号频率变化范围为-800——800Hz.为了使仿真观测范围达到-2000——2000Hz,信号采样率应设置为4000次/s,所以每一个传输数据码元地仿真采样点数为40点.跳频速率为50跳/s,故每跳持续时间为0.02s,对应地采样点数为80点.伪随机码采用m序列,也可采用Gold序列.将伪随机码中每5bit转换为一个0——31地随机整数,以控制跳频载波地输出频率.由于假设接收机伪随机码是理想同步地,且信道没有时延,因此在模型中可直接用发送方地伪随机码作为接收机恢复地伪随机序列.EmxvxOtOco3 / 8个人收集整理仅供参考学习跳频扩频传输系统地仿真模型图1图2 PN序列发生子系统Bernoulli Binary .二进制信源数据采用根据以上分析建立传输测试模型M-FSK Modulator Baseband0.01s.然后用Generator产生,模块中采样时间设为,每个100Hz2模块完成2FSK调制,其参数设置为:调制元数为,频率间隔为序PN地信号.由次符号地采样点数为40,这样调制输出地将是采样率为4000/s产生,子系统中,0-31列转换得到地随机整数由子系统Subsystem PN Sequence(即5个样值并设置按帧输出,PN序列模块地采样时间间隔设置为1/250s,每帧5将每将帧格式转换为基于取样地信号后,个码片),用Bit to Integer Converter5输出随机整数.码片转换为一个随机整数输出,作为跳频载波频率点地控制信号M-FSK Modulator Baseband1.跳频器采用,等于跳频速率地速率是250/5=50个/s,每50完成,其设置参数是:调制元数32,输入数据类型为整型,频率间隔为地503280符号地采样点数为,这样该模块将输出在个频点上跳频速率为次/s4 / 8个人收集整理仅供参考学习伪随机跳频载波信号.它是复信号,采样率与2FSK信息调制地输出信号相同,为4000次/s.信息调制输出和跳频载波进行相乘以实现跳频扩频.SixE2yXPq5扩频输出经过AWGN信道并加入一个150Hz地单频正弦波作为干扰源.在接收端,本地跳频载波是发送跳频载波信号地共轭信号,以相乘完成解跳后,用M-FSK Demodulator Baseband完成2FSK信息解跳,其设置与信息调制器对应.与发送数据相比,解调输出数据将会延迟一个码元间隔时间(0.01s).系统中可对比观察收发数据波形,测试误码率,并用频谱仪观测跳频,信道传输以及解跳,解调前后地信号频谱,如图3-5.6ewMyirQFL图3跳频前信号频谱5 / 8个人收集整理仅供参考学习图4 跳频后信号频谱图5调制波形和解调波形设置AWGN信道地噪声方差为1,单频正弦波幅度为1,执行仿真后则可得到各关键传输点地信号频谱.可以看到,2FSK信息调制输出地频谱频率间隔为100Hz,跳频扩频后地信号频谱中存在32个调频频点,间隔50Hz扩频带宽为1600Hz.kavU42VRUs六、参考文献[1]王玉德,王金新.基于MATLAB地跳频扩频通信系统地仿真研究[J],通信技术,2012年第06期(43):21-23y6v3ALoS89[2]李德鑫,高宪军.基于simulink地GMSK跳频通信系统设计[J],吉林大学学报,2007年第2期(25):391-397M2ub6vSTnP[3]佘明辉,佘轮.基于扩频技术地跳频扩频分析[J],电子技术,2012.4:16-18[4]吴丹,王得成.跳频扩频数字通信系统地建模与仿真[J],煤炭技术,2012年4期(31):239-2400YujCfmUCw[5]王靖琰.跳频扩频通信系统地Matlab仿真和分析[J],中南大学信息与通信工程系410008[6]樊昌信.通信原理[M].北京:国防工业出版社,20046 / 8仅供参考学习个人收集整理版权申明.本文部分内容,包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理版权为个人所有pictures, some parts, including text, includes This articleand design. Copyright is personal ownership.eUts8ZQVRd以及其用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏,但同时应遵守著作权法及其他相关法律他非商业性或非盈利性用途,除此以外,将本地规定,不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.须征得本人及相关权利人地书面文任何内容或服务用于其他用途时,.许可,并支付报酬sQsAEJkW5TUsers may use the contents or services of this articlefor personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate addition, obligees. In relevant and this rights of website its when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.GMsIasNXkA转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为7 / 8个人收集整理仅供参考学习使用目地地合理、善意引用,不得对本文内容原意进行曲解、修改,.并自负版权等法律责任TIrRGchYzgReproduction or quotation of the content of this article news of use for good-faith reasonable must be and citation the or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.7EqZcWLZNX8 / 8。
毕业设计87扩频通信系统干扰及其仿真技术设计
目录第1章引言 (2)第2章直接序列扩频系统的组成 (3)第3章数字信号的频带传输 (4)3.1 数字相位调制 (4)3.2 2PSK信号的解调 (4)第4章直扩系统的性能分析 (6)4.1 扩频系统的抗干扰性能 (6)4.2 扩频系统的同步 (7)第5章程序仿真 (9)5.1 直接序列扩频通信系统仿真 (9)5.2 加入噪声后的直扩系统仿真 (13)第6章直扩系统干扰效果评估 (22)6.1 理论分析 (22)6.2 Matlab仿真 (24)结论 (26)参考文献 (26)扩频通信系统干扰及其仿真技术第 1 章引言扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication),它与光纤通信、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。
扩频通信技术自50 年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、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、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。
第 2 章直接序列扩频系统的组成直接序列扩频系统(DS,Direct Sequence)又称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN 系统),简称为直扩系统,是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。
人们对直扩系统的研究最早,如美军的国防卫星通信系统(AN-VSC-28)、全球定位系统(GPS)、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)等都是直扩技术应用的实例。
直扩系统是将要发送的信息用伪随机(PN)序列扩展到一个很宽的频带上去,在接收端,用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息。
干扰信号由于与伪随机序列不相关,在接收端被扩展,使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低,从而提高了系统的输出信噪(干)比,达到抗干扰的目的。
毕业设计9IS-95移动通信系统研究与反向传输电路的仿真毕业论文
前向链路信道包括一个导频信道、一个同步信道、最多7个寻呼信道,以及许多前向业务信道。每一个前向业务信道包括一个前向基本编码信道,还可以包括1到7个前向辅助编码信道。每个信道的信息通过适当的Walsh函数调制,然后以固定码片速率1.2288Mcps,用PN序列正交对进行调制。导频信道始终是安排在编号为0的编码信道。如果存在同步信道,则一般为编号32的编码信道。无论什么时候,寻呼信道总是依次安排在编号1到编号7的编码信道,剩余的编码信道由前向业务信道使用。导频信道用于发射导频信号,导频信号用于解调过程。同步信道在时间上与它的基站导频信道相关,移动台在同步信道中找到与这个特定基站相关的信息。寻呼信道提供给移动台系统信息和指令,另外在移动台接入信道发出接入请求之后对信息进行确认。业务信道发送业务信息。
(精品)基于MATLAB的扩频通信系统仿真毕业设计
毕业论文基于MATLAB的扩频通信系统仿真毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
直接序列扩频系统的SIMULINK仿真—通信工程课程设计
直接序列扩频系统的SIMULINK仿真—通信工程课程设计移动通信课程设计报告题目直接序列扩频系统的 SIMULINK仿真学院电子信息工程学院专业通信工程学生姓名学号年级指导教师职称讲师二〇一四年一月三日直接序列扩频系统的SIMULINK仿真摘要:本文介绍了直接序列扩频通信技术,利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真,并对仿真结果做了详细的讲解分析。
同时为了方便理解也对其原理进行了相关的说明,做到每个环节每个步骤都透彻明了。
本文也做了基于Simulink的发射机的仿真, Simulink的接收机的仿真,也介绍了在加入干扰后扩频通信仿真。
读者可以通过对本文的阅读对直接序列扩频的相关原理有一定的了解,同时也会了解到直接序列扩频系统的各种应用其中最重要的是可以用来抗干扰,从而提高通信性能。
关键字: 扩频通信;SIMULINK;直接序列扩频目录第1章绪论 (1)1.1 扩频通信的应用及仿真的意义 (1)1.2 扩频通信的背景 (1)1.4 扩频通信主要特点 .................................. 2 第2章MATLAB/SIMULINK简介 . (4)2.1 Matlab的简介 (4)2.2 Simulink的简介 .................................... 4 第3章直接序列扩频的原理 .. (7)3.1 扩频通信的定义 (7)3.2 扩频通信的分类 (7)3.3 直接序列扩频的定义与原理 (7)3.4 直接序列扩频通信技术特点: ....................... 10 第4章基于Simulink的发射机的仿真设计 (13)4.1 直接序列扩频通信系统发射机的设计 (13)4.2 直接序列扩频通信系统接收机的设计 ................. 14 第5章仿真的系统与结果 (17)5.1 基于Simulink的发射机的仿真 (17)5.2 基于Simulink的接收机的仿真 (19)5.3 直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 (23)第6章结束语 (27)I参考文献 (29)II成都学院(成都大学)课程设计报告第1章绪论1.1 扩频通信的应用及仿真的意义目前,我国电网中应用的通信方式主要有明线、电力线载波、电缆和新兴起的一点多址微波等。
扩频通信仿真
内容摘要:扩频技术是扩展频普通信(SSC)的简称,是一种信息传输方式,它是随着在军事通信中的应用发展起来的,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现的,与所传信息数据无关;在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处,即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善,从而提高了系统的抗干扰能力。
本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法,并通过MATLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信(CCS)系统进行了仿真,详细讲述了各模块的设计。
在给定仿真条件下,运行了仿真程序,得到了预期的仿真结果。
同时,利用建立的仿真系统,研究了抑制正弦干扰性能与系统信噪比的关系,结果表明,提高信噪比,系统可以有效抑制正弦信号干扰。
关键词:MATLAB;信噪比;抗干扰Simulation of Spread Spectrum Communications Abstract:Spread spectrum technology is to extend the frequency of ordinary letter (SSC) of the short, is an information transmission, it is with the applications in military communications developed, and its signal is much larger than the bandwidth occupied by the minimum necessary to pass information Bandwidth; band expansion is through a separate code sequence to complete, with the coding and modulation methods to achieve, nothing to do with the information and data transfer; at the receiver is associated with the same codesimultaneously receiving, despreading and recovery of the Transfer information and data.Communicate with the advantages of spread spectrum signal is spread-spectrum method can be used for the benefit of signal to noise ratio, that is the receiver output signal to noise ratio relative to the input signal to noise ratio are greatly improved, thereby improving the system's resistance Interference. This paper describes the theory of spread-spectrum communication technology foundation and implementation method provided by MATLAB Simulink simulation platform for Direct Sequence Spread Spectrum (CCS) system is simulated in detail about the design of each module. Conditions in a given simulation run the simulation program to obtain the desired simulation results. At the same time, the use of simulation system created to study the inhibition of sinusoidal interference signal to noise ratio between performance and system, the results show that increasing signal to noise ratio, the system can effectively suppress the sinusoidal signal interference.Key words : MATLAB;SNR;Interference目录目录 (1)摘要................................................................................................ 错误!未定义书签。
扩频通信系统的建模仿真与频谱分析
目录第一章绪论 (1)1.1 扩频通信系统简介 (1)1.2 扩频通信发展综述 (1)1.2.1 扩频技术的历史 (1)1.2.2 扩频技术的现状 (2)1.2.3 扩频技术的未来展望 (2)1.3 课题研究意义和研究内容 (2)第二章扩频通信系统 (3)2.1 扩频通信技术基本原理 (3)2.2 目前常用的扩频通信系统 (3)2.2.1 直接序列扩频系统原理 (3)2.2.2 跳频扩频系统原理 (5)2.2.3 直扩/跳频扩频系统原理 (6)第三章扩频通信系统的仿真实现 (8)3.1 MATLAB软件的相关知识 (8)3.1.1 MATLAB简介 (8)3.1.2 Simulink简介 (9)3.2 扩频通信系统的仿真模型 (9)3.2.1 基于Simulink的直接序列扩频通信系统的仿真 (9)3.2.2 基于Simulink的跳频扩频通信系统的仿真 (10)3.3 扩频通信系统的仿真结果及分析 (11)3.3.1 直接序列扩频系统 (11)3.3.2 跳频扩频系统 (15)第四章扩频通信系统的特点和用途 (18)4.1 直扩系统的特点和用途 (18)4.2 跳频系统的特点和用途 (19)4.3 混合扩频系统的特点和用途 (19)结论 (20)主要参考文献 (21)致谢 (22)第一章绪论1.1扩频通信系统简介扩频通信系统具备3 个主要特征:①载波是一种不可预测的,或称之为伪随机的宽带信号;②载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多;③接收过程是通过将本地产生的宽带载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来实现的。
频谱扩展的方式主要有以下几种:直序扩频(DS-SS)使用高速伪随机码对要传输的低速数据进行扩频调制;跳频系统则利用伪随机码控制载波频率在一个更宽的频带内变化;跳时则是数据的传输时隙是伪随机的;线性调频系统中的频率扩展则是一个线性变化的过程。
几种方式组合的混合系统也经常得到应用衡量扩频系统最重要的一个指标就是扩频增益,又称为处理增益。
毕业设计(论文)-基于matlab的跳频扩频通信系统的研究[管理资料]
摘要在科技的日益发展中,扩展频谱通信则是一种新型的通信方式。
跳频通信是扩展频谱通信中的一种,跳频通信和自适应通信、扩展频谱通信以及高速数字数据通信系统被称为“90年代的通信技术”。
由于扩展频谱通信、跳频通信极强的抗干扰能力和多址通信性能,使其在军事和民用上都得到越来越广泛的应用。
本文讲述了扩频通信的基本概念和跳频系统的主要特点。
跳频通信技术具有很强的抗干扰能力,所以跳频通信一直也是扩频通信技术研究中的一个重点。
在阐述跳频通信基本原理和实现方法的基础上,利用 Matlab 提供的可视化工具 Simulink 建立了跳频通信系统仿真模型,详细讲述了各模块的设计。
在给定仿真条件下,对该跳频通信系统在宽带噪声干扰工作机制下进行了仿真,得到了宽带噪声干扰下的误码率信噪比曲线。
结果表明,跳频通信系统的抗干扰能力优于传统的定频通信,在战术通信中有更高的可靠性。
【关键词】:扩展频谱通信跳频通信抗干扰误码率信噪比ABSTRACTIn the development of science and technology, the spread spectrum communication is a kind of new way to communicate. Frequency hopping communication is spread spectrum communication of frequency hopping communication and adaptive communication, spread spectrum communication and high speed digital data communication system known as "90’s communications technology". Due to the spread spectrum communication, frequency hopping communication strong anti-interference ability and multi-access communication performance, so that in the military and civilian up to get more and more widely. This paper introduced the spread spectrum communication of the basic concepts and frequency hopping system main characteristics.Frequency hopping communication technology has the very strong anti-jamming ability, so the frequency hopping communication has also spread spectrum communication technology in the study of a key. In this paper the frequency hopping communication basic principle and method, and on the basis of the use of Matlab provide visual tools Simulink established the frequency hopping communication system simulation model, the detailed design of each module in tells the story. In a given simulation conditions, the frequency hopping communication system in broadband noise under the working mechanism is simulated, and get the broadband noise ber under Signal to noise rate curve. The results show that the frequency hopping communication system of anti-interference ability is better than that of traditional fixed frequency communication in communications have higher tactics reliability.【Keywords】: spread spectrum communication; Frequency hopping communication; Anti-interference; The bit error rate; Signal to noise rate目录第一章绪论 (4)选题目的及意义 (4)跳频通信的应用和发展 (5)第二章跳频通信理论基础 (7)跳频系统的组成及数学模型 (7)跳频的主要技术指标 (9)跳频系统的关键技术 (10)跳频图案 (11)跳频信号的发送与接收 (16)跳频信号的同步 (16)第三章基于Matlab/Simulink的跳频系统仿真 (20)Simulink 仿真介绍 (20)跳频系统仿真模型 (22)跳频系统抗干扰性能分析 (32)第四章总结 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论第一节选题目的及意义在现代通信中常常会遇见的一个重要问题就是抗干扰问题。
扩频通信系统的systemvue仿真
扩频通信系统的systemvue仿真研究【摘要】由于通信技术的迅猛发展,在无线通信中扩频通信技术的应用越来越广泛。
扩频通信技术具有抗干扰能力强等诸多优点,使该技术越来越受到人们的关注。
到目前为止,其最主要的两个应用领域是移动通信系统和军事抗干扰通信,而直扩系统和跳频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
SystemView是一种基于Windows平台,主要用于通信系统与电路的设计、仿真和分析,是一个系统仿真分析的可视化软件工具。
本论文主要是以扩频通信系统的理论为基础实现扩频系统SystemView的仿真分析。
本论文主要内容是直接序列扩频系统的仿真分析,扩频增益和扩频码序列对系统性能的影响等相关问题,并给出相应仿真结果。
【关键字】扩频通信SystemView 仿真Spread spectrum communication system of systemvue simulation【Abstract】As an important branch of communication ,spread spectrum communication is also channel of communication system development direction.It has strong anti-jamming capability,good secrecy,realize muti-assess communicatiom easily.Therefore, this technology is getting people's attention increasingly.So far,two of its main application fields is still mobile communication system and military anti-jamming communication.The direct sequences spread spectrum system and the frequency hopping system in the two respectively application is the most spread spectrum way.SystemView is based on Windows platforms, mainly for the circuit and communication system design,simulation and analysis of EDA software.It is a powerful dynamic system analysis tools.In this paper mainly with the theory of systems for fundamental to realize system simulation by the SystemView. The main content of this paper is the simulation analysis of direct sequence spread spectrum, spread spectrum gain and spread spectrum yards sequence effect the performance of the system and other related problems, and gives corresponding simulation results.【Keywords】Spread spectrum communication SystemView simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题意义 (1)1.2 国内外研究动态 (1)1.3 SystemView仿真软件简介 (2)1.4 论文结构 (2)2 扩频通信技术的原理 (3)2.1 扩频通信的基本概念 (3)2.2 扩频通信的理论基础 (3)2.3 扩频通信的原理框图与优点 (4)3 直接序列扩频系统 (5)3.1 直接序列扩频原理 (5)3.2 直接序列扩频的抗干扰指标 (6)3.2.1 直接序列扩频系统的处理增益 (6)3.2.2 直接序列扩频系统的干扰容限 (7)3.3 直接序列扩频系统的仿真 (8)3.4 直接扩频系统的主要特点和用途 (10)4 扩频系统的伪随机序列 (10)4.1 伪随机码的简要介绍 (10)4.2 扩频码的特性 (12)4.3 伪随机序列的产生 (12)4.4 戈尔德(Gold)码 (14)5总结与展望 (15)参考文献 (16)致谢............................................................................................................... 错误!未定义书签。
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电气信息学院毕业设计说明书题目:扩频通信系统的仿真专业:通信工程年级:通信 10-1学生:吕盼学号:312010*********指导教师:李斌完成日期:年月日扩频通信系统的仿真摘要:扩频通信系统是指待传输信息的频谱用伪随机序列扩展成为宽频带信号送入信道,再经同步的伪随机序列进行解扩解调,从而获得传输信息的通信系统。
MATLAB中的simulink组件带来了交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。
在本次仿真设计中用simulink让设计更加方便的进行动态系统建模、仿真和分析。
设计包括发射模块、扩频模块、BPSK调制模块、信道传输干扰模块、解扩模块、解调模块和误码统计模块,组成发射机和接收机,并通过仿真说明扩频通信系统具有强抗干扰性和在移动通信中的重要意义。
关键词:伪随机序列,宽频带,抗干扰性,Simulink,BPSK调制Abstract:Direct sequence spread spectrum system is that the source code to be transport firstly expanded to the wide band signal by the pseudo-random sequence and send into the information channels,secondly demodulated by the pseudo-random sequence that the same as the sender,so that we can get the original code.The Interactive graphic editor that Simulink brings provides visual combination and management module diagram.It is convenient to modeling, simulating and analysing the dynamic system.The sysdem contains the transmitting module, the DSSS module, modulation module, channel interference module, dispreading module, demodulation module and error statistics module,forming transmitters and receivers,and proving that it has he important significance of strong anti-jamming and in mobile communication spread spectrum communication system by the simulation results.Keywords:Pseudo random sequence, Broadband, Anti-interference, Simulink, BPSK modulation目录1绪论 (1)1.1扩频通信的应用 (1)1.2 直序扩频通信系统的优点 (1)1.2.1 抗干扰能力强 (1)1.2.2 抗多径干扰能力强 (1)1.2.3 抗截获能力强 (2)1.2.4 可同频工作 (2)1.2.5 便于实现多址通信 (2)1.2.6 直扩通信速率高 (2)1.3 直扩通信系统的不足 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.1.1 直接序列扩展频谱系统 (3)2.1.2 跳频扩频系统(FH-SS) (3)2.1.3 跳时系统(TH-SS) (4)2.2 方案论证与选择 (5)3 直接序列扩频通信系统 (6)3.1 直接序列扩频通信系统组成 (6)3.2 伪随机编码 (8)3.3 m序列 (9)3.4 扩展频谱信号的解扩和解调 (10)4各单元模块功能介绍 (13)4.1 伯努力二进制发生器(Bernoulli Binary Generator) (13)4.2 PN序列发生器(Pseudo-Noise Code) (14)4.3 速率转换器(rate transition) (15)4.4 单极性-双极性转换器(Unipolar to Bipolar Converter) (15)4.5 乘法器(product) (16)4.6 双极性-单极性转换器(Bipolar to Unipolar Converter) (17)4.7 BPSK调制器(BPSK modulator baseband) (17)4.8 单位延迟模块(unit delay) (18)4.9 示波器(scope) (18)4.10 频谱示波器(spectrum scope) (19)4.11 加成性高斯白噪声(AWGN) (20)5 仿真总体设计 (22)5.1 发射部分 (22)5.1.1 发射部分系统结构 (22)5.1.2 发射部分仿真模型 (22)5.2 接收部分 (23)5.2.1接收部分系统结构 (23)5.2.2 接收部分仿真模型 (24)5.3 仿真参数 (25)5.3.1 发射部分 (25)5.3.2 接收部分 (26)6 仿真结果 (29)6.1 发射部分仿真 (29)6.1.1 扩频前后频谱图 (29)6.1.2 扩频前后波形图 (30)6.2.1 信道干扰频谱图 (30)6.2.2 解扩后频谱图 (31)6.2.3 解调后的频谱和波形图 (32)7 总结与体会 (34)8 谢辞 (35)9 参考文献 (36)附录1:扩频通信系统仿simulink真图 (37)附录2:外文资料翻译 (39)译文: (39)原文: (42)1绪论1.1扩频通信的应用现如今的通信技术已经发展的非常迅速,它包括了光纤通信、扩频通信和卫星通信。
扩频通信技术是在20世纪50年代由两个美国和通信技术毫无关系的人提出的,他们一个是好莱坞女演员,一个是钢琴家。
两人基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路申请了美国专利#2.292.387[1]。
然而该技术直到十九世纪八十年代才引起美国军方的关注与重视并将它用于敌对环境中的无线通信系统。
从1950年开始美国军方就开始对扩频技术进行研究,在当时无线电还不发达的时代扩频技术毫无疑问的以压倒性优势战胜了当时流行的各种模拟通信技术。
他在军事上得到广泛运用,从军事通信到抗电子干扰,各种测量仪器的运用。
过了30年后它才开始进入广大群众的视线,扩频技术开始迅速发展,搭载在各种通信设备上,如GSM通信和如今的3G、4G通信,毫无疑问都用了扩频通信技术,不管在抗干扰性和增加信道利用率上,都比传统通信方式占很大优势。
1.2 直序扩频通信系统的优点1.2.1 抗干扰能力强被扩频调制的宽频信号在接收端通过一个乘法器和很多锁相回路进行相关解扩,在这个过程中,夹杂着各种干扰的宽频信号被滤除掉,留下有用的窄带信号,各种噪声干扰犹豫和本地PN码没有相关性而在相关解扩中被消除。
扩频增益是扩频通信系统中表示它特性的一个很重要的参数,学术上把它定义成扩频前和扩频后的信号带宽B1、B2之比:G=B2/B1。
扩频通信的原理就是在发送端产生一个高频序列和信息源叠加在一起,产生一个带宽为B2的扩频信号,在接收端通过解扩解调去掉高频的干扰信号而留下被扩频后的信息源码,这就相当于把接收信噪比提高了G倍。
我们可以在后面的仿真中能够更直观的观察到系统的抗干扰性能。
1.2.2 抗多径干扰能力强无线电波波在传播的过程中,除了直接到达接收天线的直射信号外,同时存在着各种反射体,如大气对流层、建筑物、山林树木、水面、地面等引起的反射和折射信号被接收天线接收。
直射信号比反射和折射信号的传播时间比短,因而直射信号对其产生了严重的干扰,学术上将直射信号产生的干扰称为多径干扰。
多径干扰会对通信系统产生非常严重的干扰,严重时会让通信接受端口无法接收到正常的信号,但是扩频通信中用的是相关解调,他的自相关性决定了如果接受序列的接收时间比码元的宽度宽时,不会输出正常的码元,这时多径干扰就会被很大程度地滤除掉了。
直序扩频技术中存在更为先进的----RAKE接收技术,它把信道中的各种干扰信号和自身产生的多径干扰信号在接收端进行叠加,这样就把干扰转换成了有用的信号并且将其信号强度进行了增强,但是因为技术和资金的原因,这种技术暂时没有被广泛应用。
1.2.3 抗截获能力强信号被检测出来的概率和信号的能量以及噪声功率和传输信息的带宽有关,科学家们经过理论分析和各种实际测试发现,它与前两者成正比关系,与后者成反比关系。
所以当信号的能量和功率密度非常小,而信号带宽非常大时,要从信道中检测出有用信号是非常困难的,所以说扩频通信的抗截获能力非常强。
简而言之,信息信号经过扩频调制后频谱被大大扩展,从而使信号的功率谱密度大大降低,并且在传输过程中他相当于一个低密度的噪声信号,在被信道中的高斯白噪声和其他噪声淹没之后,对其他的通信也不会造成干扰,其他接收器也无法检测出其中的有用信号,所以信号也就不容易被发现,想要确切的检测出信号源就更为困难,因此具有极高的隐蔽性,十分使用于保密通信。
因为扩频通信的这个特点,军事上广泛应用扩频通信技术,提升通信的保密性,减小信号被敌人发现及破译的几率。
1.2.4 可同频工作因为接收端采用同步PN序列解调的方法进行解扩,当PN序列和发送端不同步时,接收端无法正常接受并检测出可用信号,所以只有产生与发射端相同伪随机序列才能对有用信号进行解调,就算是信号都在同一频段上也是如此,所以就增大了频道的利用率,即使信号在同一个频率上工作也不会相互产生干扰。
1.2.5 便于实现多址通信因为扩频码不一样时各扩频通信序列是基本不会产生什么影响的,所以在CDMA 通信方式上可以把不同的扩频码作为发射的地址码,这样就让码分多址的通信方式找到了一个区分各个不同地址的方法。
移动通信集团采用CDMA方式,理论上可以增大通信容量。
1.2.6 直扩通信速率高直接序列扩频通信有很多种速率,在组建各种网络时由于他的信道频率影响小,所以不需要再申请特定的频率,节省了网络资源,并且性能非常稳定。
1.3 直扩通信系统的不足虽然直接扩频通信系统节约了网络资源,通信可靠性得到了增强,但是它必须有一个同步的PN序列才能进行相干解扩解调,如果接收端的PN序列不同步或者当伪随机码的码字变长时,就需要更高精度的同步性能才能达到正常解扩的要求,并且伪随机序列越长,系统所需发生同步序列的时间也就越长。
2 总体方案设计2.1 方案比较扩频通信作为当代通信中应用最广泛的一个通信方式,他的性能不断的得到提高,不管是从频带虑用率、抗干扰性还是抗截获能力。