直接序列扩频通信仿真实现毕业设计.
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频通信系统是一种常用于无线通信中的传输技术,可用于提高通信质量和抗干扰能力。
其基本原理是将原始信号乘以一个扩频码序列,使得信号的带宽变宽,从而提高信号的抗干扰能力。
本文将对直接序列扩频通信系统进行仿真设计,包括系统结构、信号处理和性能评估等方面。
一、系统结构设计1.发送端设计发送端主要包括原始信号处理和扩频处理两个模块。
原始信号处理模块用于将待传输的信息编码成数字信号,可以采用各种调制技术(如二进制调制);扩频处理模块将原始信号乘以扩频码序列,以实现信号的扩频。
2.接收端设计接收端主要包括解扩和信号恢复两个模块。
解扩模块对接收到的信号进行解扩,即将信号除以扩频码序列;信号恢复模块对解扩后的信号进行滤波和解调,最终得到原始信号。
二、信号处理设计信号处理是直接序列扩频通信系统中的关键环节,对其性能和抗干扰能力起着决定性作用。
下面将详细介绍信号处理的设计。
1.扩频码序列设计扩频码序列的设计非常重要,它直接影响到扩频通信系统的性能。
常用的扩频码序列有伪随机码(PN码)和正交码等,可以通过Matlab等工具进行生成和优化。
2.扩频处理设计扩频处理是将原始信号与扩频码序列进行乘积运算的过程。
可以采用数字乘法器或卷积器等方式实现,具体实现方式需要根据实际情况确定。
3.解扩和信号恢复设计解扩和信号恢复是接收端的重要环节,其中解扩模块用于将接收到的信号除以扩频码序列,信号恢复模块用于对解扩后的信号进行滤波和解调。
滤波器可以采用低通滤波器,解调方式可以根据信号特点选取。
三、性能评估设计对于直接序列扩频通信系统的性能评估,一般需要考虑以下几个方面:1.误码率评估误码率是衡量通信系统性能的重要参数。
可以通过对接收到的信号进行解码和比对的方式来评估误码率,并与理论值进行比较。
2.抗干扰性能评估扩频通信系统的抗干扰能力是其核心优势之一、可以通过仿真添加干扰信号,并比较接收到的信号与原始信号的相关性来评估抗干扰性能。
移动通信课程设计 直接序列扩频系统仿真
信息与通信工程学院移动通信课程设计实验报告题目:直接序列扩频系统仿真班级:姓名:学号:班内序号:日期:目录一、背景 (3)二、要求: (3)三、设计概述 (3)四、直接序列扩频系统仿真 (3)1、基本扩频系统仿真流程图 (3)2、matlab程序及仿真结果图 (5)2.1、生成m序列及m序列性质 (5)2.2、生成50位随机待发送二进制比特序列,并进行扩频编码 (6)2.3、对扩频前后信号进行BPSK调制,观察其时域波形 (8)2.4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (9)2.5、接收机与本地恢复载波相乘,比较扩频与否的时域波形 (11)2.6、与恢复载波相乘后,观察其频谱变化 (12)2.7、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (14)2.8、观察解扩后的信号波形、频谱 (15)2.9、比较扩频系统解扩前后信号带宽、信号功率谱 (16)2.10、对解扩信号进行采样判决 (18)五、仿真产生不同的伪随机序列 (21)1、m序列(跟四、2.1一样) (21)2、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (22)2.1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (23)2.2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (25)六、验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力 (27)1、加窄带干扰的直扩系统建模 (28)2、不同扩频序列长度下的误码率比较 (29)3、扩频序列长度N=7时,不同强度窄带干扰下的误码率比较 (30)七、分工 (30)八、心得体会 (30)一、背景直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。
在发送端,直扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去,在接受端又用相同的扩频序列进行解扩,回复出原有信息。
由于干扰信息与伪随机序列不相关,扩频后能够使窄带干扰得到有效的抑制,提高输出信噪比。
系统框图如下图所示:二、要求:1. 通过matlab建模,对直扩系统进行仿真2. 研究并仿真产生不同的伪随机序列3. 验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力,给出误码率等仿真曲线三、设计概述本次课设按要求完成,利用matlab进行直接扩频系统的仿真,利用BPSK调制,仿真了扩频、调制、解调、解扩过程,并对是否使用直接扩频进行了对比。
毕业设计扩频通信系统仿真
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。
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)通信系统是一种广泛应用于无线通信领域的通信技术,它通过将原始信号与伪随机噪声序列进行逐位相乘,从而将信号的带宽扩展到噪声频谱的宽度,从而实现抗干扰和保密性能的显著提高。
本文将通过仿真设计一个直接序列扩频通信系统,详细介绍其工作原理和仿真过程。
直接序列扩频通信系统由发送端和接收端组成。
在发送端,原始信号经过码片发生器生成伪随机噪声序列,并与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
扩频信号经过调制器进行调制,然后经过发射机发送到接收端。
在接收端,接收到的信号经过解调器进行解调,然后通过相关器与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
首先,需要设计码片发生器。
伪随机噪声序列在直接序列扩频通信系统中起到关键作用,它决定了信号的扩展带宽和抗干扰性能。
常用的伪随机噪声序列有伪随机码生成器(PN码)和高斯白噪声序列(AWGN)。
在仿真中,可以选择PN码作为伪随机噪声序列。
PN码的生成方式有很多,其中最常见的是使用移位寄存器和反馈电路生成的线性反馈移位寄存器(LFSR)。
其次,需要设计调制器和解调器。
在直接序列扩频通信系统中,常用的调制方式有二进制相移键控(BPSK)和四进制相移键控(QPSK)。
在仿真中,可以选择BPSK作为调制方式。
解调器与调制器相反,将接收到的扩频信号与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
最后,需要设计发射机和接收机。
发射机通过电路将调制后的扩频信号发射出去,接收机将接收到的信号通过电路进行放大和解调处理,从而得到原始信号。
在仿真中,可以使用MATLAB等仿真软件来实现直接序列扩频通信系统。
首先,定义参数包括信号的比特率、码片周期、发射功率等。
然后,生成随机的原始信号数据。
接下来,根据参数生成伪随机噪声序列。
将伪随机噪声序列与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
通过调制器进行调制,得到调制后的信号。
在接收端,通过解调器解调接收到的信号,得到解调后的扩频信号。
直接序列扩频(DS-SS)通信系统的仿真与实现 开题报告
南京师范大学毕业设计(论文)开题报告姓名:学号:学院: 泰州学院专业: 通信工程题目: 直接序列扩频通信系统的仿真与实现指导教师:2012 年 3月 10日一.本课题的目的及研究意义现代军事通信面临着纷繁复杂的干扰环境,因此具备足够的抗干扰能力,是未来通信发展至关重要的因素,这要求能够识别和抑制各种干扰。
扩频通信早期主要应用于军事目的,从世纪年代末、年代初开始,扩频技术在民用通信方面的应用逐渐兴起并迅速发展,例如在蜂窝数字移动通信系统中,扩频技术被用于克服多路径效应和抑制同信道干扰,新一代移动通信系统利用技术进一步提高频谱利用率和系统性能。
直接序列扩频系统是目前应用最广泛的一种扩频通信系统。
它最突出的优点是当扩频增益足够大时,系统具有良好的抗干扰能力。
直接序列扩频是高安全性高抗扰性的一种无线序列型号传输方式。
英文全称Direct Sequence Spread Spectrum,简称直扩方式(DS方式)。
通过利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。
直接序列扩频技术在军事通信和机密工业中得到了广泛的应用,现在甚至普及到一些民用的高端产品,例如信号基站、无线电视、蜂窝手机、无线婴儿监视器等,是一种可靠安全的工业应用方案扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用,到目前为止,其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统与直接序列扩频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
直接序列扩频系统,及DS-CDMA,主要是一种民用技术,在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。
欧洲的GSM标准和北美的以CDMA技术为基础的IS-95都在第二代移动通信系统(2G)的应用中取得了巨大的成功。
而在目前所有建议的第三代移动通信系统(3G)标准中(除了EDGE)都采用了某种形式的CDMA。
因此CDMA技术成为目前扩频技术中研究最多的对象。
直接序列扩频通信系统的设计与实现1.
直接序列扩频通信系统的设计与实现摘要:扩频通信,即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)是数字通信中的一种,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。
具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址(CDMA)等优点。
采用扩频通信可以在更恶劣的环境下正常工作,可以将信号隐蔽在噪声中。
在扩频通信系统中,直接序列扩频通信系统的应用最为广泛。
Matlab具有其他仿真软件(如Sysetemview和Maple等)所无可比拟的矩阵运算能力和系统仿真能力,Matlab的仿真工具包Simulink凭借其强大的数学功能,能实现精确的电路仿真。
关键词:直接序列扩频通信系统、Matlab、误码率目录第1章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3 本课程设计的主要内容 (1)第2章直接序列扩频通信系统 (2)2.1 直接序列扩频通信的理论基础 (2)2.2直接序列系统组成 (3)第3章扩频系统的设计与实现 (4)3.1直接通信系统仿真 (4)3.2直接扩频Matlab仿真组成框图 (4)3.3 BPSK调制 (5)3.3 m序列 (6)3.4 扩频系统的解扩 (7)3.5扩频系统的解调 (8)3.6误码率 (9)3.7直接序列扩频系统的实现 (9)第4章心得和结论 (15)附录 (16)参考文献 (21)第1章绪论1.1背景信息时代的到来,使我们对通信的依赖越来越大,由于信道的开放性,信息在传播过程中会加进各种各样的干扰,使得无线通信面临的干扰环境更为恶劣。
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。
基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真
基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真1.实验原理:直接序列扩频(DSSS)是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱,而在收端,用相同的扩频码序去进行解扩,把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
它是一种数字调制方法,具体说,就是将信源与一定的PN码(伪噪声码)进行摸二加。
例如说在发射端将"1"用11000100110,而将"0"用00110010110去代替,这个过程就实现了扩频,而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0",这就是解扩。
这样信源速率就被提高了11倍,同时也使处理增益达到 10DB以上,从而有效地提高了整机倍噪比。
1.1 直扩系统模型直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去,在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出发送的信号。
对干扰信号而言,与伪随机码不相关,在接收端被扩展,使落入信号通频带内的干扰信号功率大大降低,从而提高了相关的输出信噪比,达到了抗干扰的目的。
直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制,在码分多址通信中,其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK 等方式,本实验中采取BPSK方式。
直扩系统的组成如图1所示,与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流,伪随机码产生器产生伪随机码c(t),每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<<Ta)。
将信息码与伪随机码进行相乘或模二加,产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列,这时信息带宽已经被展宽(如图2b),然后用扩频序列去调制载波,则信号频谱被搬移到射频上(如图2c )。
在接收端,接收到的信号经混频后,用与发射同步的伪随机码对中频信号进行相关解扩,将信号的频带恢复为信息的频带,然后再进行解调,恢复出所传送的信息a(t)。
直接序列扩频通信系统仿真设计
主指导教师
王明华
日期:
2015年6月13日
摘
随着微处理器技术和大规模集成电路技术的快速发展,以及一些新的元器件的应用,扩频通信技术已经迈上了一个新的台阶,不仅在军事中占有重要的地位,在个人通信和计算机通信中也得到了广泛的应用,成为当今最具潜力的通信技术之一。因此,研究扩频通信具有很深远的意义。而直接序列扩频通信系统也因其抗干扰能力强、隐蔽性好、抗多径干扰、直扩通信速率高以及已用于实现码分多址等优点而被广泛应用。
[5]赵鸿图,茅艳.通信原理MATLAB仿真教程[M].北京:人民邮电出版社,2010,11.
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[7]黄智伟.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京:电子工业出版社,2011, 6.
1)该系统包括:数字信源、PN码发生器、扩频调制、BPSK调制、AWGN信道、扩频解调、信息解调;
2)用matlab编程实现各功能模块;
3)分析BER性能。
(2)工作要求:
①查阅参考文献,利用通信原理基本理论,分析系统工作原理,设计系统方框图;
②掌握计算机辅助设计方法,利用Matlab/Simulink、Systemview、Multisim、MaxPlusIII、QuartusII等软件进行仿真设计,具备独立设计能力;
基于matlab的直序扩频通信系统的仿真毕业设计
毕业设计基于matlab的直序扩频通信系统的仿真摘要根据扩频理论,用MATLAB对直接序列扩频通信系统进行了仿真。
根据香农定理和科捷尔尼科夫潜在抗干扰理论,通过MATLAB的仿真平台对直扩通信系统进行了仿真,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,接收端同步捕获过程采用数字匹配滤波器的原理。
在给定的仿真条件下,对仿真程序进行了运行测试,得到了预期的仿真结果。
关键词:直接序列扩频;通信;MATLABDirect sequence spread spectrum communication system based on matlab simulationAbstractIn this paper, based on the spread spectrum theory, I use MATLAB to simulate the direct sequence spread spectrum.According to the shannon theorem and jie's nico's potential interference theory, direct sequence spread spectrum is simulated by the simulation platform which is offered by MATLAB. And it tells the story of the design of various modules in detail. The receiver synchronization capture process adopts the principle of digital matched filter. In a given simulation conditions, I run the test simulation program and get the expectant simulation results.Key Words: direct sequence spread spectrum, communication, MATLAB目录1绪论 (1)1.1 扩频通信的概述 (1)1.2扩频通信的发展及应用 (1)2直接序列扩频通信 (3)2.1理论基础 (3)2.2扩频通信系统的指标 (4)2.3扩频通信的种类 (5)2.4直接序列扩频通信系统 (6)2.5 扩频序列 (10)2.6 扩频序列的同步捕获 (14)2.6.1 扩频序列的伪码同步 (14)2.6.2 扩频序列的同步捕获 (16)3 直接扩频系统MATLAB仿真 (24)3.1 直接扩频MATLAB仿真组成框图 (24)3.2 m序列发生器 (24)3.3 高斯噪声 (24)3.4干扰和解扩判决 (25)3.5仿真结果分析 (25)3.6实验心得 (27)附录 (28)参考文献 (32)致谢 (33)1 绪论1.1 扩频通信的概述扩频通信与光纤通信、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,它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上,在接收端通过相关接收,将信号恢复到信息带宽的一种系统[1]。
扩频通信系统仿真实验毕业设计
重庆交通大学信息科学与工程学院综合性设计性实验报告专业:通信工程14级学号:姓名:实验所属课程:移动通信原理与应用实验室(中心):信息技术软件实验室指导教师:2016年11月一、题目扩频通信系统仿真实验 二、仿真要求①传输的数据随机产生,要求采纳频带传输(DBPSK 调制); ②扩频码要求采纳周期为63(或127)的m 序列;③仿真从基站发送数据到三个不同的用户,各不同用户别离进行数据接收; ④设计三种不同的功率延迟散布,从基站抵达三个不同的用户别离通过量径衰落(途径数别离为2,3,4);⑤三个用户接收端别离解出各自的数据并与发送前的数据进行过失比较。
三、仿真方案详细设计通信系统的整体框图:发送部份 接收部份发射机原理图用户1发射机用户2发射机用户3发射机多径,高斯信道用户1接收机 用户2接收机 用户3接收机接收机原理如图,整个设计由发送端、信道和接收机组成。
其中发射端要紧完成m 序列的产生,随机0,1序列的产生。
然后利用m 序列对产生的随扩频码t0cos ωt0cos ω扩频码调制之后的信号接收信号机序列进行扩频,然后再用DPSK调制方式先对其进差分编码再进行调制。
信道要紧模拟信号的多径传输,在那个信道中一共有三个用户的数据进行传输,用户一通过了2径衰落,用户二通过了3径衰落,用户三通过了4径衰落。
接收端接收到的信号是几路多径信号的加噪后的叠加,第一要完成信号的解扩,然后再解调,滤波,抽样裁决,差分译码最后别离与原始信号比较并统计误码率。
流程图:扩频1.扩频码(m序列)的产生:扩频码为伪随机序列,本实验采纳自相关特性好,相互关特性较差的M序列,因为有三路用户,应选取带有6位移位寄放器,周期为63的m序列。
其对应的二进制序列别离为:1000011,1100111,1101101.以1000011为例,其具体的寄放器结构图如下所示:初始化各寄放器单元内容为1二、扩频:扩频的要紧思想是每一名数据位都扩展成长度为m序列长的信息,其具体做法是将数据信息中的‘1’用m序列代替,而关于‘-1’用-m序列代替,如此对每一个数据位都进行扩展就实现了对原始数据的扩频。
直接序列扩频通信系统的设计和仿真与实现
【摘要】直接序列扩频通信系统(DS-CDMA)因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址(CDMA)、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点,而被广泛应用于许多领域中。
针对频通信广泛的应用,本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真,使其更加形象和具体。
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。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
直接序列扩频通信系统仿真程序
直接序列扩频通信系统仿真程序一、引言直接序列扩频通信系统(DSSS)是一种使用扩频技术实现的数字通信系统,其特点是能够通过使用更宽的频带来降低信噪比,从而实现更高的信道容量和更好的通信质量。
DSSS系统中最关键的部分是序列扩频器,它用于将原始信号通过一个码序列进行扩频,从而实现信号的保护和隐私性保密。
二、序列扩频器原理序列扩频器是DSSS系统中最核心的部分,其主要工作原理是通过使用一个宽带码序列对原始信号进行扩展。
该码序列通常是一个在长度上比原始信号大若干倍的伪随机序列,可以使用众多算法生成,如Gold序列、Walsh 序列等,其中Gold序列常用于商业应用中的CDMA系统中。
通过将原始信号与码序列进行异或操作,实现了将信号进行扩展的目的。
扩展后信号的带宽变得非常宽,相比于原始信号在频域上呈现均匀的频率分布特性,扩展后的信号则呈现很强的周期性,这种特性使得DSSS的信号在信道传输过程中更加能抵抗干扰,提高了信号的可靠性。
三、DSSS通信系统仿真程序的设计1、通信信道建立与维护仿真程序的第一步是建立DSSS系统的通信信道,并模拟不同信噪比情况下的传输效果。
该部分主要包括以下几个步骤:(1)生成码序列:利用C++编写随机码序列生成算法,生成Gold码或其他可配置的伪随机码序列。
(2)信道建立:模拟先建立一个单向链路,客户端发送消息并收到稳定响应后,再建立起全双工链路模拟通信。
(3)信道参数配置:该部分需考虑到信道的图像频率、多径干扰以及其他常见的传输干扰因素,并可以根据需求对不同的信道参数进行灵活的配置和调整。
2、数据源与数据解调器在DSSS系统中,数据源是指模拟传输数据的源头,主要由数据生成器和调制器组成,在仿真程序中,该部分主要包括以下工作:(1)消息生成:即通过各种方式模拟生成特定格式的传输数据。
(2)消息调制:对消息进行不同方式的调制,可以用多种方法完成,常用的有BPSK(二进制相移键控)调制方式以及QAM(正交幅度调制)等。
直接序列扩频通信系统的MATLAB仿真毕业论文
直接序列扩频通信系统的MATLAB仿真毕业论文摘要直接扩频序列调制是用速率很高的伪噪声码序列与信息码序列模二相加后(波形相乘)得带复合码序列,用复合码序列去制载波相位,从而获得直接扩频序列信号的。
直接扩频通信具有低截获概率、抗干扰能力强以及易于实现码分多址等优点,在抗干扰通信及民用移动通信中都得到了广泛的应用。
先阐述了扩频通信的基本原理、主要性能指标及其工作特点,然后根据香农定理在抗下扰理论,借助工具箱和仿真算法,建立了直接序列扩频通信系统仿真模型。
通过分析无干扰时的误码率仿真曲线与理论计算值,证明了所建仿真模型的正确性。
在MATLAB程序仿真部分,主要分为6大部分,分别为主函数,发送模块,接收模块,AWNG信道,Walsh函数和差错计数器。
通过主函数对各个子函数的调用,实现4个用户的随机数据的发送和接收,同时生成前4个用户在整个传输过程中的各种波形变化图,并对系统信噪比与误码率关系进行分析。
扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。
扩频技术具有抗干扰能力强,保密性好,易于实现多址通信等优点,因此该技术越来越受到人们的重视,这也是选择本次课题研究的原因所在。
关键词:直接序列扩频信号,通信,MATLABABSTRACTDirect-sequence spread spectrum transmitters (DS-SS) use a periodical pseudo-random sequence (PN sequence) to modulate the baseband signal,and exploit the modulated signal to control the phase of carrier wave. Because DS signals show many advantages such as anti-jamming capability. low probability of interception. multiple access capability and so on. direct sequence spread spectrum signals have been widely applied for secure communications and mobile communications known as Code Division Multiple Access System.This thesis expounds the basic principles of spread spectrum communication, and then article mainly acts according to the Shannon theorem.with the aid of matlab toolbox. it has established the direct sequence spread spectrum communications system simulation model which does not have when the disturbance through the analysis corror rate simulation curve and theory predicted value, had proven constructs the simulation model the accuracy.In the MATLAB simulation part, mainly divides into six parts, respectively is given priority to function, sending module, receiving module, AWNG channel, Walsh function and error counter. Through the main function of each function call, realize four user random data sending and receiving, at the same time generate before four users throughout the various waveform variation in the process of transmission, and the relationship between signal to noise ratio and bit error rate of the system were analyzed.Spread spectrum communication is an important branch of communication and channel development direction of communication system. Spread spectrum technology has the features such as strong anti-jamming capability, the secrecy good, the advantages of easy to realize multiple access communication, therefore the technology more and more get the attention of people, this is also why choose this topic research.第一章绪论人类社会进入到了信息社会,通信现代化是人类社会进入信息时代的重要标志。
实验七 直接序列扩频系统仿真
实验七直接序列扩频系统(扩频部分)仿真(一)实验目的直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。
在发送端,直扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去,在接受端又用相同的扩频序列进行解扩,回复出原有信息。
由于干扰信息与伪随机序列不相关,扩频后能够使窄带干扰得到有效的抑制,提高输出信噪比。
系统框图如下图所示:本次实验只要求完成扩频编码部分,信号在信道的传输以及在接收端的解扩部分作为课后同学们自己学习。
(二)实验设备计算机,Matlab软件(三)实验要求本实验属于设计实验,请根据(四)实验内容的步骤,附上实验程序和仿真结果图。
请在页眉处填写班级、学号、姓名,并将实验报告命名为“实验七_学号_姓名”,并通过FTP上传至指定文件夹。
(四)实验内容1)设计一个7位双极性的m序列。
(参照前面做的实验四)2)设计一个5位随机的待发送的二进制序列。
3)利用产生的7位双极性m序列对待发送的二进制序列进行扩频,画出扩频前原始信号和扩频后的信号。
图1 基本扩频系统(扩频部分)仿真流程图1、生成m序列(请参照实验四)采用n=3级的移位寄存器产生7位长的m序列,移位寄存器结构如图1:图1 移位寄存器结构各寄存器初值分别为[1 1 1],参照该移位寄存器的结构图和表1,用Matlab 语言编写程序,生成m序列。
表1D1 D2 D31 0 0 1 0 1 1 11111111扩频序列5位随机二进制比特7位双极性m序列D1 D2 D3+时钟脉冲输出- 2 -7位单极性m序列程序参考程序如下Function m=my_m()clear all;clc;D1=1;D2=1;D3=1;N=7;m=zeros(1,N);for i=1:Nm(i)=D3;D1old=D1;D1=xor(D2,D3);D3=D2;D2=D1old;endstem(m);ylabel('m 序列');title('移位寄存器产生的7位M序列');end请自己编写程序生成初始状态为[0 0 1]的7位双极性的m序列,提示:请在7位单极性的m序列的程序基础上修改。
直接序列扩频通信系统仿真设计
南华大学通信原理课程设计设计题目:直接序列扩频通信系统仿真设计专业:通信工程学生姓名: 谭雪棋学号: 2012起迄日期: 2015年6月15日—2015年6月30日指导教师: 王明华系主任:邓贤君《通信原理课程设计》任务书1.课程设计的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1)技术要求1)该系统包括:数字信源、PN码发生器、扩频调制、BPSK调制、AWGN信道、扩频解调、信息解调;2)用matlab编程实现各功能模块;3)分析BER性能。
(2)工作要求:①查阅参考文献,利用通信原理基本理论,分析系统工作原理,设计系统方框图;②掌握计算机辅助设计方法,利用Matlab/Simulink、Systemview、Multisim、MaxPlusIII、QuartusII等软件进行仿真设计,具备独立设计能力;③熟悉通信系统的调试和测量方法;④掌握电子电路安装调试技术,选择合适的元器件搭接实际电路,掌握电路的测试和故障排除方法,提高分析问题和解决问题的能力。
⑤不能直接从网上或其他资料下载拷贝,一旦发现雷同35%以上,则相关雷同设计的成绩都为不及格。
⑥按时完成设计报告;提交的电子稿必须在附录中含有全套仿真源文件、或设计原图(电子稿是以“学生学号姓名”为命名的压缩文件);并提交纸质设计报告书。
⑦随机抽查,并进行最后答辩。
2.对课程设计成果的要求〔包括图表(或实物)等硬件要求〕:写出设计说明书,语言流畅简洁,文字3500~5000字。
用软件编程语言实现时,写出详细的注释,并画出各种信号的时域频域波形,分析实验结果;硬件设计电路,需要详细分析安装调试过程,分析实验结果。
仿真设计类要求有仿真流程图、调试时的电脑屏幕截图;实物设计类要求图纸布局合理,符合工程要求,使用Protel软件绘出原理图(SCH)和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。
3.主要参考文献:[1]樊昌信.通信原理(第6版)[M].北京:电子工业出版社,2012,12.[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京:国防工业出版社,2006,9.[3]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京:电子工业出版社,2011,11.[4]张水英,徐伟强.通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京:人民邮电出版社,2012,9.[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京:人民邮电出版社,2010,11.[6]赵静,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2010,1.[7]黄智伟 .基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京:电子工业出版社,2011, 6.4.课程设计工作进度计划:序号起迄日期工作内容2015.6.15~2015.6.20 查阅资料,系统方案设计2015.6.21~2015.6.24 用编程语言或者仿真软件进行设计2015.6.25~2015.6.28 程序、软件、实物的调试,排除故障,分析实验结果2015.6.29~2015.6.30 分析总结,整理设计报告主指导教师王明华日期: 2015 年 6 月 13 日摘要随着微处理器技术和大规模集成电路技术的快速发展,以及一些新的元器件的应用,扩频通信技术已经迈上了一个新的台阶,不仅在军事中占有重要的地位,在个人通信和计算机通信中也得到了广泛的应用,成为当今最具潜力的通信技术之一。
直接序列扩频通信系统的设计
直接序列扩频通信系统的设计摘要:直接序列扩频通信系统(DS-CDMA)因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址(CDMA)、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点,而被广泛应用于许多领域中。
针对频通信广泛的应用,本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真,使其更加形象和具体。
关键词:直接序列扩频通信系统,码分多址,MATLAB仿真,SINMULINK模块仿真ABSTRACT:Direct sequence spread spectrum communication system because of its advantage such as strong anti-disturbance,hidden, being easy to realize CDMA ,anti-multi-path interference,DS communications rate higher strengths and so ,so it is widely used in many fields. With the wide use of the direct sequence spread spectrum communication technique , this text use communication simulated module of SIMULINK in the toolbox of MATLAB and MATLAB functions to make an analysis and emulation to DS-CDMA system and make the system more image and particular.Key words:DS-CDMA ,CDMA,MATLAB ,SINMULINK1.前言直接序列扩展频谱通信是将待发送的信息码用伪随机码调制进行频谱扩展,在接收端用同样的伪随机码进行解扩处理,恢复原始信号的通信方式。
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沈阳理工大学毕业设计(论文)成绩评定学生姓名:专业:通信工程学号:题目:直接序列扩频通信仿真实现毕业设计(论文)答辩委员会(小组)评语:答辩评分:答辩委员会主任(组长)(签字):年月日毕业设计(论文)成绩毕业设计(论文)总评成绩(等级):答辩委员会主任(签字):年月日毕业设计(论文)评语毕业设计(论文)任务书学生毕业设计档案*注:阶段成绩分A、B、C三级:A为全面完成任务、B为完成任务、C为完成摘要直接序列扩频通信系统因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址(CDMA)、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点,在个人通信网、无线局域网、第三代移动通信、卫星通信以及军事战术通信等领域得到广泛应用。
本文以扩频通信理论为基础,用MATLAB工具箱中的Simulink通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了仿真分析,在给定条件下运行了仿真程序,得到了预期的结果。
本文具体介绍了扩频通信的国内外发展背景和发展趋势,阐明了扩频通信在当今社会的重要性,扩频通信是70年代中期迅速发展起来的一种新型的通信系统,它抗干扰能力、抗衰落能力、抗多径的能力是上述其它通信系统无与伦比的。
根据扩频通信的特点和原理,对扩频通信进行具体分析如扩频同步,扩频码序列,扩频增益和抗干扰容限等相关问题进行了具体研究,同时介绍了扩频通信在各个领域的应用,说明了其重要性所在。
关键词:扩频通信;同步;调制;Simulink仿真;解调AbstractThe direct sequence spread spectrum communication system is widely used in various areas, such as personal communication, networks, wireless local area network, the third generation mobile communications, satellite communications and military tactical communications, because of its many advantages: strong anti-interference, good for hiding, easy to implement code division multiple access (CDMA), anti-multipath interference, and higher DSSS communication rate.Based on spread spectrum communication theory, By using Simulink, and MATLAB function,the direct sequence spread frequency communication was simulated, and under the given conditions, the simulation program running the expected results. The article specifically on the spread-spectrum communications background and the development of domestic and international development trends, clarify the spread spectrum communication in today's society of the importance of spread spectrum communication is the mid-1970s up to the rapid development of a new type of communications system, and its anti-interference capability, Anti-Fading capacity, multi-path resistance is the ability of these other communication systems incomparable. According to spread-spectrum communications features and principles of spread spectrum communications for a specific analysis such as spread spectrum synchronization, the spreading code sequences, Spreading Gain and interference tolerance, and other issues related to the specific research, Meanwhile on the spread spectrum communication in various fields of application, shows its importance lies. Finally, based on the simulation software MATLAB Simulink tools for dynamic simulation, come out with a complete simulation results, using Simulink summed up the basic methods and steps.Keywords: Spread spectrum communication; Synchronization; Modulation; Simulink;Demodulation目录1 绪论 (1)1.1 直接序列扩频通信系统的发展 (1)1.2 直接序列扩频通信应用背景 (2)1.3 直接序列扩频通信的特点 (3)1.4 课题介绍 (4)2 直接序列扩频通信技术及其理论基础 (5)2.1 直接序列扩频通信的定义 (5)2.2 直接序列扩频通信的基本概念 (8)2.3 直接序列扩频通信的扩频和解扩过程 (9)3 直接序列扩频通信原理 (11)3.1 直扩系统的同步 (11)3.2 扩频码序列的相关性 (18)3.3 m序列 (20)3.4 扩频增益和抗干扰容限 (24)3.5 直扩信号的抗截获性 (25)3.6 直扩系统的抗多径干扰性能 (25)3.7 直扩测距定时系统 (26)3.8 扩频通信的应用领域 (26)4 直接序列扩频通信系统的Simulink仿真 (29)4.1 Simulink的介绍 (29)4.2 Simulink简单建模 (30)4.3 Simulink仿真技术 (33)4.3.1 Simulink窗口环境 (33)4.3.2 功能模块的设置 (36)4.3.3 Simulink对通信系统的仿真 (38)4.4 MATLAB源程序设计 (40)5 仿真结果及分析 (48)5.1 扩频与解扩的Simulink仿真图 (48)5.2 BPSK调制的Simulink仿真图 (50)5.3 编码信道的Simulink仿真图 (52)5.4 先扩频后调制的扩频通信系统Simulink仿真图 (53)5.4.1 各模块的主要参数设置 (55)5.4.2 各示波器所显示的仿真波形 (59)致谢 (63)参考文献 (64)附录A 英文原文 (65)附录B 汉语翻译 (71)1 绪论1.1 直接序列扩频通信系统的发展直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技术是二战期间开发的,最初的用途是为军事通信提供安全保障, 是美军重要的无线保密通信技术。
这种技术使敌人很难探测到信号。
即便探测到信号,如果不知道正确的编码,也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。
有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr和钢琴家George Antheil提出的。
基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路,他们申请了美国专利#2.292.387。
不幸的是,当时该技术并没有引起美国军方的重视,直到十九世纪八十年代才引起关注,将它用于敌对环境中的无线通信系统。
在40年代至50年代,主要进行了信息论的研究,抗干扰理论的研究和编码理论的研究。
在70年代中期这种新型的通信系统迅速发展起来,由于它的抗噪声的特性,直接序列扩频技术非常适合商业应用。
在容许无线设备公开使用的电磁环境里,它对其他传统微波设备造成最小的干扰,同时对附近其他设备有更高的抗扰性。
同时1977年,IEEE 发表了扩频通信文集。
1978年,在日本京都召开的国际无线通信咨询委员会公布了研究成果。
1982年,美国召开第一次军事通信会议,两次报告在军事中的应用。
在1985年,美国又提出CDMA(码分多址)的概念同年美国联邦通信委员会(FCC)制定扩频通信的标准和规范,逐步转入民用的商业化研究。
上世纪80年代末,晶体电子技术的先进程度已经足以提供商用的、成本效益好的直接序列扩频系统。
进入90年代,美国国家航空和航天管理局提出CDMA方式的频谱利用率高于FDMA方式,对扩频通信的研究产生深远影响,其后各公司逐步生产商业产品。
我国自80年代以来亦开展了扩频通信系统的研制工作,在中波和超短波的扩频通信也已有产品用于军事通信上,而短波跳频通信正处于理论探讨和实验阶段随着移动通信的迅猛发展,目前3G系统由研制开发逐步进入商用并且向第四代无线多媒体通信飞速发展。
根据ITU的标准,世界各大电信公司联盟均提出了自己的第三代移动通信系统方案,虽然第三代移动通信系统的标准差异很大,但采用码分多址技术已经达成共识。
目前国外扩频通信系统发展相当迅速,尤其是中、长波和超短波已相当成熟,已生产出各种类型的扩频通信系统,并广泛地用于多个领域,尤其是资源探测,交通管理部门(如GPS系统)和军事部门,(如海湾战争)均用到这种通信系统。
现在直扩技术被广泛应用于包括计算机无线网等许多领域。
扩频技术在发展的初始阶段,就已经实现了理论和技术上的重大突破,在此后的发展过程中主要是硬件的改善和性能的提高。
它抗干扰能力、抗衰落能力、抗多径的能力是其它通信系统无与伦比的。
随着科技的发展,扩频技术必将获得更加广阔的应用空间。
1.2 直接序列扩频通信应用背景直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。