畢業(yè)論文-基于matlab的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)置為負(fù)數(shù)，可驗(yàn)證擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗噪聲能力。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 12 頁 最小相移鍵控解調(diào) （ MPSK Demodulator Passband） 對解擴(kuò)后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)基帶信 號(hào)。 誤碼率分析儀（ Error Rate Calculation） 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，在誤碼儀模塊的對話框中要設(shè)置一個(gè)合適的延遲。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁 其他設(shè)置 RELAY 的設(shè)置 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁 product 的設(shè)置 display 的設(shè)置 頻譜分析儀（ spectrum scope）的設(shè)置 系統(tǒng)中有四個(gè)頻譜分析儀器，分別命名為： baseband、 mod、 SS 和 DSS。其中， baseband 能觀察基帶信號(hào)的頻譜； mod 能觀察到基帶信號(hào)調(diào)制到頻帶后的頻 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 15 頁 譜； SS 能觀察擴(kuò)頻后的頻譜； DSS 能觀察解擴(kuò)解調(diào)后的接受端輸出信號(hào)的頻譜。這四個(gè)頻譜分析儀的參數(shù)設(shè)置大致一致，其前方的零階保持器的采樣時(shí)間略有不同。 頻譜分析儀名稱 Baseband Mod SS DSS 采樣時(shí)間（ s） 1/30000 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 16 頁 Simulink 仿真結(jié)果 ? 基帶信號(hào)的頻譜如下 ? 經(jīng)調(diào)制后頻譜如下 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 17 頁 ? 擴(kuò)頻后頻 譜如下 ? 接收端恢復(fù)后的輸出信號(hào)頻譜如下 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 18 頁 ? 誤碼計(jì)算儀的結(jié)果 Simulink 仿真結(jié)果分析 可以看出，基帶信號(hào)的頻率分量主要是在 100Hz 到 100Hz，這與信號(hào)源所設(shè)置的頻率相符合。基帶信號(hào)進(jìn)過 MPSK 調(diào)制后，正頻域的頻率分量集中在 處，可看出載波頻率為 3KHz，這個(gè)結(jié)果與 MPSK 調(diào)制器所設(shè)置的載波頻率一致。頻帶信號(hào)經(jīng)過與 PN 碼相乘擴(kuò)頻后，觀察其信號(hào)的頻譜可以看出，正頻域的頻率分量主要集中在 0Hz 到 20KHz 這主瓣 中，帶寬擴(kuò)展了約 20倍。此時(shí)信號(hào)將經(jīng)過模擬信道的 AWGN 信道模塊，來到接收端。在接收端處，先經(jīng)過解擴(kuò)（即與擴(kuò)頻 PN 碼同步的 PN 碼相乘），得到解擴(kuò)后的頻帶信號(hào)，再經(jīng)過解調(diào)模塊，恢復(fù)成基帶信號(hào)。觀察恢復(fù)后的信號(hào)的頻譜，與信源處的信號(hào)基本一致。 再看系統(tǒng)的誤碼率計(jì)算分析。 輸出的數(shù)據(jù)是一個(gè) n 行（與輸入數(shù)據(jù)數(shù)目相等） 3 列的矩陣。 第 1 列是差錯(cuò)率， 第 2 列是差錯(cuò)碼的數(shù)量， 第 3 列是碼元總數(shù)即前述的 n。 可看出，差錯(cuò)率為 ，差錯(cuò)碼的數(shù)量為 2，碼元總數(shù)為 1000。由此可見，系統(tǒng)具有較好的抗噪聲性能。企抗噪聲原理 如圖 3 所示。 圖 6 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗噪聲原理示意圖 a ( f ) f m － f mo － f c f c f fod ( f ) 或 c ( f )J ( f )s ( f ) f 0 fo f I)( fJ ?)( fs ? foo f I)( fJ ??)( fs ? f 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 19 頁 m 文件的仿真結(jié)果 仿真結(jié)果如圖 7 和圖 8 所示。其中， 圖 4 是信號(hào)比和誤碼率的值；圖 5 是繪制 的函數(shù)關(guān)系圖像。 圖 7 仿真結(jié)果的值 圖 8 信噪比和誤碼率的關(guān)系函數(shù)圖象 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 20 頁 m 文件的仿真結(jié)果分析 通過觀察可知，信噪比越大，系統(tǒng)的誤碼率越小。這符合通信原理的規(guī)律。從圖中還可得知，在負(fù)的信噪比條件下，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)還能有比較小的誤碼率。可知擴(kuò)頻 系統(tǒng)的抗干擾性能很好，能在負(fù)信噪比條件下工作。這是因?yàn)閿U(kuò)頻系統(tǒng)特有的頻譜擴(kuò)展特點(diǎn)和特有的解擴(kuò)技術(shù)，能使有用信號(hào)淹沒在偽噪聲之中，通過相關(guān)解擴(kuò)將之還原。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 21 頁 擴(kuò)頻通信技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用：在軍事上，在現(xiàn)代科技的許多領(lǐng)域中，擴(kuò)頻技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。如空間系統(tǒng)通信、航空及航海電子系統(tǒng)等等。 在民用通信中： 90年代以來，擴(kuò)頻通信開始向民用通信領(lǐng)域發(fā)展。一是隨著國際形勢的變化，原來從事軍品開發(fā)的部門與企業(yè)都紛紛轉(zhuǎn)入民用開發(fā)，以尋找出路；二是數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信、個(gè)人通信等新興通信方式，要求采用能節(jié)約頻帶的技術(shù) ，解決頻帶擁擠問題，使人們考慮到擴(kuò)頻通信可以與現(xiàn)有通信并存，是提高頻帶利用率的有效途徑；三是市場需求的推動(dòng)，采用新技術(shù)是為了占有國內(nèi)市場，競爭國際市場。 擴(kuò)頻通信的未來發(fā)展方向：隨著擴(kuò)頻通信的迅速發(fā)展，特別是 頻段擴(kuò)頻系統(tǒng)的大量使用，擴(kuò)頻系統(tǒng)之間的干擾問題越來越突出總的來說，擴(kuò)頻通信是當(dāng)代通信技術(shù)的重大突破，是當(dāng)今高新科技的熱點(diǎn)之一，發(fā)展變化非常快，有時(shí)真是：山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一春。大概這也是擴(kuò)頻通信的魅力所在 【 6】 。 擴(kuò)頻通信以其較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落、抗多徑性能而成為第三代通信的核心技術(shù) ，結(jié)果表明，擴(kuò)頻系統(tǒng)對正弦干擾有著良好的抗干擾性，增大信噪比可以有效抑制正弦信號(hào)的干擾。可以廣泛應(yīng)用于對抗干擾性和保密性要求較高的軍用或民用通信。本人通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入地研究學(xué)習(xí)擴(kuò)頻通信技術(shù)及對它進(jìn)行仿真應(yīng)用，將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，從而鞏固通信專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的個(gè)人學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 22 頁 致謝 非常感謝 唐海玲 老師， 唐海玲 老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段 ——畢業(yè)論文階段給自己的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她放棄了自己 的休息時(shí)間，她的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精神令人欽佩， 唐老師對學(xué)科前沿的敏銳把握能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及一絲不茍的工作作風(fēng)，使我受益匪淺。無論是在平時(shí)學(xué)習(xí)階段，還是在論文寫作過程中，唐老師對我的教誨和對我在做論文時(shí)各方面的支持，我會(huì)永遠(yuǎn)記在心里。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和治學(xué)態(tài)度，深刻地影響著我，是我今后學(xué)習(xí)和工作的楷模。 在此我向唐老師表示我誠摯的謝意。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！ 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 23 頁 參考文獻(xiàn) [1]曾興雯，劉乃 安，孫獻(xiàn)璞 .擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù) [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022 [2]李建新，劉乃安，劉繼平 .現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真 MATALAB通信工具箱 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022 [3]徐明遠(yuǎn)，邵玉斌 .MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用 [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2022 [4]劉樹棠 .現(xiàn)代通信系統(tǒng) [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2022 [5] 張蕾，鄭實(shí)勤 . 基于 MATLAB的直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能仿真分析研究 [J]. 電氣傳動(dòng)自動(dòng)化， 2022 年第 3 期 . 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[9] 邵保華 . 軟件無線電在擴(kuò)頻通信發(fā)射中的應(yīng)用研究 [D]. 哈爾濱工程大學(xué)， 2022 年 . 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 24 頁 附錄 選取 m 序列作為仿真系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼，產(chǎn)生函數(shù)如下： function [mout] = mseq(stg, taps, inidata, n) %變量含義說明 % stg m 序列階數(shù) % taps 線性移位寄存器的系數(shù) % inidata 序列的初始化 % n 輸出序列的數(shù)目 % mout 輸出的 m 序列 if nargin 4 n = 1。 end mout = zeros(n,2^stg1)。 fpos = zeros(stg,1)。 fpos(taps) = 1。 for ii=1:2^stg1 mout(1,ii) = inidata(stg)。 % 輸出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) num = mod(inidata*fpos,2)。 % 反饋數(shù)據(jù)的計(jì)算 inidata(2:stg) = inidata(1:stg1)。 % 線形移位寄存器的一次移位 inidata(1) = num。 % 返回反饋值 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 25 頁 end if n 1 for ii=2:n mout(ii,:) = shift(mout(ii1,:),1,0)。 end end 發(fā)射機(jī)部分 發(fā)射機(jī)部分包括擴(kuò)頻和調(diào)制兩部分。 QPSK調(diào)制部分 此處采用 QPSK調(diào)制，相比 SIMULINK的 MPSK調(diào)制的實(shí)現(xiàn)要求要低一些。 function [iout,qout]=qpskmod(paradata,para,nd,ml) %各變量含義說明 % paradata 輸入數(shù)據(jù) % iout 輸出的實(shí)部數(shù)據(jù) % qout 輸出的虛部數(shù)據(jù) % para 并行信道數(shù) % nd 輸入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù) % ml 調(diào)制階數(shù) m2=ml./2。 paradata2=paradata.*21。 count2=0。 for jj=1:nd isi = zeros(para,1)。 isq = zeros(para,1)。 for ii = 1 : m2 isi = isi + 2.^( m2 ii ) .* paradata2((1:para),ii+count2)。 isq = isq + 2.^( m2 ii ) .* paradata2((1:para),m2+ii+count2)。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)論文 第 26 頁 end iout((1:para),jj)=isi。 qout((1:para),jj)=isq。 count2=count2+ml。 end 擴(kuò)頻部分 function [iout, qout] = spread(idata, qdata, code1) %變量含義說明 % idata 輸入序列實(shí)部 % qdata 輸入序列虛部 % iout 輸出序列實(shí)部 % qout 輸出序列虛部 % code1 擴(kuò)頻碼序列 switch nargin case { 0 , 1 } error(39。lack of input argument39。)。 case 2 code1 = qdata。 qdata = idata。 end [hn,vn] = size(idata)。 [hc,vc] = size(code1)。 if hn hc error(39。lack of spread code sequences39。)。 end iout = zeros(hn,vn*vc)。 qout = zeros(hn,vn*vc)。 for ii=1:hn iout(ii,:) = reshape(rot90(code1(ii,:),3)*idata(ii,:),1,vn*vc)。