直接序列扩频通信系统仿真设计

1、.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: 20129400125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：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；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；熟悉通信系统的调试和测量方法；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。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。按时完成设计报告；提交的电

2、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。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35005000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,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

3、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 容查阅资料,系统方案设计用编程语言或者仿真软件进行设计程序、软件、实物的调试,排除故障,分析实验结果分析总结,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。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。直接序列扩频主要是将要发送的信息用PN码伪随机码扩展到一个较宽的频带上去,在接收端用与发送端扩展用的相同的PN码对接收到的扩频信号进行处理,恢复发送的信息。本次实验将深入的研究和学习直接序列扩频通信系统并对其进

4、行仿真,将所学到的知识进行归纳和总结,以此巩固通信专业基础知识,也可以复习MATLAB等学习工具的使用方法,为今后的个人学习和工作打下基础。关键词：直接序列；扩频通信；仿真设计.AbstractWith the rapid development of the microprocessor technology and large scale integrated circuit technology, and the application of some new components, spread spectrum communication technology has stepped on a a new level, not only plays an important role in the military, in personal communication and computer communication has also been widely used, become one of the most potential communication tech

5、nology today. Therefore, it is very important to study the spread spectrum communication. The direct sequence spread spectrum communication system has been widely used in the system because of its strong anti-interference ability, good concealment, anti multipath interference, high direct spread communication rate and has been used to realize code division multiple access.Direct sequence spread spectrum is mainly to send information by PN 其中,C为系统信道容量；W为系统信道带宽；N为噪声功率S为信号功率。由上式可得,加大带宽W或提高信噪比S/N可以提

6、高信道容量C。也就是说当信道容量C一定时,信道带宽W和信噪比S/N是可互换的,增加带宽可以降低对信噪比的要求,使有用信号的功率接近甚至消失在噪声功率之下。 扩频通信就是通过增加带宽来换取较低的信噪比,这就是扩频通信的基本思想和理论依据。当信噪比不能提高时,可以通过增大带宽,提高信道容量。扩频通信的方式有很多种,例如直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频等。这次实验将对直接序列扩频进行分析和仿真。1.2 直接序列扩频的基本原理直接序列扩频的原理是,直接用具有高速率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。而接收端,用相同的扩频码序列进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始信息。如图1-1。图1-1 直扩通信系统的组成框图信息信码mBPSK调制载波PN 码扩频解调本地PN码BPSK解调本地载波34载波0 1 11 1 1 101011信码mt2伪码pt5PSK已调波7相位6相位9解调输出8中频调相图1-2 直扩通信系统的主要相位或波形在发送端输入信息mt二进制数据,图中为0、1两个码元,其码元宽度为。加入扩频解调器模2加法器,扩频码是一个PN码伪随机码,记作pt。伪码的波形如图 1-2 中的第2个波形,其码元宽度为,且取=16。模2加法器的运算规则可用下式表示 12 当mt与pt符号相同时,ct为0；而当mt与pt不同时,则为1。ct的波形如图1-2所示中的第3个波形。由图可见,当信码mt为0时,ct与pt相同；而当信码mt为1时,则ct为pt取反既是。显然,包含信码的ct其码元宽度已变成了,即已进行了频谱扩展。经过分析可知,通过扩频调制信号ct可看作只取1的二进制波形,然后对载频进行调制。通过发射机中推动级、功放和输出电路加至天线发射出去。图1-2中的第5个图为已调波 的波形。这里,当ct为一码时,已调波与载波取反相；而当ct为0码时,取同相。已调波与载波的相位关系如图1-2中的第6个图所示。发射信号经过信道传输,经过接收机的输入电路、高频放大器等,输出信号仍为。相关器完成相干解调和解扩。接收端的PN码与发端的PN码相同。接收端本地调相情况与发端相似,这里的调制信号是pt,即调相器输出信号的相位仅取决于pt,当pt=1时,的相位为；当pt=0时,的相位为0。信号的相位如图1-2中7所示。相关器在这里可等效为对输入相关器的

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