直扩系统仿真报告.doc

基于MATLAB的直接序列扩频通信仿真 系统概述 直接序列调制扩展频谱通信系统（direct sequence spread spectrum communication system, DS-SS），简称直接序列系统或直扩系统，是用待传输的信息信号与高速率的伪噪声（伪随机）码波形相乘后，去直接控制载波信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。而在接收端，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的信息。用于频谱扩展的伪随机序列称为扩频码序列。 扩频通信技术是一种具有优良抗干扰性能的技术，它主要具有抗干扰性能好、选择性寻址能力强、必威体育官网网址性性能好、频谱密度低、高分辨率测距等一系列优点。 本次实验通过MATLAB程序仿真来观察信息码、扩频码的产生以及信息码的恢复，并计算不同信噪比情况下系统的误码率，分析系统的性能。 技术指标 码率：10B 信息码长度：20 信息码的码元宽度：0.1s 扩频码的码元宽度：0.001s 信息码处理增益：100 M序列级数：7级 系统结构 图3.1直扩仿真系统结构框图 系统工作原理 直接序列扩频系统是将基带信号d(t)与一个高速的伪码信号c(t)进行时域相乘，得到一个扩频码流，然后对此扩频码流进行载波调制后，送入信道。设基带信号的码元宽度为Td，伪码的码元宽度为Tc，伪码码元通常又称为切普(Chip)，由于伪码的速率远远大于基带信号的速率，即TcTd，因此伪码信号的频谱宽度远大于基带信号的频谱宽度。将基带信号与伪码信号进行时域相乘(模二加)，也就相当于在频域进行频谱的卷积，信号的频谱被拓宽。 在接收端，本地伪码产生器产生一个与发送端相一致的本地伪码，用此伪码对混频器的输出信号进行时域相乘，即所谓的解扩，恢复出原始信号d(t)。对于信道中的干扰，这些干扰包括：窄带干扰、多径干扰、多址干扰等。由于这些干扰与伪随机码不相关，所以在进行相关处理时被削弱。实际上干扰信号和本地参考伪噪声码相关处理后，其频带被扩展，也就是干扰信号的能量被扩展到整个传输频带之内，降低了干扰信号的功率谱密度，这样就大大改善了系统的输出信噪比，从而提高了系统的抗干扰能力。 计算机仿真结果 图5.1 原始信息信号和M序列 图5.2 发送端扩频、调制和加噪的过程 图5.3 接收端的信号解调和解扩的过程 图5.4 误码率 结论 通过此次仿真可以看出直接扩频通信系统具有很好的抗干扰性能，这是因为扩频所采用的伪随机码——M序列码具有极好的自相关性。对于进入接收端的信号和噪声来说，由于信号两次和M码相乘，相当于进行了两次扩频运算，因些解扩后的信号便不再含有伪码的成份。而噪声经过扩频后，频谱被大大拓宽，其功率谱密度大大降低，从而提高了系统的干扰抑制能力。从仿真结果可以看出，随着信噪比的提高，系统的误码率逐渐降低。 此次仿真只是粗略地对扩频通信系统进行了仿真，还有各种实际环境中的因素没有考虑。如：调制解调、中频解调、信道的衰落、其他干扰、传输的损耗等等因素。在往后的仿真中，还可将上诉因素加入到系统中，也可对不同扩频增益的扩频通信系统研究其不同信噪比下的误码率情况。附录： Main Procedure coe = [0 0 1 0 0 0 1]; % 选用7级M序列，查表得其生成多项式系数 ErrCodRat = DSSS(20,0.1,coe,20,100000,100); snr = linspace(-30,10,20) for i = 1:20 a(i) = DSSS_ErrRat(20,0.1,coe,snr(i),1e5,100); end figure plot(snr,a,:p) title(误码率); ylabel(Magnitude /dB ); xlabel(信噪比 /dB ); ylabel(Magnitude); function [ErrCodRat]= DSSS(code_length,Ts,coefficients,snr,fs,Nc) %[ErrCodRat]= DSSS(code_length,Ts,coefficients,snr,fs,Nc) % ErrCodRat 误码率 % code_length,Ts 信息码长度和码元长度 % coefficients 生成多项式系数 % snr 信噪比 % fs 采样频率 % Nc 处理增益 % 技术指标 % %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% % 信号长度：code_length % 信号码元长度：Ts % M序列生成多项式系数：coefficients % 信噪比：snr % 处理增益：Gp = Ts/Tc = Nc % M序列码码元长度：Tc