基于matlab的擴(kuò)頻通信仿真

1、<p>　　基于MATLAB的擴(kuò)頻通信仿真</p><p><b>　　仿真原理</b></p><p>　　擴(kuò)展頻譜通信具有很強(qiáng)的抗干擾性，其多址能力、保密、抗多徑等功能也倍受人們的關(guān)注，被廣泛的應(yīng)用于軍事通信和民用通信中。擴(kuò)頻技術(shù)，將信號(hào)擴(kuò)展到很寬的頻譜上，在接收端對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理即帶寬壓縮，恢復(fù)成窄帶信號(hào)。對(duì)干擾信號(hào)而言，由于與擴(kuò)頻信號(hào)不相關(guān)，則

2、被擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上，使之進(jìn)入信號(hào)通頻帶內(nèi)的干擾功率大大的降低，具有很強(qiáng)的對(duì)抗能力。</p><p>　　MATLAB是由美國(guó)mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，

3、并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（如C、Fortran）的編輯模式。使用MATLAB進(jìn)行通信仿真有兩種方式，分別是使用m文件編寫(xiě)程序和用SIMULINK進(jìn)行可視化建模。</p><p>　　長(zhǎng)期以來(lái),人們總是想法使信號(hào)所占頻譜盡量的窄,以充分利用十分寶貴的頻譜資源。為什么要用這樣寬頻帶的信號(hào)來(lái)傳送信息呢? 簡(jiǎn)單的回答就是主要為了通信的安全可靠。擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)是傳輸信號(hào)所占用的頻帶寬度(W )遠(yuǎn)大于

4、原始信息本身實(shí)際所需的最小</p><p>　　(有效)帶寬(DF) ,其比值稱(chēng)為處理增益Gp:</p><p>　　Gp =W /△F (1)</p><p>　　眾所周知,任何信息的有效傳輸都需要一定的頻率寬度,如話音為1. 7kHz～3. 1kHz,電視圖像則寬到數(shù)兆赫。為了充分利用有限的頻率資源,增加通路數(shù)目,人們廣泛選擇不同調(diào)制方式,采用寬頻信道(同

5、軸電纜、微波和光纖等) ,和壓縮頻帶等措施,同時(shí)力求使傳輸?shù)拿浇橹袀鬏數(shù)男盘?hào)占用盡量窄的帶寬。因現(xiàn)今使用的電話、廣播系統(tǒng)中,無(wú)論是采用調(diào)幅、調(diào)頻或脈沖編碼調(diào)制制式, Gp值一般都在十多倍范圍內(nèi),統(tǒng)稱(chēng)為“窄帶通信”。而擴(kuò)頻通信的Gp值,高達(dá)數(shù)百、上千,稱(chēng)為“寬帶通信”。</p><p>　　擴(kuò)頻通信的可行性,是從信息論和抗干擾理論的基本公式中引伸而來(lái)的。</p><p>　　信息論中關(guān)于信息

6、容量的香農(nóng)( Shannon)公式為:</p><p>　　C =Wlog2 (1 + P /N ) (2)</p><p>　　其中:C——信道容量(用傳輸速率度量) ,W ——信號(hào)頻帶寬度, ——信號(hào)功率, N ——白噪聲功率。式( 2)說(shuō)明,在給定的傳輸速率C不變的條件下, 頻帶寬度W和信噪比P /N 是可以互換的。即可通過(guò)增加頻帶寬度的方法,在較低的信噪比P /N (S /N

7、)情況下, 傳輸信息。擴(kuò)展頻譜換取信噪比要求的降低,是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn),并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　擴(kuò)頻通信與一般的通信系統(tǒng)相比，主要是在發(fā)射端增加了擴(kuò)頻調(diào)制，而在接收端增加了擴(kuò)頻解調(diào)的過(guò)程，擴(kuò)頻通信按照其工作方式不同主要分為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng)、現(xiàn)行調(diào)頻系統(tǒng)和混合調(diào)頻系統(tǒng)?，F(xiàn)以直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例說(shuō)明擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)方法。下圖1為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理框圖。&

8、lt;/p><p>　　圖1 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)原理圖</p><p>　　由直擴(kuò)序列擴(kuò)頻系統(tǒng)原理圖可以看出，在發(fā)射端，信源輸出的信號(hào)與偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼進(jìn)行模2加，產(chǎn)生一速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻序列，然后再用擴(kuò)頻序列去調(diào)制載波，這樣得到已擴(kuò)頻調(diào)制的射頻信號(hào)。在接收端，接受到的擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)高放和混頻后，用與發(fā)射端同步的偽隨機(jī)序列對(duì)擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，將信號(hào)的頻帶恢復(fù)為信息序列的

9、頻帶，然后進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔ⅰ?lt;/p><p>　　2．SIMULINK模型建立</p><p>　　基于MATLAB/Simulink所建立的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型，能夠反映擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作過(guò)程，可進(jìn)行波形觀察、品剖分析和性能分析等，同時(shí)能根據(jù)研究和設(shè)計(jì)的需要擴(kuò)展仿真模型，實(shí)現(xiàn)以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的模擬仿真，為系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的平臺(tái)。圖2為基于MATLAB

10、/Simulink的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型。</p><p>　　圖2 基于Simulink 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型</p><p>　　2.1 隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器（Random Integer genarator）</p><p>　　隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器(Randon Integer generator)作為仿真系統(tǒng)的信源，隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)，采用時(shí)間、初

11、始狀態(tài)可自由設(shè)置，從而滿(mǎn)足擴(kuò)頻通信系統(tǒng)所需信源的要求。</p><p>　　2.2 PN序列發(fā)生器（PN Sequence Generator）</p><p>　　用PN序列發(fā)生器（PN Sequence Generator）產(chǎn)生偽隨機(jī)碼，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻。擴(kuò)頻過(guò)程通過(guò)信息碼與PN碼進(jìn)行雙極性變換后相乘加以實(shí)現(xiàn)。解擴(kuò)過(guò)程與擴(kuò)頻過(guò)程相同，即將接收的信號(hào)用PN碼進(jìn)行第二次擴(kuò)頻處理。<

12、/p><p>　　2.3 最小相移鍵控調(diào)制（M-PSK Modulator Passband）</p><p>　　對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，將頻譜從基帶搬移至頻帶，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男Ч?lt;/p><p>　　2.4 加性高斯白噪聲信道（AWGN Channel）</p><p>　　信號(hào)通過(guò)加性高斯白噪聲信道，以達(dá)到對(duì)信號(hào)的傳輸后進(jìn)行再進(jìn)行解擴(kuò)

13、解調(diào)的目的。改信道信噪比參數(shù)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。</p><p>　　2.5 最小相移鍵控解調(diào) （M-PSK Demodulator Passband）</p><p>　　對(duì)解擴(kuò)后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)基帶信號(hào)。</p><p>　　2.6 誤碼率分析儀（Error Rate Calculation）</p><p

14、>　　在誤碼率計(jì)算中，接收到的信號(hào)，由于經(jīng)過(guò)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(duì)話框中要設(shè)置一個(gè)合適的延遲。</p><p><b>　　2.7 其他設(shè)置</b></p><p>　　2.7.1 RELAY 的設(shè)置</p><p>　　2.7.1 product的設(shè)置</p><p>

15、;　　2.7.3 display 的設(shè)置</p><p>　　2.7.4 頻譜分析儀（spectrum scope）的設(shè)置</p><p>　　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

16、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。</p><p><b>　　M文件編寫(xiě)仿真程序</b></p><p>　　用m文件編寫(xiě)的MATLBA程序來(lái)實(shí)現(xiàn)觀察系統(tǒng)在不同信噪比下的誤碼率變化情況。此仿真要實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生、發(fā)射機(jī)部分、接收機(jī)部分、信道仿真部分以及誤碼分析部分，此外還有進(jìn)行循環(huán)仿真以達(dá)到繪出信噪比與誤碼率見(jiàn)的函數(shù)圖。</p>

17、<p>　　3.1 擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生</p><p>　　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：</p><p>　　function [mout] = mseq(stg, taps, inidata, n) </p><p><b>　　%變量含義說(shuō)明 </b></p><p>　　% stg

18、 m序列階數(shù)</p><p>　　% taps 線性移位寄存器的系數(shù)</p><p>　　% inidata 序列的初始化</p><p>　　% n 輸出序列的數(shù)目 </p><p>　　% mout 輸出的m序列</p><p>　　if nargin < 4 &l

19、t;/p><p><b>　　n = 1; </b></p><p><b>　　end </b></p><p>　　mout = zeros(n,2^stg-1); </p><p>　　fpos = zeros(stg,1); </p><p>　　fpos(taps) =

20、 1; </p><p>　　for ii=1:2^stg-1 </p><p>　　mout(1,ii) = inidata(stg); % 輸出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ) </p><p>　　num = mod(inidata*fpos,2); % 反饋數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p>　　inidata(2:stg) = inid

21、ata(1:stg-1); % 線形移位寄存器的一次移位</p><p>　　inidata(1) = num; % 返回反饋值 </p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　if n > 1 </b></p><p>　　for

22、 ii=2:n </p><p>　　mout(ii,:) = shift(mout(ii-1,:),1,0); </p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　3.2 發(fā)射機(jī)部分</b></p>

23、;<p>　　發(fā)射機(jī)部分包括擴(kuò)頻和調(diào)制兩部分。</p><p>　　3.2.1 QPSK調(diào)制部分</p><p>　　此處采用QPSK調(diào)制，相比SIMULINK的M-PSK調(diào)制的實(shí)現(xiàn)要求要低一些。</p><p>　　function [iout,qout]=qpskmod(paradata,para,nd,ml) </p><p

24、><b>　　%各變量含義說(shuō)明 </b></p><p>　　% paradata 輸入數(shù)據(jù)</p><p>　　% iout 輸出的實(shí)部數(shù)據(jù)</p><p>　　% qout 輸出的虛部數(shù)據(jù)</p><p>　　% para 并行信道數(shù)</p>

25、<p>　　% nd 輸入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)</p><p>　　% ml 調(diào)制階數(shù) </p><p>　　m2=ml./2; </p><p>　　paradata2=paradata.*2-1; </p><p>　　count2=0; </p><p>　　for j

26、j=1:nd </p><p>　　isi = zeros(para,1); </p><p>　　isq = zeros(para,1); </p><p>　　for ii = 1 : m2 </p><p>　　isi = isi + 2.^( m2 - ii ) .* paradata2((1:para),ii+count2); &

27、lt;/p><p>　　isq = isq + 2.^( m2 - ii ) .* paradata2((1:para),m2+ii+count2); </p><p><b>　　end </b></p><p>　　iout((1:para),jj)=isi; </p><p>　　qout((1:para),jj)=i

28、sq; </p><p>　　count2=count2+ml; </p><p><b>　　end</b></p><p>　　3.2.2 擴(kuò)頻部分</p><p>　　function [iout, qout] = spread(idata, qdata, code1) </p><p>

29、<b>　　%變量含義說(shuō)明 </b></p><p>　　% idata 輸入序列實(shí)部 </p><p>　　% qdata 輸入序列虛部 </p><p>　　% iout 輸出序列實(shí)部 </p><p>　　% qout 輸出序列虛部</p><p>　　%

30、 code1 擴(kuò)頻碼序列</p><p>　　switch nargin </p><p>　　case { 0 , 1 } </p><p>　　error('lack of input argument'); </p><p><b>　　case 2 </b></p><

31、p>　　code1 = qdata; </p><p>　　qdata = idata; </p><p><b>　　end </b></p><p>　　[hn,vn] = size(idata); </p><p>　　[hc,vc] = size(code1); </p><p>　

32、　if hn > hc </p><p>　　error('lack of spread code sequences'); </p><p><b>　　end </b></p><p>　　iout = zeros(hn,vn*vc); </p><p>　　qout = zeros(hn,vn

33、*vc); </p><p>　　for ii=1:hn </p><p>　　iout(ii,:) = reshape(rot90(code1(ii,:),3)*idata(ii,:),1,vn*vc); </p><p>　　qout(ii,:) = reshape(rot90(code1(ii,:),3)*qdata(ii,:),1,vn*vc); <

34、/p><p><b>　　end</b></p><p>　　3.3 信道仿真部分</p><p>　　實(shí)現(xiàn)高斯白噪聲代碼函數(shù)</p><p>　　function [iout, qout] = comb2(idata, qdata, attn) </p><p><b>　　%各變量含義說(shuō)

35、明</b></p><p>　　% idata 輸入序列實(shí)部</p><p>　　% qdata 輸入序列虛部 </p><p>　　% iout 輸出序列實(shí)部 </p><p>　　% qout 輸出序列虛部</p><p>　　% attn 根據(jù)信噪比得到的信號(hào)衰減水

36、平 </p><p>　　v = length(idata); </p><p>　　h = length(attn); </p><p>　　iout = zeros(h,v); </p><p>　　qout = zeros(h,v); </p><p>　　for ii=1:h </p><p

37、>　　iout(ii,:) = idata + randn(1,v) * attn(ii); </p><p>　　qout(ii,:) = qdata + randn(1,v) * attn(ii); </p><p><b>　　end </b></p><p><b>　　3.4 接收機(jī)部分</b></

38、p><p>　　3.4.1 接收機(jī)的解擴(kuò)部分函數(shù)</p><p>　　function [iout, qout] = despread(idata, qdata, code1) </p><p><b>　　%各變量含義說(shuō)明</b></p><p>　　% idata 輸入序列實(shí)部 </p><p

39、>　　% qdata 輸入序列虛部 </p><p>　　% iout 輸出序列實(shí)部 </p><p>　　% qout 輸出序列虛部 </p><p>　　% code1 擴(kuò)頻碼序列</p><p>　　switch nargin </p><p>　　case { 0 ,

40、 1 } </p><p>　　error('lack of input argument'); </p><p><b>　　case 2 </b></p><p>　　code1 = qdata; </p><p>　　qdata = idata; </p><p><b

41、>　　end </b></p><p>　　[hn,vn] = size(idata); </p><p>　　[hc,vc] = size(code1); </p><p>　　vn = fix(vn/vc); </p><p>　　iout = zeros(hc,vn); </p><

42、p>　　qout = zeros(hc,vn); </p><p>　　for ii=1:hc </p><p>　　iout(ii,:) = rot90(flipud(rot90(reshape(idata(ii,:),vc,vn)))*rot90(code1(ii,:),3)); </p><p>　　qout(ii,:) = rot90(flipu

43、d(rot90(reshape(qdata(ii,:),vc,vn)))*rot90(code1(ii,:),3)); </p><p><b>　　end</b></p><p>　　3.4.2 接收機(jī)解調(diào)部分的函數(shù)</p><p>　　function [demodata]=qpskdemod(idata,qdata,para,nd,ml)

44、 </p><p><b>　　%各變量含義說(shuō)明</b></p><p>　　% idata 輸入數(shù)據(jù)的實(shí)部 </p><p>　　% qdata 輸入數(shù)據(jù)的虛部</p><p>　　% demodata 解調(diào)后的數(shù)據(jù)</p><p>　　% para 并行的信道數(shù)&l

45、t;/p><p>　　% nd 輸入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)</p><p>　　% ml 調(diào)制階數(shù)</p><p>　　demodata=zeros(para,ml*nd); </p><p>　　demodata((1:para),(1:ml:ml*nd-1))=idata((1:para),(1:nd))>=0; <

46、/p><p>　　demodata((1:para),(2:ml:ml*nd))=qdata((1:para),(1:nd))>=0; </p><p>　　3.5 誤碼計(jì)算和繪圖部分</p><p><b>　　%誤碼率分析 </b></p><p>　　noe2 = sum(sum(abs(data-demodat

47、a))); </p><p>　　nod2 = user * nd * ml; </p><p>　　noe = noe + noe2; </p><p>　　nod = nod + nod2; </p><p>　　% fprintf('%d\t%e\n',ii,noe2/nod2); </p>&

48、lt;p><b>　　end </b></p><p><b>　　%數(shù)據(jù)文件 </b></p><p>　　ber = noe / nod; </p><p>　　fprintf('%d\t%d\t%d\t%e\n',ebn0,noe,nod,noe/nod); &

49、lt;/p><p>　　fid = fopen('BER.dat','a'); </p><p>　　fprintf(fid,'%d\t%e\t%f\t%f\t\n',ebn0,noe/nod,noe,nod); </p><p>　　fclose(fid); </p><p>

50、　　err_rate_final(ebn0+6)=ber;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　%性能仿真圖 </b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　semilogy(SNR,err_rate_fina

51、l,'b-*'); </p><p>　　xlabel('信噪比/dB')</p><p>　　ylabel('誤碼率')</p><p>　　axis([-5,10,0,1])</p><p><b>　　grid on</b></p><p>　

52、　3.6 初始化設(shè)置以及仿真循環(huán)設(shè)置</p><p><b>　　Main函數(shù)為</b></p><p>　　clear all;</p><p><b>　　clc </b></p><p>　　sr = 256000.0; % 符號(hào)速率</p><p&g

53、t;　　ml = 2; % 調(diào)制階數(shù) </p><p>　　br = sr * ml; % 比特速率 </p><p>　　nd = 100; % 符號(hào)數(shù)</p><p>　　SNR=-5:1:10; % Eb/No </p><

54、p>　　%**************************擴(kuò)頻碼初值設(shè)定************** </p><p>　　user = 1; % 用戶(hù)數(shù)</p><p>　　stage = 3; % 序列階數(shù) </p><p>　　ptap1 = [1 3]; % 第一個(gè)

55、線性移位寄存器的系數(shù)</p><p>　　disp('--------------start-------------------');</p><p>　　%******************擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生******************</p><p>　　for ebn0=-5:1:10 % m序列<

56、/p><p>　　code = mseq(stage,ptap1,regi1,user); </p><p>　　code = code * 2 - 1; </p><p>　　clen = length(code); </p><p>　　%******************仿真運(yùn)算開(kāi)始****************** </p>

57、;<p>　　nloop = 1000; % 仿真循環(huán)次數(shù)</p><p>　　noe = 0; </p><p>　　nod = 0; </p><p>　　for ii=1:nloop </p><p>　　%******************發(fā)射機(jī)*******

58、***********</p><p>　　data = rand(user,nd*ml) > 0.5; </p><p>　　[ich, qch] = qpskmod(data,user,nd,ml); % QPSK 調(diào)制</p><p>　　[ich1,qch1] = spread(ich,qch,code); %

59、 擴(kuò)頻 </p><p>　　ich2 = ich1; </p><p>　　qch2 = qch1; </p><p>　　%******************接收機(jī)****************** </p><p>　　[ich3,qch

60、3] = comb2(ich2,qch2,attn); % 添加高斯白噪聲(AWGN) </p><p>　　sampl = irfn * IPOINT + 1; </p><p>　　ich4 = ich3(:,sampl:IPOINT:IPOINT*nd*clen+sampl-1); </p><p>　　qch4 = qch3(:,sam

61、pl:IPOINT:IPOINT*nd*clen+sampl-1); </p><p>　　[ich5 qch5] = despread(ich4,qch4,code); % 解擴(kuò)</p><p>　　demodata = qpskdemod(ich5,qch5,user,nd,ml); % QPSK解調(diào)</p><p>　　%*

62、*****************誤碼率分析******************</p><p>　　noe2 = sum(sum(abs(data-demodata))); </p><p>　　nod2 = user * nd * ml; </p><p>　　noe = noe + noe2; </p><p>　　nod = no

63、d + nod2; </p><p>　　%******************數(shù)據(jù)文件****************** </p><p>　　ber = noe / nod; </p><p>　　fprintf('%d\t%d\t%d\t%e\n',ebn0,noe,nod,noe/nod); </p

64、><p>　　fid = fopen('BER.dat','a'); </p><p>　　fprintf(fid,'%d\t%e\t%f\t%f\t\n',ebn0,noe/nod,noe,nod); </p><p>　　fclose(fid); </p><p>　　err

65、_rate_final(ebn0+6)=ber;</p><p>　　%******************性能仿真圖******************</p><p><b>　　figure</b></p><p>　　semilogy(SNR,err_rate_final,'b-*');</p><p

66、>　　xlabel('信噪比/dB')</p><p>　　ylabel('誤碼率')</p><p>　　axis([-5,10,0,1])</p><p><b>　　grid on</b></p><p>　　disp('--------------end-------

67、------------'); </p><p><b>　　仿真結(jié)果與分析</b></p><p>　　Simulink仿真結(jié)果</p><p><b>　　基帶信號(hào)的頻譜如下</b></p><p><b>　　經(jīng)調(diào)制后頻譜如下</b></p><

68、;p><b>　　擴(kuò)頻后頻譜如下</b></p><p>　　接收端恢復(fù)后的輸出信號(hào)頻譜如下</p><p><b>　　誤碼計(jì)算儀的結(jié)果</b></p><p>　　Simulink仿真結(jié)果分析</p><p>　　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)

69、置的頻率相符合?；鶐盘?hào)進(jìn)過(guò)M-PSK調(diào)制后，正頻域的頻率分量集中在2.9KHz-3.1KHz處，可看出載波頻率為3KHz，這個(gè)結(jié)果與M-PSK調(diào)制器所設(shè)置的載波頻率一致。頻帶信號(hào)經(jīng)過(guò)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(guò)模擬信道的AWGN信道模塊，來(lái)到接收端。在接收端處，先經(jīng)過(guò)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

70、經(jīng)過(guò)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。</p><p>　　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0.002，差錯(cuò)碼的數(shù)量為2，碼元總數(shù)為1000。由此可見(jiàn)，系統(tǒng)具有較好的抗噪聲性能。企抗噪聲原理如圖3所示。</p><

71、p>　　圖3 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗噪聲原理示意圖</p><p>　　4.2.1 m文件的仿真結(jié)果</p><p>　　仿真結(jié)果如圖4和圖5所示。其中，</p><p>　　圖4是信號(hào)比和誤碼率的值；圖5 是繪制</p><p><b>　　的函數(shù)關(guān)系圖像。</b></p><p>　　圖4 仿

72、真結(jié)果的值</p><p>　　圖5 信噪比和誤碼率的關(guān)系函數(shù)圖象</p><p>　　4.2.2 m文件的仿真結(jié)果分析</p><p>　　通過(guò)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?？芍獢U(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)

73、和特有的解擴(kuò)技術(shù)，能使有用信號(hào)淹沒(méi)在偽噪聲之中，通過(guò)相關(guān)解擴(kuò)將之還原。</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)</b></p><p>　　此次仿真通過(guò)MATLAB的SIMULINK仿真實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)頻系統(tǒng)從PN碼產(chǎn)生到擴(kuò)頻和調(diào)制后發(fā)送到通過(guò)加性高斯白噪聲然后接收后解擴(kuò)和解調(diào)還原的過(guò)程。觀察了幾個(gè)階段的頻譜，對(duì)比了各頻譜之間的變化，分析了擴(kuò)頻系統(tǒng)抗干擾能力及其抗干擾的原因。&

74、lt;/p><p>　　除此之外，還通過(guò)m文件的編程，第一步觀察了不同信噪比條件下擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的誤碼率的大小。分析了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾能力的優(yōu)越性。</p><p>　　使用SIMULINK仿真和M文件仿真有各自的好處。SIMULINK是可視化的，有模塊庫(kù)的支持，使用十分方便；M文件仿真有很好的計(jì)算能力。他們都是通信仿真里面的兩把利劍，有些大的系統(tǒng)可能會(huì)用到兩者的混合仿真。所以，熟悉這兩種仿真