扩频通信系统的仿真new

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1、扩频通信系统的仿真一、实验目的1、掌握扩频技术的定义与原理。2、掌握扩频通信系统的仿真方法。二、实验内容构建PN码发生器，实现扩频技术。三、基本原理直接序列扩频通信就是直接用具有高码率的扩频码序列,在发送端去扩展信号的频谱。而在接收端,用相同的扩频码序列去进行解扩,把展宽的扩频信号还原成原始的信息。其理论基础为香农(Shannon)定理,该定理指出:在高斯白噪声干扰条件下,通信系统信道容量为C=Blog2(1+S/N)(1)其中，C为信道容量(比特P秒)；B为信号带宽(赫兹)；S为信号平均功率；N为噪声功率。当SPN很小时(SPN≤0.1)得到：B=CN/1.44S由(1

2、)式可见，①要增加系统的信息传输速率，即增加信道容量，可以通过增加传输信号的带宽(W)或增加信噪比(SPN)来实现。②当信道容量C为常数时，带宽W与信噪比之间可以互换，即可以通过增加带宽(W)来降低系统对信噪比(SPN)的要求，也可以通过增加信号功率来降低信号的带宽。③当带宽(W)增加到一定程度后,信道容量C不可能无限制地增加。因此,在无差错传输的信息速率C不变时，如信噪比很低(NPS很大)，则可以用足够宽的带宽来传输信号。直扩系统原理框图，如图1所示。图1　直扩系统原理图要传送的信息首先进行信息调制转换成二进制数字信号，用此二进制信号与扩频码发生器产生的扩频码序列相乘(

3、或模二和)形成带宽较宽的宽带信号，再用此宽带信号调制载波，通过天线发射出去。信号在信道传输时受到干扰，所以接收机接收到的信号除了有用信号外还有干扰信号，将接收到的信号进行解调，再经过与发送端相同的扩频码进行相关解调(解扩)，最后经信息解调，恢复成原始信息输出。可见，一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。一次调制为信息调制，2次调制为扩频调制，3次调制为射频调制，以及相应的信息解调、解扩和射频解调。一、实验步骤利用Systemview建立的直扩系统的仿真原理图，如图2所示。图2　直扩系统仿真原理图数据信号源使用了一个低频率(1KHz)的随机序列(图符0)，通过一个

4、1kHz的低通滤波器(图符3)来代替。扩频用的PN码采用了10kHz的PN码(图符2)，这样，理论上可获得10倍的扩频增益。扩频调制在本例中未使用通常的模2和加法运算，而是通过乘法直接用PN码调制数据信号，合成后的扩频复合信号同样也是直接用更高的载波(图符12,100kHz)调制发射。为了观察扩频系统的抗干扰性能,使用了一个干扰信号源。该干扰信号可以是单频率窄带干扰，也可以是宽带的扫频信号，或是高斯噪声。接收端，通过本地载波解调后的复合信号直接原扩频PN码相乘后解扩，中间省略了有关本地PN发生器和相关的码同步电路。因为直接使用原PN码，所以理论上可认为收发2端完全同步。需

5、要说明的是,实际工程中的码同步是一个十分复杂的问题，其复杂程度以及在此问题上付出的代价往往比扩频本身要多得多。直序扩频系统的仿真模型图经过预处理后的输入信号波形解扩后整型的输出信号波形加入干扰信号后的已调信号频谱图可以十分明显地观察到，在100kHz附近有较强的干扰存在，而解扩后的信号与输入的原信号波形基本一致，完全未受干扰影响。不断加大噪声或干扰的幅度，当达到系统的干扰门限时，则不能准确恢复原始波形。一、实验结果1.画出仿真过程中的相关波形