擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真移動(dòng)通信實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、綜合性設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)E名稱:序號(hào)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分1系統(tǒng)演示（功能）（40%按要求完成系統(tǒng)功能且界面友好容錯(cuò)能力強(qiáng)（36-40）按要求完成系統(tǒng)功能界面一般有較好的容錯(cuò)能力（32-35）基本完成系統(tǒng)功能有一定的容錯(cuò)能力（28-31）基本完成系統(tǒng)功能（24-27分）:未完成系統(tǒng)功能或他人代做或抄襲（15）2設(shè)計(jì)說明書（50%）課程設(shè)計(jì)書各項(xiàng)目認(rèn)真填寫，具有清晰的設(shè)計(jì)思路及軟件測(cè)試結(jié)果分析（45-50）課程設(shè)計(jì)書各項(xiàng)目認(rèn)真填寫，具有較為清晰的設(shè)計(jì)思路并對(duì)軟件測(cè)試結(jié)果進(jìn)行J較為清晰的分析（40-44）課程設(shè)計(jì)書各項(xiàng)目認(rèn)真填寫，設(shè)計(jì)思路正確（35-39）:課程設(shè)計(jì)書進(jìn)行為較為認(rèn)真的填寫（30-34）課程

2、設(shè)計(jì)書有未完成項(xiàng)或各項(xiàng)填寫不屬實(shí)或他人代做或抄襲（15）4紀(jì)律遵守、群體協(xié)作等（10%10教師簽字總分、題目（設(shè)計(jì)題目）擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真、功能描述（對(duì)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行描述）系統(tǒng)將基帶信號(hào)（即信息）的頻譜擴(kuò)展至很寬的頻帶上，然后再進(jìn)行傳輸，即將欲傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)用偽隨機(jī)序列編碼調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展，然后通過信道編碼發(fā)送出去；接收端采用與發(fā)送端完全相同的偽隨機(jī)序列作為本地解擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，以恢復(fù)信息，最后進(jìn)行解調(diào)，完成整個(gè)系統(tǒng)的接收。系統(tǒng)可以在信噪比snr大于-10dB的條件下實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)傳輸。三、概要設(shè)計(jì)（根據(jù)功能描述，建立系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，即將整個(gè)系統(tǒng)分解成若干子功能模塊,并用框圖表示各功能模

3、塊之間的銜接關(guān)系，并簡(jiǎn)要說明各模塊的功能。1,系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu):PNCodeos(2*t*fc*t)awgn()PNCodecos(2*t*fc*t)2,模塊工程描述：信號(hào)生成器functionsignal=signalsource(N)隨機(jī)生成長(zhǎng)度為N的-1、1比特流signal;擴(kuò)頻functionPNCode,signal_spread=SpreadSpectrum(signal)生成長(zhǎng)度為31的擴(kuò)頻碼而列PNCodq實(shí)現(xiàn)隨機(jī)序列的signal的序列擴(kuò)頻，生成擴(kuò)頻序列signal_spread;BPSK調(diào)制functionsignal_bpsk=BPSKModulation(signal_s

4、pread,fb,fc)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻序列signal_spread的BPS儂制，生成調(diào)制信號(hào)signal_bpsk;信道functionsignal_awgn=channel(signal_bpsk,snr)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)signal_bpsk加載信噪比為snr的高斯白噪聲;解擴(kuò)functionsignal_reverseSpread=ReverseSpread(signal_awgn,PNCode,fc,fb,N)實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)signal_awgn的直接序列擴(kuò)頻的解擴(kuò)過程；BPSK單調(diào)functionsignal_demodulation=BPSKDemodulation(signal_reverse

5、Spread,fb,fc,N)實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)信號(hào)signal_reverseSpread的BPSK軍調(diào)，且恢復(fù)欲傳送的比特流signal_demodulation四、詳細(xì)設(shè)計(jì)(詳細(xì)說明各功能模塊的實(shí)現(xiàn)過程，包括用流程圖對(duì)算法進(jìn)行描述，所用到的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等)1，信號(hào)生成器 代碼：functionsignal=signalsource(N)signal=2*(rand(1,N)>0.5)-1; 函數(shù)輸出signal為生成的欲傳送的1、-1信息流函數(shù)輸入N為欲生成的信息流的比特個(gè)數(shù)2，擴(kuò)頻 代碼：functionPNCode,signal_spread=SpreadSpectrum(signal)%生

6、成擴(kuò)頻碼%PNCodea=1,1,1,1,1;m=0,0,1,0,1;PNCode=;fori=1:31R=mod(sum(a.*m),2);PNCode=PNCode,a(5);a=R,a(1:4);endPNCode=2*PNCode-1;%行序列擴(kuò)頻signal_spread=;fori=1:length(signal)signal_spread=signal_spread,signal(i)*PNCode;end 函數(shù)輸入為隨機(jī)生成的-1、1信息流，函數(shù)輸出PNCode為長(zhǎng)度為31位的擴(kuò)頻碼；函數(shù)輸出signal_spread為擴(kuò)頻序列。m序列：m序列是最長(zhǎng)線性移位寄存器序列，由一位寄

7、存器加上反饋信號(hào)產(chǎn)生的。n位線性反饋移位寄存器結(jié)構(gòu)圖：3, BPSKM制代碼：functionsignal_bpsk=BPSKModulation(signal_spread,fb,fc)t=1/(fc*16):1/(fc*16):1/fc;carrier1=;carrier2=;fori=1:(fc/fb);carrier1=carrier1,cos(2*pi*fc*t+pi/2);carrier2=carrier2,cos(2*pi*fc*t-pi/2);endsignal_bpsk=;fori=1:length(signal_spread)ifsignal_spread(i)=1sign

8、al_bpsk=signal_bpsk,carrier1;elsesignal_bpsk=signal_bpsk,carrier2;endend函數(shù)輸出signal_bpsk為BPSK制后的信號(hào)函數(shù)輸入signal_spread為序列擴(kuò)頻后的信號(hào)函數(shù)輸入fb為調(diào)制信號(hào)的比特速率函數(shù)輸入fc為載波信號(hào)的頻率BPSK言號(hào)的調(diào)制原理框圖：開關(guān)電路0Signal4,信道代碼：functionsignal_awgn=channel(signal_bpsk,snr)signal_awgn=awgn(signal_bpsk,snr);函數(shù)輸出signal_awgn為加載了高斯白噪聲后的信號(hào)函數(shù)輸入snr為噪

9、聲信噪比5,解擴(kuò)代碼：functionsignal_reverseSpread=ReverseSpread(signal_awgn,PNCode,fc,fb,N)PNCode_spreading=;fori=1:length(PNCode)forj=1:16*fc/fbPNCode_spreading=PNCode_spreading,PNCode(i);endendPNCode_spread=;fori=1:NPNCode_spread=PNCode_spread,PNCode_spreading;endy=PNCode_spread.*signal_awgn;%fs=59520hzfsto

10、p1=2120hzfpass1=3600hzfpass2=3820hzfstop2=5320hzloadBandpass;den=1;y=y,zeros(1,length(BandNum)/2);signal_reverseSpread=filter(BandNum,den,y);signal_reverseSpread=signal_reverseSpread(length(BandNum)/2+1:end);函數(shù)輸出signal_reverseSpread為解擴(kuò)后的信號(hào)函數(shù)輸入PNCode為擴(kuò)頻碼，fc為載波頻率,fb信息的比特率,N信息流長(zhǎng)度直接式解擴(kuò)相關(guān)波形參考圖：6,BPS解調(diào)代碼：

11、functionsignal_demodulation=BPSKDemodulation(signal_reverseSpread,fb,fc,N)carrier=;t=1/(fc*16):1/(fc*16):1/fc;fori=1:length(signal_reverseSpread)/16carrier=carrier,cos(2*pi*fc*t+pi/2);endx=signal_reverseSpread.*carrier;%fs=59520hzfpass1=1240fstop1=2400loadLowpass;den=1;signal_demo=filter(LowNum,den,

12、x);signal_demodulation=;fo門=(16*3*31/2):(16*3*31):(length(signal_demo)-16*3*31/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_demodulation,1;elsesignal_demodulation=signal_demodulation,-1;endend函數(shù)輸出signal_demodulation為恢復(fù)的1、-1比特流；函數(shù)輸入signal_reverseSpread為解擴(kuò)后信號(hào)，fb為生成的信息流的比特速率fc為載波頻率，N生成的信息流的個(gè)數(shù)BPSK言

13、號(hào)的解調(diào)原理框圖：Cos（2*fc*Tt*t）定時(shí)脈沖與發(fā)送端載波同頻同相五、測(cè)試結(jié)果及存在的問題（說明系統(tǒng)的運(yùn)行效果（附上運(yùn)行界面圖片）、存在哪些不足以及預(yù)期的解決辦法）1,測(cè)試結(jié)果：圖1欲傳送的比特信息流signal與擴(kuò)展后的信號(hào)signal_spread圖2BPSK調(diào)制后的信號(hào)signal_bpsk全圖與局部圖圖3加載高斯白噪聲的信號(hào)signal_awgn全圖與局部圖Snr=20dB;Snr=5dB;圖4與PNCode目乘的信號(hào)與經(jīng)過帶通濾波器的信號(hào)signal_reverseSpreadnM.mj.4fpfrniitV靠，丁.T.til圖5相干相乘之后的信號(hào)與過低通濾波的信號(hào)與恢復(fù)的原

14、始信號(hào)signal_reverse圖6程序運(yùn)行后的workspace2，本次設(shè)計(jì)的改進(jìn)：代碼繁瑣：例子1：在實(shí)現(xiàn)序列擴(kuò)頻的時(shí)候，開始的代碼寫的很復(fù)雜：signal_spreading=;PNCode_spreading=;fori=1:length(signal)forj=1:31signal_spreading=signal_spreading,signal(i);endPNCode_spreading=PNCode_spreading,PNCode;endsignal_spreading=2*signal_spreading-1;PNCode_spreading=2*PNCode_spre

15、ading-1;signal_spread=signal_spreading.*PNCode_spreading;改進(jìn)如下(已在代碼中使用)：PNCode=2*PNCode-1;signal_spread=;fori=1:length(signal)signal_spread=signal_spread,signal(i)*PNCode;end；例子2:在實(shí)現(xiàn)BPSK軍調(diào)模塊時(shí)，進(jìn)行了2次抽樣恢復(fù)原信號(hào)fori=(16*3/2):(16*3):(length(signal_demo)-16*3/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_

16、demodulation,1;elsesignal_demodulation=signal_demodulation,-1;endendsignal_reverse=;i=1;forj=16:31:31*Nsignal_reverse(i)=signal_demodulation(j);i=i+1;end改進(jìn)：可以改為1次抽樣即可，如下(代碼中已使用)：fori=(16*3*31/2):(16*3):(length(signal_demo)-16*3*31/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_demodulation,1;else

17、signal_demodulation=signal_demodulation,-1;endend本次試驗(yàn)可以使用信號(hào)的頻譜進(jìn)行分析，也便能更深的擴(kuò)頻系統(tǒng)中信號(hào)的傳輸；序列擴(kuò)頻碼可以使用而列，也可以使用哈達(dá)碼，復(fù)合碼，Gold序列等實(shí)現(xiàn)；哈達(dá)碼的生成：H=1；fori=1:5H=H,H;H,-H;end過多的使用了for語句的嵌套；實(shí)驗(yàn)在解擴(kuò)模塊中并沒有將31位碼元解擴(kuò)為1位碼元，從而沒有實(shí)現(xiàn)真正的解擴(kuò)，而是在進(jìn)行BPS調(diào)制的時(shí)候進(jìn)行抽中鈔J決時(shí)才實(shí)現(xiàn)311的碼元的轉(zhuǎn)變；但是還沒想到解決的方法？六、課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)（談?wù)勛约涸谡n程設(shè)計(jì)過程中的心得體會(huì)）對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)的理解：因?yàn)橹坝羞^課程設(shè)計(jì)的經(jīng)

18、驗(yàn)，于是剛開始的時(shí)候沒有急于編寫代碼，而是仔細(xì)認(rèn)真研究書本上的知識(shí)，進(jìn)行消化和理解。定性了分析了整個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)；了解了擴(kuò)頻系統(tǒng)研究的意義；更加熟悉和掌握BPSK制的過程；了解了擴(kuò)頻碼的產(chǎn)生方法；熟悉和掌握了在matlab上設(shè)計(jì)濾波器以及函數(shù)的調(diào)用方式。課程設(shè)計(jì)的收獲：本次課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，受益良多。它帶來不僅是知識(shí)上的收獲，而且精神上的收獲也是無盡的。本次課程設(shè)計(jì)是我在大學(xué)寥寥可數(shù)的幾次設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)之一，是和同學(xué)們一起奮斗的一場(chǎng)經(jīng)歷?？吹酵瑢W(xué)們的努力，看到老師的辛勤，自己也都不敢懈怠了。實(shí)驗(yàn)開始的那一刻，告誡自己沒有失敗，老師既然出了設(shè)計(jì)項(xiàng)目，既然已經(jīng)選擇的這個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，就不許中途退出，這不是游戲，我想那一刻要的是勇氣，是決心吧！實(shí)驗(yàn)成功的那一刻，收獲的是信心，是對(duì)自己對(duì)于matlab學(xué)習(xí)的一個(gè)肯定，也是對(duì)于移動(dòng)通信原理中擴(kuò)頻系統(tǒng)的學(xué)習(xí)的一種肯定，更是對(duì)以后的學(xué)習(xí)的一種督促，也是對(duì)自己的未來大學(xué)校門外的生活的一個(gè)鼓勵(lì)。還有就是在設(shè)計(jì)肯定會(huì)有不甚理解的地方，這就需要我們自己動(dòng)手查找資料，增加的不僅是查找的資料上面的知識(shí)，更多的搜索的能力。編程