BPSK調(diào)制的MATLAB仿真課程設(shè)計(jì)-實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上北京郵電大學(xué)移動(dòng)通信課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)目錄一、背景4二、基本要求4三、設(shè)計(jì)概述 4四、Matlab設(shè)計(jì)流程圖5五、Matlab程序及仿真結(jié)果圖61、生成m序列及m序列性質(zhì)62、生成50位隨機(jī)待發(fā)送二進(jìn)制比特序列，并進(jìn)行擴(kuò)頻編碼73、對(duì)擴(kuò)頻前后信號(hào)進(jìn)行BPSK調(diào)制，觀察其時(shí)域波形94、計(jì)算并觀察擴(kuò)頻前后BPSK調(diào)制信號(hào)地頻譜105、仿真經(jīng)awgn信道傳輸后，擴(kuò)頻前后信號(hào)時(shí)域及頻域地變化116、對(duì)比經(jīng)信道前后兩種信號(hào)地頻譜變化127、接收機(jī)與本地恢復(fù)載波相乘，觀察仿真時(shí)域波形148、與恢復(fù)載波相乘后，觀察其頻譜變化159、仿真觀察信號(hào)經(jīng)凱薩爾窗低通濾波后地頻

2、譜1610、觀察經(jīng)過(guò)低通濾波器后無(wú)擴(kuò)頻與擴(kuò)頻系統(tǒng)地時(shí)域波形1711、對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)進(jìn)行解擴(kuò)，觀察其時(shí)域頻域1812、比較擴(kuò)頻系統(tǒng)解擴(kuò)前后信號(hào)帶寬1913、比較解擴(kuò)前后信號(hào)功率譜密度2014、對(duì)解擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行采樣、判決2115、在信道中加入20402050Hz窄帶強(qiáng)干擾并乘以恢復(fù)載波2416、對(duì)加窄帶干擾地信號(hào)進(jìn)行低通濾波并解擴(kuò)2517、比較解擴(kuò)后信號(hào)與窄帶強(qiáng)干擾地功率譜27六、誤碼率simulink仿真281、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)信道模型282、加窄帶干擾地直擴(kuò)系統(tǒng)建模293、用示波器觀察發(fā)送碼字及解擴(kuò)后碼字304、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)與無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)地誤碼率比較315、不同擴(kuò)頻序列長(zhǎng)度下地誤碼率比較326、擴(kuò)頻序列長(zhǎng)

3、度N=7時(shí)，不同強(qiáng)度窄帶干擾下地誤碼率比較33七、利用Walsh碼實(shí)現(xiàn)碼分多址技術(shù)341、產(chǎn)生改善地walsh碼352、產(chǎn)生兩路不同地信息序列363、用兩個(gè)沃爾什碼分別調(diào)制兩路信號(hào)384、兩路信號(hào)相加，并進(jìn)行BPSK調(diào)制395、觀察調(diào)制信號(hào)頻譜，并經(jīng)awgn信道加高斯白噪和窄帶強(qiáng)干擾406、接收機(jī)信號(hào)乘以恢復(fù)載波，觀察時(shí)域和頻域427、信號(hào)經(jīng)凱薩爾窗低通濾波器438、對(duì)濾波后信號(hào)分別用m1和m2進(jìn)行解擴(kuò)449、對(duì)兩路信號(hào)分別采樣，判決45八、產(chǎn)生隨機(jī)序列Gold碼和正交Gold碼471、產(chǎn)生Gold碼并仿真其自相關(guān)函數(shù)482、產(chǎn)生正交Gold碼并仿真其互相關(guān)函數(shù)50九、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)51直接序列

4、擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真1、 背景直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)(DSSS)是目前應(yīng)用最為廣泛地系統(tǒng).在發(fā)送端，直擴(kuò)系統(tǒng)將發(fā)送序列用偽隨機(jī)序列擴(kuò)展到一個(gè)很寬地頻帶上去，在接受端又用相同地?cái)U(kuò)頻序列進(jìn)行解擴(kuò)，回復(fù)出原有信息.由于干擾信息與偽隨機(jī)序列不相關(guān)，擴(kuò)頻后能夠使窄帶干擾得到有效地抑制，提高輸出信噪比.系統(tǒng)框圖如下圖所示：二、基本要求：1. 通過(guò)matlab建模，對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，數(shù)據(jù)調(diào)制方式可以自由選擇，可以使用基帶信號(hào)，但最好能使用頻帶信號(hào)，信道為高斯白噪信道.要仿真出擴(kuò)頻前地信號(hào)地頻偏，擴(kuò)頻后地信號(hào)頻譜，過(guò)信道之后地頻譜以及解擴(kuò)之后地頻譜.2. 研究并仿真產(chǎn)生m序列，寫(xiě)出生成m序列地算法.3. 驗(yàn)證直擴(kuò)系統(tǒng)

5、對(duì)窄帶干擾地抑制能力，在信道中加入一個(gè)窄帶強(qiáng)干擾，仿真出加了干擾后地頻譜圖和解擴(kuò)后地頻譜圖，給出誤碼率等仿真圖.4. 在以上基礎(chǔ)上仿真實(shí)現(xiàn)碼分多址技術(shù)，使用Walsh碼進(jìn)行復(fù)用，實(shí)現(xiàn)多個(gè)信號(hào)同時(shí)傳輸.(選做)可選項(xiàng)：1.在信道中加入多徑，使用rake接收來(lái)抗多徑效應(yīng).2.產(chǎn)生除m序列之外地其他隨機(jī)序列，如Gold碼，正交Gold碼等等.3.對(duì)比無(wú)擴(kuò)頻地系統(tǒng)地誤碼率.3、 設(shè)計(jì)概述本次課設(shè)完成基本要求，并選作了可選項(xiàng)碼分多址，Gold碼及誤碼率對(duì)比.通過(guò)matlab建模仿真了直擴(kuò)系統(tǒng)BPSK調(diào)制地各點(diǎn)頻偏及時(shí)域信號(hào)，并仿真了窄帶強(qiáng)干擾對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)地影響以及利用改善地WALSH碼實(shí)現(xiàn)碼分多址技術(shù).另

6、外，通過(guò)matlab地simulink工具盒bertool工具仿真對(duì)比了直擴(kuò)系統(tǒng)和無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)地誤碼率.4、 matlab設(shè)計(jì)流程圖100Hz 擴(kuò)頻序列100/7Hz 二進(jìn)制比特信息100Hz 7位雙極性m序列2000Hz 載波cos4000tBPSK調(diào)制信號(hào)高斯白噪聲恢復(fù)載波cos4000t100Hz 7位雙極性m序列凱薩爾濾波器低通濾波采樣、判決基本擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真流程圖5、 matlab程序及仿真結(jié)果圖1、 生成m序列及m序列性質(zhì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生7位m序列，頻率100Hz，模擬線性反饋移位寄存器序列，原理圖如下：clear all。clc。X1=0。X2=0。X3=1。 m=350。 %重復(fù)50遍地7

7、位單極性m序列for i=1:m Y3=X3。 Y2=X2。 Y1=X1。 X3=Y2。 X2=Y1。 X1=xor(Y3,Y1)。 L(i)=Y1。endfor i=1:m M(i)=1-2*L(i)。%將單極性m序列變?yōu)殡p極性m序列endk=1:1:m。figure(1)subplot(3,1,1)%做m序列圖stem(k-1,M)。axis(0,7,-1,1)。xlabel('k')。ylabel('M序列')。title('移位寄存器產(chǎn)生地雙極性7位M序列') 。subplot(3,1,2)ym=fft(M,4096)。magm=abs(

8、ym)。%求雙極性m序列頻譜fm=(1:2048)*200/2048。plot(fm,magm(1:2048)*2/4096)。title('雙極性7位M序列地頻譜')axis(90,140,0,0.1)。a,b=xcorr(M,'unbiased')。subplot(3,1,3)%求雙極性m序列自相關(guān)函數(shù)plot(b,a)。axis(-20,20,-0.5,1.2)。title('雙極性7位M序列地自相關(guān)函數(shù)')。由上圖可以看出，7位m序列為1，-1，-1，-1，1，-1，1.另外，自相關(guān)函數(shù)地圖形比較尖銳，最大值為1，最小值為-1/7，符合理

9、論結(jié)果.2、生成50位隨機(jī)待發(fā)送二進(jìn)制比特序列，并進(jìn)行擴(kuò)頻編碼生成地信息碼頻率為100/7Hz，利用m序列編碼后，頻率變?yōu)?00Hz.N=50。a=0。x_rand=rand(1,N)。%產(chǎn)生50個(gè)0與1之間隨機(jī)數(shù)for i=1:N if x_rand(i)>=0.5%大于等于0.5地取1，小于0.5地取0 x(i)=1。a=a+1。 else x(i)=0。 endendt=0:N-1。figure(2)%做信息碼圖subplot(2,1,1)stem(t,x)。title('擴(kuò)頻前待發(fā)送二進(jìn)制信息序列')。tt=0:349。subplot(2,1,2)l=1:7*N。

10、y(l)=0。for i=1:Nk=7*i-6。 y(k)=x(i)。 k=k+1。y(k)=x(i)。k=k+1。y(k)=x(i)。k=k+1。y(k)=x(i)。k=k+1。y(k)=x(i)。k=k+1。y(k)=x(i)。k=k+1。y(k)=x(i)。ends(l)=0。for i=1:350%擴(kuò)頻后，碼率變?yōu)?00/7*7=100Hz s(i)=xor(L(i),y(i)。endtt=0:7*N-1。stem(tt,s)。axis(0,350,0,1)。title('擴(kuò)頻后地待發(fā)送序列碼')。3、對(duì)擴(kuò)頻前后信號(hào)進(jìn)行BPSK調(diào)制，觀察其時(shí)域波形BPSK調(diào)制采用2kH

11、z信號(hào)cos(2*2000*t)作為載波figure(3)subplot(2,1,2)fs=2000。ts=0:0.00001:3.5-0.00001。%為了使信號(hào)看起來(lái)更光滑，作圖時(shí)采樣頻率為100kHz % ps=cos(2*pi*fs*ts)。s_b=rectpulse(s,1000)。%將沖激信號(hào)補(bǔ)成矩形信號(hào)s_bpsk=(1-2.*s_b).*cos(2*pi*fs*ts)。%擴(kuò)頻后信號(hào)BPSK調(diào)制時(shí)域波形，(1-2.*s_b)是1，-1序列plot(ts,s_bpsk)。xlabel('s')。axis(0.055,0.085,-1.2,1.2)title('

12、;擴(kuò)頻后bpsk信號(hào)時(shí)域波形')。subplot(2,1,1)s_bb=rectpulse(x,7000)。s_bpskb=(1-2.*s_bb).*cos(2*pi*fs*ts)。%無(wú)擴(kuò)頻信號(hào)BPSK調(diào)制時(shí)域波形plot(ts,s_bpskb)。xlabel('s')。axis(0.055,0.085,-1.2,1.2)。title('擴(kuò)頻前bpsk信號(hào)時(shí)域波形')可以看出，100/7Hz地?zé)o擴(kuò)頻信號(hào)每0.07s時(shí)由于序列極性變換產(chǎn)生相位變換，100Hz地?cái)U(kuò)頻后調(diào)制信號(hào)每0.01s由于序列極性變換產(chǎn)生相位變換.4、計(jì)算并觀察擴(kuò)頻前后BPSK調(diào)制信號(hào)地頻

13、譜對(duì)信號(hào)采用點(diǎn)fft計(jì)算，得到頻譜figure(4)N=。ybb=fft(s_bpskb,N)。%無(wú)擴(kuò)頻信號(hào)BPSK調(diào)制頻譜magb=abs(ybb)。fbb=(1:N/2)*/N。subplot(2,1,1)plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N)。axis(1700,2300,0,0.8)。title('擴(kuò)頻前調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。subplot(2,1,2)yb=fft(s_bpsk,N)。%擴(kuò)頻信號(hào)BPSK調(diào)制頻譜mag=abs(yb)。fb=(1:N/2)*/N。plot(fb,mag(1:N/2)*2/N)。axis(

14、1700,2300,0,0.8)。title('擴(kuò)頻后調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。如圖，擴(kuò)頻前信號(hào)主瓣寬度約為2*100/7=28Hz，擴(kuò)頻后，信號(hào)頻譜展寬，主瓣19002100Hz約為200Hz，為無(wú)擴(kuò)頻信號(hào)頻譜寬度地N=7倍，符合理論推算.5、仿真經(jīng)awgn信道傳輸后，擴(kuò)頻前后信號(hào)時(shí)域及頻域地變化awgn信道模擬了真實(shí)地信道，為傳輸信號(hào)增加了高斯白噪聲.在本次仿真中，設(shè)定信道信噪比為3dB，即信噪比約為2.figure(5)subplot(2,2,1)s_bpskba=awgn(s_bpskb,3,'measured')。%經(jīng)

15、過(guò)信道加高斯白噪,信噪比為3dbwplot(ts,s_bpskb,ts,s_bpskba)。axis(0,0.005,-1.2,1.2)。xlabel('t')。title('經(jīng)過(guò)信道加噪后地信號(hào)與原信號(hào)時(shí)域波形對(duì)比')。subplot(2,2,3)s_bpska=awgn(s_bpsk,3,'measured')。plot(ts,s_bpsk,ts,s_bpska)。title('擴(kuò)頻后經(jīng)加噪過(guò)信道后地信號(hào)與原信號(hào)時(shí)域波形對(duì)比')。xlabel('t')。axis(0.0675,0.0725,-1.2,1.2)。

16、subplot(2,2,2)ybba=fft(s_bpskba,N)。%無(wú)擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)經(jīng)信道后頻譜分析magba=abs(ybba)。plot(fbb,magba(1:N/2)*2/N)。title('擴(kuò)頻前經(jīng)信道調(diào)制信號(hào)頻譜')。axis(1700,2300,0,0.8)。xlabel('Hz')。subplot(2,2,4)yba=fft(s_bpska,N)。%擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)經(jīng)信道后頻譜分析maga=abs(yba)。fb=(1:N/2)*/N。plot(fb,maga(1:N/2)*2/N)。axis(1700,2300,0,0.8)。xlabel(

17、9;Hz')。title('擴(kuò)頻后經(jīng)信道調(diào)制信號(hào)頻譜')?？梢钥闯?，藍(lán)色為光滑余弦調(diào)制信號(hào)，綠色為加噪聲后時(shí)域波形，出現(xiàn)較大鋸齒.至于頻譜變化，這張圖并不明顯，于是我在下一張圖繼續(xù)比較了加入高斯噪聲后地頻譜變化.6、 對(duì)比經(jīng)信道前后兩種信號(hào)地頻譜變化figure(6)title('對(duì)比經(jīng)信道前后地信號(hào)頻譜')。subplot(2,2,1)plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N)。axis(0,4000,0,0.04)。title('擴(kuò)頻前調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。subplot(2,2,2)pl

18、ot(fbb,magba(1:N/2)*2/N)。axis(0,4000,0,0.04)。title('擴(kuò)頻前經(jīng)信道調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。subplot(2,2,3)plot(fb,mag(1:N/2)*2/N)。axis(0,4000,0,0.04)。title('擴(kuò)頻后調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。subplot(2,2,4)plot(fb,maga(1:N/2)*2/N)。axis(0,4000,0,0.04)。title('擴(kuò)頻后經(jīng)信道調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel(&#

19、39;Hz')。由上圖可以清楚地對(duì)比經(jīng)高斯白噪聲信道前后地頻譜對(duì)比.雖然整體地幅度趨勢(shì)不變，但是能看出，經(jīng)過(guò)信道加噪后，在所有地頻率點(diǎn)上都產(chǎn)生了一定地振幅，符合高斯白噪聲地原理.此處地信噪比為3dB.另外可以看出，BPSK調(diào)制將信號(hào)頻譜搬移到了以2000Hz為中心頻率地頻段上.下面，我將分別仿真解調(diào)解擴(kuò)后譯碼輸出及加入窄帶強(qiáng)干擾后解調(diào)解擴(kuò)譯碼輸出地時(shí)域和頻譜.2、 不加窄帶強(qiáng)干擾7、 接收機(jī)與本地恢復(fù)載波相乘，觀察仿真時(shí)域波形figure(7)subplot(2,1,1)reb=s_bpskba.*cos(2*pi*fs*ts)。%無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)接收信號(hào)乘以本地恢復(fù)載波信號(hào)plot(ts,

20、reb)。axis(0.055,0.085,-1.5,1.5)。xlabel('t')。title('擴(kuò)頻前接收信號(hào)乘以恢復(fù)載波')。subplot(2,1,2)re=s_bpska.*cos(2*pi*fs*ts)。%擴(kuò)頻系統(tǒng)接收信號(hào)乘以本地恢復(fù)載波信號(hào)plot(ts,re)。axis(0.055,0.085,-1.5,1.5)。xlabel('t')。title('擴(kuò)頻后接收信號(hào)乘以恢復(fù)載波')。可以看出，接收信號(hào)乘以恢復(fù)載波后，已經(jīng)能大致恢復(fù)出信號(hào)地變化.同時(shí)，無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)符號(hào)速率仍然是100/7Hz即0.07s出現(xiàn)符號(hào)變化，

21、擴(kuò)頻系統(tǒng)100Hz即0.01s出現(xiàn)符號(hào)變化.8、與恢復(fù)載波相乘后，觀察其頻譜變化figure(8)subplot(2,1,1)yreb=fft(reb,N)。magreb=abs(yreb)。freb=(1:N/2)*/N。plot(freb,magreb(1:N/2)*2/N)。axis(0,5000,0,0.5)。title('擴(kuò)頻前乘以恢復(fù)載波后信號(hào)頻譜')。subplot(2,1,2)yre=fft(re,N)。magre=abs(yre)。plot(freb,magre(1:N/2)*2/N)。title('擴(kuò)頻后乘以恢復(fù)載波后信號(hào)頻譜')。axis(

22、0,5000,0,0.5)?？梢钥闯?，信號(hào)乘以頻率為2kHz地恢復(fù)載波后，在基帶和4kHz處存在頻譜分量，則下一步需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波.9、仿真觀察信號(hào)經(jīng)凱薩爾窗低通濾波后地頻譜figure(9)subplot(2,1,1)fp=100。fc=200。as=100。ap=1。%衰減100dBfsw=22000。wp=2*fp/fsw。wc=2*fc/fsw。Nw=ceil(as-7.95)/(14.36*(wc-wp)/2)+1。%求凱薩爾窗低通濾波器階數(shù)beta=0.1102*(as-8.7)。window=kaiser(Nw+1,beta)。b=fir1(Nw,wc,window)。%返

23、回截止頻率為wc地Nw階地低通濾波器系數(shù)向量bs=abs(freqz(b,1,fsw)'。%頻率響應(yīng)，點(diǎn)地fft變換plot(bs)magrebl=bs.*magreb。%頻譜與低通濾波器相乘plot(freb,magrebl(1:N/2)*2/N)。axis(0,200/7,0,1)。title('擴(kuò)頻前:信號(hào)經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)低通濾波')。xlabel('Hz')。subplot(2,1,2)magrel=bs.*magre。plot(freb,magrel(1:N/2)*2/N)。title('擴(kuò)頻后:信號(hào)經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)低通濾波')

24、。axis(0,200,0,0.4)。xlabel('Hz')。10、觀察經(jīng)過(guò)低通濾波器后無(wú)擴(kuò)頻與擴(kuò)頻系統(tǒng)地時(shí)域波形figure(10)subplot(2,1,1)yrebl=real(ifft(bs.*yreb,)。%對(duì)無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)頻譜做ifft變換tm=(1:N)/N*4。plot(tm,yrebl)。xlabel('t')。title('擴(kuò)頻前經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)濾波后時(shí)域波形')。subplot(2,1,2)yrel=real(ifft(bs.*yre,)。%對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)頻譜做ifft變換plot(tm,yrel)。xlabel('t&#

25、39;)。title('擴(kuò)頻后經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)濾波后時(shí)域波形')。如圖，經(jīng)過(guò)低通濾波器后，高頻分量基本消失，剩下地信號(hào)已經(jīng)能夠進(jìn)行采樣判決，時(shí)域波形與原信息基本吻合.11、對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)進(jìn)行解擴(kuò)，觀察其時(shí)域頻域figure(11)subplot(2,1,1)jj=rectpulse(M,1000)。%擴(kuò)頻信號(hào)乘以解擴(kuò)序列yrej=jj.*yrel(1:)。plot(ts(1:),yrej)。xlabel('t')。axis(0,4,-0.5,0.5)。title('解擴(kuò)后信號(hào)波形')。subplot(2,1,2)yj=fft(yrej,N)。magj

26、=abs(yj)。plot(freb,magj(1:N/2)*2/N)。axis(0,500,0,0.2)。title('解擴(kuò)后信號(hào)頻譜')。xlabel('Hz')。由于擴(kuò)頻信號(hào)與m序列具有良好地相關(guān)性，故乘以m序列以后，能基本還原出原信號(hào)波形.同時(shí)可以看出，頻譜已經(jīng)由擴(kuò)展帶寬再次縮短，還原出原信號(hào)頻譜.12、比較擴(kuò)頻系統(tǒng)解擴(kuò)前后信號(hào)帶寬figure(12)title('解擴(kuò)前后信號(hào)頻偏對(duì)比')。subplot(2,1,1)plot(freb,magrel(1:N/2)*2/N)。axis(0,200,0,0.4)。title('解擴(kuò)前

27、信號(hào)頻偏')。subplot(2,1,2)plot(freb,magj(1:N/2)*2/N)。axis(0,200,0,0.4)。title('解擴(kuò)后信號(hào)頻偏')?？梢郧宄闯?，解擴(kuò)前信號(hào)主瓣約為100Hz，解擴(kuò)后恢復(fù)為100/7Hz，與發(fā)送信息吻合.13、比較解擴(kuò)前后信號(hào)功率譜密度f(wàn)igure(13)subplot(2,1,1)yjb=fft(yrel,N)。prelb=yjb.*conj(yjb)/N。plot(freb,prelb(1:N/2)*2/N)。axis(0,200,0,0.01)。title('解擴(kuò)前信號(hào)功率譜')。xlabel(&#

28、39;Hz')。subplot(2,1,2)yj=fft(yrej,N)。prel=yj.*conj(yj)/N。plot(freb,prel(1:N/2)*2/N)。axis(0,200,0,0.01)。title('解擴(kuò)后信號(hào)功率譜')。xlabel('Hz')。 如圖，解擴(kuò)后信號(hào)地頻譜被壓縮，功率幅度增加，符合理論分析結(jié)果.14、 對(duì)解擴(kuò)信號(hào)進(jìn)行采樣、判決figure(14)subplot(2,1,1)for i=1:1:350 ij=i*1000-500。 ss(i)=yrej(ij)。endstem(ss)。title('解擴(kuò)信號(hào)采樣&

29、#39;)。subplot(2,1,2)for i=1:1:350%判決信號(hào)算法 if ss(i)>0.2 ss(i)=1。 elseif ss(i)<-0.2 ss(i)=-1。 else ss(i)=0。 endendfor i=1:1:50 ij=7*i-6。 if ss(ij)=0 ss(ij)=ss(ij+4)。 endendfor i=1:1:348 if ss(i)=0 ss(i)=ss(i+2)。 endendfor i=1:1:50 S(i)=ss(i*7-3)。 if S(i)=0 S(i)=S(i)+1。 end S(i)=(1-S(i)/2。endstem(

30、S)。title('判決后地最終信號(hào)')。至此，擴(kuò)頻系統(tǒng)仿真完成，比較最終判決信號(hào)與原發(fā)送信號(hào)完全吻合.3、 信道中加入窄帶強(qiáng)干擾加入窄帶干擾地matlab系統(tǒng)流程圖100Hz 擴(kuò)頻序列100/7Hz 二進(jìn)制比特信息100Hz 7位雙極性m序列2000Hz 載波cos4000tBPSK調(diào)制信號(hào)高斯白噪聲20402050Hz 窄帶強(qiáng)干擾恢復(fù)載波cos4000t100Hz 7位雙極性m序列凱薩爾濾波器低通濾波采樣、判決15、在信道中加入20402050Hz窄帶強(qiáng)干擾并乘以恢復(fù)載波產(chǎn)生方法為：生成單位沖激信號(hào)，其頻譜為白色.之后，用20402050Hz地帶通濾波器對(duì)其進(jìn)行濾波.之后，

31、與恢復(fù)載波相乘.figure(15)subplot(2,1,1)fd=。Wp1=2*2040/fd。%20402050Hz帶通濾波器Wp2=2*2050/fd。Wc1=2*2030/fd。Wc2=2*2060/fd。Ap=1。As=100。W1=(Wp1+Wc1)/2。W2=(Wp2+Wc2)/2。wdth=min(Wp1-Wc1),(Wc2-Wp2)。Nd=ceil(11*pi/wdth)+1。bd=fir1(Nd,W1 W2)。zd(1)=1。%產(chǎn)生單位沖激信號(hào)for i=2:1: zd(i)=0。endds=abs(freqz(bd,1,fd)'。ybz=fft(zd,N)*。m

32、agz=abs(ybz)。dz=ds.*magz。%沖激信號(hào)頻譜乘以帶通濾波器dsz=maga+dz。%magrelz=magrel。plot(freb,dz(1:N/2)*2/N,freb,maga(1:N/2)*2/N)。xlabel('Hz')。axis(1700,2300,0,0.6)。title('經(jīng)信道后，加上一窄帶強(qiáng)干擾地頻譜')。subplot(2,1,2)rez=real(ifft(dz,N)。ts=(1:N)/N*4。yzz=rez.*cos(2*pi*2000*ts)。%信號(hào)乘以恢復(fù)載波yz=fft(yzz,N)。magyz=abs(yz)

33、。renz=real(ifft(maga,N)。ynzz=renz.*cos(2*pi*2000*ts)。ynz=fft(ynzz,N)。magynz=abs(ynz)。plot(freb,magyz(1:N/2)*2/N,freb,magynz(1:N/2)*2/N)。axis(0,5000,0,0.2)。title('加窄帶干擾地信號(hào)乘以恢復(fù)載波后頻譜')。如圖，綠色部分為原擴(kuò)頻信號(hào)，藍(lán)色部分為新加上窄帶干擾頻譜.從圖上可以看出，窄帶干擾非常強(qiáng).16、 對(duì)加窄帶干擾地信號(hào)進(jìn)行低通濾波并解擴(kuò)figure(16)subplot(3,1,1)magyzl=bs.*magyz。%用

34、凱賽爾窗低通濾波器濾波magynzl=bs.*magynz。plot(freb,magyzl(1:N/2)*2/N,freb,magynzl(1:N/2)*2/N)。axis(0,200,0,0.2)。xlabel('Hz')。title('信號(hào)與窄帶干擾經(jīng)過(guò)凱薩爾窗低通濾波后頻譜')。subplot(3,1,2)yrnzl=real(ifft(bs.*yre,)。%對(duì)濾波后帶干擾信號(hào)進(jìn)行ifft變換yrzl=real(ifft(magynzl,)。tm=(1:N)/N*4。yrnzlj=jj.*yrnzl(1:)。yrzlj=jj.*yrzl(1:)。plot

35、(ts(1:),yrnzlj+yrzlj)。xlabel('t')。axis(0,4,-1.5,1.5)。title('加窄帶干擾后解擴(kuò)信號(hào)波形')。subplot(3,1,3)%分別畫(huà)出信號(hào)與干擾經(jīng)低通濾波后頻譜yzj=fft(yrzlj,N)。magzj=abs(yzj)。ynzj=fft(yrnzlj,N)。magnzj=abs(ynzj)。plot(freb,magzj(1:N/2)*2/N,freb,magnzj(1:N/2)*2/N)。axis(0,500,0,0.2)。title('信號(hào)與窄帶干擾解擴(kuò)后頻譜')。xlabel(

36、9;Hz')。能夠看出，由于窄帶干擾與擴(kuò)頻序列不相關(guān)，經(jīng)解擴(kuò)后頻譜幅度明顯降低，對(duì)信號(hào)無(wú)太大影響，信號(hào)地時(shí)域波形只是增加了幅度很小地干擾，對(duì)采樣判決沒(méi)有影響.說(shuō)明擴(kuò)頻系統(tǒng)能夠很好抑制窄帶強(qiáng)干擾.17、 比較解擴(kuò)后信號(hào)與窄帶強(qiáng)干擾地功率譜figure(17)prelnz=ynzj.*conj(ynzj)/N。prelz=yzj.*conj(yzj)/N。plot(freb,prelnz(1:N/2)*2/N,freb,prelz(1:N/2)*2/N)。axis(0,100,0,0.007)。xlabel('Hz')。title('信號(hào)與窄帶干擾經(jīng)解擴(kuò)后地功率譜&

37、#39;)。比較功率譜.藍(lán)色部分為信號(hào)功率譜，綠色部分為窄帶強(qiáng)干擾功率譜，可以發(fā)現(xiàn)窄帶強(qiáng)干擾已經(jīng)完全淹沒(méi)在信號(hào)功率里.由理論計(jì)算可知，信噪比與N=1無(wú)擴(kuò)頻相比能夠提高N2倍，抗干擾能力明顯增強(qiáng).18、 誤碼率simulink仿真誤碼率仿真采用了matlab里面地simulink及bertool工具.Simulink是最重要地組件之一，它提供一個(gè)建模、仿真和綜合分析地集成環(huán)境.Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn)，并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和地復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì).同時(shí)有大量地和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink. 1、

38、 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)信道模型2、加窄帶干擾地直擴(kuò)系統(tǒng)建模仿真過(guò)程中，仍然采用了100Hz地?cái)U(kuò)頻序列，100/7Hz地?cái)?shù)據(jù)碼流，2kHz地BPSK調(diào)制并加入了與中心頻點(diǎn)頻偏20Hz地窄帶強(qiáng)干擾.誤碼率仿真采用了SIMULIMK自帶地Error Rate Calculation模塊，來(lái)對(duì)比發(fā)送與接收地碼流.建模地過(guò)程中，考慮了信號(hào)地頻率，極性，窄帶干擾和awgn信道地高斯白噪聲，完全符合一般地通信系統(tǒng)地組成結(jié)構(gòu).仿真時(shí)間為100s.3、用示波器觀察發(fā)送碼字及解擴(kuò)后碼字上圖為仿真過(guò)程中截取地部分發(fā)送與接收碼字，上半部分為發(fā)送碼字序列，下半部分為最終解擴(kuò)后地碼字序列.可以看出，大多數(shù)時(shí)間信號(hào)吻合，在第25.

39、86s左后出現(xiàn)兩個(gè)誤碼.4、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)與無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)地誤碼率比較采用SIMULINK下地BERTOOL工具，可以輕松地仿真出信號(hào)地誤碼率.在誤碼率計(jì)算中，我分別仿真了不同m序列長(zhǎng)度和不同窄帶干擾強(qiáng)度下，誤碼率與awgn高斯信道信噪比地關(guān)系圖.下圖為無(wú)窄帶干擾時(shí)，無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)與N=7地m序列直接擴(kuò)頻BPSK系統(tǒng)地誤碼率比較，橫坐標(biāo)為信道信噪比. 可以看出，擴(kuò)頻序列誤碼率與無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)地理論誤碼率基本相同，說(shuō)明在沒(méi)有窄帶干擾地情況下擴(kuò)頻與否對(duì)于誤碼率影響不大.這說(shuō)明，在干擾為高斯白噪聲地情況下，擴(kuò)頻系統(tǒng)與無(wú)擴(kuò)頻系統(tǒng)地抗干擾能力相同.5、不同擴(kuò)頻序列長(zhǎng)度下地誤碼率比較 如圖，擴(kuò)頻系統(tǒng)地誤碼率與擴(kuò)頻序列地

40、長(zhǎng)度有關(guān)，可以看出，在信噪比很小地情況下，不同擴(kuò)頻序列長(zhǎng)度地誤碼率基本相同.當(dāng)信噪比逐漸增大時(shí)，系統(tǒng)地誤碼情況有所好轉(zhuǎn).擴(kuò)頻碼越長(zhǎng)，誤碼率越低，抗干擾能力越強(qiáng).6、擴(kuò)頻序列長(zhǎng)度N=7時(shí)，不同強(qiáng)度窄帶干擾下地誤碼率比較 如圖，當(dāng)窄帶強(qiáng)干擾地振幅為信號(hào)幅度地10倍時(shí)，擴(kuò)頻系統(tǒng)地誤碼率不變，說(shuō)明擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)窄帶強(qiáng)干擾有很強(qiáng)地抑制能力，符合之前地matlab仿真結(jié)果.當(dāng)窄帶強(qiáng)干擾地振幅增至信號(hào)幅度地250倍和500倍時(shí)，系統(tǒng)誤碼率隨干擾振幅增大而增大.窄帶干擾幅度為信號(hào)幅度250倍時(shí)，誤碼率小于0.01，可以接受.當(dāng)窄帶干擾幅度為信號(hào)幅度地500倍時(shí)，誤碼率較大，不能忍受，但這種情況基本不會(huì)出現(xiàn).7、

41、利用Walsh碼實(shí)現(xiàn)碼分多址技術(shù)12.5Hz二進(jìn)制比特信息1100Hz8位改善walsh碼m12000Hz 載波cos4000tBPSK調(diào)制信號(hào)高斯白噪聲恢復(fù)載波cos4000t100Hz8位改善walsh碼1凱薩爾濾波器低通濾波采樣、判決信息1100Hz 擴(kuò)頻序列20402050Hz 窄帶強(qiáng)干擾12.5Hz二進(jìn)制比特信息2100Hz8位改善walsh碼m2100Hz8位改善walsh碼m2采樣、判決信息2 沃爾什碼地自相關(guān)特性和互相關(guān)特性都不理想，這意味著CDM信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑信道傳輸時(shí)，每個(gè)用戶地不同徑之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾，同時(shí)不同用戶不同徑之間也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾.為此，可以用相關(guān)性較好地偽隨機(jī)序

42、列，即m序列與沃爾什碼模二加，得到改善地沃爾什碼.這樣，既保留了沃爾什碼地正交特性，又大大改善了其相關(guān)特性.1、產(chǎn)生改善地walsh碼在本實(shí)驗(yàn)中，我采用了前面地7位m序列改善地沃爾什碼.產(chǎn)生方法為在雙極性m序列后加“1”，并與正交沃爾什碼相乘，并用改善后地沃爾什碼對(duì)兩路信息序列分別進(jìn)行擴(kuò)頻，相加后共同傳輸，實(shí)現(xiàn)碼分多址技術(shù). 由于m序列為7位，補(bǔ)位后0和1出現(xiàn)概率相等，成為了真正地隨機(jī)序列.兩路沃爾什函數(shù)采用了八階沃爾什函數(shù)地地第一個(gè)和第五個(gè)，分別為1,1,1,1,1,1,1,1和1,1,1,1,0,0,0,0，為正交碼.clear all。clc。X1=0。X2=0。X3=1。 m=7。 f

43、or i=1:m Y3=X3。 Y2=X2。 Y1=X1。 X3=Y2。 X2=Y1。 X1=xor(Y3,Y1)。 L(i)=Y1。endL(8)=0。%單極性7位m序列末尾補(bǔ)0m=m+1。for i=1:m M(i)=1-2*L(i)。endk=1:1:m。figure(1)subplot(3,1,1)stem(k-1,M)。axis(0,9,-1,1)。xlabel('k')。title('移位寄存器產(chǎn)生地雙極性7位M序列,末尾加一個(gè)1') 。subplot(3,1,2)for i=1:m %生成改善地沃爾什碼m1 m1(i)=M(i)。endstem(k

44、-1,m1)。axis(0,8,-1,1)。xlabel('k')。title('改善地沃爾什碼m1') 。subplot(3,1,3)for i=1:4 %生成改善地沃爾什碼m2 m2(i)=M(i)。endfor i=5:8 m2(i)=-M(i)。endstem(k-1,m2)。axis(0,8,-1,1)。xlabel('k')。title('改善地沃爾什碼m2') 。如圖，改善地沃爾什碼m1與m2正交.下面將用這兩路沃爾什碼分別對(duì)兩路信息進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制.2、產(chǎn)生兩路不同地信息序列figure(2)N=50。a=0。x_ra

45、nd=rand(1,N)。for i=1:N if x_rand(i)>=0.5 x1(i)=1。a=a+1。 else x1(i)=0。 endendt=0:N-1。subplot(2,1,1)stem(t*0.08,x1)。xlabel('t/s')。title('擴(kuò)頻前待發(fā)送二進(jìn)制信息序列1')。x_rand=rand(1,N)。for i=1:N if x_rand(i)>=0.5 x2(i)=1。a=a+1。 else x2(i)=0。 endendsubplot(2,1,2)stem(t*0.08,x2)。title('擴(kuò)頻前待發(fā)

46、送二進(jìn)制信息序列2')。xlabel('t/s')。3、 用兩個(gè)沃爾什碼分別調(diào)制兩路信號(hào)figure(3)y1=rectpulse(x1,8)。y2=rectpulse(x2,8)。for i=1:1:50 M1(8*i-7)=m1(1)。M2(8*i-7)=m2(1)。 M1(8*i-6)=m1(2)。M2(8*i-6)=m2(2)。 M1(8*i-5)=m1(3)。M2(8*i-5)=m2(3)。 M1(8*i-4)=m1(4)。M2(8*i-4)=m2(4)。 M1(8*i-3)=m1(5)。M2(8*i-3)=m2(5)。 M1(8*i-2)=m1(6)。M2(

47、8*i-2)=m2(6)。 M1(8*i-1)=m1(7)。M2(8*i-1)=m2(7)。 M1(8*i)=m1(8)。M2(8*i)=m2(8)。endsubplot(2,1,1)tt=0:8*N-1。for i=1:400。x11(i)=1-2*y1(i)。x12(i)=1-2*y2(i)。s1(i)=M1(i)*x11(i)。s2(i)=M2(i)*x12(i)。endsubplot(2,1,1)stem(tt/100,s1)。title('擴(kuò)頻后地待發(fā)送序列碼1')。xlabel('t/s')。subplot(2,1,2)stem(tt/100,s2)

48、。title('擴(kuò)頻后地待發(fā)送序列碼2')。xlabel('t/s')。4、 兩路信號(hào)相加，并進(jìn)行BPSK調(diào)制figure(4)subplot(2,1,1)s=s1+s2。stem(tt/100,s)。title('兩路信息相加,即進(jìn)行walsh碼復(fù)用')。xlabel('t/s')。subplot(2,1,2)fs=2000。ts=0:0.00001:4-0.00001。s_b=rectpulse(s,1000)。s_bpsk=s_b.*cos(2*pi*fs*ts)。plot(ts,s_bpsk)。xlabel('t/

49、s')。axis(0.065,0.095,-2.2,2.2)title('walsh碼分復(fù)用做BPSK變換')。 對(duì)比walsh碼進(jìn)行復(fù)用后地信號(hào)與無(wú)碼分多址系統(tǒng)地信號(hào)，可以看出，無(wú)碼分多址系統(tǒng)地信息碼只有兩個(gè)取值-1和1，但是復(fù)用后存在三個(gè)值-1,0,1，所以BPSK調(diào)制信號(hào)存在為零地時(shí)刻.5、 觀察調(diào)制信號(hào)頻譜，并經(jīng)awgn信道加高斯白噪和窄帶強(qiáng)干擾figure(5)subplot(3,1,1)N=。yb=fft(s_bpsk,N)。mag=abs(yb)。fb=(1:N/2)*/N。plot(fb,mag(1:N/2)*2/N)。axis(1000,3000,0,

50、0.25)。title('碼分復(fù)用擴(kuò)頻后調(diào)制信號(hào)頻譜')。xlabel('f/Hz')。subplot(3,1,2)s_bpska=awgn(s_bpsk,3,'measured')。%經(jīng)過(guò)awgn信號(hào)，信噪比3dBplot(ts,s_bpsk,ts,s_bpska)。title('碼分復(fù)用擴(kuò)頻后經(jīng)加噪過(guò)信道后地信號(hào)與原信號(hào)時(shí)域波形對(duì)比')。xlabel('t/s')。axis(0.0775,0.0825,-2.4,2.4)。subplot(3,1,3)yba=fft(s_bpska,N)。maga=abs(yba

51、)。fb=(1:N/2)*/N。fd=。Wp1=2*2040/fd。%帶通濾波器Wp2=2*2050/fd。Wc1=2*2030/fd。Wc2=2*2060/fd。Ap=1。As=100。W1=(Wp1+Wc1)/2。W2=(Wp2+Wc2)/2。wdth=min(Wp1-Wc1),(Wc2-Wp2)。Nd=ceil(11*pi/wdth)+1。bd=fir1(Nd,W1 W2)。zd(1)=1。%單位沖激for i=2:1: zd(i)=0。endds=abs(freqz(bd,1,fd)'。ybz=fft(zd,N)*40000。magz=abs(ybz)。dz=ds.*magz。

52、dsz=maga+dz。%將窄帶干擾疊加到信號(hào)上plot(fb,dsz(1:N/2)*2/N)。axis(1000,3000,0,0.4)。xlabel('f/Hz')。title('碼分復(fù)用擴(kuò)頻后經(jīng)信道調(diào)制加窄帶強(qiáng)干擾信號(hào)頻譜')。6、 接收機(jī)信號(hào)乘以恢復(fù)載波，觀察時(shí)域和頻域figure(6)subplot(2,1,1)rez=real(ifft(dz,N)。re=(s_bpska+rez).*cos(2*pi*fs*ts)。plot(ts,re)。axis(0.065,0.095,-2.8,2.8)。xlabel('t')。title(

53、9;擴(kuò)頻后接收信號(hào)乘以恢復(fù)載波')。xlabel('t/s')。subplot(2,1,2)yre=fft(re,N)。magre=abs(yre)。plot(fb,magre(1:N/2)*2/N)。title('碼分復(fù)用擴(kuò)頻后乘以恢復(fù)載波后信號(hào)頻譜')。axis(0,5000,0,0.16)。xlabel('f/Hz')。7、 信號(hào)經(jīng)凱薩爾窗低通濾波器figure(7)subplot(2,1,1)magrel=bs.*magre。plot(fb,magrel(1:N/2)*2/N)。title('碼分復(fù)用信號(hào)經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)低

54、通濾波')。axis(0,200,0,0.25)。xlabel('f/Hz')。subplot(2,1,2)tm=(1:N)/N*4。yrel=real(ifft(bs.*yre,)。plot(tm,yrel)。xlabel('t/s')。title('經(jīng)過(guò)凱薩爾窗函數(shù)濾波后時(shí)域波形')。 可以看出，信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波后地時(shí)域波形前后部分畸變較大，說(shuō)明用改善地walsh碼進(jìn)行碼分復(fù)用時(shí)，不同用戶間仍然后一定地碼間干擾.8、 對(duì)濾波后信號(hào)分別用m1和m2進(jìn)行解擴(kuò)figure(8)subplot(2,1,1)j1=rectpulse(M1,1000

55、)。j2=rectpulse(M2,1000)。yrej1=j1.*yrel。plot(ts,yrej1)。title('時(shí)域波形與解擴(kuò)碼m1相乘波形')。xlabel('t/s')。subplot(2,1,2)yrej2=j2.*yrel。plot(ts,yrej2)。xlabel('t/s')。title('時(shí)域波形與解擴(kuò)碼m2相乘波形')。 對(duì)比碼分復(fù)用系統(tǒng)和無(wú)碼分復(fù)用系統(tǒng)，可以看出，解擴(kuò)后波形出現(xiàn)了0項(xiàng)，每個(gè)有效樣值地持續(xù)時(shí)間比無(wú)碼分復(fù)用地系統(tǒng)減少了一半.而且解擴(kuò)信號(hào)時(shí)域波形前后部分地干擾比解擴(kuò)前還要嚴(yán)重，說(shuō)明碼分復(fù)用引入了碼間干擾.