matlab中 直扩系统误码率_直接序列扩频系统MATLAB仿真(BPSK调制)

直接序列扩频系统MATLAB仿真(BPSK调制)

目录目录 一、背景一、背景4 二、基本要求二、基本要求4 三、设计概述三、设计概述 4 四、四、Matlab 设计流程图设计流程图.5 五、五、Matlab 程序及仿真结果图程序及仿真结果图.6 1、生成 m 序列及 m 序列性质.6 2、生成 50 位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码.7 3、对扩频前后信号进行 BPSK 调制，观察其时域波形.9 4、计算并观察扩频前后 BPSK 调制信号的频谱.10 5、仿真经 awgn 信道传输后，扩频前后信号时域及频域的变化11 6、对比经信道前后两种信号的频谱变化.12 7、接收机与本地恢复载波相乘，观察仿真时域波形.14 8、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化.15 9、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱.16 10、观察经过低通滤波器后无扩频与扩频系统的时域波形.17 11、对扩频系统进行解扩，观察其时域频域.18 12、比较扩频系统解扩前后信号带宽.19 13、比较解扩前后信号功率谱密度.20 14、对解扩信号进行采样、判决.21 15、在信道中加入 2040~2050Hz 窄带强干扰并乘以恢复载波24 16、对加窄带干扰的信号进行低通滤波并解扩.25 17、比较解扩后信号与窄带强干扰的功率谱.27 六、误码率六、误码率 simulink 仿真仿真.28 1、直接扩频系统信道模型.28 2、加窄带干扰的直扩系统建模.29 3、用示波器观察发送码字及解扩后码字.30 4、直接扩频系统与无扩频系统的误码率比较.31 5、不同扩频序列长度下的误码率比较.32 6、扩频序列长度 N=7 时，不同强度窄带干扰下的误码率比较33 七、利用七、利用 Walsh 码实现码分多址技术码实现码分多址技术.34 1、产生改善的 walsh 码35 2、产生两路不同的信息序列.36 3、用两个沃尔什码分别调制两路信号.38 4、两路信号相加，并进行 BPSK 调制.39 5、观察调制信号频谱，并经 awgn 信道加高斯白噪和窄带强干扰40 6、接收机信号乘以恢复载波，观察时域和频域.42 7、信号经凯萨尔窗低通滤波器.43 8、对滤波后信号分别用 m1 和 m2 进行解扩.44 9、对两路信号分别采样，判决.45 八、产生随机序列八、产生随机序列 Gold 码和正交码和正交 Gold 码码.47 1、产生 Gold 码并仿真其自相关函数.48 2、产生正交 Gold 码并仿真其互相关函数.50 九、实验心得体会九、实验心得体会51 直接序列扩频系统仿真直接序列扩频系统仿真 1 1、、背景背景 直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。在发送端，直 扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去，在接受端又用相 同的扩频序列进行解扩，回复出原有信息。由于干扰信息与伪随机序列不相关， 扩频后能够使窄带干扰得到有效的抑制，提高输出信噪比。系统框图如下图所 示： 二、基本要求：二、基本要求： 1.通过 matlab 建模，对直扩系统进行仿真，数据调制方式可以自由选择，可 以使用基带信号，但最好能使用频带信号，信道为高斯白噪信道。要仿真 出扩频前的信号的频偏，扩频后的信号频谱，过信道之后的频谱以及解扩 之后的频谱。 2.研究并仿真产生 m 序列，写出生成 m 序列的算法。 3.验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力，在信道中加入一个窄带强干扰，仿 真出加了干扰后的频谱图和解扩后的频谱图，给出误码率等仿真图。 4.在以上基础上仿真实现码分多址技术，使用 Walsh 码进行复用，实现多个 信号同时传输。(选做) 可选项： 1.在信道中加入多径，使用 rake 接收来抗多径效应。 2.产生除 m 序列之外的其他随机序列，如 Gold 码，正交 Gold 码等等。 3.对比无扩频的系统的误码率。 3、、设计概述设计概述 本次课设完成基本要求，并选作了可选项码分多址，Gold 码及误码率对比。 通过 matlab 建模仿真了直扩系统 BPSK 调制的各点频偏及时域信号，并仿真了 窄带强干扰对直扩系统的影响以及利用改善的 WALSH 码实现码分多址技术。 另外，通过 matlab 的 simulink 工具盒 bertool 工具仿真对比了直扩系统和无扩频 系统的误码率。 4、、matlab 设计流程图设计流程图 基本扩频系统仿真流程图 100Hz 扩频序列 100/7Hz 二进制比特信息 100Hz 7 位双极性 m 序列 2000Hz 载波 cos4000πt BPSK 调制信号 高斯白噪声 恢复载波 cos4000πt 100Hz 7 位双极性 m 序列 凯萨尔滤波器低通滤波 采样、判决 5、、matlab 程序及仿真结果图程序及仿真结果图 1、、生成生成 m 序列及序列及 m 序列性质序列性质 实验产生 7 位 m 序列，频率 100Hz，模拟线性反馈移位寄存器序列，原理 图如下： clear all; clc; X1=0;X2=0;X3=1; m=350; %重复 50 遍的 7 位单极性 m 序列 for i=1:m Y3=X3; Y2=X2; Y1=X1; X3=Y2; X2=Y1; X1=xor(Y3,Y1); L(i)=Y1; end for i=1:m M(i)=1-2*L(i); %将单极性 m 序列变为双极性 m 序列 end k=1:1:m; figure(1) subplot(3,1,1)%做 m 序列图 stem(k-1,M); axis([0,7,-1,1]); xlabel( k ); ylabel( M 序列 ); title( 移位寄存器产生的双极性 7 位 M 序列 ) ; subplot(3,1,2) ym=fft(M,4096); magm=abs(ym);%求双极性 m 序列频谱 fm=(1:2048)*200/2048; plot(fm,magm(1:2048)*2/4096); title( 双极性 7 位 M 序列的频谱 ) axis([90,140,0,0.1]); [a,b]=xcorr(M, unbiased ); subplot(3,1,3)%求双极性 m 序列自相关函数 plot(b,a); axis([-20,20,-0.5,1.2]); title( 双极性 7 位 M 序列的自相关函数 ); 由上图可以看出，7 位 m 序列为 1，-1，-1，-1，1，-1，1。另外，自相关 函数的图形比较尖锐，最大值为 1，最小值为-1/7，符合理论结果。 2、生成、生成 50 位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 生成的信息码频率为 100/7Hz，利用 m 序列编码后，频率变为 100Hz。 N=50;a=0; x_rand=rand(1,N);%产生 50 个 0 与 1 之间随机数 for i=1:N if x_rand(i)=0.5%大于等于 0.5 的取 1，小于 0.5 的取 0 x(i)=1;a=a+1; else x(i)=0; end end t=0:N-1; figure(2)%做信息码图 subplot(2,1