移动通信课程设计直接序列扩频系统仿真
信息与通信工程学院 移动通信课程设计实验报告 题目：直接序列扩频系统仿真 班 级： 姓 名： 学 号： 班内序号： 日 期： 目录 一、背景3 二、要求：3 三、设计概述3 四、直接序列扩频系统仿真3 1、基本扩频系统仿真流程图3 2、matlab程序及仿真结果图5 2.1、生成m序列及m序列性质5 2.2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码6 2.3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形8 2.4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱9 2.5、接收机与本地恢复载波相乘，比较扩频与否的时域波形11 2.6、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化12 2.7、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱14 2.8、观察解扩后的信号波形、频谱15 2.9、比较扩频系统解扩前后信号带宽、信号功率谱16 2.10、对解扩信号进行采样判决18 五、仿真产生不同的伪随机序列21 1、m序列(跟四、2.1一样)21 2、产生随机序列Gold码和正交Gold码22 2.1、产生Gold码并仿真其自相关函数23 2.2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数25 六、验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力27 1、加窄带干扰的直扩系统建模28 2、不同扩频序列长度下的误码率比较29 3、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较30 七、分工30 八、心得体会30 一、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、要求： 1.通过matlab建模，对直扩系统进行仿真 2.研究并仿真产生不同的伪随机序列 3.验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力，给出误码率等仿真曲线 三、设计概述 本次课设按要求完成，利用matlab进行直接扩频系统的仿真，利用BPSK调制，仿真了扩频、调制、解调、解扩过程，并对是否使用直接扩频进行了对比。并仿真了Gold码及正交Gold码。另外，通过matlab的simulink工具盒仿真了直接扩频系统的误码率。 四、直接序列扩频系统仿真 1、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 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 2、matlab程序及仿真结果图 2.1、生成m序列及m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 ); 由上图可以看出，7位m序列为1，-1，-1，-1，1，-1，1。 2.2、生成50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(2,1,1) stem(t,x); title( 扩频前待发送二进制信息序列 ); tt=0:349; subplot(2,1,2) l=1:7*N; y(l)=0; for i=1:N k=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); end s(l)=0; for i=1:350%扩频后，码率变为100/7*7=100Hz s(i)=xor(L(i),y(i)); end tt=0:7*N-1; stem(tt,s); axis([0,350,0,1]); title( 扩频后的待发送序列码 ); 2.3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形 BPSK调制采用2kHz信号cos(2*2000*t)作为载波 figure(3) subplot(2,1,2) fs=2000; ts=0:0.00001:3.5-0.00001;%为了使信号看起来更光滑，作图时采样频率为100kHz % ps=cos(2*pi*fs*ts); s_b=rectpulse(s,1000);%将冲激信号补成矩形信号 s_bpsk=(1-2.*s_b).*cos(2*pi*fs*ts);%扩频后信号BPSK调制时域波形 plot(ts,s_bpsk); xlabel( s ); axis([0.07,0.2,-1.2,1.2]) title( 扩频后bpsk信号时域波形 ); subplot(2,1,1) s_bb=rectpulse(x,7000); s_bpskb
