基于MATLAB的擴(kuò)頻和調(diào)頻通信系統(tǒng)仿真

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1、實殮扳告課程名稱：現(xiàn)代通信原理實驗任課教師：李波實驗名稱：基于MATLAB的擴(kuò)頻和跳頻通信系統(tǒng)仿真研究年級：13級專業(yè)：控制工程姓名：歪義學(xué)號：12013002346口期：2013年10月10日云南大學(xué)信息學(xué)院一.實驗?zāi)康母鶕?jù)通信理論知識熟練的運用MATLAB進(jìn)行直序列擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻的仿真研究。二.實驗內(nèi)容1.Matlab/simulink通信系統(tǒng)仿真。2.用matlab實現(xiàn)直序列擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻。三、實驗平臺鎖件平臺：筆記本電腦軟件平臺：windows7操作系統(tǒng)、MatlabR2013a四、擴(kuò)展頻譜通信知識1.理論基礎(chǔ)通信技術(shù)和通信理論的研究，是圍繞著

2、通信系統(tǒng)的有效性和可靠性這兩個基本問題開展的。所以，有效性和可靠性是設(shè)計和評價一個通信系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。有效性，是指通信系統(tǒng)傳輸信息效率的高低。這個問題是討論怎樣以最合理、最經(jīng)濟(jì)的方法傳輸最大數(shù)量的信息。在模擬通信系統(tǒng)中，多路復(fù)用技術(shù)可提高系統(tǒng)的有效性。顯然,信道復(fù)用程度越高，系統(tǒng)傳輸信息的有效性就越好。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，兇此傳輸?shù)挠行允怯脗鬏斔俾蕘砗饬康?。對靠性，是指通信系統(tǒng)可靠地傳輸信息。市于信息在傳輸過程中受到干擾，收到的與發(fā)出的信息并不完全相同?？煽啃跃褪怯脕砗饬渴盏叫畔⑴c發(fā)出信息的符合程度。因此，可靠性決定于系統(tǒng)抵抗

3、干擾的性能，也就是說，決定于通信系統(tǒng)的抗干擾性。在模擬通信系統(tǒng)中，傳輸可靠性是川整個系統(tǒng)的輸出信噪比來衡量的。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸可靠性是丿U差錯率來衡量的。擴(kuò)展頻譜通信由于具有很強(qiáng)的抗干擾能力，首先在軍用通信系統(tǒng)小得到了應(yīng)用。近年來,擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的理論和應(yīng)用發(fā)展非常迅速。擴(kuò)頻通信是擴(kuò)展頻譜通信的簡稱。我們知道，頻譜是電信號的頻域描述。承載各種信息（如語音、圖象、數(shù)據(jù)等）的信號一般都是以時域來表示的，即表示為一個時間的函數(shù)/⑴。0頻域和時域的關(guān)系信號的時域表示式/（/）可以用傅立葉變換得到其頻域表示式F（/）rh(i-D確定:F(/)=ff^e-

4、^dt亠00/(0=f(1-1)J-OC兩數(shù)/（'）的傅立葉變換存在的充分條件是/（'）滿足狄里赫萊（Dirichlet）條件，或在區(qū)間（一8,+8）絕對可積,必須為有限值。擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指待傳輸信息的頻譜用某個特定的擴(kuò)頻函數(shù)(與待傳輸?shù)男畔⒋a無關(guān))擴(kuò)展后成為寬頻帶信號，送入信道中傳輸，再利用相應(yīng)的手段將其壓縮，從而獲取傳輸信息的通信系統(tǒng)。也就是說在傳輸同樣信息時所需耍的射頻帶寬，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過被傳輸信息所必需的墳小的帶寬。擴(kuò)頻后射頻信號的帶寬至少是信息帶寬的幾十倍、幾TT倍其至幾萬倍。信息已不再是決定射頻信號帶寬的一個重耍因素，射頻信號的帶寬主要rh擴(kuò)

5、頻函數(shù)來決定。由上述可見，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)有以下兩個特點：(1)傳輸信號的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被傳輸?shù)脑夹畔⑿盘柕膸挘?2)傳輸信號的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)通常是偽隨機(jī)(偽噪聲)編碼信號。以上兩個特點有時也稱為判斷擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的準(zhǔn)則。擴(kuò)瀕通信系統(tǒng)最大的特點是其具有很強(qiáng)的抗人為干擾、抗窄帶干擾、抗多徑干擾的能力。這里我們先定性地說明-?下擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有抗干擾能力的理論依據(jù)。擴(kuò)頻通信的基本理論根據(jù)是信息理論中的山農(nóng)(C?E?Shannon)信道容量公式：V(1-2)C=Wlog2(l+—)式中C為信道容量(bit/s),W為信道帶寬(Hz),S為信號

6、功率(W),N為噪聲功率(W)。山農(nóng)公式表明了一個信道無誤差地傳輸信息的能力同存在于信道屮的信噪比以及川于傳輸信息的信道帶寬Z間的關(guān)系。令C是希望具有的信道容量，即要求的信息速率，對(1-2)式進(jìn)行變換(1-3)對于T?擾環(huán)境屮的典型情況,時，對式(1-2)用幕級數(shù)展開，并略去高次項(1-4)(1-5)￡=1.44AWN或NW=0.7C—SN_由式(1-4)和(1-5)可看出，對于任意給定的噪聲信號功率比S,只要增加用于傳輸信息的帶寬W,理論上就可以增加在信道中無謀差地傳輸?shù)男畔⒙蔆?；蛘哒f在信道中當(dāng)傳輸系￡統(tǒng)的信號噪聲功率比“下降時，可以用增加系統(tǒng)傳

7、輸帶寬W的辦法來保持信道容暈C不變。S_對于任意給定的信號噪聲功率比川，可以川增人系統(tǒng)的傳輸帶寬來獲得較低的信息差錯率。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)止是利用這?原理，用高速率的擴(kuò)頻碼來達(dá)到擴(kuò)展待傳輸?shù)臄?shù)字信息帶寬的目的。擴(kuò)瀕通信系統(tǒng)的帯寬比常規(guī)通信體制大兒白倍乃至兒萬倍，所以在相同信噪比的條件下,具有較強(qiáng)的抗干擾的能力。山農(nóng)指出，在高斯噪聲的干擾下，在限平均功率的信道上，實現(xiàn)有效和可靠通信的故佳信號是具有口噪蘆統(tǒng)計特性的信號。這是因為高斯白噪聲信號具有理想的口相關(guān)特性，其功率譜為°°

8、8)0i^O白噪聲的自相關(guān)函數(shù)具有函數(shù)的特點，說明它具有尖銳的自相關(guān)特性。但是對于白噪聲信號的