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1、 天津天津电电子信息子信息职业职业技技术术学院学院综合实训报告综合实训报告课题名称课题名称 通讯系统仿真综合实训报告通讯系统仿真综合实训报告 姓姓 名名 温智温智 学学 号号 11 班班 级级 通信通信 S09-5 专专 业业 通信技术通信技术 所所 在在 系系 电子技术系电子技术系 指导教师指导教师 张澄张澄 完成日期完成日期 2011.11.08 2目录目录摘要一 实训目的.1二 实训原理.1三 实训正文.2实例一.2实例二.3实例三.4自选题：.6四.心得体会.14五.参考文献.153摘要摘要通过 MATLAB 仿真，具体培养对仿真软件的应用，通过仿真锻炼加深对知识 的应用及作用。 一一
2、 实训目的实训目的通过课程设计进一步理解扩展频谱通信的基本概念及其系统模型；重点是伪随机编码的基本原理，m序列、Gold序列的性质及特点；扩展频谱信号的相关解扩、基带解调与载波同步，跳频信号的解跳和解调等等。要求学生在课程设计中建立基本的扩频系统模型，仿真计算出伪随机编码的相关特性，通过扩频调制的解扩仿真系统的抗干扰性能。二二 实训原理实训原理Gold 序列是 m 序列的组合码，由优选对的两个 m 序列逐位模 2 加得到， 当改变其中的一个 m 序列的相位（向后移位）时，可以得到一新的 Gold 序列。 Gold 序列虽然是由 m 序列模 2 加得到的，但它已不是 m 序列，不过它具有与 m
3、序列优选对类似的自相关性和互相关特性，而且构造简单，比 m 序列所产生的 序列码组多的多，因而获得广泛的应用。 周期均为 N=2*n-1 的 m 序列优选对an和bn，an与后移 位的bn+ （=0，1，N-1）逐位模 2 加所得的序列an+bn+即得到 Gold 序列， 改变序列移位值 ，可以得到不同的 Gold 序列。而 m 序列的优选对是指在 m 序列集中，互相关函数绝对值的最大值|RXY（）|max最接近或者达到相关下限 （最小值）的一对 m 序列。4三三 实训正文实训正文实例一实例一. 判断特征多项式 F (x) = x9 + x6 + x4 + x3 + 1 是否可生成 m 序列，
4、并建模验证。F (x) 对应的系数二进制表示为 1001011001， 相应的十进制数是 601。 测试模型如下：测试结果为：5实例二实例二. 计算特征多项式为 F (x) = x9 + x6 + x4 + x3 + 1 的 m 序列的自相关系数。 对于周期 N 的序列，其自相关系数是偶函数，即 (-j ) = (j )，而且也是以 N 为周期的周期函数。周期为 N 的 m 序列自相关系数理论值为 (j ) = kNjNkkNj,.2 , 1 , 0,1 , 1其中 k 为整数。本例中 m 序列的周期为 N = 29 - 1 = 511，首先计算出一个周期的 m 序列，然后再根据自相关系数的定
5、义进行计算，计算中应注意将二进制输出的m 序列转换为取值1 的双极性序列，然后再求相关函数。程序如下： reg=ones(1,9); % 寄存器初始状态：全 1，寄存器级数为 9 coeff=1,0,0,1,0,1,1,0,0,1; % 抽头系数 a0 a1 .ar，取决于特征多项式 N=2length(reg)-1; % 周期 for k=1:N % 计算一个周期的 m 序列输出 a_n=mod(sum(reg.*coeff(1:length(coeff)-1),2);% 反馈系数 reg=reg(2:length(reg),a_n; % 寄存器移位,反馈 out(k)=reg(1); %
6、寄存器最低位输出 end out=2*out-1; % 转换为双极性序列 for j=0:N-1 rho(j+1)=sum(out.*out(1+j : N),out(1:j)/N; end j=-N+1:N-1; rho=fliplr(rho(2:N),rho; plot(j, rho);axis(-10 10 -0.1 1.2);6title(洪松-实例 2)实例三实例三. 计算 r = 6 本原多项式（八进制表示）103 和 147 对应的两个 m 序列的互相关函数序列。八进制数 103 和 147 转换为二进制分别是： 1000011 和 1100111。对应 m 序列的特征多项式以向
7、量形式表示为 1,0,0,0,0, 1, 1 和 1, 1,0,0, 1, 1, 1 编写程序如下： clear; reg=ones(1,6); % 寄存器初始状态：全 1，寄存器级数为 6 coeff=1,0,0,0,0,1,1; % 抽头系数 cr .c1 c0，取决于特征多项 式 N=2length(reg)-1; % 周期 for k=1:N % 计算一个周期的 m 序列输出 a_n=mod(sum(reg.*coeff(1:length(coeff)-1),2);% 反馈 reg=reg(2:length(reg),a_n; % 寄存器移位,反馈 out1(k)=2*reg(1)-1
8、; % 寄存器最低位输出,转换 为双极性序列 end reg=ones(1,6); coeff=1,1,0,0,1,1,1;% 抽头系数 for k=1:N % 计算一个周期的 m 序列输出 7a_n= smod(um(reg.*coeff(1:length(coeff)-1),2);% 反馈 reg=reg(2:length(reg),a_n; % 寄存器移位,反馈 out2(k)=2*reg(1)-1; % 寄存器最低位输出,转换 为双极性序列 end % 得出两个双极性电平的 m 序列 for j=0:N-1 R(j+1)=sum(out1.*out2(1+j : N),out2(1:j
9、); % 计算相关函数 end j=-N+1:N-1;% 相关函数自变量 R=fliplr(R(2:N),R;% 利用相关函数的偶函数特性计算 j 为负值的情况 plot(j, R);axis(-N N -20 20);xlabel(j);ylabel(R(j);% 作图 max(abs(R) % 计算相关函数绝对值的最大值 title(洪松-实例 3)8自选题：自选题：基于基于 Matlab 的的 CDMA 通信系统仿真通信系统仿真 设计原理：设计原理： CDMA 是码分多址的英文缩写(Code Division Multiple Access)，它是在 数字技术的分支-扩频通信技术基础上发
10、展起来的一种崭新而成熟的无线通信 技术。CDMA 技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息 数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的 带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与 接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩， 以实现信息通信。 1CDMA 是扩频通信的一种，他具有扩频通信的以下特点：（1）抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法 比拟的。（2）宽带传输，抗衰落能力强。（3）由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号 的功率低得多，因此信号好象隐蔽在噪声中；
11、即功率谱密度比较低，有利于信 号隐蔽。（4）利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强等 。 所有 CDMA 类型都使用扩频过程增益来允许接受者部分衰减非期望信号。若 具有期望扩频码的信号和定时则被接受，如果信号有不同的扩频码（或者相同 扩频码但是不同的时间偏移）将被过程增益认为随机噪声衰减掉。 这项操作的方法是给每一个站点分配一个扩频码或者芯片序列.这些芯片序 列被表示成由1 和1 组成的序列。每个芯片序列和本身点乘得到1,(和补 码点乘得到1),反之点乘不同的芯片序列得到 0。 这种特性叫做正交性. 这种序列叫做 Walsh 码可以从一个二进 Walsh 矩 阵导出。 当多个终端发
12、送多个片码时，信号就会在空中叠加。例如芯片序列是 (-1,-1,-1,-1)和(+1,-1,+1,-1)，叠加后变成(0,-2,0,-2)。接受方只要计算发 送信号到空中的终端目点值。例如(-1,-1,-1,-1) . (0,-2,0,-2) = +1。就 可 以正确接收所需信息，而把其他信号当作噪声过滤掉。CDMA 通信系统原理框图通信系统原理框图9根据上述原理搭建仿真模块如下：根据上述原理搭建仿真模块如下：本实验中采用 PN Sequence Generator 来产生 m 系列， PN Sequence Generator 的参数有 Generator polynomial(特征多项式)： 1 1 0 0 1， 对应上图中 a0=1,C1=1,C2=0,C3=0,C4=1; Initial state (初始状态): 0 1 0 0,对应 a1=0,a2=1,a3=0,a4=0.周期为 15， Sample time (采样时间)即码 元宽度为 2e-5,可以得到
