MATLAB仿真应用_第8章(2)

1、第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 第第8章章 扩频通信的仿真试验（扩频通信的仿真试验（2） 8.3 扩频通信系统扩频通信系统8.4 跳频通信系统跳频通信系统第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 8.3 扩频通信系统扩频通信系统8.3.1先扩频后调制图8-16是一个先扩频后调制的扩频通信系统框图。Subsystem(子系统）产生的二进制随机信号，采样周期为0.03，从Out1口输出。产生的二进制伪随机信号（PN码重复周期为15），采样周期为0.001，从Out口输出。子系统是自己封装的复合信号源。在一个脉冲发生器的控制下，触发产生两种采样周期的信号。 第第8章章 扩频

2、通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-16 先扩频后调制的扩频通信系统第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 扩频的运算是：将上述两个二进制序列直接进行异或操作。扩频后的二进制序列进入ConvolutinalEncoder（卷积编码器）。卷积编码器的Trellisstructure（格型结构）是poly2trellis（9，753561），它是IS-95CDMA正向信道卷积编码的生成多项式。经过卷积编码的二列信号经过Rebuffer（缓存器）后变为一列，以适应MDPSK（频带差分相移键控调制器）的要求。调制后的信号进入AWGN（加性高斯白噪声）SNR（信噪比）为-20dB的传输环境

3、。以后进入接收部分，经过频带差分移频键控解调器后信号进入Rebuffer1（缓存器），又恢复为维特比卷积解码器要求的双列信号。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 经过卷积解码后的二进制序列与用以扩频的二进制伪随机序列经异或操作进行解扩运算。解扩的PN码通过一个1个码元的延迟电路，是因为扩频后信号经历了缓存、卷积、解卷积的运算，时间上带来了延迟，如果不加上这个延迟，将不能进行正确的解扩。图8-17是子系统打开后展示的原理框图。图8-18是Rebuffer(缓存器)参数设置对话框。表8-138-21是仿真系统中各模块的主要参数。本系统可以在SNR（信噪比）为-20dB的传输条件下得

4、到0.2%量级的误码率。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-17 先扩频后调制的扩频通信系统的基带与扩频信号源第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-18 Rebuffer(缓存器)参数设置对话框第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-13 PulseGenerator（脉冲产生器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-14 TriggeredSignalFromWorkspace（来自工作空间的被触发的信号）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-15 MDPSKModulator

5、Passband（通带MDPSK调制器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-16 AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-17 ConvolutionalEncoder（卷积编码器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-18 ViterbiDecoder（维特比解码器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-19 Rebuffer（缓存器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-20 TriggeredSi

6、gnalFromWorkspace（来自工作空间的被触发的信号）的主要参数第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-21 ErrorRateCalculation（误码率计算）的主要参数第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 8.3.2 先调制后扩频 图8-19所示是一个先调制后扩频的扩频通信系统框图。RandomIntegerGenerator（随机整数发生器）产生的二进制随机信号，采样周期为0.01。信号馈入载频为3000Hz的MPSKModulatorPassband（通带MPSK调制器）调制，调制后的单列双极性的实信号被周期为31的m序列（通过Relay2（继电

7、器）转换为双极性二进制序列）直接相乘进行扩频。扩频后的双极性二进制的信号进入AWGN（加性高斯白噪声）Es/No（信噪比）为-20dB的传输环境以后进入接收部分。信号首先进行解扩，然后进入MPSKDemodulatorPassband（通带MPSK解调器）进行解调，解调后的信号直接输入误码表。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-19 先调制后扩频的扩频通信系统框图第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 扩频、解扩的方式可以使用单极性二进制码元用异或的方式，但是0的结果有时处理起来有一定困难；当信号叠加了噪声信号后已经不是二进制码时，就不能用异或方式处理。使用双极

8、性二进制码元用相乘的方式同样可以完成扩频与解扩的运算，还可以克服上述方法的不足。表8-22表8-28分别是仿真系统中各模块的主要参数。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-22 PNSequenceGenerator（伪随机序列产生器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-23 RandomIntegerGenerator（随机整数发生器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-24 MPSKModulatorPassband（通带MPSK调制器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-2

9、5 MPSKDemodulatorPassband（通带MPSK解调器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-26 Relay（继电器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-27 ErrorRateCalculation（误码率计算）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-28 AWGNChannel（加性高斯白噪声信道）的主要参数第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 8.4 跳频通信系统跳频通信系统 跳频技术与直序扩频技术完全不同，是另外一种意义上的扩频。跳频的载频受一个伪随机码的控制，在其工

10、作带宽范围内，其频率合成器按PN伪随机码的规律不断改变频率。在接收端，接收机的频率合成器受伪随机码的控制，并保持与发射端的变化规律一致。 跳频是载波频率在一定范围内不断跳变的一种扩频。跳频是瞬时的窄带通信系统，在通信的全过程中工作在一个宽广的频率范围。因此跳频有着较强的抗干扰性。第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-20所示是跳频通信的仿真系统。图8-21所示是仿真系统中MPSKModulator（调制子系统）的展开图。图8-22所示是仿真系统中MPSKDemodulator（解调子系统)的展开图。 以上两模块是在原有MPSKModulator、MPSKDemodulator

11、的基础上改造完成的。具体方法是：（1）打开模块MPSKModulator、MPSKDemodulator，激活模块，在Edit菜单下点击Lookundermask。（2）打开模块FrequencyUpconvert、FrequencyDownconvert，方法同上。（3）删去Complexcarrier（复载波）模块，将断开口接一个输入端口（in-2）。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-20 跳频通信的仿真系统第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-21 跳频系统中的调制模块第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-22 跳频系统中的解调

12、模块第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-23是仿真系统中Hoping（跳频）子系统的展开图。跳频信号输出就连接到上述的两个输入端口（in-2）之上。跳频信号同步地馈送到调制与解调电路的载频输入端口，从而完成了跳频系统的发射与接收任务。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-23 仿真系统中Hoping(跳频)子系统的展开图第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 跳频信号的产生过程：PNSequenceGenerator(伪随机序列发生器）产生采样周期为1/400、周期为15个码元的m序列。通过Buffer（缓存器）将单列的二进制序列编排为4列二进

13、制数，通过BittoIntegerConverter（比特到整数变换器）后变为一列十六进制整数。通过初值设为4的Unbuffer（解缓存）及ZeroOrderHold（零阶采样保持电路）（采样时间设为1/100）后，伪随机序列发生器产生的二进制序列变成了与之相应的整数，馈送到VCO（压控振荡器）的控制输入端。决定VCO的频率就是两个参数：Oscillationfrequency（振荡频率）f和Inputsensitivity（输入灵敏度）d。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 它瞬时输出的频率是m=f+（d*s），式中的s就是此刻VCO的控制输入端的电压值。图8-23中设计了一

14、个ToWorkspace（到工作空间），接收的就是这个电压，并且取名为s。为此编了一小段程序程序8-5，可以对f、d进行赋值，更主要的目的是计算瞬时频率m，它为Transportdelay（传输延迟）即时赋值，传输延迟的时间Timedelay是1/(4*m)，使得VCO输出的实信号能够与延迟/2相位的信号在RealImagtoComplex（实-虚变复数）模块中复合成复信号，再经过ZeroOrderHold零阶采样保持电路（采样时间设为1e-5）变为数字信号，以适应上述两个改造过的模块需要复信号输入的要求。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 程序8-5 f=500;d=100;

15、s=0;m=f+（d*s）;sim（hop1） 图8-24所示是跳频系统工作时跳频信号的时域波形。上面一路是伪随机序列发生器产生相应的整数s的电压值。下面一路是与s对应的VCO压控振荡器输出的时域波形。 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 图8-24 跳频系统工作时跳频信号的时域波形第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-29表8-33所示分别是仿真系统中各模块的主要参数。第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-29 PNSequenceGenerator（伪随机序列产生器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的仿真试验扩频通信的仿真试验 表8-30 RandomIntegerGenerator（随机整数发生器）的主要参数 第第8章章 扩频通信的