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文檔簡介
1、直接序列擴頻通信系統(tǒng)仿真程序 code_length=20; %信息碼元個數(shù) N=1:code_length; rand(seed,0); x=sign(rand(1,code_length)-0.5); %信息碼 for i=1:20 s(1+(i-1)*800):i*800)=x(i); %每個信息碼元內(nèi)含fs/f=800個采樣點 end生成的信息碼的波形圖如圖1所示。圖1 信源信息碼 %產(chǎn)生偽隨機碼,調(diào)用的mgen函數(shù)見附錄 length=100*20; %偽碼頻率5MHz,每個信息碼內(nèi)含5MHz/50kHz=100個偽碼 x_code=sign(mgen(19,8,length)-0.
2、5); %把0,1序列碼變換為-1,1調(diào)制碼 for i=1:2000 w_code(1+(i-1)*8):i*8)=x_code(i); %每個偽碼碼元內(nèi)含8個采樣點 end生成的PN碼波形如圖2所示。 %擴頻 k_code=s.*w_code; %k_code為擴頻碼擴頻碼如圖3所示。圖2 PN碼圖3 擴頻碼 %調(diào)制 fs=20e6; f0=30e6; for i=1:2000 AI=2; dt=fs/f0; n=0:dt/7:dt; %一個載波周期內(nèi)采樣八個點 cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs); signal(1+(i-1)*8):i*8)=k_code(1+(i-1)*8
3、):i*8).*cI; endPSK調(diào)制后的波形如圖4所示。圖4 PSK調(diào)制后的波形 %解調(diào) AI=1; dt=fs/f0; n=0:dt/7:dt; %一個載波周期內(nèi)采樣八個點 cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs); for i=1:2000 signal_h(1+(i-1)*8):i*8)=signal(1+(i-1)*8):i*8).*cI; end解調(diào)后的波形如圖5所示。圖5 解調(diào)后的波形 %解擴jk_code=signal_h.*w_code; %低通濾波 wn=5/10000000; %截止頻率wn=fn/(fs/2),這里的fn為信息碼(擴頻碼)的帶寬5M b=fir1
4、(16,wn); H=freqz(b,1,16000); signal_d=filter(b,1, jk_code);解擴并濾波后的波形如圖6所示。圖6 解擴并濾波后的波形從圖形整體看,解擴出來的信息碼與信源信息碼基本相同。輸入與輸出對比如圖7所示。圖7 輸入與輸出對比附錄:%mgen.mfunctionout=mgen(g,state,N)gen=dec2bin(g)-48;M=length(gen);curState=dec2bin(state,M-1)-48;for k=1:N out(k)=curState(M-1); a=rem(sum(gen(2:end).*curState),2
5、); curState=a curState(1:M-2);end然后這里是我論文的本來想做的方法在低速水聲擴頻通信系統(tǒng)中,只有一路PN碼擴頻信號,因此,在考慮PN碼碼型時,主要考慮其自相關(guān)性。因為m序列有很好的二值自相關(guān)特性,所以在低速水聲擴頻通信系統(tǒng)中,通常可以采用m序列。PN碼的碼速率主要由系統(tǒng)帶寬決定,通常取PN碼的碼速率系統(tǒng)帶寬W,如,則可取。碼長(碼周期)則應(yīng)由信道的最大多徑時延決定。設(shè)最大多徑時延為,則應(yīng)有,其中N為PN碼碼長,為PN碼碼片周期。如在淺海中,多徑時延一般小于10ms,若。即=0.lms,則有N100,可取N=127,即級數(shù)為7的m序列。系統(tǒng)的處理增益,為信息碼元速
6、率。通常信息碼元周期為PN碼碼元(碼片)周期的整數(shù)倍,即,其中k=1,2,。如取k=1,則有,即系統(tǒng)的處理增益在數(shù)值上等于PN碼的周期N。當(dāng)矩形脈沖通過一帶限信道時,脈沖會產(chǎn)生時延擴展,使脈沖進入相鄰碼的時間間隔內(nèi),從而造成碼間串?dāng)_。使碼間串?dāng)_最小化的一種明顯方式是增加信道帶寬。然而水聲信道是有限帶寬的,因此希望采用這樣的技術(shù):它在減小碼間串?dāng)_的同時,還能減小調(diào)制帶寬和抑制頻帶外的擴散。脈沖成形技術(shù)可以同時有效地減小碼間串?dāng)_的影響和被調(diào)制數(shù)字信號的譜寬度。一種實用的脈沖成形濾波器是升余弦脈沖濾波器。在實際應(yīng)用中,通常在收、發(fā)雙方都采用平方根升余弦濾波器,合起來是一個升余弦濾波器。其提升因子決定了系統(tǒng)實際帶寬與最小帶寬的關(guān)系17。在直接序列擴頻系統(tǒng)中,調(diào)制方式通常采用相位相干調(diào)制解調(diào)方式,如BPSK,QPSK等。雖然QPSK擴頻系統(tǒng)與BPSK擴頻系統(tǒng)相比在碼間干擾上有一定優(yōu)勢,但系統(tǒng)相對復(fù)雜得多,在不影響擴頻系統(tǒng)總體優(yōu)勢的情況下,可以采用BPSK方式進行設(shè)計與分析。直接序列擴頻系統(tǒng)的同步方式有多種方式,假設(shè)仿真的過程同步已實現(xiàn)。PN碼取級數(shù)為7,對應(yīng)的特征多項式為的m序列,其周期N=127,PN碼的碼速率;波形形成濾波器取=0.22的平方根升余弦濾波器
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