基于matlab的擴頻通信設(shè)計說明

1、 PAGE8 / NUMPAGES28 理工大學計算機與通信學院2010年秋季學期 移動通信 課程設(shè)計題 目：基于MATLAB的Walsh函數(shù)的產(chǎn)生專業(yè)班級： 通信工程07級（2）班姓 名： 王旭東 學 號： 07250229 指導教師： 賈科軍 成 績：摘 要本文研究的是基于MATLAB的擴頻通信系統(tǒng)設(shè)計。為我們介紹了擴頻通信系統(tǒng)的基本原理，并對擴頻系統(tǒng)的各個重要模塊進行詳細的理論介紹，如Walsh函數(shù)的產(chǎn)生與其特性，BPSK的調(diào)制和解調(diào)方法，以與高斯加性白噪聲AWNG的特點等等。所有的理論依據(jù)為后續(xù)的MATLAB程序仿真奠定基礎(chǔ)。在MATLAB程序仿真部分，主要分為6大部分，分別為主函數(shù)，

2、發(fā)送模塊，接收模塊，AWNG信道，Walsh函數(shù)和差錯計數(shù)器。通過主函數(shù)對各個子函數(shù)的調(diào)用，實現(xiàn)4個用戶的隨機數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，同時生成前4個用戶在整個傳輸過程中的各種波形變化圖，并對系統(tǒng)信噪比與誤碼率關(guān)系進行分析。擴頻通信是通信的一個重要分支和信道通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。擴頻技術(shù)具有抗干擾能力強，性好，易于實現(xiàn)多址通信等優(yōu)點，因此該技術(shù)越來越受到人們的重視，這也是選擇本次課題研究的原因所在。關(guān)鍵詞: 擴頻; walsh；MATLAB；目 錄HYPERLINK l _Toc1039800751擴頻通信的基本原理1HYPERLINK l _Toc1039800751.1擴頻通信1HYPERLINK

3、l _Toc1039800751.2直接序列擴頻2HYPERLINK l _Toc1039800751.3 WALSH函數(shù)2HYPERLINK l _Toc1039800751.4 BPSK3HYPERLINK l _Toc1039800751.5高斯加性白噪聲（AWNG）3HYPERLINK l _Toc1039800832 MATLAB仿真4HYPERLINK l _Toc1039800852.1仿真原理框圖4HYPERLINK l _Toc1039800852.2程序模塊4HYPERLINK l _Toc1039800933仿真結(jié)果分析11HYPERLINK l _Toc10398008

4、33.1誤碼率11HYPERLINK l _Toc1039800833.2信噪比11HYPERLINK l _Toc1039800833.3問題的分析和解決12HYPERLINK l _Toc1039800934仿真程序13HYPERLINK l _Toc103980094HYPERLINK l _Toc1039800935課程設(shè)計心得21HYPERLINK l _Toc103980094HYPERLINK l _Toc103980093Abstract22HYPERLINK l _Toc103980094HYPERLINK l _Toc103980075參考文獻231擴頻通信的基本原理11.

5、1擴頻通信1所謂擴展頻譜通信，可簡單表述如下：“擴頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼與調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進行相關(guān)同步接收、解擴與恢復所傳信息數(shù)據(jù)”。 擴頻通信的基本特點，是傳輸信號所占用的頻帶寬度（W）遠大于原始信息本身實際所需的最小帶寬（B），其比值稱為處理增益（Gp）?？傊覀冇脭U展頻譜的寬帶信號來傳輸信息，就是為了提高通信的抗干擾能力，即在強干擾條件下保證可靠安全地通信。這就是擴展頻譜通信的基本思想和理論依據(jù)。擴頻通信的性能。擴頻通信的可行性是從信息論

6、和抗干擾理論的基本公式中引伸而來的。信息論中關(guān)于信息容量的仙農(nóng)( Shannon) 公式為:C=Blog2 ( 1+ SN)其中: C 為信道容量( 即極限傳輸速率) , B 為信號頻帶寬度, S 為信號功率, N 為噪聲功率。Shannon 公式說明, 在給定的傳輸速率不變的條件下, 頻帶寬度和信噪比P 可以互換, 即可以通過增加頻帶寬度, 在信噪比較低的情況下傳輸信息。擴展頻譜以換取信噪比要求的降低, 正是擴頻通信的重要特點, 并由此為擴頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。擴頻通信的一個重要參數(shù)是擴頻增益, 反映了系統(tǒng)抗干擾能力的強弱, 是對信噪比改善程度的度量, 定義為接收機相關(guān)器輸出信噪比和輸入信

7、噪比之比, 即 （1）其中: Rs 為擴頻碼的傳輸速率, Rd 為信息數(shù)據(jù)的傳輸速率, Bs 為擴頻碼的帶寬, Bd 為信息數(shù)據(jù)的帶寬。按照擴展頻譜的方式不同, 現(xiàn)有的擴頻通信系統(tǒng)可分為直接序列( DS) 擴頻、跳頻( FH) 、跳時( TH) 、線性調(diào)頻( chirp) 以與上述幾種方式的組合。擴頻通信常用的擴頻碼主要有PN 序列、GOLD 序列、WALSH 碼和OVSF 碼。PN 碼即偽噪聲序列也稱之為偽隨機序列, 是用確定性方法產(chǎn)生的序列, 但它卻近似具有隨機產(chǎn)生序列所希望的某些關(guān)鍵隨機特性。其中最常見的偽隨機序列是m 序列。而擴頻通信調(diào)制方式一般采用頻率調(diào)制( FM) 或相位調(diào)制( P

8、M) 的方式來進行數(shù)據(jù)調(diào)制, 在碼分多址通信中,其調(diào)制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK 等方式。在碼分多址通信中最常用BPSK( 二相移相鍵控)。1.2 直接序列擴頻直接序列擴頻就是直接用具有高碼率的擴頻碼序列在發(fā)送端去擴展信號的頻譜。而在接收端, 用一樣的擴頻碼序列去進行解擴, 將展寬的擴頻信號還原成原始的信息。直擴通信系統(tǒng)原理如圖1 所示。在發(fā)送端輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成調(diào)頻或調(diào)相數(shù)字信號, 然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜, 再將展寬后的寬帶信號調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端, 接收機接收到寬帶射頻信號后, 首先將其變頻至中頻, 然后通過同步電

9、路捕捉發(fā)送來的擴頻碼的準確相位, 由此產(chǎn)生與發(fā)送來的偽隨機碼相位完全一致的接收用的偽隨機碼, 作為擴頻解調(diào)用的本地擴頻碼序列, 最后經(jīng)信息解調(diào), 恢復成原始信息輸出。由此可見, 直擴通信系統(tǒng)要進行三次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào), 分別為信息調(diào)制、擴頻調(diào)制和射頻調(diào)制, 以與相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較, 擴頻通信就是多了擴頻調(diào)制和解擴部分。1.3 WALSH函數(shù)WALSH 函數(shù)是一種非正弦的完備正交函數(shù)系, 具有理想的互相關(guān)特性, 兩兩之間的互相關(guān)函數(shù)為0, 亦即它們是正交的。因而在碼分多址同心中,WALSH 函數(shù)可以作為地址碼使用。在本設(shè)計中，就使用了WALSH碼。它僅有可能的取值

10、：1和1（或0和1），比較適合于用來表達和處理數(shù)字信號。1.4 BPSK二進制移相鍵控(BPSK) 調(diào)制是載波相位按基帶脈沖變化的一種數(shù)字調(diào)制方式。BPSK 的信號形式一般表示為e0 ( t) = nang ( t - nT s) co sXc t (6) （2）這里, g ( t) 是脈寬為T s 的單個矩形脈沖, 而an 的統(tǒng)計特性為an =+1, 概率為P-1, 概率為(1- P )絕對移相BPSK 存在相位模糊, 因此實際應(yīng)用中多采用相對移相2DPSK 的調(diào)制方式。這只要在信號源后加一個碼變換, 且在解調(diào)端的抽樣判決器后加一個碼反變換器。BPSK 信號產(chǎn)生的方法有調(diào)相法和相位選擇法兩大

11、類。在具體實現(xiàn)時, 我們?nèi)∶看a元兩個載波, 每載波抽樣16 個點, 即每碼元抽樣32 點。因此, 用調(diào)相法實現(xiàn)時, 我們可以方便地用數(shù)字乘法器實現(xiàn), 具體方法見圖2。 圖2 調(diào)相法1.5高斯加性白噪聲（AWNG）白噪聲是指功率譜密度在整個頻域均勻分布的噪聲。即其功率譜密度:(為常數(shù)), （3）白噪聲的自相關(guān)函數(shù):因為，所以其自相關(guān)函數(shù)為: （4）由式(4)可知，白噪聲的自相關(guān)函數(shù)僅在時才不為零;而對于其他任意的，它都為零。這說明只有在時才相關(guān)，而它在任意兩個時刻上的隨機變量都是不相關(guān)的。但是帶限的白噪聲就不是這樣的自相關(guān)函數(shù)了，因為其功率譜密度是窗函數(shù)（線段），而不是一條直線。加性高斯白噪聲（

12、AWGN）從統(tǒng)計上而言是隨機無線噪聲，其特點是其通信信道上的信號分布在很寬的頻帶圍。 高斯白噪聲的概念。白指功率譜恒定；“高斯”指幅度取各種值時的概率p (x)是高斯函數(shù)；“加性”指噪聲獨立于有用信號，不隨信號的改變而改變。2.MATLAB仿真22.1仿真原理方框圖根據(jù)選題的設(shè)計要求，我們采用四個用戶的數(shù)據(jù)，首先在發(fā)送端將四個用戶的數(shù)據(jù)分別進行調(diào)制（包括Walsh擴頻調(diào)制和BPSK調(diào)制），然后再將已調(diào)用戶信號進行相加，輸入帶有AWNG高斯加性白噪聲的信道中。在接收端，將從信道送出的信號進行解調(diào)（包括BPSK解調(diào)和Walsh解調(diào)）。最后，通過判決器輸出還原后的信號，將還原信號和原始信號進行比較，

13、用誤碼計數(shù)器統(tǒng)計誤碼個數(shù)。方框圖如圖3User1User4Walsh擴頻Walsh擴頻BPSK調(diào)制BPSK調(diào)制相加信道BPSK調(diào)制Walsh擴頻判決User計數(shù)圖3仿真系統(tǒng)框圖2.2 程序模塊2.2.1 Walsh函數(shù)的產(chǎn)生產(chǎn)生Walsh函數(shù)的源代碼如下：function A=walsh(x)H2=1 1;1 -1;%2階哈達碼NH2=H2*(-1);H4=H2 H2;H2 NH2;%4階哈達碼NH4=-1*H4;H8=H4 H4;H4 NH4;%8階哈達碼NH8=-1*H8;H16=H8 H8;H8 NH8;%16階哈達碼NH16=-1*H16;H32=H16 H16;H16 NH16;%3

14、2階哈達碼NH32=-1*H32;H64=H32 H32;H32 NH32;%64階哈達碼NH64=-1*H64;H128=H64 H64;H64 NH64;%128階哈達碼NH128=-1*H128;switch xcase 2 A=H2;case 4 A=H4;case 8 A=H8;case 16 A=H16;case 32 A=H32;case 64 A=H64;case 128 A=H128;otherwise disp(error);end在本實驗中我們采用16階哈達碼對用戶數(shù)據(jù)進行Walsh擴頻調(diào)制，只要調(diào)用函數(shù)N=16;B=walsh(N)，即可產(chǎn)生擴頻增益為N16的擴頻碼。2

15、.2.2 發(fā)送端實驗中我們把發(fā)送端的各個子模塊寫在一個函數(shù)中，由main函數(shù)進行調(diào)用，發(fā)送模塊的函數(shù)名為send_module(nA,N,m,B),其中nA為用戶A通過調(diào)用MATLAB自帶的fix(unifrnd(0,255)函數(shù)，產(chǎn)生一個字節(jié)的隨機信號；N為哈達碼的階數(shù)；m為N階哈達碼的第m行，即Walsh擴頻碼。函數(shù)返回兩組值，nA_2,ChannelA中nA_2表示用戶A數(shù)據(jù)從十進制轉(zhuǎn)換為二進制，并分解為適合電路傳輸?shù)碾p極性數(shù)字基帶信號（例如，nA=112,則nA_2=+1 +1 +1 -1 -1 -1 -1 -1），可以做為誤碼計數(shù)器的原始比較信號。而ChannelA表示用戶A數(shù)據(jù)調(diào)制

16、后的最終數(shù)據(jù)。圖4是用戶A調(diào)制過程的各個波形。發(fā)送端函數(shù)調(diào)用的源代碼如下：for i=1:4 switch i case 1 %nA=input(用戶A數(shù)據(jù)nA=); nA=fix(unifrnd(0,255);%產(chǎn)生一個字節(jié)隨機信號 m=i+1; figure(1); nA_2,ChannelA=send_module(nA,N,m); case 2 %nB=input(用戶B數(shù)據(jù)nB=); nB=fix(unifrnd(0,255);%產(chǎn)生一個字節(jié)隨機信號 m=i+1; figure(2); nB_2,ChannelB=send_module(nB,N,m); case 3 %nC=inp

17、ut(用戶C數(shù)據(jù)nC=); nC=fix(unifrnd(0,255);%產(chǎn)生一個字節(jié)隨機信號 m=i+1; figure(3); nC_2,ChannelC=send_module(nC,N,m); case 4 %nD=input(用戶D數(shù)據(jù)nD=); nD=fix(unifrnd(0,255);%產(chǎn)生一個字節(jié)隨機信號 m=i+1; figure(4); nD_2,ChannelD=send_module(nD,N,m); otherwise disp(error); end i=i+1;end圖4 用戶A直接序列擴頻通信調(diào)制圖5用戶B直接序列擴頻通信調(diào)制圖6 用戶C直接序列擴頻通信調(diào)制圖

18、7 用戶D直接序列擴頻通信調(diào)制2.2.3 信道如圖8所示，是信道兩端信號的波形。將用戶A、B、C、D已調(diào)信號相加后，送入傳輸信道中，用高斯加性白噪聲對信道中的信號進行干擾。本實驗調(diào)用MATLAB自帶的awgn(Channel,snr,measured)函數(shù)，其中，Channel是所有用戶已調(diào)信號的和，snr是信道的信噪比。信道傳輸?shù)脑创a如下：figure(5);Channel=ChannelA+ChannelB+ChannelC+ChannelD;q=1:1:128*8;subplot(2,1,1);plot(q,Channel);title(發(fā)射信號)axis(1 1024 -4.4 4.

19、4)snr=0.00001;%信道的信噪比，單位dBy = awgn(Channel,snr,measured) ; subplot(2,1,2);plot(q,y);axis(1 1024 -4.4 4.4)title(接收信號)圖8 awng信道發(fā)送端和接收端波形2.2.4 接收端接收函數(shù)的函數(shù)名為receive_module(N,y,m)，其中N為哈達碼的階數(shù)，y為接收信號，m為N階哈達碼的第m行，即Walsh擴頻碼。返回值receiveA表示接收對用戶A發(fā)送的信號進行解調(diào)后還原的信號，作為最后差錯計數(shù)器還原比較信號。接收端解調(diào)過程的具體源代碼如下：for i=1:4;switch ic

20、ase 1 m=i+1; figure(6); receiveA=receive_module(N,y,m);case 2 m=i+1; figure(7); receiveB=receive_module(N,y,m); case 3 m=i+1; figure(8); receiveC=receive_module(N,y,m); case 4 m=i+1; figure(9); receiveD=receive_module(N,y,m); otherwise disp(error);end i=i+1;end如圖9所示，是接收端信號解調(diào)過程中各個子模塊的波形圖。圖9用戶A直接序列擴頻通

21、信解調(diào)圖10用戶B直接序列擴頻通信解調(diào)圖11用戶C直接序列擴頻通信解調(diào)圖12用戶D直接序列擴頻通信解調(diào)for i=1:4;switch icase 1 m=i+1; figure(6); receiveA=receive_module(N,y,m);case 2 m=i+1; figure(7); receiveB=receive_module(N,y,m); case 3 m=i+1; figure(8); receiveC=receive_module(N,y,m); case 4 m=i+1; figure(9); receiveD=receive_module(N,y,m); othe

22、rwise disp(error);end i=i+1;end2.2.5 差錯計數(shù)器將4個用戶的發(fā)送函數(shù)和接收函數(shù)的返回值逐位進行比較。差錯計數(shù)器源代碼如下：send=nA_2;nB_2;nC_2;nD_2%發(fā)送端用戶原始數(shù)據(jù)receive=receiveA;receiveB;receiveC;receiveD %接收端還原后的數(shù)據(jù)count=0;%統(tǒng)計誤碼個數(shù)for i=1:32if send(i)=receive(i) count=count+1;endenddisp(誤碼個數(shù)); 3仿真結(jié)果分析3.1 誤碼率在數(shù)字通信中，誤碼率是一項主要的性能指標。在實際測量數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率時，一般

23、測量結(jié)果與信源送出信號的統(tǒng)計特性有關(guān)。通常認為二進制信號中0和1是以等概率隨機出現(xiàn)的，所以測量誤碼率時最理想的信源應(yīng)是隨機信號發(fā)生器。由于Walsh函數(shù)是周期性的偽隨機序列，因而可作為一種較好的隨機信源。擴頻序列通過終端機和信道后，輸出仍為擴頻序列。在接收端，本地產(chǎn)生一個同步的擴頻碼，與收碼序列逐位相乘再求規(guī)格化積，再與發(fā)送端信源碼進行比較，一旦有錯，誤碼計數(shù)器加一。誤碼率的數(shù)學表達式為： (5)其中S是信碼個數(shù)，e是誤碼個數(shù)，E就是誤碼率。3.2信噪比測量通信系統(tǒng)的性能時，常常要使用噪聲發(fā)生器，由它給出具有所要求的統(tǒng)計特性和頻率特性的噪聲，并且可以隨意控制其強度，以便得到不同信噪比條件下的系

24、統(tǒng)性能。在實際測量中，往往需要用到帶限高斯白噪聲。本實驗中的噪聲主要有兩類，一類是用戶間相互干擾的噪聲，由于用戶信息經(jīng)過擴頻具有偽隨機性，所以又可稱為偽噪聲；另一類是我們自己添加到信道的高斯加性白噪聲AWNG，它獨立于信源信號。信噪比計算是數(shù)學表達式為：(6)其中為信碼發(fā)射功率，為噪聲功率，為信源碼，為信宿碼，計算結(jié)果單位為dB。本實驗設(shè)計，為了更好的驗證系統(tǒng)性能，我們特意增加噪聲幅度，在用戶為四不變的前提下，減小awng的信噪比，我們把awng (Channel,snr,measured)函數(shù)中的信噪比snr取值在-1010,-10(-4)圍。只運行用戶A的誤碼率和信噪比得圖13.從圖13可

25、以看到系統(tǒng)的誤碼率隨信道信噪比的變化，有遞減的趨勢，當信噪比接近于0時，系統(tǒng)誤碼率接近于0；當信噪比接近負無窮時，系統(tǒng)誤碼率接近于100。如圖13圖13用戶A的誤碼率與信噪比關(guān)系曲線3.3問題的分析和解決（1）BPSK解調(diào)按照傳統(tǒng)方法，對于式子：（6）如果要獲得，要用低通濾波器，濾除高頻信號，但是濾波器算法復雜，并且實現(xiàn)起來往往不太理想，不能確保有用信號不被濾除，噪聲信號不會殘留。于是，利用MATLAB強大的運算能力，用數(shù)學的方法反推出。從信道接收到的信號用數(shù)學式子表示為：，其中表示用戶A已調(diào)信號，為信道噪聲，包括其它用戶信號和高斯加性白噪聲。為了方便計算，我們舍去了噪聲部分，然后將接收到的信

26、號直接代入計算。具體數(shù)學推導過程如下：（7）從（7）式中可以看出，只要解方程求出，即可實現(xiàn)BPSK的解調(diào)。這里，我們利用MATLAB強大的運算功能，采用符號函數(shù)進行求反運算。具體實現(xiàn)源代碼如下：syms wctx;%y為接收信號，wc為載波頻率，t為時間，x為解調(diào)信號，即y=x/2+cos(2*wc*t)*x-sin(2*wc*t)*sqrt(1-x2)/2;fi=finverse(y,x) %finverse為求反函數(shù)運算結(jié)果得到為：fi=(x*sin(2*wc*t)+1/2*(4*x2*sin(2*wc*t)2-2*cos(2*wc*t)*sin(2*wc*t)2+2*sin(2*wc*t

27、)2+8*x2*cos(2*wc*t)-8*x2)(1/2)/sin(2*wc*t) （8）替換符號后如下：=(y*cos(wc*t)*sin(2*wc*t)+1/2*(4*y*cos(wc*t)2*sin(2*wc*t)2-2*cos(2*wc*t)*sin(2*wc*t)2+2*sin(2*wc*t)2+8*y*cos(wc*t)2*cos(2*wc*t)-8*y*cos(wc*t)2)(1/2)/sin(2*wc*t) （9）注意，在MATLAB中數(shù)組之間的運算，符號“*、/、”應(yīng)該換成“.*、./、.”。（2）Walsh解擴我們知道，在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，大多采用數(shù)字通信。而對于直接序列擴

28、頻系統(tǒng)，大都需要在接收端末端加上一個積分器，利用Walsh函數(shù)的正交性進行解擴。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，積分器轉(zhuǎn)換為累加器，我們在CDMA通信原理中找到了理論依據(jù)，通過求規(guī)格化積，求一個用戶碼片所有擴頻碼累加以后求平均值。于是，我們得到了一個比較平整的解調(diào)波形。4.仿真程序（1）主函數(shù)main.m%*main.m*clearclc%N=input(walshN=);N=16;for i=1:4switch icase 1%nA=input(AnA=); nA=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; figure(1); nA_2,ChannelA=send_module(nA,N,m

29、);case 2%nB=input(BnB=); nB=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; figure(2); nB_2,ChannelB=send_module(nB,N,m);case 3%nC=input(CnC=); nC=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; figure(3); nC_2,ChannelC=send_module(nC,N,m);case 4%nD=input(DnD=); nD=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; figure(4); nD_2,ChannelD=send_module(nD,N,m);o

30、therwise disp(error);end i=i+1;endfigure(5);Channel=ChannelA+ChannelB+ChannelC+ChannelD;q=1:1:128*8;subplot(2,1,1);plot(q,Channel);title()axis(1 1024 -5 5)snr=0000.1;y = awgn(Channel,snr,measured) ; subplot(2,1,2);plot(q,y);axis(1 1024 -15.5 15.5)title()for i=1:4;switch icase 1 m=i+1; figure(6); rec

31、eiveA=receive_module(N,y,m);case 2 m=i+1; figure(7); receiveB=receive_module(N,y,m);case 3 m=i+1; figure(8); receiveC=receive_module(N,y,m);case 4 m=i+1; figure(9); receiveD=receive_module(N,y,m);otherwise disp(error);end i=i+1;end%send=nA_2;nB_2;nC_2;nD_2;receive=receiveA;receiveB;receiveC;receiveD

32、;count=0;for i=1:32if send(i)=receive(i) count=count+1;endenddisp();(2)walsh.mfunction A=walsh(x)H2=1 1;1 -1;%2階哈達碼NH2=H2*(-1);H4=H2 H2;H2 NH2;%4階哈達碼NH4=-1*H4;H8=H4 H4;H4 NH4;%8階哈達碼NH8=-1*H8;H16=H8 H8;H8 NH8;%16階哈達碼NH16=-1*H16;H32=H16 H16;H16 NH16;%32階哈達碼NH32=-1*H32;H64=H32 H32;H32 NH32;%64階哈達碼NH64=

33、-1*H64;H128=H64 H64;H64 NH64;%128階哈達碼NH128=-1*H128;switch xcase 2 A=H2;case 4 A=H4;case 8 A=H8;case 16 A=H16;case 32 A=H32;case 64 A=H64;case 128 A=H128;otherwise disp(error);end(3)send_module.mfunction data_2,I=send_module(n,N,unum)B=walsh(N);data=dec2base(n,2);data_2=ones(1,8)*(-1);for i=1:8; da=n

34、/2; n=fix(da);if (da-n)0 ; data_2(i)=1;else data_2(i)=-1;end i=i+1;endC=ones(1,128);i=1;for k=1:8;for u=(k-1)*128+1:k*128; D(u)=data_2(k).*C(i); u=u+1; i=i+1;end k=k+1; i=1;endq=1:1:128*8;subplot(5,1,1)plot(q,D); %生成用戶數(shù)據(jù)的波形axis(1 1024 -1.2 1.2)title(直接序列擴頻通信調(diào)制部分)ylabel(用戶m（t）)n2=128/N;n3=ones(1,n2);

35、n6=1;for n4=1:Nfor n5=(n4-1)*n2+1:n4*n2; E(n5)=B(unum,n4).*n3(n6); n5=n5+1; n6=n6+1;end n4=n4+1; n6=1;endF=E E E E E E E E;subplot(5,1,2)plot(q,F); %循環(huán)生成Walsh碼axis(1 1024 -1.2 1.2)ylabel(Walsh碼p(t);G=D.*F*(-1);subplot(5,1,3)plot(q,G); %直接序列擴頻axis(1 1024 -1.2 1.2)ylabel(c(t)=m(t)*p(t);T=n2;w=2*pi/T;H

36、=sin(w*q);subplot(5,1,4)plot(q,H);axis(1 1024 -1.2 1.2)ylabel(載波);I=H.*G*(-1);subplot(5,1,5)plot(q,I);axis(1 1024 -1.2 1.2)ylabel(BPSK已調(diào)波);(3)receive_module.mfunction receive_signal=receive_module(N,y,unum);K=walsh(N);q=1:1:128*8;n2=128/N;T=n2;w=2*pi/T;L=sin(w*q);subplot(5,1,1)plot(q,L);axis(1 1024

37、-1.2 1.2)ylabel(載波);title(直接序列擴頻通信解調(diào)部分)R=y.*L;P=1./2./(16+9.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*(12.*sin(2.*w.*q).*cos(2.*w.*q).*R+20.*sin(2.*w.*q).*R+4.*sqrt(9.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*cos(2.*w.*q).*cos(2.*w.*q).*R.*R+48.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*cos(2.*w.*q).*R.*R-41.*R.*R.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.

38、*q)-32.*cos(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q)+66.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q)+32.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q)+32.*R.*R.*cos(2.*w.*q)-32.*R.*R-18.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*cos(2.*w.*q)+27.*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*

39、q).*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q)-27.*sin(2.*w.*q) .*sin(2.*w.*q).*sin(2.*w.*q) .*sin(2.*w.*q).*R.*R)./sin(2.*w.*q);subplot(5,1,2)plot(q,P); %BPSK解調(diào)axis(1 1024 -1.5 1.5)ylabel(BPSK解調(diào));n3=ones(1,n2);n6=1;for n4=1:Nfor n5=(n4-1)*n2+1:n4*n2; E(n5)=K(unum,n4).*n3(n6); n5=n5+1; n6=n6+1;end n4=n4+1; n6=1;end

40、F=E E E E E E E E;%F為對應(yīng)用戶的Walsh碼序列V=P.*F;subplot(5,1,3)plot(q,V); axis(1 1024 -1.5 1.5)ylabel(Walsh解擴);sum=0;for n7=1:8;for n8=1:128 sum=sum+V(n8+(n7-1)*128)/128; n8=n8+1;end R(n7)=sum; sum=0; n7=n7+1;endS=ones(1,128);n7=0;for n7=1:8;for n8=(n7-1)*128+1:n7*128;for n9=1:128; U(n8)=S(n9).*R(n7); n9=n9

41、+1;end n8=n8+1;end n7=n7+1;endsubplot(5,1,4)plot(q,U); %利用Walsh函數(shù)的正交性求規(guī)格化積axis(1 1024 -1 1)ylabel(解調(diào)); for n10=1:128*8if U(n10)=0 W(n10)=1;else W(n10)=-1;end n10=n10+1;endsubplot(5,1,5)plot(q,W); %判決器axis(1 1024 -1.2 1.2)ylabel(判決器); %接收端還原后信號i=0;for n7=1:8; receive_signal(n7)=W(n7+i*128); i=i+1;end

42、（4）SNRfunction count=SNR(snr)%N=input(walshN=);N=16;for i=1:4switch icase 1%nA=input(AnA=); nA=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; nA_2,ChannelA=send_module(nA,N,m);case 2%nB=input(BnB=); nB=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; nB_2,ChannelB=send_module(nB,N,m);case 3%nC=input(CnC=); nC=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; n

43、C_2,ChannelC=send_module(nC,N,m);case 4%nD=input(DnD=); nD=fix(unifrnd(0,255);% m=i+1; nD_2,ChannelD=send_module(nD,N,m);otherwise disp(error);end i=i+1;endChannel=ChannelA+ChannelB+ChannelC+ChannelD;q=1:1:128*8;y = awgn(Channel,snr,measured) ; for i=1:4;switch icase 1 m=i+1;%figure(6); receiveA=rec

44、eive_module(N,y,m);case 2 m=i+1; receiveB=receive_module(N,y,m);case 3 m=i+1; receiveC=receive_module(N,y,m);case 4 m=i+1; receiveD=receive_module(N,y,m);otherwise disp(error);end i=i+1;end%send=nA_2receive=receiveA;receiveB;receiveC;receiveDcount=0;for i=1:8;if send(i)=receive(i) count=count+1;ende

45、nddisp();count （5）用戶A誤碼率計算clearclccount=0;for i=-4:10for k=1:10 snr=-10i count=count+SNR(snr); k=k+1;end EBR=count/1200; ebr(i+5)=EBR; figure(10); loglog(snr,EBR,b*); grid on; hold on; i=i+1;endebrsnr=-10(-4) -10(-3) -10(-2) -10(-1) -100 -101 -102 -103 -104 -105 -106 -107 -108 -109 -1010;plot (snr,e

46、br,r:);title(誤碼率與信噪比關(guān)系曲線)xlabel(信噪比(dB);ylabel(誤碼率);hold off5.課程設(shè)計心得經(jīng)過本次課程設(shè)計，我們對Matlab和移動通信相關(guān)知識點更加熟悉了解。尤其是matlab程序編程的使用。經(jīng)過查閱了大量的文獻和不斷的實踐，由一開始的不知從何入手到漸漸理解了整個設(shè)計的原理和具體設(shè)計的思路，并且一遍又一遍的重復實踐，直到我們期望的結(jié)果實現(xiàn)，那種解決一個難題的成就感不是一個兩個詞能夠形容的，可以說，痛并快樂著。在團隊合作方面，我們團隊有比較明確的分工，例如，上網(wǎng)和到圖書館查找資料，設(shè)計原理框圖，編寫、調(diào)試程序，撰寫設(shè)計報告等等。而且有時候不能只是做自己的任務(wù)，還要充分了解其他成員的任務(wù)和情況，一起討論遇到的問題，共同思考出方案。這次實習使我們充分認識到團隊合作的重要性和必然性！更重要的是，這次課程設(shè)計的容是我們以后從事通信系統(tǒng)研究和工作的基礎(chǔ)。在畢業(yè)前的這次練筆，無疑也是一次鞏固知識的機會。在各種專業(yè)面試中更增加了一個籌碼。Design of spreadspectrum communication system based on MAT