基于matlab扩频通信课程设计报告.doc

目录 摘要 2 关键词：matlab 卷积编码 扩频通信 2 一、设计背景 3 二、设计原理与任务 5 三、设计模块布局 5 3.1 数据源 5 3.2 卷积编码 6 3.3 m序列发生器 6 3.4 扩频、通信与解扩 6 3.5 Viterbi译码 6 3.6 可靠度评估 6 四、设计内容与程序 7 4.1 编写程序实现以下框图： 7 4.2 进行扩频通信但不进行卷积 9 4.3 加上卷积进行通信 12 五、软件仿真及结果分析 15 (1) 直接进行信号传输,即没有进行卷积和扩频图形如下： 16 (2) 没有进行卷积但进行扩频，扩频周期L=15和L=31得到的图形如下： 16 (3) 进行卷积同时进行扩频，扩频周期L=15得到的图形如下： 17 (4) 改变卷积码的值，扩频周期仍为15得到的图形如下： 18 （5）综合分析一： 18 （6）综合分析二： 19 （7）分析补充 19 六、心得与体会 20 七、 参考文献 20 附录： 22  摘要 本实验通过matlab编程实现基于卷积编码的扩频通信系统的设计，主要包括这几个部分：信源的产生、卷积编码、扩频、高斯信道传输、解扩、Viterbi译码。通过编码与否、扩频与否、扩频周期的改变等情况进行比较得出了一些重要结论，为大家阐述了编码方式与扩频设计对信息传输的影响，并对其信噪比与误码率的函数图形进行说明以上因素对于信道传输的影响。 关键词：matlab 卷积编码 扩频通信  一、设计背景 MATLAB是一种用于科学计算的高性能语言。它可将计算、可视化和程序设计集成在一个非常容易使用的环境中。MATLAB是一个交互系统，它的基本数据元素是数组，尤其适合解决用矩阵和向量组织数据的科学技术计算问题。通常的（以 10瓦电台为例）能通20—30公里远，而伪码扩频设备10毫瓦即能通30 —50公里。也就是说，扩频系统能带来30分贝以上的改善，使干扰的影响减少了1000 倍以上。熟悉通信的人都知道，几十年来人们为信噪比的改善付出了极大的努力，要1、1分贝的挖掘，2—3个分贝的突破已是很大贡献。而突破性的时刻到来，是 G P S信噪比的改善成为现实，这确实是一次巨大的飞跃，只就这一点已经可以说扩频通信是当代通信技术的新成就了。它对抗干扰影响具有重要作用，而且扩频通信还将带来一系列革命性的影响。 利用比原始信号（信源产生的信号）本身频得多的射频信号的，全称是。在扩频通信系统中，发信端用一种特定的调制方法将原始信号的带宽加以扩展，得到扩频信号。收信端再对接收到的扩频信号加以处理，把它恢复为原来带宽的所要信号。扩频与原始信号带宽的比值，称为扩频通信系统的处理增益GP，它是扩频通信系统的重要参数。多数扩频通信系统的GP值远大于10。 传统的模拟无线通信一般采用调频（FM）和调幅（AM）两种方式，不能适应高速数据通信的要求。这些因素促成了对采用新技术的需求，以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。 直接序列扩频简称直扩（DS）。所传送的信息符号经（或称伪噪声码）编码后对载波进行调制。伪随机序列的速率远大于要传送信息的速率，因而调制后的信号频谱宽度将远大于所传送信息的频谱宽度。 扩频通信占用的信道频带要比其他通信方式宽得多。采用扩频通信是因为它具有以下特点： 扩频通信主要特点 抑制干扰能力很强，经过接收机对信号的处理，可把信道中加进的并与扩频信号频带重叠的各种干扰信号强度减弱到原有的1/GP左右,因而使信扰比值提高了近GP倍。扩频通信并不能抑制的干扰，但能够有效地减弱各种窄带信号的干扰； 信号的功率谱密度很低； 信号便于隐蔽和保密； 可用以实现具有随意选址能力的通信用扩频信号通信的同时可进行高分辨率的测距。 3.1 数据源 随机产生b(t)={b(0),b(1),b(2),……}的二进制数据 3.2 卷积编码 卷积码是一种线性码，卷积编码器把k比特信息段编成n比特码组，但是所编写的n长码组不仅同当前的K比特信息段有关联，而且还同前面的(N-1)个信息段有关联。称这N个信息段中的码元 数目nN为该卷积码的约束长度。把卷积码记作(n、k、N)卷积码。 3.3 m序列发生器 二进制的m序列是一种重要的伪随机序列，有良好的自相关特性，有时称为伪噪声序列。m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。顾名思义，m序列是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。它能产生的的最大长度的码序列为2^n-1位。 3.4 扩频、通信与解扩 将编码输出与扩频码相乘，即完成扩频；将扩频后的信号（叠加有噪声）与扩频码相乘，即为解扩。 3.5 Viterbi译码 viterbi译码算法是一种卷积码的解码算法