基于Zigbee的擴(kuò)頻通信MATLAB仿真

天津大學(xué)仁愛學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告

課題名稱基于Zigbee的擴(kuò)頻通信MATLAB仿真系名稱信息工程系專業(yè)名稱通信工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師

擴(kuò)頻通信的基本理論是根據(jù)信息論中的Shannon公式，即

(1)

式中：C為系統(tǒng)的信道容量(bit/s)；B為系統(tǒng)信道帶寬(Hz)；S為信號的平均功率；N為噪聲功率。

Shannon公式表明了一個系統(tǒng)信道無誤差地傳輸信息的能力跟存在于信道中的信噪比(S/N)以及用于傳輸信息的系統(tǒng)信道帶寬(B)之間的關(guān)系。該公式說明了兩個最重要的概念：一個是在一定的信道容量的條件下，可以用減少發(fā)送信號功率、增加信道帶寬的辦法達(dá)到提高信道容量的要求；一個是可以采用減少帶寬而增加信號功率的辦法來達(dá)到。

擴(kuò)頻增益是擴(kuò)頻通信的重要參數(shù)，它反應(yīng)了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾能力的強(qiáng)弱，其定義為接收機(jī)相關(guān)器輸出信噪比和接收機(jī)相關(guān)器輸入信噪比之比，即

(2)

式中，Si和S0分別為接收機(jī)相關(guān)器輸入、輸出端信號功率；Ni和N0分別為相關(guān)器的輸入、輸出端干擾功率；Rs為偽隨機(jī)碼的信息速率，Rd為基帶信號的信息速率；Bs為頻譜擴(kuò)展后的信號帶寬，Bd頻譜擴(kuò)展前的信號帶寬。

實(shí)現(xiàn)方法

擴(kuò)頻通信與一般的通信系統(tǒng)相比，主要是在發(fā)射端增加了擴(kuò)頻調(diào)制，而在接收端增加了擴(kuò)頻解調(diào)的過程，擴(kuò)頻通信按其工作方式不同主要分為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳時擴(kuò)頻系統(tǒng)、線性調(diào)頻系統(tǒng)和混合調(diào)頻系統(tǒng)。現(xiàn)以直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例說明擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)方法。圖1為直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理框圖。

圖1　直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)原理圖

由直擴(kuò)序列擴(kuò)頻系統(tǒng)原理圖可以看出，在發(fā)射端，信源輸出的信號與偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼進(jìn)行模2加，產(chǎn)生一速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻序列，然后再用擴(kuò)頻序列去調(diào)制載波，這樣得到已擴(kuò)頻調(diào)制的射頻信號。在接收端，接收到的擴(kuò)頻信號經(jīng)高放和混頻后，用與發(fā)射端同步的偽隨機(jī)序列對擴(kuò)頻調(diào)制信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，將信號的頻帶恢復(fù)為信息序列的頻帶，然后進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔ⅰ?/p>

研究目標(biāo)

在給定仿真條件下，運(yùn)行了仿真程序，得到了預(yù)期的仿真結(jié)果。

研究內(nèi)容

直列序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的誤碼率、擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性。

研究方法與手段

通過閱讀文獻(xiàn)，對以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的研究和設(shè)計提供依據(jù)。

進(jìn)度安排

1.前期準(zhǔn)備2011.11.22~2011.2.20

利用兩個月左右的時間搜集資料

2.編程2011.2.21~2011.4.21

通過學(xué)習(xí)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)來完成對MATLAB仿真

徐明遠(yuǎn)，邵玉斌。MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用[M]。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005。

李建新，劉乃安，劉繼平。現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真－MATALAB通信工具箱［M］。西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001。

徐明偉，李茜，湯偉。基于MATLAB串口通信的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計。微計算機(jī)信息，2005，21(8-1)，89-90。

郭海燕，畢紅軍。MATLAB在偽隨機(jī)碼的生成及仿真中的應(yīng)用。計算機(jī)仿真，21(3)，2004.3。

選題是否合適： 是□ 否□

課題能否實(shí)現(xiàn)： 能□ 不能□

指導(dǎo)教師(簽字) 年 月 日選題是否合適： 是□ 否□

課題能否實(shí)現(xiàn)： 能□ 不能□

審題小組組長(簽字) 年 月 日

天津大學(xué)仁愛學(xué)院2011屆本科畢業(yè)設(shè)計(論文)

5

接　收

高放

混頻

解擴(kuò)

解調(diào)

本振

PN碼

同步

信 源

擴(kuò)頻

調(diào)制

PN碼

振蕩器

發(fā)　射

總結(jié)

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