基于MATLAB 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究

范偉 翟傳潤(rùn) 戰(zhàn)興群

(上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院，200030，上海)

摘要 本文闡述了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法，利用MATLAB 提供的可視化工具Simulink 建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)講述了各模塊的設(shè)計(jì)，并指出了仿真建模中要注意的問(wèn)題。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。同時(shí)，利用建立的仿真系統(tǒng)，研究了擴(kuò)頻增益與輸出端信噪比的關(guān)系，結(jié)果表明，在相同誤碼率下，增大擴(kuò)頻增益，可以提高系統(tǒng)輸出端的信噪比，從而提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。 關(guān)鍵詞 擴(kuò)頻通信, 信噪比， 誤碼率， 擴(kuò)頻增益

中圖分類號(hào)：TN914.42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Simulation of the Spread Spectrum Communication System

Based on MATLAB

FAN Wei, ZHAI Chuan-run, ZHAN Xing-qun

(School of Electronic, Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiaotong University, 200030, Shanghai) Abstract: The theory base and realizing methods of the spread spectrum communication technology was presented in this study. The simulation model of the spread spectrum communication system was built by using SIMULINK, which is provided by MATLAB. In addition, each module of the simulation model was introduced in detail ，and pointed out the problems that must be pay attention to in the system simulation. On the basis of the designed simulation conditions, the simulation program was run and the anticipant results were gained. Moreover, the relationship between the spread spectrum gain and the fan-out error rate was also studied by use of the simulation system. The results showed that on the base of the same error rate, if the spread spectrum gain was enlarged, the Signal-to-Noise of the system fan-out would be enhanced and the anti-jamming capability of the communication system would also be enhanced. Keywords : spread spectrum communication, Signal-to-Noise, error rate, spread spectrum gain 1 引言

擴(kuò)展頻譜通信(簡(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信)與光纖通信、衛(wèi)星通信，一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式，它是指發(fā)送的信息被展寬到一個(gè)很寬的頻帶上，在接收端通過(guò)相關(guān)接收，將信號(hào)恢復(fù)到信息帶寬的一種系統(tǒng)。采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處，即接收機(jī)輸出的信噪比相對(duì)于輸入的信噪比有很大改善，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。本文根據(jù)擴(kuò)頻通信的原理，利用MATALB提供的可視化仿真工具Simulink建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，研究了擴(kuò)頻通信的特性和擴(kuò)頻增益與輸出端信噪比的關(guān)系，目的是為以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的研究和設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

2 擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)

2.1 理論基礎(chǔ)

擴(kuò)頻通信的基本理論是根據(jù)信息論中的Shannon 公式，即

)/1(log 2N S B C += (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(hào)的平均功率；N為噪聲功率。

Shannon公式表明了一個(gè)系統(tǒng)信道無(wú)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(shuō)明了兩個(gè)最重要的概念：一個(gè)是在一定的信道容量的條件下，可以用減少發(fā)送信號(hào)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(gè)是可以采用減少帶寬而增加信號(hào)功率的辦法來(lái)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

d

s d s i i B B R R N S N S G ===//00 (2) 式中，S i 和S 0分別為接收機(jī)相關(guān)器輸入、輸出端信號(hào)功率；N i 和N 0分別為相關(guān)器的輸入、輸出端干擾功率；R s 為偽隨機(jī)碼的信息速率，R d 為基帶信號(hào)的信息速率；B s 為頻譜擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬，B d 頻譜擴(kuò)展前的信號(hào)帶寬。

2.2 實(shí)現(xiàn)方法

總結(jié)

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