1、綜合性設計性實驗報告實驗項E名稱:序號項目標準評分1系統演示（功能）（40%按要求完成系統功能且界面友好容錯能力強（36-40）按要求完成系統功能界面一般有較好的容錯能力（32-35）基本完成系統功能有一定的容錯能力（28-31）基本完成系統功能（24-27分）:未完成系統功能或他人代做或抄襲（15）2設計說明書（50%）課程設計書各項目認真填寫，具有清晰的設計思路及軟件測試結果分析（45-50）課程設計書各項目認真填寫，具有較為清晰的設計思路并對軟件測試結果進行J較為清晰的分析（40-44）課程設計書各項目認真填寫，設計思路正確（35-39）:課程設計書進行為較為認真的填寫（30-34）課程

2、設計書有未完成項或各項填寫不屬實或他人代做或抄襲（15）4紀律遵守、群體協作等（10%10教師簽字總分、題目（設計題目）擴頻通信系統仿真、功能描述（對系統要實現的功能進行描述）系統將基帶信號（即信息）的頻譜擴展至很寬的頻帶上，然后再進行傳輸，即將欲傳輸的信息數據用偽隨機序列編碼調制，實現頻譜擴展，然后通過信道編碼發送出去；接收端采用與發送端完全相同的偽隨機序列作為本地解擴信號進行相關處理，以恢復信息，最后進行解調，完成整個系統的接收。系統可以在信噪比snr大于-10dB的條件下實現無差錯傳輸。三、概要設計（根據功能描述，建立系統的體系結構，即將整個系統分解成若干子功能模塊,并用框圖表示各功能模

3、塊之間的銜接關系，并簡要說明各模塊的功能。1,系統體系結構:PNCodeos(2*t*fc*t)awgn()PNCodecos(2*t*fc*t)2,模塊工程描述：信號生成器functionsignal=signalsource(N)隨機生成長度為N的-1、1比特流signal;擴頻functionPNCode,signal_spread=SpreadSpectrum(signal)生成長度為31的擴頻碼而列PNCodq實現隨機序列的signal的序列擴頻，生成擴頻序列signal_spread;BPSK調制functionsignal_bpsk=BPSKModulation(signal_s

4、pread,fb,fc)實現擴頻序列signal_spread的BPS儂制，生成調制信號signal_bpsk;信道functionsignal_awgn=channel(signal_bpsk,snr)實現對信號signal_bpsk加載信噪比為snr的高斯白噪聲;解擴functionsignal_reverseSpread=ReverseSpread(signal_awgn,PNCode,fc,fb,N)實現對信號signal_awgn的直接序列擴頻的解擴過程；BPSK單調functionsignal_demodulation=BPSKDemodulation(signal_reverse

5、Spread,fb,fc,N)實現解擴信號signal_reverseSpread的BPSK軍調，且恢復欲傳送的比特流signal_demodulation四、詳細設計(詳細說明各功能模塊的實現過程，包括用流程圖對算法進行描述，所用到的數據結構等)1，信號生成器 代碼：functionsignal=signalsource(N)signal=2*(rand(1,N)>0.5)-1; 函數輸出signal為生成的欲傳送的1、-1信息流函數輸入N為欲生成的信息流的比特個數2，擴頻 代碼：functionPNCode,signal_spread=SpreadSpectrum(signal)%生

6、成擴頻碼%PNCodea=1,1,1,1,1;m=0,0,1,0,1;PNCode=;fori=1:31R=mod(sum(a.*m),2);PNCode=PNCode,a(5);a=R,a(1:4);endPNCode=2*PNCode-1;%行序列擴頻signal_spread=;fori=1:length(signal)signal_spread=signal_spread,signal(i)*PNCode;end 函數輸入為隨機生成的-1、1信息流，函數輸出PNCode為長度為31位的擴頻碼；函數輸出signal_spread為擴頻序列。m序列：m序列是最長線性移位寄存器序列，由一位寄

7、存器加上反饋信號產生的。n位線性反饋移位寄存器結構圖：3, BPSKM制代碼：functionsignal_bpsk=BPSKModulation(signal_spread,fb,fc)t=1/(fc*16):1/(fc*16):1/fc;carrier1=;carrier2=;fori=1:(fc/fb);carrier1=carrier1,cos(2*pi*fc*t+pi/2);carrier2=carrier2,cos(2*pi*fc*t-pi/2);endsignal_bpsk=;fori=1:length(signal_spread)ifsignal_spread(i)=1sign

8、al_bpsk=signal_bpsk,carrier1;elsesignal_bpsk=signal_bpsk,carrier2;endend函數輸出signal_bpsk為BPSK制后的信號函數輸入signal_spread為序列擴頻后的信號函數輸入fb為調制信號的比特速率函數輸入fc為載波信號的頻率BPSK言號的調制原理框圖：開關電路0Signal4,信道代碼：functionsignal_awgn=channel(signal_bpsk,snr)signal_awgn=awgn(signal_bpsk,snr);函數輸出signal_awgn為加載了高斯白噪聲后的信號函數輸入snr為噪

9、聲信噪比5,解擴代碼：functionsignal_reverseSpread=ReverseSpread(signal_awgn,PNCode,fc,fb,N)PNCode_spreading=;fori=1:length(PNCode)forj=1:16*fc/fbPNCode_spreading=PNCode_spreading,PNCode(i);endendPNCode_spread=;fori=1:NPNCode_spread=PNCode_spread,PNCode_spreading;endy=PNCode_spread.*signal_awgn;%fs=59520hzfsto

10、p1=2120hzfpass1=3600hzfpass2=3820hzfstop2=5320hzloadBandpass;den=1;y=y,zeros(1,length(BandNum)/2);signal_reverseSpread=filter(BandNum,den,y);signal_reverseSpread=signal_reverseSpread(length(BandNum)/2+1:end);函數輸出signal_reverseSpread為解擴后的信號函數輸入PNCode為擴頻碼，fc為載波頻率,fb信息的比特率,N信息流長度直接式解擴相關波形參考圖：6,BPS解調代碼：

11、functionsignal_demodulation=BPSKDemodulation(signal_reverseSpread,fb,fc,N)carrier=;t=1/(fc*16):1/(fc*16):1/fc;fori=1:length(signal_reverseSpread)/16carrier=carrier,cos(2*pi*fc*t+pi/2);endx=signal_reverseSpread.*carrier;%fs=59520hzfpass1=1240fstop1=2400loadLowpass;den=1;signal_demo=filter(LowNum,den,

12、x);signal_demodulation=;fo門=(16*3*31/2):(16*3*31):(length(signal_demo)-16*3*31/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_demodulation,1;elsesignal_demodulation=signal_demodulation,-1;endend函數輸出signal_demodulation為恢復的1、-1比特流；函數輸入signal_reverseSpread為解擴后信號，fb為生成的信息流的比特速率fc為載波頻率，N生成的信息流的個數BPSK言

13、號的解調原理框圖：Cos（2*fc*Tt*t）定時脈沖與發送端載波同頻同相五、測試結果及存在的問題（說明系統的運行效果（附上運行界面圖片）、存在哪些不足以及預期的解決辦法）1,測試結果：圖1欲傳送的比特信息流signal與擴展后的信號signal_spread圖2BPSK調制后的信號signal_bpsk全圖與局部圖圖3加載高斯白噪聲的信號signal_awgn全圖與局部圖Snr=20dB;Snr=5dB;圖4與PNCode目乘的信號與經過帶通濾波器的信號signal_reverseSpreadnM.mj.4fpfrniitV靠，丁.T.til圖5相干相乘之后的信號與過低通濾波的信號與恢復的原

14、始信號signal_reverse圖6程序運行后的workspace2，本次設計的改進：代碼繁瑣：例子1：在實現序列擴頻的時候，開始的代碼寫的很復雜：signal_spreading=;PNCode_spreading=;fori=1:length(signal)forj=1:31signal_spreading=signal_spreading,signal(i);endPNCode_spreading=PNCode_spreading,PNCode;endsignal_spreading=2*signal_spreading-1;PNCode_spreading=2*PNCode_spre

15、ading-1;signal_spread=signal_spreading.*PNCode_spreading;改進如下(已在代碼中使用)：PNCode=2*PNCode-1;signal_spread=;fori=1:length(signal)signal_spread=signal_spread,signal(i)*PNCode;end；例子2:在實現BPSK軍調模塊時，進行了2次抽樣恢復原信號fori=(16*3/2):(16*3):(length(signal_demo)-16*3/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_

16、demodulation,1;elsesignal_demodulation=signal_demodulation,-1;endendsignal_reverse=;i=1;forj=16:31:31*Nsignal_reverse(i)=signal_demodulation(j);i=i+1;end改進：可以改為1次抽樣即可，如下(代碼中已使用)：fori=(16*3*31/2):(16*3):(length(signal_demo)-16*3*31/2)ifsignal_demo(i)>0signal_demodulation=signal_demodulation,1;else

17、signal_demodulation=signal_demodulation,-1;endend本次試驗可以使用信號的頻譜進行分析，也便能更深的擴頻系統中信號的傳輸；序列擴頻碼可以使用而列，也可以使用哈達碼，復合碼，Gold序列等實現；哈達碼的生成：H=1；fori=1:5H=H,H;H,-H;end過多的使用了for語句的嵌套；實驗在解擴模塊中并沒有將31位碼元解擴為1位碼元，從而沒有實現真正的解擴，而是在進行BPS調制的時候進行抽中鈔J決時才實現311的碼元的轉變；但是還沒想到解決的方法？六、課程設計心得體會（談談自己在課程設計過程中的心得體會）對擴頻系統的理解：因為之前有過課程設計的經

18、驗，于是剛開始的時候沒有急于編寫代碼，而是仔細認真研究書本上的知識，進行消化和理解。定性了分析了整個擴頻系統；了解了擴頻系統研究的意義；更加熟悉和掌握BPSK制的過程；了解了擴頻碼的產生方法；熟悉和掌握了在matlab上設計濾波器以及函數的調用方式。課程設計的收獲：本次課程設計結束了，受益良多。它帶來不僅是知識上的收獲，而且精神上的收獲也是無盡的。本次課程設計是我在大學寥寥可數的幾次設計性實驗之一，是和同學們一起奮斗的一場經歷?？吹酵瑢W們的努力，看到老師的辛勤，自己也都不敢懈怠了。實驗開始的那一刻，告誡自己沒有失敗，老師既然出了設計項目，既然已經選擇的這個設計項目，就不許中途退出，這不是游戲，我想那一刻要的是勇氣，是決心吧！實驗成功的那一刻，收獲的是信心，是對自己對于matlab學習的一個肯定，也是對于移動通信原理中擴頻系統的學習的一種肯定，更是對以后的學習的一種督促，也是對自己的未來大學校門外的生活的一個鼓勵。還有就是在設計肯定會有不甚理解的地方，這就需要我們自己動手查找資料，增加的不僅是查找的資料上面的知識，更多的搜索的能力。編程