毕业设计方案扩频通信系统仿真.doc

电气信息学院毕 业 设 计 说 明 书题 目： 扩频通信系统仿真 专 业： 通 信 工 程年 级： 通 信 10-1学 生： 吕 盼 学 号： 指引教师： 李 斌 完毕日期： 年 月 日扩频通信系统仿真摘 要：扩频通信系统是指待传播信息频谱用伪随机序列扩展成为宽频带信号送入信道，再经同步伪随机序列进行解扩解调，从而获得传播信息通信系统。MATLAB中simulink组件带来了交互式图形编辑器来组合和管理直观模块图。在本次仿真设计中用simulink让设计更加以便进行动态系统建模、仿真和分析。设计涉及发射模块、扩频模块、BPSK调制模块、信道传播干扰模块、解扩模块、解调模块和误码记录模块，构成发射机和接受机,并通过仿真阐明扩频通信系统具备强抗干扰性和在移动通信中重要意义。核心词：伪随机序列,宽频带,抗干扰性,Simulink,BPSK调制Abstract:Direct sequence spread spectrum system is that the source code to be transport firstly expanded to the wide band signal by the pseudo-random sequence and send into the information channels，secondly demodulated by the pseudo-random sequence that the same as the sender,so that we can get the original code.The Interactive graphic editor that Simulink brings provides visual combination and management module diagram.It is convenient to modeling，simulating and analysing the dynamic system.The sysdem contains the transmitting module，the DSSS module，modulation module，channel interference module，dispreading module，demodulation module and error statistics module,forming transmitters and receivers,and proving that it has he important significance of strong anti-jamming and in mobile communication spread spectrum communication system by the simulation results.Keywords：Pseudo random sequence，Broadband，Anti-interference，Simulink，BPSK modulation 目 录1绪论11.1扩频通信应用11.2 直序扩频通信系统长处11.2.1 抗干扰能力强11.2.2 抗多径干扰能力强11.2.3 抗截获能力强21.2.4 可同频工作21.2.5 便于实现多址通信21.2.6 直扩通信速率高21.3 直扩通信系统局限性22 总体方案设计32.1 方案比较32.1.1 直接序列扩展频谱系统32.1.2 跳频扩频系统（FH-SS）32.1.3 跳时系统（TH-SS）42.2 方案论证与选取53 直接序列扩频通信系统63.1 直接序列扩频通信系统构成63.2 伪随机编码83.3 m序列93.4 扩展频谱信号解扩和解调104各单元模块功能简介134.1 伯努力二进制发生器（Bernoulli Binary Generator）134.2 PN序列发生器（Pseudo-Noise Code）144.3 速率转换器（rate transition）154.4 单极性-双极性转换器（Unipolar to Bipolar Converter）154.5 乘法器（product）164.6 双极性-单极性转换器（Bipolar to Unipolar Converter）174.7 BPSK调制器(BPSK modulator baseband)174.8 单位延迟模块（unit delay）184.9 示波器（scope）184.10 频谱示波器（spectrum scope）194.11 加成性高斯白噪声（AWGN）205 仿真总体设计225.1 发射某些225.1.1 发射某些系统构造225.1.2 发射某些仿真模型225.2 接受某些235.2.1接受某些系统构造235.2.2 接受某些仿真模型245.3 仿真参数255.3.1 发射某些255.3.2 接受某些266 仿真成果296.1 发射某些仿真296.1.1 扩频先后频谱图296.1.2 扩频先后波形图306.2.1 信道干扰频谱图306.2.2 解扩后频谱图316.2.3 解调后频谱和波形图327 总结与体会348 谢辞359 参照文献36附录1：扩频通信系统仿simulink真图38附录2：外文资料翻译40译文：40原文：441绪论1.1扩频通信应用现如今通信技术已经发展非常迅速，它涉及了光纤通信、扩频通信和卫星通信。扩频通信技术是在20世纪50年代由两个美国和通信技术毫无关系人提出，她们一种是好莱坞女演员，一种是钢琴家。两人基于对鱼雷控制安全无线通信思路申请了美国专利#2.292.3871。然而该技术直到十九世纪八十年代才引起美国军方关注与注重并将它用于敌对环境中无线通信系统。 从1950年开始美国军方就开始对扩频技术进行研究，在当时无线电还不发达时代扩频技术毫无疑问以压倒性优势战胜了当时流行各种模仿通信技术。她在军事上得到广泛运用，参军事通信到抗电子干扰，各种测量仪器运用。过了30年后它才开始进入广大群众视线，扩频技术开始迅速发展，搭载在各种通信设备上，如GSM通信和如今3G、4G通信，毫无疑问都用了扩频通信技术，不论在抗干扰性和增长信道运用率上，都比老式通信方式占很大优势。1.2 直序扩频通信系统长处 1.2.1 抗干扰能力强 被扩频调制宽频信号在接受端通过一种乘法器和诸多锁相回路进行有关解扩，在这个过程中，夹杂着各种干扰宽频信号被滤除掉，留下有用窄带信号，各种噪声干扰踌躇和本地PN码没有有关性而在有关解扩中被消除。扩频增益是扩频通信系统中表达它特性一种很重要参数,学术上把它定义成扩频前和扩频后信号带宽B1、B2之比：G=B2/B1。扩频通信原理就是在发送端产生一种高频序列和信息源叠加在一起，产生一种带宽为B2扩频信号，在接受端通过解扩解调去掉高频干扰信号而留下被扩频后信息源码，这就相称于把接受信噪比提高了G倍。咱们可以在背面仿真中可以更直观观测到系统抗干扰性能。 1.2.2 抗多径干扰能力强 无线电波波在传播过程中，除了直接到达接受天线直射信号外，同步存在着各种反射体，如大气对流层、建筑物、山林树木、水面、地面等引起反射和折射信号被接受天线接受。直射信号比反射和折射信号传播时间比短，因而直射信号对其产生了严重干扰，学术上将直射信号产生干扰称为多径干扰。多径干扰会对通信系统产生非常严重干扰，严重时会让通信接受端口无法接受到正常信号，但是扩频通信中用是有关解调，她自有关性决定了如果接受序列接受时间比码元宽度宽时，不会输出正常码元，这时多径干扰就会被很大限度地滤除掉了。直序扩频技术中存在更为先进-RAKE接受技术，它把信道中各种干扰信号和自身产生多径干扰信号在接受端进行叠加，这样就把干扰转换成了有用信号并且将其信号强度进行了增强，但是由于技术和资金因素，这种技术暂时没有被广泛应用。 1.2.3 抗截获能力强 信号被检测出来概率和信号能量以及噪声功率和传播信息带宽关于，科学家们通过理论分析和各种实际测试发现，它与前两者成正比关系，与后者成反比关系。因此当信号能量和功率密度非常小，而信号带宽非常大时，要从信道中检测出有用信号是非常困难，因此说扩频通信抗截获能力非常强。简而言之，信息信号通过扩频调制后频谱被大大扩展，从而使信号功率谱密度大大减少，并且在传播过程中她相称于一种低密度噪声信号，在被信道中高斯白噪声和其她噪声沉没之后，对其她通信也不会导致干扰，其她接受器也无法检测出其中有用信号，因此信号也就不容易被发现，想要确切检测出信号源就更为困难，因而具备极高隐蔽性，十分使用于保密通信。由于扩频通信这个特点，军事上广泛应用扩频通信技术，提高通信保密性，减小信号被敌人发现及破译几率。 1.2.4 可同频工作 由于接受端采用同步PN序列解调办法进行解扩，当PN序列和发送端不同步时，接受端无法正常接受并检测出可用信号，因此只有产生与发射端相似伪随机序列才干对有用信号进行解调，就算是信号都在同一频段上也是如此，因此就增大了频道运用率，虽然信号在同一种频率上工作也不会互相产生干扰。 1.2.5 便于实现多址通信 由于扩频码不同样时各扩频通信序列是基本不会产生什么影响，因此在CDMA通信方式上可以把不同扩频码作为发射地址码，这样就让码分多址通信方式找到了一种区别各个不同地址办法。移动通信集团采用CDMA方式，理论上可以增大通信容量。1.2.6 直扩通信速率高 直接序列扩频通信有诸各种速率，在组建各种网络时由于她信道频率影响小，因此不需要再申请特定频率，节约了网络资源，并且性能非常稳定。1.3 直扩通信系统局限性 虽然直接扩频通信系统节约了网络资源，通信可靠性得到了增强，但是它必要有一种同步PN序列才干进行相干解扩解调，如果接受端PN序列不同步或者当伪随机码码字变长时，就需要更高精度同步性能才干达到正常解扩规定，并且伪随机序列越长，系统所需发生同步序列时间也就越长。2 总体方案设计2.1 方案比较扩频通信作为当代通信中应用最广泛一种通信方式，她性能不断得到提高，不论是从频带虑用率、抗干扰性还是抗截获能力。她调制是通过一种与信源码毫不有关高速伪随机序列，通过这个序列把信号频谱扩宽，在接受端产生一种和发射端同步伪随机序列对信号进行解扩，最后解调出原信号。扩频通信分为4种类型，它涉及直接序列扩展频谱系统（DS-SS）、跳频扩频系统（FH-SS）、跳时扩频系统（TH-SS）和混合模式4种类型。2.1.1 直接序列扩展频谱系统直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）是通过一种高速伪随机扩频序列将待发射信号频谱就行扩宽，在接受端产生一种同步高速伪随机序列对接受序列进行解扩，最后解调出原信号过程。她核心是产生一种伪随机噪声序列通过信道编码发送，原信号和伪随机信号在乘法器中被调制成宽频信号。图2.1 直接序列扩展频谱系统原理框图如图2.1所示，直接序列扩展频谱系统通过经编码后2进制信息序列 ，用乘法器将伪随机序列与编码后序列调制在一起，使得传播带宽扩展得更宽。而传播带宽通过编码信号进行控制。2.1.2 跳频扩频系统（FH-SS）跳频扩频（Frequency-hopping spread spectrum，FHSS）在扩频通信技术中也有很大运用；她是一种伪随机序列控制调频器不断在不同频率之间进行跳变，接受端也通过同步伪随机序列进行不同频率解扩过程。跳频所需要总带宽比使用单一载频传播同样信息所需带宽要大得多。但是，由于在给定得时间内，传播仅使用一小某些带宽，因此实际有效占用带宽是同样。咱们甚至可以构建一种拥有负信噪比(-dBs)系统，在这个系统中，不论位于任何频率，盼望信号电平都低于噪声。跳频系统所面临挑战之一是发送方与接受方同步。一种可行办法是保证发送方要在固定期间段内用到所有信道，如此，接受方就可以随机地选取一种信道并从中读取有效信息。图2.2 调频系统（FH-SS）原理框图在伪噪声发生器里信源被调制，调制后信息码序列在接受到不同图案或指令后让频率合成器产生随后跳跃信号。跳频信号被接受端接受后同步进行解调。接受端伪噪声发生器必要与发送端伪噪声发生器相似，伪噪声信号控制频率发生器在接受到发送信号后产生与输出端相似信号，这个信号和接受信号在混频器中差频出一种固定信号，且该信号在中频带通滤波器中被放大，最后送入解调器中解调出原始信息。2.1.3 跳时系统（TH-SS）时间跳变也是一种扩展频谱技术，跳时扩频通信系统（Time Hopping Spread Spectrum Communication Systems，TH-SS）是时间跳变扩展频谱通信系统简称，重要用于时分多址(TDMA)通信中。与跳频系统相似，跳时是使发射信号在时间轴上离散地跳变。咱们可以把跳时理解为：用一伪随机码序列进行选取多时隙时移键控。踌躇这个信号发送时隙非常短，因此信源码频带也相应就被拓宽了。图2.3 跳时扩频系统原理框图跳时系统通过码发生器产生伪随机码序列来控制键控发射机，把一种持续时间信源码提成诸各种小时隙，码发生器产生伪随机码来控制某个时隙发送一种信源码。即信源码以脉冲形式且用最高峰值功率在极短时间里发出。2.2 方案论证与选取扩频概念很早就提出了，一方面是军用领域；鉴于初期器件问题，以数字电路为基本直序扩频实现上有很大难度，例如高速扰码器；而对数字电路规定较低且实现更为简朴调频，在实行难度相比之下一方面得到了广泛应用。当前民用以及军事领域中，由于数字电路研究和发展迅速，扩频技术日渐完善。直接序列扩频、跳频通信和时跳通信以及混合通信等通信技术先后提出和应用。直接序序列扩频技术长处显而易见。一方面它抗干扰能力：众所周知信号在传播过程中会被信道中各种有用或者无用信号干扰，这种干扰有高斯白噪声，有各种电台通信、电话网通信甚至无线wifi通信干扰，这些干扰层层叠加，就犹如一碗清水倒入了一盆污水里面，信号源发送出去之后被这些干扰覆盖，最后导致接受端无法辨认到信道中有用信息，就像比喻同样，想从污水里面再把清水给分出来几乎不也许。因此这里用到了扩频通信技术，它将信息码频率扩宽到非常大，宽频信号在信道中也会受到上面所述干扰，但是在接受端通过一种和发送端同步伪随机信号信号调制之后，干扰变成平滑频谱，而有用信号叠加在这上面则变成一种峰值功率很高尖峰，并且存在于低频某些，再通过解调器滤除高频信号之后，有用信号就被还原出来。因此本次设计选取对直接序列扩频通信系统进行仿真。3 直接序列扩频通信系统3.1 直接序列扩频通信系统构成直接序列扩频通信系统就是通过直接序列调制把高速伪噪声码序列与信息源码进行相乘之后产生波形来对载波进行相位调制控制而产生扩频信号。大某些直接序列扩频通信都是用PSK调制。她构成如图3.1所示。 图3.1 直接序列扩频通信框图直接扩频通信系统构成原理如图上所示，在发端输入信息先经信息调制成为数字信号，然后由扩频码发生器产生扩频码序列调制数字信号以展宽信号频谱。展宽后信号再调制到射频发送出去。在接受端将收到宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生与发端相似扩频码序列去有关解扩，再经信息解调、恢复成原始信息输出。所有扩展频谱通信系统都基于一种最基本公式香农公式： (3-1）从式子中不难看出，当信道传播信噪比S/N减小时候，在一种传播系统中若要保持信道容量C不变，那么扩大传播带宽是一种较好解决办法，无论信号噪声功率比怎么变化，都能找到一种适当信号带宽使得信号容量不发生变化，以减小信息差错率。扩展频谱通信运用这个原理，把信源码加上一种很高速率扩频码，大幅度增长要发送信号带宽。实际生活中扩展频谱通信信号带宽比普通信号带宽敞3、4个数量级，如果通信系统信噪比相似话，扩频通信就大大减小了噪声整个通信传播系统影响。同步，香农又以为：在平均功率被限制状况下，如果有高斯噪声干扰，将传播信号信号转换为具备高斯白噪声记录特性信号是实现可靠和抱负通信最佳信号。这是由于高斯白噪声自有关性非常抱负，她功率谱可以表达为 () (3-2)那么白噪声自有关函数为 (3-3)其中：，是时间延迟， (3-4)高斯白噪声自有关函数具备这种特点充分阐明了她尖利自有关性质。但是如何产生如此一种有着自有关特性高斯白噪声，对加工和拷贝有着非常严格规定，但是现今技术无法满足这样高规定，因此科学家们找到了一种记录特性和高斯白噪声非常相似伪噪声序列，它便于生产又易于加工，已在现阶段被广泛应用。咱们可以运用她记录特性模型来讨论其扩频实质。把一种伪随机序列周期设为p，并且所有码元都是1，-1上面码元，那么在一种p周期上码元伪随机二院序列X归一化自有关函数是： (3-5)在式子中，j为不大于p-1自然数，如果伪随机码长p可以获得足够长度或者时，上式可以化简为 (3-6)不难看出式2-5和式2-6是两个比较接近式子，如果p足够长，那两个式子将更加接近。因此伪噪声码和高斯白噪声码具备互相类似记录特性，从另一种方面来说她就是高斯白噪声一种抱负状况，因此在扩频通信系统中咱们采用伪随机码来扩宽等待传播基带信号频谱扩频系统，她性能已经超过普通通信传播体制。3.2 伪随机编码 从上一节香农公式中咱们已经懂得，当信息速率比信道容量C小时候，就能找到并且总会找到一种编码办法，如果码周期非常长，咱们就可以几乎没有差错从被高斯白噪声干扰信号里找出原有信息。 在码元都属于0，1二元域时，把x,y设为码周期都相似且为p两个序列码，她们互有关函数定义为 (3-7)如果，x和y就会正交。 把码长为px码字自有关函数定义为 (3-8)其中：。 对于在0，1中二进制码，可以将j=0互有关函数简化成 (3-9)其中：A为x,y码元相等一种数目（码元同步为0或者同步为1），D是码元不相等数目，因素是总会有一种成立条件让 (3-10)同上所示，咱们可以把表达为 (3-11) 上面一节说过高斯白噪声属于一种随机过程，她有服从高斯分布瞬时值，切在很宽频带内功率都是均匀，具备类似函数自有关函数形状。高斯白噪声具备独立性，她们各不互相产生干扰，互有关函数等于0。伪随机码就采用了高斯白噪声这种特性，把+1和-1这两种电平以高斯噪声特性发送出去，生成足够长码长。它分布和高斯白噪声记录特性类似，因此咱们可以把它定义为：凡是自有关函数具备 (3-12)这种形式码元，就把它叫做伪随机码，又称侠义伪随机码。凡是自有关函数具备 (3-13)这种形式码元，就把它叫做广义随机码。3.3 m序列二元m序列也是伪随机序列一种，她自有关函数更好，属于狭义伪噪声序列，并且易于复制和产生，因此在扩频通信技术领域应用广泛。在直接序列扩频通信中用于扩展基带信号，而在跳频通信中用于跳屡屡率合成器控制，来构成各种随后跳跃频谱图。图3.2 n级线性反馈移位寄存器 如图3.2所示，可以用一种GF(2)上N次多项式为连接多项式来表达一种非退化N级线性移位寄存器 (3-14) 式3-14就是一种用多项式连接起来表达n级线性移位寄存器产生序列，她周期。如果一种n级线性移位寄存器产生序列周期为，那么咱们就把这个序列成为n级最大周期线性移位寄存器序列。这样就可以把m序列定义成：如果用GF（2）上n次多项式（3-14）连成多项式n级线性移位寄存器它产生非0序列a周期为，咱们就把a序列称为n级最大周期线性移位寄存器序列，简称为m序列。m序列具备如下3个性质：在每一种周期为中，1比0多余现一次，即0浮现次数为，0浮现次数为。每一种周期中游程数目为，并且浮现0游程数目和浮现1游程数目占总数一半。m序列和她位移序列模2和依然是m序列此外一种位移序列，即 += (3-15)或者 (3-16)3.4 扩展频谱信号解扩和解调用信号相干性来检测被各种噪声覆盖有用信号是扩频通信中最惯用办法，相干性就是指信号时间坐标和她标记有规定特定期间关系，如果信号有这种特性咱们就把这个信号成为相干信号。相干信号不紧有各种随机参数，尚有规定特定期间关系，满足这两点相干信号可以对原信号和噪声信号混合信号进行一种时域运算，并通过判决来计算运算成果，产生出原信号。互有关是一种典型运算办法，把信号设为s(t)，设噪声为n(t)，她们混合波形可以表达到 (3-17)s（t）就是输入原信号一种规定信号或者是被调制后信息，互相干运算就是把一种和原信号有个很大关系信号和乘积进行积分，即 (3-18)她解决过程可以通过图3.3表达。 图3.3 相干检测原理图 和信号源s(t)频率同样，相位相干，用鉴相器实现乘法器，用低通滤波器来积分。本地参照信号是由锁相环回路生成。她把能产生一种一种和输入信号频率相似频率振荡器相位和输入信号相位进行对比，获得误差信号（即误差电压），再把此误差信号进行滤波，待平滑后作用于振荡器来减小误差信号差值，因此这个被输入信号不断进行调节振荡器输出相位不断接近输入信号相位，最后达到频率和相位都一致。用相位跟踪误差来表达她们之间近似限度。锁相环路工作原理如图3.4所示。图3.4 相干参照信号产生原理图信号通过解扩去掉调制码之后，剩余就是从被解扩信号中找出发送出来原信号。直序列扩频通信采用解调器有诸各种，惯用有锁相环调频反馈解调器和克斯塔斯环解调器等。直接序列扩频通信系统解调过程是一种相干解调过程。锁相环是减小相相位误差一种抱负器件。图3-5是一种被解扩后中频PSK信号被锁相环解调器解调原理图。a点向锁相环解调器输入一种信号，通过带通滤波器滤波之后输出一种信号，被锁相环同步之后信号通过压控振荡器VCO输出信号和输入信号在锁相环里相乘，不断进行相位调节。在BPSK调制信号里，=0时，符号检测器输出“1”码；当=时，符号检测器输出“0”码，从而恢复出基带数字信号。图3.5 锁相环解调器原理图4各单元模块功能简介4.1 伯努力二进制发生器（Bernoulli Binary Generator） 把Ai（i为自然数）设成一种序列随机实验，Ai为样本空间，把Ak 设为Ek 中随机一种事件，并且Ak 属于Ek ，如果Ek成果和Ak浮现概率互相不产生任何影响，就把Ai称谓是互相独立随机实验序列，也就是独立实验序列。如果在实验中每一组实验数据产生概率和她不产生概率之和为1，并且各个实验成果都互相独立，那就把本次实验成为伯努力实验。在simulink里伯努力二进制发生器就是发生随后机且互相独立伯努力二进制序列，这个序列作为信息源为后来扩频解决做准备。她参数设立如图3.1所示。Probability of a zero：产生0概率，二进制码为1 0序列，配备时普通为0产生概率0.5，1产生概率也为0.5。她配备窗口如图4.1所示。图4.1 伯努利二进制发生器配备界面Initial seed：随机数产生不是matlab现生成，是本来就有一种长系列，只但是通过initial seed 指定了从这个序列哪个位置开始取值。每次仿真，设立不同initial seed，就可以避免每次仿真都是采用相似仿真数据。seed可以设立成一种与时间关于数，每次重新仿真，种子可以自动变换，如seed=fix(cputime)。Sample time：采样时间间隔。Output data type：输出数据类型。有惯用int 、char、long、double等数据类型。4.2 PN序列发生器（Pseudo-Noise Code）PN码（Pseudo-Noise Code），是相称于白噪声由0和1所构成随机互不影响序列，m-序列是运用最广随机序列，PN码是最大长度位移暂存器序列，她是由一具线性回授m级暂存器来产生具备长2N次方-1个位元。PN码分为长码和短码，在当代通信中具备不同应用。她配备窗口如下图4.2所示图4.2 PN序列发生器配备界面 Generator polynomial：PN序列随机多项式生成Initial states：初始状态设立，可以设立PN序列产生初始状态，令其一种初始值开始产生随机序列。Shift（or mask）：位移设立。Sample time：PN序列发生器采样时间设立。Output data type：输出数据类型。有惯用int 、char、long、double等数据类型。4.3 速率转换器（rate transition） 速率转换器将前一级信号进行速率变换送入下一级模块，simulink中如果前一级和后一级模块采样率不同会浮现错误，因此通过该模块将低采样率信号进行速率提高，才干正常连接两个模块。她配备窗口如图4.3所示。Initial conditions：初始条件。此参数只合用于慢到快转换。它指定率过渡初始输出在过渡开始时候有无从慢块连接到率过渡块输入输出。Output port sample time：选取慢到快，如果块连接速度过渡块输入操作在比块连接速度较慢速度过渡块。否则，选取快至慢。 图4.3 速率转换器配备界面4.4 单极性-双极性转换器（Unipolar to Bipolar Converter）单极双极转换器块映射单极性输入信号为双极性输出信号。如果输入为0和1之间整数，其中M是M进制数参数，然后输出涉及整数之间（m-1）和M-1。如果m是偶数，则输出是奇数，反之亦然。她配备窗口如下图4.4所示。M-ary number：进制数。设立输入信号为单极性或双极性字符。Polarity：极性。设立值为阳性（负）保持同向（反向）在字母符号相对排序。图4.4 单极性-双极性转换器配备界面4.5 乘法器（product）该模块对其输入进行乘还是除取决于输入数Number of inputs参数值，输出输入值乘积或者商，如果该参数值是和组合，并且输入个数与乘除符号个数相等，则模块输出是所有标以“”输入乘积，除以所有标有“”输入所得到成果。其配备窗口如4.5所示。Number of inputs：输入数，输入个数或乘除符合个数，缺省值为2；Saturate on integer overflow：整数溢出饱和。图4.5 乘法器配备界面4.6 双极性-单极性转换器（Bipolar to Unipolar Converter）双极单极性转换器块映射双极性输入信号单极输出信号。如果输入涉及整数集 m 1，m 3，m + 5，M-1 ，其中M是M进制数参数，最后输出为0和1之间整数。其配备窗口如4.6所示。M-ary number：进制数。设立输入信号为单极性或双极性字符。Polarity：极性。设立值为阳性（负）保持同向（反向）在字母符号相对排序。图4.6 双极性-单极性转换器配备界面4.7 BPSK调制器(BPSK modulator baseband)图4.7 BPSK调制器配备界面BPSK调制器基带块调制使用二进制相移键控法。表达输出调制信号基带。输入必要是一种离散二进制值信号。如果输入位分别是是0或1，然后调制符号口（J）或口（J）分别是相位偏移设立参数口，采样调制信号是一块可以输出采样版本调制信号，每个符号样本参数是决定采样参数，它必要是一种正整数。其配备窗口如4.7所示。Phase offset (rad)：相位偏移，输入信号零点相位。Samples per symbol：每个字符采样速，每比特数据采样输出数量。4.8 单位延迟模块（unit delay）此模块功能为将信号延迟一种采样周期，Unit Delay模块将它输入信号延迟并保持一种采样间隔，如果模块输入是向量，向量中所有元素延迟时间都相似。该模块接受和输出双精度类型实数或复数值信号，涉及顾客自定义数据类型，对于顾客自定义类型，初始条件必要为0。其参数配备窗口如图4.8所示。initial condition：初始条件；第一种仿真周期模块输出。缺省值为0。Sample time：采样时间；采样时间间隔，缺省值为1。图4.8 单位延迟模块配备界面4.9 示波器（scope）示波器显示其输入对仿真时间图形。她可以有各种输入端口;所有轴与独立y轴有共同步间范畴。容许调节范畴时间显示和输入值范畴。你可以移动和调节窗口大小,可以修改在模仿参数值范畴。当开始仿真时,仿真软件打开窗口范畴,显示其数据波形。如果你打开一种模仿范畴后,可以显示范畴输入信号或信号。如果信号是持续,会生成点对点连接图。如果信号是离散,范畴产生一种阶梯状图形。示波器提供了工具栏按钮,可以放大显示数据,显示所有数据输入范畴,并将数据保存到工作区。工具栏按钮在显示了波形窗口后就会浮现。其配备窗口如图4.9所示。Limit rows to last：持续极限行，Scope依赖其数据历史记录来缩放或自动缩放。Save data to workspace：保存数据至工作空间，勾选此项可在仿真结束时自动保存Scope采集数据。Variable name：变量名，必要是模型中使用各种变量标记中唯一。Format：格式，数据可以保存格式有三种：矩阵（Matrix）,构造（Structure）,具备时间构造（Structure with time）。矩阵形式只用于具备一种坐标轴Scope，对于多坐标轴，要使用构造形式。图4.9 示波器配备界面4.10 频谱示波器（spectrum scope）频谱示波器用于光谱范畴块计算并显示输入周期图。输入可以是一种一维向量或任何帧状态二维矩阵。当块输入1-by-N sample-based向量或M-by-N sample-based矩阵,您必要选取缓冲输入复选框。每个N矢量元素(或M * N矩阵元素)被视为一种独立通道,和块缓冲区中数据并显示每个通道独立。可以输入或通过选取rebuffer数据缓冲区输入复选框指定新缓冲区大小。在后一种状况下,可以指定一种可选缓冲参数重叠。其配备窗口如图4.10所示。Buffer size 缓存长度Buffer overlap 缓存交叠Specify FFT length FFT长度Number of spectral averages 谱(计算)平均点数buffer size 指是你输入数据长度，但是这个长度当和buffer配合使用时要注意，例如Spectrum Scopebuffer size 为2，buffer大小为2048,那么你输入Spectrum Scope数据长度就是2*2048，固然如果不和buffer/unbuffer配合使用，指定buffer size是多少就是多少。图4.10 频谱示波器配备界面4.11 加成性高斯白噪声（AWGN）图4.11 加成性高斯白噪声参数配备图AWGN，加成性高斯白噪声，是指功率谱密度在整个频域内均匀分布噪声。加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussion Noise)是最基本噪声与干扰模型。它幅度分布服从高斯分布，而功率谱密度是均匀分布，它意味着除了加性高斯白噪声外，r(t)与s(t)没有任何失真。即H(f)失真。其配备窗口如图4.11所示。Initial seed：高斯噪声发生器种子Mode：您指定模式噪声方差:信号噪声比,信号噪声比,信号噪声比(信噪比),指定噪声方差某值必要为一正数或从输入端口来拟定噪声方差。Variance：噪声方差参数设立，仅在模式为指定噪声方差时有用。5 仿真总体设计5.1 发射某些5.1.1 发射某些系统构造 直接序列扩频发射机系统构造如图5.1所示。其中设数据序列相应双极性波形为a(t)，其电瓶取值为1，码元速率为，码元宽度为秒。扩频所使用伪随机序列也是电瓶取值为1双极性波形，伪随机序列码元也成为码片（chip），码片速率设为，相应码片宽带就是秒。码片速率普通是数据速率整数倍，且。对于双极性波形而言，扩频过程等价于数据流与伪随机序列c(t)相乘一种过程，扩频输出序列设定为d(t)，取值也是为1双极性波形，速率和码片速率相等。降通过扩频序列调之后得到输出信号s（t），在BPSK调制里面有： (5-1)由于PN码速率比数据传播速率高诸多，通过数字调制之后带宽也将远远不不大于数据源带宽。图5.1 直接序列扩频发射端系统构造5.1.2 发射某些仿真模型如图5.2、5.3所示，伯努力二进制发生器（Bernoulli binary generator）发出二进制数据流，将采样数据设立成0.01秒，即发出码片速率为100bps。PN序列发生器（PN sequence generator）发出伪随机序列，发出伪随机序列速率比伯努力二进制发生器发出数据源速率大诸多，为了让乘法器上采样率相似，用速率调节器对数据源进行采样率进行提高。乘法器输出扩频之后波形，通过单极性转换，以BPSK方式进行调制，模型中用等效低通模型，调制输出信号是负信号。调之后信号通过天线发射出去。由于调之后信号速率不够进行频谱观测，因此经升速模块提高采样率，便于观测。最后把发射模块做成子系统准备为接受端调用。图5.2 发射某些仿真模型图5.3 发射某些子模型