1.前言
2.matlab/simulink仿真工具箱的使用及元件简介
3.仿真系统的搭建及模块参数设置
4.实验中存在的不足
5.参考文献
源文件评论区自取
前言
本次实验是基于直接序列扩频通信的基本原理,通过matlab中simulink仿真功能,搭建了一个能够简易实现的双用户通信系统,并绘制误码率评估其性能,目的在于帮助大家理解码分多址扩频通信的信号收发原理。文章浅显,不足之处,望大家能批评指正。
通信系统原理设计整体思路:发送端、信道、接收端。
单用户的系统搭建
双用户的系统搭建
matlab/simulink仿真工具箱的使用及元件简介:
本次实验用到matlab 2020a中的simulink:主页菜单栏找到并打开simulink,
点击blank model,进入仿真环境
点击library browser,进入元器件库,建议设为左右分屏,便于后续把多个元件拖入仿真环境。
发送端用到的元器件:通过元件下方标注在库中找到相应元件,拖到仿真环境完成搭建
需要设计的参数:
信源与PN
rate transitions:sample time:1/2000
接收端所需元件及其参数一致
AWGN信道:
误码率检测模块:
信源模块参数与发送端一致,rate transitions的采样时间设为1/100
如下图所示,显示端由上至下以此为:误码率,误比特数,总比特数。
误码率计算器data out 要改为port型,否则会连不到显示端
显示端的设计元件简介:
本次实验是数字信号频谱观察,应该采用DSP频谱仪(搜索出现的第二个),通过速率转换器和时延迟单位与取样点相连。通过scope观察时域信号。
单用户的整体体实现:
如图所示,通过原型号与PN序列相乘,把100hz扩频到2000hz,完成20倍扩频。
由上至下:
伯努利序列
PN序列
扩频后序列
扩频前后频谱比较,100hz到2000hz,完成扩频。显示端模块rate transitions建议参数:左图 原信号1/2000,右图扩频信号1/4000.奈奎斯特采样定理,2倍频率以上不失真。
利用bertool工具 完成误码率曲线绘制
预处理:
1.AWGN,信噪比类型选择为Eb/No,值设置为EbNo,报错不管。
2.误码率计算模块:数据输出到工作空间,记住下方变量名。并保存文件
返回在matlab命令行输入bertool回车打开如图页面:
我们
先绘制2PSK(BPSK)在AWGN高斯信道理论误码率曲线,例如范围为-2到13,中间用英文:冒号隔开,中文的:会报错。点击右下角plot绘制出理论误码率曲线。
其次选择到Monte Clarlo,设置参数:图中范围-2到13,每隔一单位打一个点。browers打开我们刚刚保存的文件,输入误码率计算模块变量名。
画出的误码率曲线是离散的点,点击上图菜单栏的fit即可连线
图中采样点太少导致打到一半后面的点“消失”,打在纵坐标为零处,可提升系统运行时间,增加打点数(拟合程度)。
双用户在单用户基础上增加相应模块实现:
BPSK收发端相位偏移一致时误码率最小。相位偏移:用户1设为0,用户2设为pi/2。
利用载波正交性有效减小用户互相干扰。
误码率曲线图:
实验局限性:pi/2载波调制,只能满足双用户通信。
以上是初稿,待后续会再优化补充,码字不易,望大家多多点赞关注。不足之处,也欢迎大家评论区共同讨论。
2022年11月4日更新:
问题2:接收端为什么先解扩再解调?
解扩后扩频传输信号变为窄带信号,带内干扰信号减少,再解调时信噪比高,起到抗干扰的目的。
参考资料:
扩频通信里为什么是先解扩后解调? - Halo的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/29767228/answer/135886993