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「基于MATLAB的扩频通信仿真」.docx
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基于MATLAB 的扩频通信仿真
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1. 仿真原理
扩展频谱通信具有很强的抗干扰性,其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关
注,被广泛的应用于军事通信和民用通信中。扩频技术,将信号扩展到很宽的频谱上,在接收
端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩,恢复成窄带信号。对干扰信号而言,由于与扩频信
号不相关,则被扩展到一个很宽的频带上,使之进入信号通频带内的干扰功率大大的降低,具
有很强的对抗能力。
MATLAB是由美国 mathworks 公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序
设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的
建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及
必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案,并在很大程度上摆脱了
传统非交互式程序设计语言(如 C、Fortran)的编辑模式。使用 MATLAB 进行通信仿真有两
种方式,分别是使用 m 文件编写程序和用SIMULINK 进行可视化建模。
长期以来,人们总是想法使信号所占频谱尽量的窄,以充分利用十分宝贵的频谱资源。为
什么要用这样宽频带的信号来传送信息呢? 简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。扩
频通信的基本特点是传输信号所占用的频带宽度(W )远大于原始信息本身实际所需的最小
(有效)带宽(DF) ,其比值称为处理增益 G :
p
G =W /△F
(1)
p
众所周知,任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度,如话音为 1. 7kHz~3. 1k
Hz,电视图像则宽到数兆赫。为了充分利用有限的频率资源,增加通路数目,人们广泛选择不同
调制方式,采用宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等) ,和压缩频带等措施,同时力求使传输的
媒介中传输的信号占用尽量窄的带宽。因现今使用的电话、广播系统中,无论是采用调幅、
调频或脉冲编码调制制式, G 值一般都在十多倍范围内,统称为“窄带通信”。而扩频
p
通信的 G 值,高达数百、上千,称为“宽带通信”。
p
扩频通信的可行性,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。
信息论中关于信息容量的香农( Shannon)公式为:
C =Wlog2 (1 + P /N )
(2)
其中:C——信道容量(用传输速率度量) ,W ——信号频带宽度, ——信号功率, N
——白噪声功率。式( 2)说明,在给定的传输速率C不变的条件下, 频带宽度 W 和信噪比 P
/N 是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法,在较低的信噪比P /N (S /N)情况下,
传输信息。扩展频谱换取信噪比要求的降低,是扩频通信的重要特点,并由此为扩频通信的应
用奠定了基础。
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竖子敢尔
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