基于Zigbee的擴頻通信MATLAB仿真

天津大學仁愛學院本科生畢業設計(論文)開題報告

課題名稱基于Zigbee的擴頻通信MATLAB仿真系名稱信息工程系專業名稱通信工程學生姓名指導教師

擴頻通信的基本理論是根據信息論中的Shannon公式，即

(1)

式中：C為系統的信道容量(bit/s)；B為系統信道帶寬(Hz)；S為信號的平均功率；N為噪聲功率。

Shannon公式表明了一個系統信道無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信道帶寬(B)之間的關系。該公式說明了兩個最重要的概念：一個是在一定的信道容量的條件下，可以用減少發送信號功率、增加信道帶寬的辦法達到提高信道容量的要求；一個是可以采用減少帶寬而增加信號功率的辦法來達到。

擴頻增益是擴頻通信的重要參數，它反應了擴頻通信系統抗干擾能力的強弱，其定義為接收機相關器輸出信噪比和接收機相關器輸入信噪比之比，即

(2)

式中，Si和S0分別為接收機相關器輸入、輸出端信號功率；Ni和N0分別為相關器的輸入、輸出端干擾功率；Rs為偽隨機碼的信息速率，Rd為基帶信號的信息速率；Bs為頻譜擴展后的信號帶寬，Bd頻譜擴展前的信號帶寬。

實現方法

擴頻通信與一般的通信系統相比，主要是在發射端增加了擴頻調制，而在接收端增加了擴頻解調的過程，擴頻通信按其工作方式不同主要分為直接序列擴頻系統、跳頻擴頻系統、跳時擴頻系統、線性調頻系統和混合調頻系統。現以直接序列擴頻系統為例說明擴頻通信的實現方法。圖1為直接序列擴頻系統的原理框圖。

圖1　直接序列擴頻系統原理圖

由直擴序列擴頻系統原理圖可以看出，在發射端，信源輸出的信號與偽隨機碼產生器產生的偽隨機碼進行模2加，產生一速率與偽隨機碼速率相同的擴頻序列，然后再用擴頻序列去調制載波，這樣得到已擴頻調制的射頻信號。在接收端，接收到的擴頻信號經高放和混頻后，用與發射端同步的偽隨機序列對擴頻調制信號進行相關解擴，將信號的頻帶恢復為信息序列的頻帶，然后進行解調，恢復出所傳輸的信息。

研究目標

在給定仿真條件下，運行了仿真程序，得到了預期的仿真結果。

研究內容

直列序列擴頻系統的誤碼率、擴頻系統的抗干擾性。

研究方法與手段

通過閱讀文獻，對以擴頻通信為基礎的現代通信的研究和設計提供依據。

進度安排

1.前期準備2011.11.22~2011.2.20

利用兩個月左右的時間搜集資料

2.編程2011.2.21~2011.4.21

通過學習擴頻通信系統來完成對MATLAB仿真

徐明遠，邵玉斌。MATLAB仿真在通信與電子工程中的應用[M]。西安：西安電子科技大學出版社，2005。

李建新，劉乃安，劉繼平。現代通信系統分析與仿真－MATALAB通信工具箱［M］。西安：西安電子科技大學出版社，2001。

徐明偉，李茜，湯偉。基于MATLAB串口通信的數據采集系統的設計。微計算機信息，2005，21(8-1)，89-90。

郭海燕，畢紅軍。MATLAB在偽隨機碼的生成及仿真中的應用。計算機仿真，21(3)，2004.3。

選題是否合適： 是□ 否□

課題能否實現： 能□ 不能□

指導教師(簽字) 年 月 日選題是否合適： 是□ 否□

課題能否實現： 能□ 不能□

審題小組組長(簽字) 年 月 日

天津大學仁愛學院2011屆本科畢業設計(論文)

5

接　收

高放

混頻

解擴

解調

本振

PN碼

同步

信 源

擴頻

調制

PN碼

振蕩器

發　射

總結

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