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湖南科技大学信息与电气工程学院通信原理《课程设计报告》题目：专业：班级：姓名：学号：任务书题目时间安排目的：要求：总体方案实现：指导教师评语：评分等级：（）指导教师签名：一、课程设计的目的1）熟悉SystemVue仿真环境并能在其环境下了解并掌握通信系统的一般设计方法；2）通过对systemview的运用，与所学知识结合起来，理论联系实际，巩固专业知识技能；3）对超宽带DS-UWB有一个清楚的认识，理解其原理及用途；4）提高综合运用所学理论知识独立分析和解决问题的能力；二、原理介绍及设计方案的论证为促进UWB的技术发展，PCC发布了UWB初步规定，对UWB重新做了如下定义：信号的10dB带宽大于等于500MHz或信号相对带宽大于0.2；相对带宽即信号10dB带宽与中心频率之比]2/)/[)(LHLHffff，Hf和Lf分别为系统高、低端频率。UWB无线通信的调制方式可分为基于IR的传统方式和非传统的基于频域处理的方式。基于IR方式主要有跳时TH-PPM、非跳时的直接序列DS—UWB等；基于频域的处理主要有正交频分复用OFDM子带方式等。本设计师针对窄脉冲直接序列DS-UWB方案，对它的系统构成及其各个组成模块给出systemview仿真模型。DS-UWB采用直接序列扩频DS-SS实现，发射端将数字信息bj与伪随机序列cn直接扩频，得到的扩频信号a(t)激发脉冲形成电路，形成DS-UWB信号，典型的DS-UWB发射信号可表示为jNsncbnjnTjTtpcbts10)()(（1）其中p(t)是冲激脉冲；cT表示脉冲重复周期；bT表示信息周期；cbsTTN/，每个数据符号用sN个脉冲表示。UWB通信中对p(t)的选择至关重要，它会影响发射信号的功率谱密度，最普遍采用的脉冲波形是高斯函数的二阶导函数，如式（2），可以直接通过调整脉冲形成因子来改变波形，也可以采用其他脉冲波形。)2exp()41()(2222tttp（2）接收端利用本地PN序列控制冲激脉冲产生器，产生本地接收模板信号m(t),在二进制双极性PAM情况下，最佳接收机是由一个相关器构成，将接收信号m(t)相关运算，对输出Z抽样、判决恢复数据信息jb。三、各具体模块实现及调试过程Systemview是信号级的系统仿真软件，主要用于电路与通信系统的设计仿真，能满足从数字信号处理、滤波器设计，知道复杂的通信系统等不同层次的设计和仿真。图1DS-UWB系统Systemview仿真框图图1是Systemview平台仿真DS-UWB系统，主要由发射部分、脉冲相关接收部分及误码率统计部分组成。系统采样率为60e+9Hz,UWB脉冲信号宽度为0.2ns,重复周期为1ns,Ns=10.图标0采用100Mbps的随机序列，图标2为扩频码采用1Gchip/s的伪随机序列；图标148和150是冲激脉冲串子系统；图标9是信道噪声源；图标10是增益控制，控制信道等效的信噪比SNR；接收信号与图标13模板信号通过图标11和160相关积分运算通过图标43采样输出；利用误码率统计图标20，对数据源图标0和接收恢复数据输出图标45进行误码率统计。冲激脉冲串子系统图标11和160的详细结构如图2所示。用一个锯齿波信号源149激励自定义函数图标68产生周期冲击串函数，图标68的函数定义式为式2的二阶高斯脉冲。图2多冲激脉冲产生子系统结构四、结果分析及比较（1）发射端仿真过程系统的发射端分为两部分：数据扩频过程和冲激脉冲形成过程。双极性数据b和双极性扩频序列nc得到a(t).图3发射端仿真结果{扩频与调频）（2）接收端仿真过程在系统仿真中利用发射前增益图标6对发射信号S(t)功率限制。接受信号r(t)由发射信号s(t)叠加信道噪声得到，利用积分清楚器图标160对接受信号和模板信号进行脉冲相关运算，输出积分结果Z,抽样、判决、恢复数据。图4接收端仿真结果最后进行UWB系统通信误码率能仿真，利用误码统计模块UWB系统误码率。由结果可知，系统性能岁信道条件的改善而变好。五、总结及体会本次对超带宽DS-UWB的通信系统的仿真的课程设计，使我进一步对Systemview软件有了一个系统直观的认识，也对其操作过程有了一定的了解和掌握；通过Systemview对DS=UWB的仿真证明仿真是可行的，为DS-UWB系统的研究提供了良好的平台。在设计过程中，出现了一些问题，但都能通过查阅课外书籍并翻看有关资料来解决，提高了自身的独立、主动的学习能力。波形图未能完整的呈现主要是因为对于系统的操作不够熟悉，并且之前对于超带宽的知识了解不多，所以以后应多读与专业有关的书籍，拓宽知识面。Systemview软件还可以对很多系统进行仿真，在今后的学习工作中也有可能会用到，所以还是要在课余时间进行学习，增强操作能力。六、参考文献参考书目：[1]樊昌信，曹丽娜，《通信原理》（第6版），国防工业出版社，北京，2006.[2]青松，程岱松，武建华，《数字通信系统的systemview仿真与分析》，北京航空航天出版社，北京，2001.6.[3]罗卫兵，孙桦，张捷，Systemview动态系统分析及通信系统仿真设计[M]，西安电子科学技术出版社，先，2001；129-199