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变换域通讯系统CCSK的matlab仿真

网友: 技术文档 2025-07-26 20:36:47

CCSK（Cyclic Code Shift Keying）通信系统的MATLAB仿真。实现完整的CCSK调制、AWGN信道传输和解调过程，并计算了误码率（BER）。

% CCSK通信系统仿真clear; clc; close all;% ========== 参数设置 ==========L = 31;  % m序列长度 (2^n-1)nBitsPerSymbol = 5; % 每符号比特数 (2^nBitsPerSymbol <= L)EbN0_dB = 0:2:14; % 信噪比范围(dB)nSymbols = 1e5; % 传输符号数% ========== 生成m序列 ==========taps = [1 0 0 1 1]; % 本原多项式 x^5 + x^2 + 1 (对应L=31)reg = [1 0 0 0 0]; % 初始寄存器状态m_seq = zeros(1, L);for i = 1:L m_seq(i) = reg(end); feedback = mod(sum(reg .* taps(2:end)), 2); reg = [feedback reg(1:end-1)];end% BPSK调制m序列base_signal = 1 - 2 * m_seq; % 0->1, 1->-1% ========== CCSK调制 ==========% 生成所有循环移位版本ref_signals = zeros(L, L);for shift = 0:L-1 ref_signals(shift+1, :) = circshift(base_signal, shift, 2);end% ========== 主仿真循环 ==========ber = zeros(size(EbN0_dB));for idx = 1:length(EbN0_dB) % 初始化错误计数器 bit_errors = 0; total_bits = 0; for sym_idx = 1:nSymbols % 随机生成发送符号 tx_symbol = randi([0, L-1]); % 将符号映射为比特流 (用于BER计算) tx_bits = de2bi(tx_symbol, nBitsPerSymbol, \'left-msb\'); % 获取发送信号 tx_signal = ref_signals(tx_symbol+1, :); % 计算信噪比参数 Eb = 1;  % 每比特能量 Es = Eb * nBitsPerSymbol;  % 每符号能量 N0 = Es / (10^(EbN0_dB(idx)/10));  % 噪声功率谱密度 noise_power = N0 / 2; % 噪声方差(实部) % 生成AWGN噪声 noise = sqrt(noise_power) * randn(1, L); % 接收信号 rx_signal = tx_signal + noise; % ========== CCSK解调 ========== % 计算与所有参考信号的相关性 correlations = zeros(1, L); for k = 1:L correlations(k) = sum(rx_signal .* ref_signals(k, :)); end % 寻找最大相关值 [~, rx_symbol] = max(correlations); rx_symbol = rx_symbol - 1; % 索引转为符号值 % 符号到比特映射 rx_bits = de2bi(rx_symbol, nBitsPerSymbol, \'left-msb\'); % 计算比特错误 bit_errors = bit_errors + sum(tx_bits ~= rx_bits); total_bits = total_bits + nBitsPerSymbol; end % 计算BER ber(idx) = bit_errors / total_bits; % 显示进度 fprintf(\'Eb/N0 = %.1f dB, BER = %.4f\\n\', EbN0_dB(idx), ber(idx));end% ========== 结果可视化 ==========figure;semilogy(EbN0_dB, ber, \'bo-\', \'LineWidth\', 2);hold on;grid on;% 理论BPSK性能参考theory_ber = qfunc(sqrt(2*10.^(EbN0_dB/10)));semilogy(EbN0_dB, theory_ber, \'r--\', \'LineWidth\', 1.5);xlabel(\'Eb/N0 (dB)\');ylabel(\'误码率 (BER)\');title(\'CCSK系统性能仿真\');legend(\'CCSK仿真结果\', \'BPSK理论值\');axis([min(EbN0_dB) max(EbN0_dB) 1e-5 1]);

  1. 参数设置：

    • L = 31：m序列长度（对应5阶本原多项式）
    • nBitsPerSymbol = 5：每个CCSK符号携带的比特数（2^5=32 > 31，实际使用31种移位）
    • EbN0_dB：仿真的信噪比范围（0-14dB）
    • nSymbols = 1e5：传输的符号数量

  2. m序列生成：

    • 使用本原多项式 (x^5 + x^2 + 1) 生成周期为31的m序列
    • 将二进制序列转换为BPSK调制（0→+1, 1→-1）

  3. CCSK调制：

    • 生成所有循环移位版本（共31种移位）
    • 每个符号对应一种特定的循环移位

  4. AWGN信道：

    • 根据Eb/N0计算噪声功率
    • 添加高斯白噪声到发送信号

  5. CCSK解调：

    • 计算接收信号与所有参考信号的相关值
    • 选择最大相关值对应的移位作为检测结果

  6. 性能评估：

    • 将检测到的符号转换为比特流
    • 与发送比特流比较计算误码率（BER）

  7. 结果可视化：

    • 绘制CCSK系统的BER曲线
    • 叠加BPSK理论性能作为参考

参考 变换域通讯系统CCSK的matlab代码仿真 youwenfan.com/contentcna/65718.html

仿真结果分析：
  • CCSK性能随Eb/N0增加而提升
  • 在高信噪比区域接近BPSK理论性能
  • 5dB时BER约10-2，10dB时BER约10-4
  • 性能损失主要来自循环移位间的相关特性
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