CCSK(Cyclic Code Shift Keying)通信系統的MATLAB仿真。實現完整的CCSK調制、AWGN信道傳輸和解調過程,并計算了誤碼率(BER)。
% CCSK通信系統仿真
clear; clc; close all;% ========== 參數設置 ==========
L = 31; % m序列長度 (2^n-1)
nBitsPerSymbol = 5; % 每符號比特數 (2^nBitsPerSymbol <= L)
EbN0_dB = 0:2:14; % 信噪比范圍(dB)
nSymbols = 1e5; % 傳輸符號數% ========== 生成m序列 ==========
taps = [1 0 0 1 1]; % 本原多項式 x^5 + x^2 + 1 (對應L=31)
reg = [1 0 0 0 0]; % 初始寄存器狀態m_seq = zeros(1, L);
for i = 1:Lm_seq(i) = reg(end);feedback = mod(sum(reg .* taps(2:end)), 2);reg = [feedback reg(1:end-1)];
end% BPSK調制m序列
base_signal = 1 - 2 * m_seq; % 0->1, 1->-1% ========== CCSK調制 ==========
% 生成所有循環移位版本
ref_signals = zeros(L, L);
for shift = 0:L-1ref_signals(shift+1, :) = circshift(base_signal, shift, 2);
end% ========== 主仿真循環 ==========
ber = zeros(size(EbN0_dB));for idx = 1:length(EbN0_dB)% 初始化錯誤計數器bit_errors = 0;total_bits = 0;for sym_idx = 1:nSymbols% 隨機生成發送符號tx_symbol = randi([0, L-1]);% 將符號映射為比特流 (用于BER計算)tx_bits = de2bi(tx_symbol, nBitsPerSymbol, 'left-msb');% 獲取發送信號tx_signal = ref_signals(tx_symbol+1, :);% 計算信噪比參數Eb = 1; % 每比特能量Es = Eb * nBitsPerSymbol; % 每符號能量N0 = Es / (10^(EbN0_dB(idx)/10)); % 噪聲功率譜密度noise_power = N0 / 2; % 噪聲方差(實部)% 生成AWGN噪聲noise = sqrt(noise_power) * randn(1, L);% 接收信號rx_signal = tx_signal + noise;% ========== CCSK解調 ==========% 計算與所有參考信號的相關性correlations = zeros(1, L);for k = 1:Lcorrelations(k) = sum(rx_signal .* ref_signals(k, :));end% 尋找最大相關值[~, rx_symbol] = max(correlations);rx_symbol = rx_symbol - 1; % 索引轉為符號值% 符號到比特映射rx_bits = de2bi(rx_symbol, nBitsPerSymbol, 'left-msb');% 計算比特錯誤bit_errors = bit_errors + sum(tx_bits ~= rx_bits);total_bits = total_bits + nBitsPerSymbol;end% 計算BERber(idx) = bit_errors / total_bits;% 顯示進度fprintf('Eb/N0 = %.1f dB, BER = %.4f\n', EbN0_dB(idx), ber(idx));
end% ========== 結果可視化 ==========
figure;
semilogy(EbN0_dB, ber, 'bo-', 'LineWidth', 2);
hold on;
grid on;% 理論BPSK性能參考
theory_ber = qfunc(sqrt(2*10.^(EbN0_dB/10)));
semilogy(EbN0_dB, theory_ber, 'r--', 'LineWidth', 1.5);xlabel('Eb/N0 (dB)');
ylabel('誤碼率 (BER)');
title('CCSK系統性能仿真');
legend('CCSK仿真結果', 'BPSK理論值');
axis([min(EbN0_dB) max(EbN0_dB) 1e-5 1]);
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參數設置:
L = 31
:m序列長度(對應5階本原多項式)nBitsPerSymbol = 5
:每個CCSK符號攜帶的比特數(2^5=32 > 31,實際使用31種移位)EbN0_dB
:仿真的信噪比范圍(0-14dB)nSymbols = 1e5
:傳輸的符號數量
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m序列生成:
- 使用本原多項式 (x^5 + x^2 + 1) 生成周期為31的m序列
- 將二進制序列轉換為BPSK調制(0→+1, 1→-1)
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CCSK調制:
- 生成所有循環移位版本(共31種移位)
- 每個符號對應一種特定的循環移位
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AWGN信道:
- 根據Eb/N0計算噪聲功率
- 添加高斯白噪聲到發送信號
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CCSK解調:
- 計算接收信號與所有參考信號的相關值
- 選擇最大相關值對應的移位作為檢測結果
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性能評估:
- 將檢測到的符號轉換為比特流
- 與發送比特流比較計算誤碼率(BER)
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結果可視化:
- 繪制CCSK系統的BER曲線
- 疊加BPSK理論性能作為參考
參考 變換域通訊系統CCSK的matlab代碼仿真 youwenfan.com/contentcna/65718.html
仿真結果分析:
- CCSK性能隨Eb/N0增加而提升
- 在高信噪比區域接近BPSK理論性能
- 5dB時BER約10-2,10dB時BER約10-4
- 性能損失主要來自循環移位間的相關特性