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:Lm_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-1ref_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:Lcorrelations(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BERber(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]);
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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
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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)
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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
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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
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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
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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)
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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