基于MATLAB的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真畢業(yè)論文

1、word格式.畢業(yè)論文基于MATLAB的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師 的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以 標(biāo)注和致的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成 果，也不包含我為獲得及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已 在文中作了明確的說明并表示了意。作者簽名： 日 期：指導(dǎo)教師簽名： 日 期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電

2、子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供 目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制 手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠?或全部容。作者簽名： 日 期：word格式.學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的容外，本論文不包 含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做 出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意 識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)

3、保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日word格式.注意事項(xiàng)1 設(shè)計(jì)（論文）的容包括：1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作）2）原創(chuàng)性聲明3）中文摘要（300字左右）、關(guān)鍵詞4）外文摘要、關(guān)鍵詞5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入）6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論7）參考文馱8）致9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)）2. 論文字?jǐn)?shù)要求：理工

4、類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于I萬字（不包括圖紙、程序清單等）， 文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于12萬字。3. 附件包括：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。4. 文字、圖表要求：1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯(cuò)別字，不準(zhǔn) 請(qǐng)他人代寫2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符 合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手 畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔5. 裝訂順序1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：

5、按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂word格式.基于MATLAB的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真摘 要本文闡述了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法，利用MATLAB提供的 可視化工具SIMULINK建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型，詳細(xì)講述了各模塊的設(shè)計(jì)， 并指出了仿真建模中要注意的問題。在給定仿真條件下，運(yùn)行了仿真程序，得到 了預(yù)期的仿真結(jié)果。同時(shí)，利用建立的仿真系統(tǒng)，研究了擴(kuò)頻增益與輸出端信噪 比的關(guān)系，結(jié)果表明，在相同誤碼率下，增大擴(kuò)頻增益，可以提高系統(tǒng)輸出端的 信噪比，從而提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力。關(guān)鍵詞擴(kuò)頻通信，信噪比，誤碼率 word格式.Simulation of the

6、Spread Spectrum Communication SystemBased on MATLABAuthor- Guo Jian Tutor- Tang HailingAbstractThe theory base and realizing methods of fhe spread spectrum communicafion technology was presented in this sfudy The simulation model of fhe spread spectrum communicafion system was built by using SIMU匚NK

7、 which is provided by MATLAB. In addition, each module of the simulation model was introduced in defail - and pointed out the problemsthat must be pay attention to in ihe system simulafion on the basis of fhe designed simulation conditions the simulation program was run and the anticipant results we

8、re gained Moreover the relationship between fhe spread spectrum gain and the fanlout error rafe was also studied by use of the simulation system The results showed that on the base of the same error ratpif the spread spectrum gain was enlarged- the signalltolNoise of fhe system fanlout would be enha

9、nced and the antijamming capability of the co三三unication syste三 would also be enhancedKeywords- spread spectri communicaf io?Signal If OINOisperror rate word3SH目錄1緒論11.1擴(kuò)展頻譜簡介11.2擴(kuò)展頻譜技術(shù)特點(diǎn) 11. 3 研究擴(kuò)頻通信的目的和意義21.4本文的主要容22.擴(kuò)展頻譜技術(shù)32.1理論基礎(chǔ)32.2頻譜的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)42.3 m序列52.5本章小結(jié)83.SIMTLINK模型建立93 1 隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器(Random Integ

10、er genarator)93. 2 PN 序列 發(fā)生器(PN Sequence Generator) 103.3 最小相移健控調(diào)制(卜PSK ModulatorPassband) 113.4加性高斯白噪聲信道(AWGMChannel) 1135 最小相移*龍扌空肖殳調(diào) (MPSKDemodulator Passband) 123. 6 i吳石馬率分析儀(Error RateCalculation) 123.7其他設(shè)置133.7.1 RELAY 的設(shè)置 133. 7.2 product 的 i殳置143. 7. 3 display 的設(shè)置143.7.4 頻i普分析儀(spectrum scop

11、e)的i殳置 144. 仿真結(jié)果與分析164. 1 Siinulink仿真結(jié)果164.2 Sionilink仿真結(jié)果分析1843 in文件的仿真結(jié)果194.4 m文件的仿真結(jié)果分析205. 結(jié)論21致22參考文馱23附錄24 word格式.1.緒論1.1擴(kuò)展頻譜簡介擴(kuò)展頻譜通信具有很強(qiáng)的抗干擾性能，其多址能力、抗多徑等功能也倍受 人們的關(guān)注，被廣泛地應(yīng)用于軍事通信和民用通信中。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)利用了擴(kuò)展 頻譜技術(shù)，將信號(hào)擴(kuò)展到很寬的頻帶上，在接收端對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理即帶 寬壓縮，恢復(fù)成窄帶信號(hào)。對(duì)干擾信號(hào)而言，由于與擴(kuò)頻信號(hào)不相關(guān)，則被擴(kuò)展 到一個(gè)很寬的頻帶上，使之進(jìn)入信號(hào)通頻帶的干擾功率大大

12、降低，相應(yīng)增加了相 關(guān)器輸出端的信號(hào)/干擾比，對(duì)大多數(shù)人為干擾而言，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都具有很強(qiáng) 的對(duì)抗能力。本文利用MATLAB對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)中的in序列的產(chǎn)生、頻譜、相關(guān)函數(shù)， 以及整個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)工作原理進(jìn)行了仿真，為今后擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用 和研究提供了依據(jù)。1.2擴(kuò)展頻譜技術(shù)特點(diǎn)由于擴(kuò)頻通信能大大擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，發(fā)端用擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，以 及在收端用相關(guān)解調(diào)技術(shù)，使其具有許多窄帶通信難于替代的優(yōu)良性能，能在“軍 轉(zhuǎn)民”后，迅速推廣到各種公用和專用通信網(wǎng)絡(luò)之中，主要有以下幾項(xiàng)特點(diǎn)： 1 -易于重復(fù)使用頻率，提高了無線頻譜利用率無線頻譜十分寶貴，雖然從長波到微波都得到了開發(fā)利用，仍然滿足

13、不了社 會(huì)的需求。在窄帶通信中，主要依靠波道劃分來防止信道之間發(fā)生干擾。為此， 世界各國都設(shè)立了頻率管理機(jī)構(gòu)，用戶只能使用申請(qǐng)獲準(zhǔn)的頻率。word格式.2抗干擾性強(qiáng)，誤碼率低擴(kuò)頻通信在空間傳輸時(shí)所占有的帶寬相對(duì)較寬，而收端又采用相關(guān)檢測的 辦法來解擴(kuò)，使有用寬帶信息信號(hào)恢復(fù)成窄帶信號(hào)，而把非所需信號(hào)擴(kuò)展成寬帶 信號(hào)，然后通過窄帶濾波技術(shù)提取有用的信號(hào)。這祥，對(duì)于各種干擾信號(hào)，因其 在收端的非相關(guān)性，解擴(kuò)后窄帶信號(hào)中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗 干擾性強(qiáng)。在目前商用的通信系統(tǒng)中，擴(kuò)頻通信是唯一能夠工作于負(fù)信噪比條件下的通 信方式。1.3 研究擴(kuò)頻通信的目的和意義擴(kuò)頻通信是通信的一個(gè)重要分

14、支和信道通信系統(tǒng)的發(fā)展方向。采用擴(kuò)頻信號(hào) 進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比的好處，即接收機(jī)輸出 的信噪比相對(duì)于輸入的信噪比有很大改善，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。擴(kuò)頻 技術(shù)還具有性好、易于實(shí)現(xiàn)多址通信等優(yōu)點(diǎn)，因此該技術(shù)越來越受到人們的重視。近年來，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，以及一些 新型元器件的應(yīng)用，擴(kuò)頻通信在技術(shù)上已邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，不僅在軍事通信 中占有重要地位，而且正迅速地滲透到了個(gè)人通信和計(jì)算機(jī)通信等民用領(lǐng)域，成 為新世紀(jì)最有潛力的通信技術(shù)之一。因此研究擴(kuò)頻通信具有很深遠(yuǎn)的意義。1. 4本文的主要容本文第一章對(duì)擴(kuò)展頻譜進(jìn)行了簡介，并對(duì)擴(kuò)展頻譜

15、技術(shù)的特點(diǎn)，研究擴(kuò)頻通信的 目的和意義進(jìn)行了闡述。第二章對(duì)擴(kuò)展頻譜技術(shù)的理論基礎(chǔ)，擴(kuò)展頻譜的理論來 word格式. 系統(tǒng)的介紹擴(kuò)展頻譜技術(shù)，并在此簡單介紹了m序列移位寄存器。第三章主要容 為直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，通過對(duì)直序擴(kuò)頻通信的簡化框圖以及擴(kuò)展和解擴(kuò)過程圖來 介紹直序擴(kuò)頻，并介紹了直序擴(kuò)頻的特點(diǎn)及其應(yīng)用，最后利用程序得出直序擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)的仿真結(jié)果。第四章通過擴(kuò)頻通信的應(yīng)用及未來發(fā)展方向來得出結(jié)論， 并附上參考文獻(xiàn)，方便查找相關(guān)資料。最后附錄為直接序列擴(kuò)展頻譜仿真程序， 以便更好的驗(yàn)證直接序列擴(kuò)展頻譜。word格式.2. 擴(kuò)展頻譜技術(shù)2.1理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)是其傳輸信息所用信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)

16、大于信息本身的帶寬。 除此以外，擴(kuò)頻通信還具有如下特征：1是一種數(shù)字傳輸方式；2帶寬的展寬是利 用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；3在接收端使 用相同的擴(kuò)頻函數(shù)對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，還原出被傳信息。Shannon定理指 出：在高斯白噪聲干擾條件下，通信系統(tǒng)的極限傳輸速率(或稱信道容量)為sC = BLo( + )b/sN(2-1)式中：C為系統(tǒng)的信道容4 (bit/s) ； B為系統(tǒng)信道帶寬(Hz)；S為信號(hào)的平均功率；N為噪聲功率由式中可以看出。若白噪聲的功率譜密度為nO，噪聲功率N=nnB，則信道容量C可表示為：C = BLog ,1 +)b / s(2-2)由

17、上式可以看出* B nn S確定后，信道容量C就確定了。由Shannon第二定 理知，若信源的信息速率 小于或等于信道容量C，通過編碼，信源的信息能以任 意小的差錯(cuò)概率通過信道傳輸。為使信源產(chǎn)生的信息以盡可能高的信息速率通過 信道，提高信道容量是人們所期望的。由Shannon公式可以看出：(1)信道容量C為常數(shù)時(shí)，帶寬B與信噪比S/N可以互換，即可以通過增加帶寬word格式.B來降低系統(tǒng)對(duì)信噪比S/N的要求。(2)要增加系統(tǒng)的信息傳輸速率，則要求增加信道容量。增加信道容量的方 法可以通過增加傳輸信號(hào)帶寬B，或增加信噪比S/N來實(shí)現(xiàn)。由式(1)可知，B 與C成正比，而C與S/N成對(duì)數(shù)關(guān)系，因此，

18、增加B比增加S/N更有效。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)由于在發(fā)送端擴(kuò)展了信號(hào)頻譜，在接收端解擴(kuò)還原了信息，這 樣的系統(tǒng)帶來的好處是大大提高了抗干擾容限。理論分析表明，各種擴(kuò)頻系統(tǒng)的 抗干擾性能與信息頻譜擴(kuò)展后的擴(kuò)頻信號(hào)帶寬比例有關(guān)。一般把擴(kuò)頻信號(hào)帶寬B 與信息帶寬AF之比稱為處理增益GP，即：Gp丄AF(2-2)B為系統(tǒng)信道帶寬(Hz) ； Gp擴(kuò)頻處理增益；ZF信息帶寬； 由上式可以看出，B與AF差別越大，Gp越大，也就是說，擴(kuò)頻的增益越大。 它表明了擴(kuò)頻系統(tǒng)信噪比改善的程度。除此之外，擴(kuò)頻系統(tǒng)的其他一些性能也大 都與Gp有關(guān)。因此，處理增益是擴(kuò)頻系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。系統(tǒng)的抗干擾容 限Mj定義如下：vM

19、j = Gp-(-) + LsN(2-3)式中：S/N輸出端的信噪比； Ls系統(tǒng)損耗；Gp擴(kuò)頻處理增益；Mj系統(tǒng)的抗干擾容限；由此可見，抗干擾容限Mj與擴(kuò)頻處理增益Gp成正比，擴(kuò)頻處理增益提高后， 抗干擾容限大大提高，甚至信號(hào)在一定的噪聲湮沒下也能正常通信。通常的擴(kuò)頻word格式.設(shè)備總是將用戶信息（待傳輸信息）的帶寬擴(kuò)展到數(shù)十倍、上百倍甚至千倍，以盡 可能地提高處理增益。2.2頻譜的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)頻譜的擴(kuò)展是用數(shù)字化方式實(shí)現(xiàn)的。在一個(gè)二進(jìn)制碼位的時(shí)段用一組新的多 位長的碼型予以置換，新碼型的碼速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出原碼的碼速率，由傅立葉分析可 知新碼型的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出原碼的帶寬，從而將信號(hào)的帶寬進(jìn)行了擴(kuò)展。這

20、些新的 碼型也叫偽隨機(jī)（PN）碼，碼位越長系統(tǒng)性能越高。通常，商用擴(kuò)頻系統(tǒng)PN碼碼 長應(yīng)不低于12位，一般取32位，軍用系統(tǒng)可達(dá)千位。當(dāng)選取上述任意一個(gè)序列后，如M序列，將其中可用的編碼，即正交碼，兩 兩組合，并劃分為若干組，各組分別代表不同用戶，組兩個(gè)碼型分別表示原始信 息T”和”0”。系統(tǒng)對(duì)原始信息進(jìn)行編碼、傳送，接收端利用相關(guān)處理器對(duì)接收信 號(hào)與本地碼型相關(guān)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，解出基帶信號(hào)（即原始信息）實(shí)現(xiàn)解擴(kuò)，從而 區(qū)分出不同用戶的不同信息。微波無線擴(kuò)頻通信的原理見圖1。圖1擴(kuò)頻系統(tǒng)懇農(nóng)扳理圖根據(jù)擴(kuò)展頻譜的方式不同，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)可分為：直接序列擴(kuò)頻（I）S）、跳頻（FH）、跳時(shí)（TH）、線性

21、調(diào)頻以及以上幾種方法的組合（混頻）。word格式.2.3 in序列Shannon在證明編碼定理的時(shí)候，提出了用具有白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的信號(hào)來編 碼。白噪聲是一種隨機(jī)過程，它的瞬時(shí)值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬的頻帶都 是均勻的，它有及其優(yōu)良的相關(guān)特性。但是至今無法實(shí)現(xiàn)對(duì)白噪聲的放大、調(diào)制、 檢測、同步及控制等，而只能用具有類似帶限白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的偽隨機(jī)碼來逼近 它，并作為擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼。m序列是最長線性移位寄存器，是最重要的偽隨機(jī)序列之一，這種序列易于 產(chǎn)生，有優(yōu)良的自相關(guān)特性序列是由移位寄存器加反饋后形成的，其結(jié)構(gòu)如 圖2所示。圖中az （ i=l，2,3,，r）為移位寄存器中每位寄存器的狀態(tài)；

22、 c （ i=l 2 3 * r ）為第n位寄存器的反饋系數(shù)。當(dāng)n =0時(shí)，表示無反饋 將反饋線斷開；當(dāng)Ci = l時(shí)表示存在反饋，將反饋線連起來。在此結(jié)構(gòu)中Cl）Cr=l， c不能為0，6為0就不能構(gòu)成周期性序列，因?yàn)閏尸0意味著無反饋，為靜態(tài)移位 寄存器。也不能為0，即第r位寄存器一定要參加反饋，否則，r級(jí)的反饋移位 寄存器將減化為rT級(jí)的或更低的反饋移位寄存器。不同的反饋邏輯，即c.（i=l，2，3，I-1）取不同的值，將產(chǎn)生不同的移位寄存序列2。2.4直序擴(kuò)頻擴(kuò)頻通信與一般的通信系統(tǒng)相比，主要是在發(fā)射端增加了擴(kuò)頻調(diào)制，而在接 收端增加了擴(kuò)頻解調(diào)的過程，擴(kuò)頻通信按其工作方式不同主要分為直

23、接序列擴(kuò)頻 系統(tǒng)、跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)、跳時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng)、線性調(diào)頻系統(tǒng)和混合調(diào)頻系統(tǒng)?，F(xiàn)以直接 序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例說明擴(kuò)頻通信的實(shí)現(xiàn)方法。直接序列擴(kuò)頻工作方式，簡稱直擴(kuò)方式（DS方式）。就是用高速率的擴(kuò)頻序 word格式. 列在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開 的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來的信號(hào)。直接序列擴(kuò)頻方式是直接用偽噪聲序列對(duì)載波 進(jìn)行調(diào)制，要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過信道編碼后，與偽噪聲序列進(jìn)行模2和生 成復(fù)合碼去調(diào)制載波。圖2立按厚列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)制化柜圖由上圖看出，在發(fā)射端，信源輸出的信號(hào)與偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼 進(jìn)行模2加，產(chǎn)生一速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻序列，然后

24、再用擴(kuò)頻序列去 調(diào)制載波，這樣得到已擴(kuò)頻調(diào)制的射頻信號(hào)。在接收端，接收到的擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)高 放和混頻后，用與發(fā)射端同步的偽隨機(jī)序列對(duì)擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，將信 號(hào)的頻帶恢復(fù)為信息序列的頻帶，然后進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔ⅰord格式.調(diào)制后的待傳信號(hào)PN碼待傳信息M3丘序護(hù)頻的頻誥擴(kuò)展過瑕直接序列擴(kuò)頻（DST）irect Scquency ）的頻譜擴(kuò)展和解擴(kuò)過程見圖3和圖4 所示。直接序列擴(kuò)頻就是用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端直接去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜， 在收端直接使用相同的擴(kuò)頻碼序列對(duì)擴(kuò)展的信號(hào)頻譜進(jìn)行解調(diào)，還原出原始的信 息。解調(diào)信息PN碼解擴(kuò)后的信號(hào)圖4立按厚列的頻譜解擴(kuò)過瑕在圖上我們可以看出

25、：1，在發(fā)端，信息碼經(jīng)碼率較高的PN碼調(diào)制以后，頻譜被擴(kuò)展了。在收端，擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)同樣的PN碼解調(diào)以后 信息碼被恢復(fù)；2，信 word格式. 息碼經(jīng)調(diào)制、擴(kuò)頻傳輸、解調(diào)然后恢復(fù)的過程，類似與PN碼進(jìn)行了二次”模二相 加”的過程。直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的容十分廣泛。根據(jù)需要不同，實(shí)際直序擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻、調(diào) 制、解擴(kuò)、解調(diào)等部分可以采用不用的方案m。2.5本章小結(jié)直接序列擴(kuò)頻（Direct Sequence Spread Spectrum）系統(tǒng)是將要發(fā)送的信息用 偽隨機(jī)碼（PN碼）擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上去，在接收端，用與發(fā)端擴(kuò)展用的相 同的偽隨機(jī)碼對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，恢復(fù)出發(fā)送的信息。直序擴(kuò)頻 系

26、統(tǒng)的特點(diǎn)有：1抗干擾性強(qiáng)2隱蔽性好3易于實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA）4抗多徑干擾5直擴(kuò)通信速率高6抗衰落7遠(yuǎn)一近”效應(yīng)”8組網(wǎng)能力9窄帶系統(tǒng)的兼容 word格式.3.SIMULINK模型建立基于MATLAB/Simul ink所建立的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型，能夠反映擴(kuò)頻通 信系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)工作過程，可進(jìn)行波形觀察、品剖分析和性能分析等，同時(shí)能根據(jù) 研究和設(shè)計(jì)的需要擴(kuò)展仿真模型，實(shí)現(xiàn)以擴(kuò)頻通信為基礎(chǔ)的現(xiàn)代通信的模擬仿 真，為系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)提供強(qiáng)有力的平臺(tái)。圖2為基于MATLAB/Simulink的直 接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真模型。S 5懇于Simulink的宜接序列擴(kuò)頻M系統(tǒng)的仿真橫型word格式.3

27、. 1 隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器(Random Integer genarator)隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器(Randon Integer generator)作為仿真系統(tǒng)的信源，隨機(jī)整 數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生二進(jìn)制隨機(jī)信號(hào)，采用時(shí)間、初始狀態(tài)可自由設(shè)置，從而滿足擴(kuò)頻 通信系統(tǒng)所需信源的要求。3. 2 PN 序列發(fā)生器(PN Sequence Generator)用PN序列發(fā)生器(PN Sequence Generator)產(chǎn)生偽隨機(jī)碼，對(duì)基帶信號(hào)進(jìn) 行擴(kuò)頻。擴(kuò)頻過程通過信息碼與PN碼進(jìn)行雙極性變換后相乘加以實(shí)現(xiàn)。解擴(kuò)過 程與擴(kuò)頻過程相同，即將接收的信號(hào)用PN碼進(jìn)行第二次擴(kuò)頻處理。word格式.ParaastsrsGene

28、xat-or Rclyn-oaial;3. 3 最小相移鍵控調(diào)制(M-PSK Modulator Passband)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，將頻譜從基帶搬移至頻帶，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男Ч鹢M-axy nuabex:r- Parasstarsword格式.3.4加性高斯白噪聲信道(AWGN Channel)信號(hào)通過加性高斯白噪聲信道，以達(dá)到對(duì)信號(hào)的傳輸后進(jìn)行再進(jìn)行解擴(kuò)解調(diào) 的目的。改信道信噪比參數(shù)設(shè)置為負(fù)數(shù)，可驗(yàn)證擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗噪聲 能力。一 ParazaeteTSInitial seed:Ko de: | Signal to no-iss ratio (Em/Ko)Es/No (dB

29、):Input signal power -watts):FSymbol per iod (s):|o. 001/303. 5 最小相移鍵控解調(diào)(M-PSK Demodulator Passband)對(duì)解擴(kuò)后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)基帶信號(hào)O一 FaraziQtGTGary nuziber:word格式.3. 6 誤碼率分析儀(Error Rate Calculation)在誤碼率計(jì)算中，接收到的信號(hào)，由于經(jīng)過擴(kuò)頻解擴(kuò)、調(diào)制解調(diào)、相關(guān)統(tǒng)計(jì)等處理，會(huì)存在一個(gè)延遲，在誤碼儀模塊的對(duì)話框中要設(shè)置一個(gè)合適的延遲。Par aastGTSReceive delay:word格式.3.7其他設(shè)置3. 7. 1

30、RELAY 的設(shè)置word格式.3. 7. 2 product 的設(shè)置3. 7. 3 display 的設(shè)置3. 7. 4頻譜分析儀(spectrum scope)的設(shè)置系統(tǒng)中有四個(gè)頻譜分析儀器，分別命名為：baseband、mod、SS和DSS 其word格式.中，baseband能觀察基帶信號(hào)的頻譜:mod能觀察到基帶信號(hào)調(diào)制到頻帶后的頻 譜；SS能觀察擴(kuò)頻后的頻譜；DSS能觀察解擴(kuò)解調(diào)后的接受端輸出信號(hào)的頻譜。 這四個(gè)頻譜分析儀的參數(shù)設(shè)置大致一致，其前方的零階保持器的采樣時(shí)間略有不頻譜分析儀名稱BasebandModSSDSS采樣時(shí)間0. 0011/300000.001/310. 001

31、（S）同。LBlock paraBeter3： bycbgd廠ScopsCcaputc 口 d:plar tncorintXcn-fras;input: to Block :nculfi m tr.i tuffsrinioption.OKKelpMiword格式.4仿真結(jié)果與分析4. 1 Simulink仿真結(jié)果基帶信號(hào)的頻譜如下-! x|File Axes Channels Window Help3Frame: 20Frequency (kHz)經(jīng)調(diào)制后頻譜如下09 Otz 0MagnEde. dB -0 901學(xué)魁POM(zh) Aouanba寸909 :aiuejj0Z 010 Ok 0

32、Z- Of- Ofr- 09-OkdOH Aopui 3-OUXWXJ |x|D|-SS/l4sTPJ1接收端恢復(fù)后的輸出信號(hào)頻譜如下X|-10O b 040 30 20 100 10 20 30 4Frame 20Frequency (kHz)dXxpl/DSSFUq Axas Chwncrls Window Molp105 o8P .apnul誤碼計(jì)算儀的結(jié)果4.2 Simulink仿真結(jié)果分析可以看出，基帶信號(hào)的頻率分量主要是在-100Hz到100Hz，這與信號(hào)源所設(shè) 置的頻率相符合。基帶信號(hào)進(jìn)過M-PSK調(diào)制后，正頻域的頻率分量集中在 2.9KHz-3. lKHz處，可看出載波頻率為3

33、KHz，這個(gè)結(jié)果與M-PSK調(diào)制器所設(shè)置的 載波頻率一致。頻帶信號(hào)經(jīng)過與PN碼相乘擴(kuò)頻后，觀察其信號(hào)的頻譜可以看出， 正頻域的頻率分量主要集中在OHz到20KHz這主瓣中，帶寬擴(kuò)展了約20倍。此word格式.時(shí)信號(hào)將經(jīng)過模擬信道的AWGN信道模塊，來到接收端。在接收端處，先經(jīng)過解 擴(kuò)（即與擴(kuò)頻PN碼同步的PN碼相乘），得到解擴(kuò)后的頻帶信號(hào)，再經(jīng)過解調(diào)模 塊，恢復(fù)成基帶信號(hào)。觀察恢復(fù)后的信號(hào)的頻譜，與信源處的信號(hào)基本一致。再看系統(tǒng)的誤碼率計(jì)算分析。輸出的數(shù)據(jù)是一個(gè)n行（與輸入數(shù)據(jù)數(shù)目相 等）3列的矩陣。第1列是差錯(cuò)率，第2列是差錯(cuò)碼的數(shù)量，第3列是碼元 總數(shù)即前述的n。可看出嗟錯(cuò)率為0. 002

34、嗟錯(cuò)碼的數(shù)量為2碼元總數(shù)為1000。 由此可見，系統(tǒng)具有較好的抗噪聲性能。企抗噪聲原理如圖3所示。4.3 m文件的仿真結(jié)果仿真結(jié)果如圖7和圖8所示。其中，圖4是信號(hào)比和誤碼率的值；圖5是繪制的函數(shù)關(guān)系圖像。word格式. 20000037041 20000031935 0000026177 2U00U020*46 NOOOQO2Q00U0 】1280 200000 7434 200000 4627 2U0UU0 248】 2U00Q0 】21u 200000508 wcccao】66 20U00U37 2000008 200000- 200000p 126S0Y0S1S206OCOS r26S

35、090S1. ss?s 1 ssois 7 K875UU3002 E aooaIOOM 3 m 0CUO2 2 3135003002 1 24050*1002 6 OCTaQoaloawM- soacoloow-wooaaalo2L 8500006004OOOOOOOIOOCT5 0000006006lend.word3?H4.4 m文件的仿真結(jié)果分析通過觀察可知，信噪比越大，系統(tǒng)的誤碼率越小。這符合通信原理的規(guī)律。從圖中還可 得知，在負(fù)的信噪比條件下，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)還能有比較小的誤碼率?？芍獢U(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾 性能很好，能在負(fù)信噪比條件下工作。這是因?yàn)閿U(kuò)頻系統(tǒng)特有的頻譜擴(kuò)展特點(diǎn)和特有的解擴(kuò) 技術(shù)

36、，能使有用信號(hào)淹沒在偽噪聲之中，通過相關(guān)解擴(kuò)將之還原。word格式.5.結(jié)論擴(kuò)頻通信技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用：在軍事上，在現(xiàn)代科技的許多領(lǐng)域中，擴(kuò)頻 技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用。如空間系統(tǒng)通信、航空及航海電子系統(tǒng)等等。在民用通信中：90年代以來，擴(kuò)頻通信開始向民用通信領(lǐng)域發(fā)展。一是隨著 國際形勢(shì)的變化，原來從事軍品開發(fā)的部門與企業(yè)都紛紛轉(zhuǎn)入民用開發(fā)，以尋找 出路；二是數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信、個(gè)人通信等新興通信方式，要求采用能節(jié)約頻帶 的技術(shù)，解決頻帶擁擠問題，使人們考慮到擴(kuò)頻通信可以與現(xiàn)有通信并存，是提 高頻帶利用率的有效途徑；三是市場需求的推動(dòng)，采用新技術(shù)是為了占有國市場， 競爭國際市場。擴(kuò)頻通信的未來發(fā)

37、展方向：隨著擴(kuò)頻通信的迅速發(fā)展，特別是2. 4GHz頻段 擴(kuò)頻系統(tǒng)的大量使用，擴(kuò)頻系統(tǒng)之間的干擾問題越來越突出總的來說，擴(kuò)頻通信 是當(dāng)代通信技術(shù)的重大突破，是當(dāng)今高新科技的熱點(diǎn)之一，發(fā)展變化非常快，有 時(shí)真是：山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一春。大概這也是擴(kuò)頻通信的魅力所在。擴(kuò)頻通信以其較強(qiáng)的抗干擾、抗衰落、抗多徑性能而成為第三代通信的核心技術(shù)，結(jié)果 表明，擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)正弦干擾有著良好的抗千擾性，增大信噪比可以有效抑制正弦信號(hào)的干擾。 可以廣泛應(yīng)用于對(duì)抗千擾性和性要求較高的軍用或民用通信。本人通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)行深入 地研究學(xué)習(xí)擴(kuò)頻通信技術(shù)及對(duì)它進(jìn)行仿真應(yīng)用，將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，從而鞏固通 信

38、專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的個(gè)人學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。word格式.非常威唐海玲老師，唐海玲老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段一一畢業(yè)論文階段給自己的指 導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導(dǎo)和無私 的幫助。為了指導(dǎo)我們的畢業(yè)論文，她放棄了自己的休息時(shí)間，她的這種無私奉獻(xiàn)的敬業(yè)精 神令人欽佩，唐老師對(duì)學(xué)科前沿的敏銳把握能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及一 絲不茍的工作作風(fēng)，使我受益匪淺。無論是在平時(shí)學(xué)習(xí)階段，還是在論文寫作過程中，唐老 師對(duì)我的教誨和對(duì)我在做論文時(shí)各方面的支持，我會(huì)永遠(yuǎn)記在心里。她嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和治 學(xué)態(tài)度，深刻地影響著我，是我今后學(xué)習(xí)和工作的楷模。在

39、此我向唐老師表示我誠摯的意。 正是由于他們，我才能在冬方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的意，并祝所有的 老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃滿夭下！word格式.參考文獻(xiàn)1 曾興雯，乃安，獻(xiàn)璞.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)M,:電子科技大學(xué)，20042 建新，乃安，繼平.現(xiàn)代通信系統(tǒng)分析與仿真-MATALAB通信工具箱M.：電子 科技大學(xué)，20013 徐明遠(yuǎn)，邵玉斌.MATLAB仿真在通信與電子工程中的應(yīng)用M.：電子科技大學(xué)， 20054 樹棠.現(xiàn)代通信系統(tǒng)M.:電子工業(yè)，20065 蕾，實(shí)勤.基于MATLAB的直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能仿真分析研究J.電 氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2007年第3期.6 蕾

40、，實(shí)勤.基于MATLAB的直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能仿真分析研究M.電氣 傳動(dòng)自動(dòng)化，20077 大亮，黎勇.擴(kuò)頻通信系統(tǒng)及MATLAB仿真.自然科學(xué)報(bào).200&3.8 查光明，熊賢祚.擴(kuò)頻通信M.電子科技大學(xué)，1990年.9 邵保華.軟件無線電在擴(kuò)頻通信發(fā)射中的應(yīng)用研究D.工程大學(xué)，2004年.word格式.附錄選取III序列作為仿真系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼，產(chǎn)生函數(shù)如下： function mout = mseq(stg, taps, inidata, n)%變量含義說明Stgin序列階數(shù)taps線性移位寄存器的系數(shù)inidata序列的初始化n輸出序列的數(shù)目mout輸出的【I】序列nargin 1for

41、 ii=2:nmout(ii, :) = shift(mout(ii-l, :), 1, 0);endend發(fā)射機(jī)部分發(fā)射機(jī)部分包括擴(kuò)頻和調(diào)制兩部分。QPSK調(diào)制部分此處采用QPSK調(diào)制，相比SIMULINK的M-PSK調(diào)制的實(shí)現(xiàn)要求要低一些。 function iout, qout =qpskmod(paradata, para, nd, ini)%各變量含義說明% paradata輸入數(shù)據(jù)word格式.% iout輸出的實(shí)部數(shù)據(jù)% qout輸出的虛部數(shù)據(jù)% para并行信道數(shù)% nd輸入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)% ml調(diào)制階數(shù)m2二ml. /2;paradata2=paradata *2-1;count2

42、=0;for jj=l:ndisi = zerosCpara, 1);isq = zerosCpara, 1);for ii = 1 : m2isi = isi + 2. ( m2 - ii ). * paradata2(l:para), ii+count2);isq = isq +2. ( m2 - ii ).*paradata2(l:para), m2+ii+count2);endiout(l:para), jj)=isi;qout(l:para), jj)=isq;count2=count2+ml;end擴(kuò)頻部分function iout, qout = spread(idata, qd

43、ata, codel) word格式.%變量含義說明% idata輸入序列實(shí)部% qdata輸入序列虛部% iout輸出序列實(shí)部% qout輸出序列虛部% codel擴(kuò)頻碼序列switch nargincase 0 ,1 error(w lack of input argument );case 2codel = qdata;qdata = idata;endhn,vn = size(idata);he,vc = size(codel);if hn heerrorlack of spread code sequences); endiout = zeros(hn, vn*vc);qout =

44、zeros(hn, vn*vc);for ii=l:hn word格式.iout(ii,:)reshape(rot90(ccxle 1 (i i, :), 3)*idata(ii, :), 1, vn*vc);qout(ii,:)reshape(rot90(ccxle 1 (i i, :), 3)*qdata(ii, :), L vn*vc);end信道仿真部分實(shí)現(xiàn)高斯白噪聲代碼函數(shù)function iout, qout = comb2(idata, qdata, attn)%各變量含義說明% idata輸入序列實(shí)部% qdata輸入序列虛部% iout輸出序列實(shí)部% qout輸出序列虛部%

45、attn根據(jù)信噪比得到的信號(hào)衰減水平v = length(idata);h = length(attn);iout = zeros(h, v);qout = zeros(h, v);word格式.for ii=l:hiout(ii,:)qout(ii,:)end=idata + randnd,v) * attn(ii);=qdata + randn(h v) * attn(ii);word格式.接收機(jī)的解擴(kuò)部分函數(shù)function iout, qout = despread(idata, qdata, codel)%各變量含義說明% idata輸入序列實(shí)部% qdata輸入序列虛部% iout

46、輸出序列實(shí)部% qout輸出序列虛部% codel擴(kuò)頻碼序列switch nargincase 0,1error(w lack of input argument );case 2codel = qdata;qdata = idata;endhn,vn = size(idata);he,vc = size(codel);vn = fix(vn/vc);word格式.iout=zeros(he, vn);qout=zeros(he, vn);for ii=l:heiout(ii,:)=rot90(flipud(rot90(reshape(idata(i i, :), vc, vn)*rot90(

47、code1(i i, :), 3)qout(ii,:)=rot90(f1ipud(rot90(reshape(qdata(ii, :), vc, vn)*rot90(codel(ii,:),3)end接收機(jī)解調(diào)部分的函數(shù)function demodata=qpskdemod(idata, qdata, para, nd, ml)%各變量含義說明% idata輸入數(shù)據(jù)的實(shí)部% qdata輸入數(shù)據(jù)的虛部% demodata解調(diào)后的數(shù)據(jù)% para并行的信道數(shù)% nd輸入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)% ml調(diào)制階數(shù)demodata=zeros(para, nil*n d);demodata(l:para), (1:ml:ml*nd-l)=idata(l:para), (1:nd)=0;word格式.demodata(l:para), (2:ml:ml*nd)=qdata(l:para), (1:nd)=0;%誤碼率分析noe2 = sum(sum(abs(data-demodata);nod2 = user * nd * ml;noe = noe + noe2;nod = nod + nod2;%fprintf( %dt%en, ii, noe2/nod2);end%數(shù)據(jù)文件ber = noe / nod;fprintfC %dt%dt%dt%en，eb