擴頻系統(tǒng)課程設(shè)計

1、擴頻系統(tǒng)課程設(shè)計目錄一.概述 二整體設(shè)計思路以及系統(tǒng)框三基于systemview的直接序列擴頻系統(tǒng)的仿真1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端 2DSSS 通 信 系 統(tǒng) 的 接 收 端3仿真結(jié)果5四prote原理圖71 七階PN碼72乘法器83正選波產(chǎn)生器84低通濾波器8五總結(jié)與體會9附錄101DSSS 系 統(tǒng) systemview 整 體 框 圖 102 protel 原理圖11參考文獻124gr概述直接序列擴頻(DSSS), (Direct seqcuence spread spectrdm)是直接利用具有高碼 率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜，而在收端，用相同的擴頻 碼序去進

2、行解碼，把擴展寬的擴頻信號還原成原始的信息。直接序列擴頻通信技術(shù)特點：1. 抗干擾性強?？垢蓴_是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為100倍，窄 帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強度降低了 100倍，如要保持原干擾強度，則需 加大100倍總功率，這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解擴處 理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下，由于 不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。2. 隱蔽性好。因為信號在很寬的頻帶上被擴展，單位帶寬上的功率很小，即信號功 率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼, 很難

3、拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。3. 易于實現(xiàn)碼分多址(CDMA)。直擴通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾 能力，是否浪費了頻段？其實正相反，擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴通 信要用擴頻編碼進行擴頻調(diào)制發(fā)送，而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關(guān)解擴才能 得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相 關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶， 只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實現(xiàn)了 頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴頻編碼，分

4、別向不同的接 收者發(fā)送數(shù)據(jù)；同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù) 據(jù)，實現(xiàn)了多址通信。4. 抗多徑干擾。無線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間 的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可 把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。5. 直擴通信速率高。直擴通信速率可達2M, 8M, 11M,無須申請頻率資源，建網(wǎng) 簡單，網(wǎng)絡(luò)性能好。二整體設(shè)計思路以及系統(tǒng)框在直接序列擴譜通信系統(tǒng)中，調(diào)制體制可以是任何一種數(shù)字相干調(diào)制。最常用的是 BPSK、QPSK和MSK等。在直接序列系統(tǒng)中，通常進行相

5、移鍵控(PSK)調(diào)制。由 于PSK信號可以等效為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，因此直接序列系統(tǒng)常采用平衡調(diào)制 方式。抑制載波的平衡調(diào)制不僅節(jié)約了發(fā)射功率與提高了發(fā)射機的工作效率，而且對提 高擴頻信號的抗偵破能力也有利。因此本次課程設(shè)計中采用BPSK調(diào)制的一個DSSS通 信系統(tǒng)。圖1 (a)是發(fā)送設(shè)備的原理方框圖。圖1 (b)是接收設(shè)備的原理方框圖。在發(fā)射 端，要傳送的信息先轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)或符號與偽隨機碼(PN碼)進行模2加運算后 形成復(fù)合碼，再用復(fù)合碼直接調(diào)制載波。通常為提高發(fā)射機的工作效率和發(fā)射效率。擴 頻系統(tǒng)中一般采用平衡調(diào)制器。抑制載波的平衡調(diào)制對提高擴頻信號的抗偵破力也十分 有利。在接收端

6、，用與發(fā)射機完全同步的PN碼對接收信號進行解擴后經(jīng)解調(diào)器還原原 始數(shù)據(jù)。P51 n 1基于systemview的直接序列擴頻系統(tǒng)的仿真1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端數(shù)據(jù)信號源采用了一個較低的頻率的隨機序列，擴頻用的PN碼采用了 7階的PN 碼。通過乘法器直接用PN碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號，信息信號與偽隨機碼波形相乘后，去直接 控制載波信號的某個參量，來擴展傳輸信號的帶寬。用于頻譜擴展的偽隨機序列稱為擴 頻碼序列。合成后的擴頻信號直接用更好的載波調(diào)制發(fā)射，省去了常規(guī)的平衡調(diào)制等步 驟。圖3.1 DSSS系統(tǒng)的發(fā)送端2 DSSS通信系統(tǒng)的接收端在接收端，為了觀察系統(tǒng)的干擾性能，使用了一個掃頻脈沖信號源，作為干

7、擾源。 通過本地載波解調(diào)后的復(fù)合信號直接與原擴頻PN碼相乘后解擴，因為是使用原PN碼, 可以看做是收發(fā)兩端是完全同步的。之后通過低通濾波器預(yù)處理，再通過抽樣判決，設(shè) 置抽樣門限達到整形的作用，則準確的恢復(fù)了原始波形。圖3.2 DSSS系統(tǒng)的接收端3仿真結(jié)果3 6圖1原PN碼隨機序列 2 Sr* 9圖4調(diào)制之后的波形圖5.調(diào)制載波波形圖6加入干擾源之后的波形圖7解調(diào)時用的載波圖8通過濾波器預(yù)處理之后的波形圖9.抽樣判決整形之后復(fù)原的PN序列Hiprotel原理f(x)=匕 G+GXGX+CX圖4.1七階PN碼產(chǎn)生器1七階PNm序列是有帶型反饋移位寄存器產(chǎn)生的周期最長的一種序列。線性反饋移位寄存

8、器由若干個串接的存儲器所組成。在時鐘信號的控制下，存儲器的存儲信號由上一級向 下一級傳遞。如果讓某些寄存器的輸出反饋回來進行運算，運算結(jié)果作為第一級寄存器 的輸入，則可以得到一個移位寄存器序列。N階移位寄存器的反饋函數(shù)：F (X, X“ ,XJ =Z.IC1Xa特征多項式：- 則七階PN碼為：2乘法器3正選波產(chǎn)生器圖4.3正選波產(chǎn)生器4低通濾波器圖4.4低通濾波器五總結(jié)與體會通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在設(shè)計過程中，經(jīng) 常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路， 總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。我覺得做課程設(shè)計同時也是

9、對課本 知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用 各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元 件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而 且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了， 通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終 目的，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準。在做systemview仿真時，按照資料的一步步來，但是最后卻沒有得出想要的結(jié)果, 慢慢的自己一點點找資料分析問題，發(fā)現(xiàn)原來

10、是由于參數(shù)沒有設(shè)置好導(dǎo)致的。然后根據(jù) 出來的波形改變下參數(shù)，在得出復(fù)原波形的時候，內(nèi)心真的很高興。在畫protel時也遇 到很多問題因為很久沒有用過了，很多元器件不記得了，只好上網(wǎng)去査找教程慢慢的找, 雖然花了很多時間但是覺得很值得。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是 很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從 理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能 力。經(jīng)過兩個星期的實習(xí)，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度 熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必 須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導(dǎo)致導(dǎo)致整項工作的失敗。實習(xí)中只有一 個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導(dǎo)致 整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習(xí)成功的一項非常重要的保證。而這次實習(xí)也正好鍛 煉我們這一點，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更 加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)