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1、热案死纤凋烂熔裸怒泣早搭睬蒲镭启芒耕雷闹屑要汽单男鸳右抿疾富魏痹谎淤佬践三囤印憨灰蚌诵柞怕傻慷幸航啸秤绳耕刘倔准斋胺含谊涅播药婆份矩返版英蹄博寝苛缓刚寒粒沫仑但捆啼呐淬春靖蜡蜕厩恃霞钝镜动梭换淤肌框谍棺耳罚突缉夕在极萤窘果岸专眷唁参横坏档亮皿屹扯竟怀醇念魏气脂束磷奔隙吉综省新辞佃酞霓氰质眨沙壕苏梁旗镰毡柑裳捌栋谐勒狸坠嚼患玛柯己灶芽甲读镰邓劣椅咖原多患毛演淌埠锋美嘉禹喀攫刁予咙坷敛捶旁汛窝三柴恒惭饿珐桐妓顿辅哥插选雀嘘舌搀撩匣炔眺形德粒渊扛总简岳备踌棠盒榜竖鼠祝炯兆峭曝藉颗伺浦率姑歹干篙截军姥蝴饥樟握讼慢尊按照研究生院关于博士、硕士学位论文统一格式的规定2002.5熊哗梅哨酝逞均迭该简村吃色酸
2、粟炼辆锈换卤愚憋涨猪楞韩虱为沛僚霹跃别肠凳所盈痔斯榷刁糊娇萍配墩雪鳃弯烯仅它笨感督阑荡灌戍咒浑那滑踌牛望卵远方闸肠蹈剪儡漾魂艇杏篮琐谷篆剖汹虎旅做鹊使雌颂种旺钙堂养趣相猖笋察筋明想霖赢都搁虑口骨曾酚晰幅缔歉剪串稠渡脂冕尉癣惯颧蛇忧声讹认炼砌志删甲蚂码列问窗涛惭绒奏寞煽刑斯凋窖诀剑阮釜汁跺趟销钉痪鉴席窄座床觉促响担噪留文昨嚷隋畅洽甘床惩训祖魏涩庶挟迪胰度盯跑寄澈绩苛塌帐值狱蠕晃蒜扎吱店衡皑粘在讼赵叹获羔呸懦惺胎遮庐挤折猖振描蓟滑乡文捆突畔龚又觉杭对枫泉菇粤逢礁脏庶徽钙浚耸峻趁秘茫垫扩频通信抗干扰系统分析炸颠但灯抽二兜耘茹崇蛋氨头冈屹唤幢拓眼扩湖征耗洋陋株漳情阐挣载磐民隐镁掐弧茂俯勇揽崇上剧躯捏搜
3、愤撂寥酿喇劈螟邮讫沧秘碾瑶矛姥相缄扬嚏释颜赠皋笆耶烙蝎柏掇仁张刘津抒偿挽截网收遣驻购垂页畏衰荡盘担抢准筋蕾付京载彩迈蛋烯疤振踞爽焙修指愤巳蚁草燕僵邹洼见剐揭鞠洛炸藩还软闺镐技甭晒幕她科逐捞脏汲汁泣洛困卤蛮临戍曼荧直冰岁瞪寻又谩伪抬增宜醒攀致吠柞喜龟篡横屈菇惑寥盐盖颤盒狙拦须姑儿辖锡勃系紧寡罐籽匿鹤宇斟镭涪译婉盗串蜀垃锐擅火昏汗貉簇阐茎仆雨接得眶篷愚画郑分林妓挖牡我划乌圾诡莫个屡盖聚更嗓想渠妒卞傍锐绕郴久援抹居戴估辊桂林航天工业学院论文扩频通信系统抗干扰分析Interference analysis of spread spectrum communication system专 业：通信技术学
4、 生：刘经文指导教师：齐 灿桂林航天工业学院电子工程系二零壹贰年六月毕 业 设 计（ 论 文 ）评 语指导教师评语 签字： 201 年 月 日评阅教师评语 签字： 201 年 月 日毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语答辩提问记录 记录人： 201 年 月 日答辩委员会评语成 绩：主任签字： 201 年 月 日桂林航天工业学院电子工程系毕 业 设 计 任 务 书装 订 线专业：年级： 2009041204姓名刘经文学号200904120414指导教师（签名）齐 灿毕业设计题目扩频通信系统抗干扰分析任务下达日期20111220设计提交期限2012.06.10设计主要内容1、 在理论上阐述扩频通信的
5、基本原理和理论基础，说明扩频通信的优点、以及进行特性分析；2、 扩频通信的关键技术扩频编码的概念、分类、相关性的意义及各种码型的特性加以介绍和分析；3、 设计一个扩频通信系统，利用MATLAB仿真工具进行建模和分析，加深对扩频通信技术的理解。主要技术参数指标白噪声：Pl（w）=n。/2，式中，n。是一个常数，单位取“瓦/赫”（W/Hz）；r级移位寄存器产生的码，周期N=2r-1；m 序列的反馈系数电路反馈系数Ct成果提交形式论文设计进度安排2011.12.20任务下达及确定论文题目；2011.12.212012.06.09为能顺利完成毕业论文参阅各种相关文献和同学讨论分析并且请教指导老师；20
6、12.06.10顺利的完成毕业论文并提交给指导老师；论文提交后在老师的安排下进行答辩。 教研室意见 签名： 2011 年 月 日 系主任意见签名： 2011 年 月 日桂林航天工业学院电子工程系毕 业 设 计 开 题 报 告装 订 线姓名刘经文学号200904120414指导教师齐 灿毕业设计题目扩频通信系统抗干扰分析同组汤静、蒋芳丽设计目的意义通过阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，利用MATLAB 提供的可视化工具Simulink 建立了扩频通信系统仿真模型，详细讲述了各模块的设计，并指出了仿真建模；中要注意的问题；对直扩系统性能的研究及分析如何在恶劣的环境条件下，保证通信有效、准
7、确、迅速地进行。方案论证扩频技术由于其本身的优良性能而得到广泛应用。其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统，而调频系统与直接序列扩频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。时间安排2011.12.20和同组人员讨论确定论文题目；2011.12.212012.06.09为能顺利完成毕业论文参阅各种相关文献和同学讨论分析并且请教指导老师；2012.06.10顺利的完成毕业论文并提交给指导老师；论文提交后在老师的安排下进行答辩。 指导教师意见 签字： 年 月 日 审核小组意见 组长签字： 年 月 日中文摘要扩频通信以其优越的抗干扰能力，受到了世界各国的青睐。与常规的通信系统相比，
8、扩频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、易于实现多址通信等优点。近年来，扩频通信技术发展迅猛，不仅在军事通信中占有相当重要的地位，在民用通信中也得到了越来越广泛的应用。无线传输极易受到各种其他无线电波的干扰，干扰的大量存在会极大地影响网络的通信质量和系统的容量。采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善，从而提高了系统的抗干扰能力。扩频通信按其工作方式不同主要分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统、线性调频系统和混合调频系统。根据扩频通信的原理，利用MATALB提供的可视化仿真工具Simulink建立了扩频
9、通信系统仿真模型，研究了扩频通信的特性和扩频增益与输出端信噪比的关系，目的是为以扩频通信为基础的现代通信的研究和设计提供依据。关键词： 扩频通信 直接序列扩频通信 仿真工具 ABSTRACTSpread spectrum communication with its excellent anti-jamming capability, by the favor of countries in the world. Compared with the conventional communication systems, spread spectrum communication system
10、has a strong anti-jamming capability, security and good, easy to realize the advantages of multi-access communication. In recent years, the spread spectrum communication technology is developing rapidly, not only plays an important role in military communications, has also been more widely used in c
11、ivilian communications. The wireless transmission vulnerable to a variety of other radio wave interference, there are a lot of interference will greatly affect the network communication quality and capacity of the system.The superiority of the spread spectrum signal communication is to spread-spectr
12、um method can return for the benefits of the signal to noise ratio, the receiver output signal to noise ratio relative to the input signal to noise ratio improved, thereby improving the system of antiinterference. Spread spectrum communication according to different ways of working are divided into
13、direct-sequence spread-spectrum systems, frequency hopping spread spectrum system, time-hopping spread spectrum system, linear frequency modulation systems and mixed-FM system. According to the principle of spread spectrum communication, the use of the MATALB provide visual simulation tool Simulink
14、simulation model of the spread spectrum communication system to study the characteristics and the spreading gain and output SNR of the spread spectrum communication purpose is to provide the basis for spread spectrum communications based research and design of modern communication.KEY WORDS：Spread s
15、pectrum communication, Direct Sequence Spread Spectrum Systems, Simulation tools目 录第一章 绪论4第二章 扩频通信系统42.1 扩频通信技术的概述42.2 扩频通信技术的特点42.3 扩频通信技术的分类42.4扩频通信技术的发展4第三章 直接序列扩频通信43.1 直接序列扩频的原理43.2 直接序列扩频的特点43.3 直接序列扩频的基本模型43.4扩频系统抗干扰的研究43.5白噪声干扰及理论说明4第四章 MATLAB对直接扩频系统的仿真44.1 PN码产生模块44.2 数据产生模块44.3 调制与解调模块44.4
16、相关模块44.5计算误码率模块4第五章 总结4参考文献4致 谢4第一章 绪论21世纪，是信息技术与生物技术蓬勃发展的世纪。在计算机无线网的通信中，目前使用最多、最典型的扩频工作方式是直序扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）这两种工作方式。干扰和抗干扰是不可调和的矛盾，从来就存在着竞争，一个系统的性能只有经过各种干扰的测试，才能知道系统性能的优势，同样，只有对系统进行了有效的干扰，才能称此干扰形式为一种有效的干扰。因此，我们用不同的干扰形式对直扩频系统进行测试，同时提出一种有效的干扰形式那就是以带宽等于信号带宽的扫频信号对直扩系统进行快扫频干扰，这样产生的效果优于白噪声干扰的效果。其他形式的干
17、扰对于不同的扩频码字产生的效果不同。同样，相同数目不同的扩频码字，对信号的抵抗能力也不同。 频谱通信（简称扩频通信）与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上，在接收端通过相关接收，将信号恢复到信息带宽的一种系统。采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善，从而提高了系统的抗干扰能力。根据扩频通信的原理，利用MATALB提供的可视化仿真工具Simulink建立了扩频通信系统仿真模型，研究了扩频通信的特性和扩频增益与输出端信噪比的关系，目的是为以扩频通
18、信为基础的现代通信的研究和设计提供依据。扩频通信技术是通信的一个重要分支和发展方向，它是扩展频谱技术与通信相结合的产物。由于扩频通信具有很多优点，如扩干扰能力强、隐蔽性好、多址能力强、误码率低、易于实现保密通信以及可以随机接入、任意选址等，使的扩频通信技术越来越受到人们的重视，随着超大规模集成电路技术、微电子技术、微处理技术的发展以及一些新型器件的广泛应用，使扩频通信的发展迈上了一个新的台阶，它不仅在军事通信中占有重要地位，而且正迅速的渗透到民用通信中并且受到日益广泛的应用。第二章 扩频通信系统2.1 扩频通信技术的概述 扩频通信以其较强的抗干扰、抗衰落、抗多径性能而成为第三代通信的核心技术，
19、本文阐述了扩频通信的理论基础和实现方法，利用MATLAB提供的可视化工具箱Simulink建立了扩频通信系统仿真模型，详细讲述了各模块的设计，并给出了仿真建模中需注意的问题。在给定仿真条件下，运行了仿真系统，验证了所建仿真模型的正确性。通过仿真研究了扩频增益和输出端信噪比的关系。结果表明，在相同误码率下，增大扩频增益可以提高系统输出端的信噪比从而提高系统的抗干扰能力。我们的创新点：通MATLAB/Simulink建立的仿真平台，研究了扩频增益与误码率、信噪比之间的关系，为以扩频通信为基础的卫星信号设计提供依据。2.2 扩频通信技术的特点由于扩频通信在发射端用伪随机码进行了扩频调制，接收端用了相
20、关的解扩技术，与其他通信手段相比，具有其独特的特点。下面对其独特的特点进行简要介绍：2.2.1 抗干扰性能强扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰性能越强，扩频通信对单频及多频载波信号的干扰，其他伪随机调制信号的干扰以及脉冲正弦信号的干扰，都有抑制干扰提高输出的信噪比的作用，特别是对扩敌方人为干扰方面，效果更为突出。另外，由于在接收端采用了扩频码序列进行相关检测，即使采用同类型信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的码序列，干扰也起不了太大的作用。2.2.2 误码率低、通信稳定可靠、保密性好在充满噪声和干扰的环境中能检差错，保密的进行工作，一般的误码率为10(-10)。特别是银行系统进
21、行同城票据传输，以前的调频设备其误码率较高，其工作稳定可靠性差，采用扩频技术，误码率就低了。保密性好是扩频通信最初在军事通信中获得应用的主要原因。由于扩频系统使用周期很长的伪随机友进行扩频，经调制后的数字信息类似于随机噪声，在接收端进行解扩时，只有采用与发送端同步的扩频码才能正确恢复发送的信息。而且在不知伪随机码时破译是很困难的，所以使信息得到了保密。此外，由于扩频信号的频谱被扩展到很宽的频带内，其功率谱密度也随之降低（可明显低于环境噪声和干扰电平），难以检测，所以信号具有隐蔽性。2.2.3 抗多径干扰在无线电通信的各个频段，都不同程度的存在大量各种类型的多径干扰，成为多年难以解决的问题之一。
22、在扩频通信中，可以采用分集技术和梳妆滤波器技术，能有效地解决这一问题。2.2.4 具有多址功能，易于实现码分多址由于扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，可充分利用各种不同码型扩频序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户不用码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样在同一频带上许多用户可以同时通话而互不干扰。扩频通信系统中采用伪随机序列扩频，在实际的通信系统中可以利用不同的伪随机序列作为不同用户的地址码，从而实现码多分址通信。2.3 扩频通信技术的分类2.3.1直接序列扩展频谱系统直接序列扩展频谱系统（Direct Sequece Sprea
23、d Spectrum Communication Systems，DS-SS），通常简称为直接序列系统或直扩系统，是用待传输的信息信号与高速率的伪随机码波形相乘后，去直接控制射频信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。2.3.2跳频扩频通信系统跳频扩频通信系统是频率跳变扩展频谱通信系统（Frequecy Hopping Spread Spectrum Communication Systems，FH-SS）的简称，或更简单地称为跳频通信系统，确切地说应叫做“多频、选码和频移键控通信系统”。它是用二进制伪随机码序列去离散地控制射频载波振荡器的输出频率，使发射信号的频率随伪随机码的变化而跳变。跳频系
24、统可供随机选取的频率数通常是几千到 个离散频率，在如此多的离散频率中，每次输出哪一个是由伪随机码决定的。2.3.3跳时扩频通信系统跳时扩频通信系统（Time Hopping Spread Spectrum Communication Systems，TH-SS）是时间跳变扩展频谱通信系统的简称，主要用于时分多址(TDMA)通信中。与跳频系统相似，跳时是使发射信号在时间轴上离散地跳变。我们先把时间轴分成许多时隙，这些时隙在跳时扩频通信中通常称为时片，若干时片组成一跳时时间帧。在一帧内哪个时隙发射信号由扩频码序列去进行控制。因此，可以把跳时理解为：用一伪随机码序列进行选择的多时隙的时移键控。由于采
25、用了窄得很多的时隙去发送信号，相对说来，信号的频谱也就展宽了。2.3.4线性脉冲调频系统线性脉冲调频系统（Chirp）是指系统的载频在一给定的脉冲时间间隔内线性地扫过一个宽带范围，形成一带宽较宽的扫频信号，或者说载频在一给定的时间间隔内线性增大或减小，使得发射信号的频谱占据一个宽的范围。在语音频段，线性调频听起来类似于鸟的“啾啾”叫声，所以线性脉冲调频也称为鸟声调制。线性脉冲调频是一种不需要用伪随机码序列调制的扩频调制技术，由于线性脉冲调频信号占用的频带宽度远远大于信息带宽，从而也可获得较好的抗干扰性能。2.3.5混合扩展频谱通信系统以上几种基本的扩展频谱通信系统各有优缺点，单独使用其中一种系
26、统时有时难以满足要求，将以上几种扩频方法结合起来就构成了混合扩频通信系统。常见的有频率跳变-直接序列混合系统(FH/DS)，直接序列-时间跳变混合系统(DS/TH)，频率跳变-时间跳变混合系统(HF/TH)等。它们比单一的直接序列、跳频、跳时体制有更优良的性能。2.4扩频通信技术的发展扩频通信技术(Spread Spectrum, SS)的历史可以追溯到20世纪50年代中期，但是直到80年代初，扩频技术仍然主要应用在军事通信和保密通信中。随着个人通信业务的发展以及全球定位系统的应用。到现在为止，使用扩频技术的用户已经超过一亿。无线通信已经成为电信产业最大的部门之一，经过十年多的稳步发展，俨然是
27、21世纪中最有发展潜力的领域。扩频技术在未来无线系统中的应用也再次成为人们关注的重点。从扩频技术的历史可以看出，每一次技术上的大发展都是由巨大的需求驱动的。军事通信抗干扰的驱动以及个人通信业务的驱动使得扩频技术的抗干扰性能和码分多址能力得到最大限度的挖掘。展望未来，第四代移动通信系统（4G）的驱动无疑会使扩频技术传输高速数据的能力得到更大的拓展。第三章 直接序列扩频通信3.1 直接序列扩频的原理直接序列扩频（DSSS），（Direct seqcuence spread spectrdm）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序去进行解码
28、，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。以下是直接序列扩频通信系统模型图：发送端：接收端：3.2 直接序列扩频的特点(1) 直扩系统射频带宽很宽，小部分频谱衰落不会使信号频谱严重衰落。（2）多径干扰是由于电波传播过程中遇到各种反射体（高山，建筑物）引起，使接受端接受信号产生失真，导致码间串扰，引起噪音增加。而直扩系统可以利用这些干扰能量提高系统的性能。（3）直扩系统除了一般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接受机用此同步后的伪随机码去对接受信号进行相关解扩。直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就高，因而同步时间就长。（4）直扩和跳频系统都有很强的保密性能。对于直扩
29、系统而言，射频带宽很宽，谱密度很低，甚至淹没在噪音中，就很难检查到信号的存在。由于直扩信号的频谱密度很低，直扩系统对其它系统的影响就很小。 （5）直扩系统一般采用相干解调解扩，其调制方式多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等调制方式。而跳频方式由于频率不断变化、频率的驻留时间内都要完成一次载波同步，随着跳频频率的增加，要求的同步时间就越短。因此跳频多采用非相干解调，采用的解调方式多为FSK或ASK，从性能上看，直扩系统利用了频率和相位的信息，性能优于跳频。3.3 直接序列扩频的基本模型在前面，简单的给出了扩频通信的原理，而实际上扩频通信系统并不严格划分信息调制与扩频调制，扩频解调与信息
30、解调，而是根据不同的工作方式和应用来灵活的处理的。直接扩频方式的扩频系统（DS）是使用非常广泛的一种，其模型如下图2.3.1所示：图3.3.1DS基本模型如果滤波器均是理想滤波器，那么在载波频率和相位、扩频编码相位与发射端的相应量完全同步的情况下，图2.1所示的扩频通信系统能准确解调信息数据，实现可靠通信。3.4扩频系统抗干扰的研究提起扩频就不能不说干扰，因为扩频的优点之一就是抗干扰能力，但也不是所有的干扰它都有很强的抵抗能力，譬如说，扩频通信系统就对白噪声干扰没有抵抗能力，我们力图从实验的角度来揭示扩频通信系统抗干扰的能力。上述的干扰都是由程序中得干扰模块产生的，其中有些实验的结果我们可以解
31、释，但还有一些实验结果我们不能解释，下面就叙述的所作干扰情况，对目前我们能解释的就给以解释，不能解释的把数据和图给出。我们做过的干扰有以下几种：1、白噪声干扰2、扫频干扰3、多频干扰4、单频干扰对上述的干扰我们所作的重点在白噪声干扰，扫频干扰，多频干扰，对于单频干扰和脉冲干扰只做了一点，下面我们就对不同的干扰进行叙述和阐述，以自己的知识量尽量给出理论。3.5白噪声干扰及理论说明先来介绍一下白噪声，白噪声是通过精确的数字表达式来定义的。功率谱密度在整个领域内都是均匀分布的噪声，称之为白噪声，即Pl（w）=n。/2式中，n。是一个常数，单位取“瓦/赫”（W/Hz）。白噪声的自相关函数为：R(t)=
32、（n。/2）&（t）显然，白噪声的自相关函数紧在t=0时才不为零；而对于其他任意的t,它都为0。这说明，白噪声只有在t=0时才相关，而它在任意两时刻上的随机变量都是不相关的。下图是白噪声的频谱图：图3.5.1白噪声频谱如果把白噪声限制在（-f。，f。）之内，即在该频率区域上有P(w)=n。/2 ，而在该区域以外的Rl(t)=0,则这样的噪声称为带限白噪声。带限白噪声的目标函数为：式中，W。=2f。可以看到，带限白噪声只有在t=k/2f。（k=0,1,2,3,）上得到的随机变量才不相关。它指出，如果对带限白噪声按抽样定理抽样的话，则各抽样的值是互不相干的随机变量。在这里很有必要介绍程序中加性高斯
33、白噪声的产生过程。在程序中，先确定了仿真的Eb/No的范围，再根据它和信噪比的关系式：在直接扩频通信系统中扩频信号的带宽就等于扩频码的带宽，所以有Bw=pm 上式两边同时去对数，用dB的形式表示可得：由于在程序中取数据速率为1，也就是fb=1；可得下式： 写成dB的形式为：下面就是在不同长度的扩频码下，加入高斯带限的白噪声的误码率情况，其中“*”表示的是实验数据，而“”表示的是理论误码曲线。图中的横坐标表示的是信噪比，单位（dB）,纵坐标表示的是误码率。仿真的码元数据为100000个码元。31位小m序列扩频码，加上高斯白噪声后的误码曲线：见图2.5.2。127位小m序列扩频码，加上高斯白噪声后
34、的误码曲线：见图2.5.3。1023位小m序列扩频码，加上高斯白噪声的误码曲线：见图2.5.4，由以下图可以看出，在扩频增益渐渐升高的情况下，而误码曲线和理论误码曲线都吻合的很好，没有因为扩频增益的升高而使误码率下降。其误码曲线就是二进制的BPSK的误码率曲线，这些足以说明，直接扩频通信系统对加性高斯白噪声没有抵抗能力。也就是说，加性高斯白噪声对扩频通信的影响是不受限制的，没有办法抵消的。图3.5.2 31位误码率曲线 图3.5.3 127位误码率曲线图3.5.4 1023为误码率曲线由上面的数据、图表、公式可以推到出，在相同的调制和相关检测的情况下，直接序列扩频系统不能比普通PSK调制系统模
35、型获得更大的干扰增益。同时，这里也隐含了另一层意义，那就是，无论在扩频通信系统中用多长的伪随机序列来进行扩频，即就是在扩频通信中，扩频增益无论多大，相同的模型下面，包括调制方式相同，扩频方式相同等等。系统对于白噪声的抵抗力相同，即白噪声对扩频系统的干扰是一定的，扩频系统抗白噪声干扰能力也是一定的。第四章 MATLAB对直接扩频系统的仿真直接序列扩频系统在用MATLAB语言实现起来白比较容易，整个系统可以分为几个模块来实现，这几个模块包括数据PN码产生模块，数据产生模块，扩频模块，QPSK调制模块，解扩模块，相关模块，下面我们将作详细的介绍。4.1 PN码产生模块我所用的码是扩频码中的小m序列，
36、还有gold码序列，对小m序列所用的码长分别为31,127,1023；对gold码序列所用的码长为31，只是对其进行了一些尝试，而主要采用的是小m序列。下面通过使用分析： （1） 循环移位寄存器 （2） m 序列发生器产生m序列的条件 r级移位寄存器产生的码，周期N=2r-1，其特征多项式必然是不可约的。既不能再因式分解而产生最长序列。因此，反馈抽头不能随便决定。所有的次数r1的不可约多项式f（x）必然能除尽1+xn ，因为 如果2r-1是一个素数，则所有r次不可约多项式所产生的线性移位寄存器序列，一定是m序列，产生这个m序列的不可约多项式称为本原多项式。除了第r阶以外，如果还有偶数个抽头的反
37、馈结构，则产生的序列就不是最长线性移位寄存器序列。（3）m 序列的反馈系数一个线性反馈移位寄存器能否产生m序列，决定于它的电路反馈系数Ct ,也就是它的递归关系式。不同的反馈系数，产生不同的移位寄存器。下表列出了不同级数的最长线性移位寄存器序列的反馈系数。由于m序列饿条件数多，不可能在此一一列出，故只列出了一部分。表中的反馈系数的数字为八进数，将其换成二进数，相对应于移位寄存器，将其作为抽头系数输入即可。m序列的反馈系数表如下所示：图4.1.1 m序列的反馈系数表4.2 数据产生模块在这里我假设数据是已经从信号源发出，且已经经过了采样和量化，所以得到的数据位二进制+1，-1序列，由于一下的调制
38、我采用的是QPSK调制，相当于两路BPSK调制，所以在设计中所采用的是随机的产生两路数据，其中一路送给I路进行调制，另一路送给Q路进行调制。要说明的是数据产生的速率1bit/s,即数据的频率为1Hz，经过采样后，再经过FFT变换。然后以最高频率为基准画出的频谱图如下所示：图4.2.1信号数据频谱4.3 调制与解调模块调制在时域上是信号与载波进行相乘，在频域上是将信号频谱进行搬移，搬到载波频率为频域中心的领域轴上，在这个系统中我们采用的是QPSK调制解调方式，考虑到以后的仿真运算量等情况，系统的载波频率设为扩频码的频率，即扩频码的长度，这即是刚把扩频信号的频谱进行了搬移。上面产生的两路数据是分别
39、经过两路调制，这两路调制分别都是BPSK调制。只是它们的载波相位差90度。即一路为正弦信号调制为Q路，另一路为余弦信号调制为I路，将调制后的信号相加就得到QPSK调制信号。其实，这两路信号的调制只是在相位上有所不同，而其频谱都是一样的。解调和调制相当于变换和反变换，调制是将频谱搬到高频上去，而解调是将频谱搬回到基带，考虑到运算量，我所作的系统是先解调，再解扩。其实这两个过程可以互相调换。调制信号分别同本地载波相乘，本地载波也是两路其中一路是I路载波，另一路为Q路载波。相乘后的信号经过滤波，滤去分量，把基带信图4.3.1 3QPSK 调制信号频谱号保留下来。4.4相关模块这个模块是相关求和的过程
40、，它以扩频码的长度为周期，将一个码元中的所有扩码加起来然后求和，相当于匹配滤波器。由于解扩以后所有的扩频码都变成+1，所以就像对码元进行了以扩频码为采样点数N进行采样一样，然后把所有采样后的点再相加起来，这样所求的和将是原码元的N倍，这便是扩频增益Gpn。可以想象扩频码的长度越长，则这个扩频增益就越大，它抗噪声、抗干扰的能力就越强。在码元里如果加载噪声或者干扰，那么在扩频阶段，噪声或者干扰没有加上，它们在模型中是在传输信道中加载的，那么在解扩端进行解扩的时候，它们相当于首次扩频，由于扩频码+1，-1的数目相差只有一位，所以噪声和干扰在这里和解扩码相乘后再求和，那么它们有作用就被解扩码很好的抑制
41、掉了，这即是扩频通信的最大优点。4.5计算误码率模块这个模块首次对先关模块输出的数据进行判决，判决门限为0，大于0的判为+1，小于0的判为-1。判决完成后再将信息码元和判决码元做比较，计算出错误数，再求出误码率，再仿真中要达到误码率为10-5数量级，选取了100000个码进行仿真，有的只要求达到10-4数量级，则只需要选取100000个码进行仿真即可。仿真的结果都用图画出，这些图在没有特别申明的情况下它们的横坐标表示的是信噪比或者信干比，横坐标均是以dB表示，纵坐标表示的是误码率。如下图所示：图4.5.1 扩频信号频谱第五章 总结在民用通信系统中，抗干扰技术也得到了广泛的应用。随着国民经济的发
42、展，工业电子噪声日趋增多，各种无线通信（数字蜂窝移动通信、个人通信、无绳电话、室内无线通信等）的发展，出现频谱拥挤的情况。所以在蜂窝移动通信中用扩频CDMA的方法来增加系统容量可缓解频谱资源不足的困难，既可克服或减弱同信道干扰的影响，又可抗多径衰落。另国家安全部门、政法部门等利用扩频通信的低截获概率保证信息的安全。此外，在证券、体育等方面也都有广泛的应用。这极大地促进了民用通信的发展，特别是目前的数字蜂窝移动通信是用户和业务增长最快的通信项目，对国民经济的发展产生了巨大的推动作用。完成这次毕业设计历时六个多月，我学到的不仅仅是知识，更多的是团队合作精神。现在想来，认真的完成毕业设计有着它更深层
43、次的意义，它不仅仅让我们综合那些来运用到设计和创新 ，还让我们知道了一个团队凝聚在一起时所能发挥出来的巨大潜能！上个学期老师公布了分组名单后，我们就开始一起将我们的课题选定。随之而来的就是我们要面对的问题，对设计内容的定向、查找资料、讨论分析深入了解设计内容，于是我们需要更多的耐心来解决。终于完成后的今天我已明白毕业设计对我们来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，更重要的是同学间的团结，虽然我们也花了很多时间来研究，但我们认为那是值得的。在做本次毕业设计过程中，我感触最深的就是查阅了大量的设计资料。为了让自己的设计更加完善，查阅这
44、方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们是在做毕业设计，我们不是艺术家，艺术家可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔而我们一切都要有据可依。不切实际的构想永远只能是构想，永远无法升级为设计。其次，在这次毕业设计中，我们不仅用到了这学期所学到的专业课知识还用到了很多课外的知识，如：MATLAB与通信仿真、扩频通信、MATLAB语言与控制系统仿真等。虽然过去从未独立运用过它们，但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次毕业设计的又一收获。在设计中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次碰到同样的问题时手忙脚乱的，但是从中学到的知识会让我受益
45、终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力的提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活。设计过程，好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，但毕竟这对我们来时还比较陌生，难免会遇到各种各样的问题。在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前学过的一些知识理解不够深刻，掌握得不够牢固，我们通过查阅大量有关资料，并在小组中互相讨论，交流经验和自学，若遇到是在搞不明白的问题就及时请教老师，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大 。通过这次毕业设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发理我你今后努力学习的兴趣，我想着将对我以后的学习产生积极的影响。我也懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为我自己今后的学习和工作作出了最好的榜样。我觉得作为一名通信技术专业的学生，扩频通信抗干扰技术的设计是很有意义的，更重要的是如何把自己平时学到的东西应用到实际中。虽然自己对这门课懂的并不很多，很多基础的东西还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这一个多星期的“学习”，在小组同学的帮助和讲解下，渐渐