一、 实验目的：1、 熟悉MATLAB语言的基本用法；2、 掌握MATLAB语言中数据信号的产生；3、 掌握直接序列扩频信号的产生；4、 掌握直接序列扩频信号的解扩方法；5、 掌握MATLAB语言中信号频谱的绘制方法二、 实验原理：利用MATLAB随机产生数据比特；利用MATLAB随机生成PN序列；将数据比特与PN序列相乘完成信号扩频；将扩频信号与PN序列再次相乘完成解扩图1直接序列扩频系统原理图三、实验步骤：仿真程序 sequence_spread.m:%说明：%产生5个数据bit%进行10倍扩频，即一个数据bit对应10个chipclear all%%参数len = 5; %要产生的数据长度；N = 10; %—个符号用10个米样点表示%%产生原始数据5bit,10倍过采样%rand产生的数据范围[0,1],signal = randi([0 1],1,len);产生的大小1*lensignal2 = 2*signal-1;将数据范围变为[-1,1]signal3 = repmat(signal2,N,1);将数据进行复制，将signal2复制为N行1列signal4 = reshape(signal3,1,N*len); %将 signal3 变形为 1 行 N*len 列%%利用移位寄存器产生m序列作为PN码，长度为N*Lenconnection=[0 0 1 0 1 1];register =[0 0 1 0 1 1];mseq=m_sequence(connection,register)%利用移位寄存器产生 m 序列PN=mseq(:,1:N*len)%选取m序列中与与扩频后信号相同长度前N*len列%%进行扩频ds1 = signal4.*PN;%%给扩频信号添加噪声SNR=16;ds2=awgn(ds1,SNR,'measured');%对扩频信号叠加高斯白噪声，信噪比为16%%解扩K=0;ds3 =1*(ds2.*PN>K);ds3=2*ds3-1;%%画信号图t=length(signal4);figure(1);subplot(4,1,1),stem(signal4);title('原始采样信号');subplot(4,1,2),stem(PN);title('PN 序歹列');subplot(4,1,3),stem(ds1);title('直接序列扩频信号');subplot(4,1,4),stem(ds3);title('解扩信号');%%画频谱Ns =1024;%fft 点数fft_signal4 = fft(signal4,Ns); fft_PN = fft(PN,Ns);fft_ds1 = fft(ds1,Ns);fft_ds3 = fft(ds3,Ns);figure(2); subplot(4,1,1); plot((-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_signal4))); title('原始采样信号频谱');subplot(4,1,2); plot((-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_PN))); title('PN 码频谱');subplot(4,1,3); plot((-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_ds1))); title('扩频信号频谱');subplot(4,1,4); plot((-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_ds3))); title('解扩信号频谱');移位寄存器法m序列的产生m_sequence.m:function [mseq]=m_sequence(connection,register) n = length(connection);N = 2An-1; %m序列的长度temp = 0; for i = 1:Nmseq(i)register (n); %新的寄存器输出for j=1:ntemp = temp + connection(j)*register(j);temp = (mod(temp,2));模 2endfor t = n:-1:2register(t)= register(t-l);移位 endregister(1) = temp; 移位后的寄存器 temp = 0;endmseq=2*mseq-1; %转化为双极性m序列end四、结果与分析：1.实验结果：直接序列扩频信号Figure2原始采样信号频谱-400 -200 0PN码频谱=/ 尸 r ■亠—I•200 4006004020-600600-400 -200 0 200 400扩频信号频谱2010-600-400-200 0 200解扩信号频谱4006004020-600I-400八-Y忖\」、-2004-八4002006002.实验分析从图上可见原始采样信号与解扩信号没有较大差别，再同步PPN序列的条件下信号的 扩频与解扩并没有对信号带太大的损失。
扩频技术就是扩展频谱通信技术，主要是使用伪随机序列码对基带信号进行频谱的 扩展，提高信号抗干扰性能和信号的隐蔽性，并且能够使得信号在较差的环境下传输 通过对扩频技术的了解，以及理论分析，最后通过使用Matlab软件对直接序列扩频的 仿真，得到以下结论：实现了信号的频谱扩展扩频通信使用高速率的伪随机码序列对基带信号进行扩频 调制，低速码元被调制在了高速的伪随机码序列上在频谱图上分析可知，基带信号的 频谱被扩展到一个更宽的频谱上，使得信号的频谱均匀的分布在很宽的频谱上，从而提 高了信号的抗干扰能力，以及信号的隐蔽性提高了信号的安全性能在进行扩频调试时采用的是m序列伪随机码，由于m序 列是一组随机码序列，当信息被截获后，如果不知道扩频调制时使用的m序列，是有用 的信息无法被解扩出，对于截获方来说，其实收到的只是无用的噪声信号而已五、心得体会通过该课题设计，加强我对信号与系统课程的理解和掌握Matlab是一种高性能的 用于工程计算的编程软件，它具有强大的数学计算、算法推导、建模仿真、图形绘制等功 能课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高通 过这次课程设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。
自己要学习的东西还太多通过 这次课外实验设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应 该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。