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1、扩频通信技术实现方法的研究和设计DS直接序列扩频 专业：通信工程 班级：2002级1班 姓名： 沈阳大学毕业设计（论文） No 目 录引言 31扩频通信系统 61.1扩展频谱通信的定义 61.2扩频通信的理论基础 61.3扩频通信的主要性能指标 81.4扩频通信的主要特点 101.5频谱扩展的实现和直接序列扩频 131.6扩频系统需要满足以下几个条件 171.7扩频通信特征 172直序扩频通信系统 182.1直序扩频通信系统框图 182.2直接序列扩频信号的产生原理 18 2.3直接序列扩频原理 202.4直接序列扩频信号的实现方法 213用编程来实现直序扩频通信系统 233.1直接序列扩频系
2、统与PSK调制 233.2信号解调 243.3差错概率 264实验 284.1 Monte Carlo仿真 284.2 SIMULINK仿真 30结论 36致谢 37参考文献 38附录1直扩程序M-文件 40附录2直扩-SIMULINK动态仿真模框图43摘 要扩频通信技术(简称扩频通信)是一种新兴的高科技通信技术，具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址(CDMA)等优点，在军事和民用通信系统中都得到了广泛的应用，并成为下一代移动通信的技术基础。在扩频通信系统中，直序扩频的应用最为广泛。首先介绍扩频通信的基本原理及组成，重点论述了直序扩频通信在通信系统中的使用。MATLAB因具有
3、强大的数学计算、算法推导、建模仿真和图形绘制等功能而广泛应用于各领域，本文利用MATLAB的M语言进行编程、仿真，从而对CDMA无线通信系统的性能进行了分析。在此基础上，通过实例介绍了建立系统仿真模型的方法。利用MATLAB软件对CDMA无线通信系统的性能进行了分析。可见利用MATLAB/SIMULINK进行系统仿真简单、方便、形象、具体，是系统仿真较好软件之一。关键词： 直序扩频通信系统； PN序列产生器；误码率； 仿真；MATLAB； 干扰 沈阳大学毕业设计（论文） No 1AbstractSpread spectrum communication is a sort of new hig
4、h-tech communication technique, it has a number of internal advantages, such as large capacity, interference immunity, low probability of intercept, code division multiple access(CDMA)etc ,which make it get broad applications in civilian as well as military environments ,and become the technical gro
5、undwork of next generation mobile communications, Direct sequencing spread-spectrum was widely used. This paper introduces fundamental and constitutes of spectrum communication.Second it emphasizes elaborating spread-spectrums technique in the application of system.MATLAB has been using in a variety
6、 of fields as its powerful and universal functions on mathematics calculation, algorithm interference , modeling and simulation, graphic structure, etc, we are making use of MATLABs M language to design program and to make simulation on error rate performance and then to analyze the performance on C
7、DMA wireless communication system .On this basis, the method to build system simulation model is introduced with a simple example. Meanwhile a spreading-spectrum communication system is built to simulate it and prove its validity. Obviously, to simulate with MATLAB/SIMULINK is simple, convenient, vi
8、sualized, special, which is one of the best simulation software.Key words: Direct sequence spread spectrum(DSSS); PN generator; Code error rate; SIMULINK; MATLAB; interference引 言人类社会进入到了信息社会，通信现代化是人类社会进入信息时代的重要标志。怎样在恶劣的环境条件下保证通信有效地、准确地、迅速地进行，是当今通信工作者所面临的一大课题。扩展频谱通信是现代通信系统中的一种新兴的通信方式，其较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性
9、能以及频谱利用率高、多址通信等诸多优点越来越多的为人们所认识，并被广泛的应用于军事通信和民用通信的各个领域，从而推动了通信事业的迅速发展。扩频通信，即(Spread Spectrum Communication)扩展频谱通信，它与光纤通信、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。扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的： 首先，信息在频谱扩展后形成宽带传输；其次，相关处理后恢复成窄带信息数据。在扩展频谱系
10、统中，伪随机序列起着很重要的作用。在直扩系统中，用伪随机序列将传输信息扩展，在接收时又用它将信号压缩，并使干扰信号功率扩散，提高了系统的抗干扰能力；伪随机序列性能的好坏直接关系到整个系统性能的好坏，是一个至关重要的问题。扩频信号的接收一般分为两步进行，即解扩与解调，这是关系到系统性能优劣的关键。解扩是在伪随机码同步的情况下，通过对接收信号的相关处理从而获得处理增益，提高解跳器输入端的信噪比，使系统的误码性能得以改善。解扩与解调的顺序一般是不能颠倒的，通常是先进行解扩后再进行解调，这是因为在未解扩之前的信噪比是很低的，一般的解调方法很难实现。正是由于这些技术的应用，使扩频通信有如下的优点： 具有
11、较强的抗干扰能力。这种能力的大小与处理增益成正比。具有很强的隐蔽性和抗窃听的能力。扩频信号的谱密度很低，可使信号淹没在噪声之中。具有选址能力，可实现码分多址。扩频系统本来就是一种码分多址通信系统。抗衰落，特别是抗频率选择性好。直序信号的频谱很宽，一小部分衰落对整个信号的影响不大。抗多径干扰。利用伪随机码的相关特性，只要多径时延超过伪随机码的一个切谱，通过相关处理后可消除这种干扰影响。高精度测量等。利用直扩系统伪随机码的相关特性，可完成精度很高的测距和定位。正是由于扩频通信技术具有上述优点，自50年代中期美国军方便开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领
12、域。直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。1 扩频通信系统1.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。这一定义包含了以下三方面的意思： 信号的频谱被展宽了。采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。在接收端用相关解调来解扩。1.2 扩频通信的理论基础长期以来，人们总是想法使信号所占领谱尽量的窄，以充分利用十分宝贵的频谱资源。为什么要用这样宽频带的信号来传送信息呢？简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。 扩频通信的基本特点，是传输信号所占用的频带宽度(W)远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(DF
