《ds扩频通信毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ds扩频通信毕业设计（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 绪 论1.1 扩频通信系统发展概述扩频通信(spread spectrum communication)是近几年内迅速发展起来的一种通信技术。在早期研究这种技术的主要目的是为提高军事通信的保密和抗干扰的性能，因此这种技术的开发和应用一直是处于保密状态。美国在20世纪50 年代中期，就开始了对扩频通信的研究，当时主要侧重在空间探测、卫星侦察和军用通信等方面。以后，随着民用通信的频带拥挤日益严重，又由于近代微电子技术、信号处理技术、大规模集成电路和计算机技术的快速发展，与扩频通信有关的器件的成本大大地降低，从而进一步推动了扩频通信在民用领域的发展金额应用，而且也使扩频通信的理论和技术也得到了进
2、一步的发展。目前在军事上，它已经广泛应用于各种战略和战术通信的系统中，成为电子战中反干扰的一种重要的手段。扩频技术在军事应用上的最成功的范例可以以美国和俄国的全球卫星定位系统(GPS和GLONASS)以及美军的联合战术分布系统(JTIDS)为代表；GPS和GLONASS在民用上也都得到了广泛的应用，这些系统的技术基础就是扩频技术。扩频的码分多址技术应用于蜂窝移动通信中时，大大降低了噪声和衰落的影响，同时还避免了复杂的频率分配和时隙划分等技术上的困难，并可以省去保护频带或时隙，极大地提高了蜂窝通信系统中小区的频率复用度，使信号频谱利用率得到提高。1990年1月，国际无线电咨询委员会(CCIR,现
3、为ITUR)在研究未来民用陆地移动通信系统的计划报告中已明确地建议采用扩频通信技术5。美国已制定出了基于CDMA蜂窝技术的IS-95标准，Samsung、Motorola等公司也已相继推出了各自的CDMA移动通信商用实验网已开通运行，并取得了良好的效果。扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，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，而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。一般而言，跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。面对全世界范围内对移动通信日益增加的要求，CDMA将是无线通信
4、中最主要的多址介入手段。在本世纪，扩频技术将得到更加广泛的应用。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。1.2 扩频通信系统的理论基础及其优越性在传统的无线电通信系统中，信号的格式的设计是：在保证通信质量的前提下，为了在系统所能使用的射频频带中能尽可能多地传输信息，所以要求信号的带宽不要过宽，一般信号带宽与信息的带宽是接近的，传统的无线电通信系统就是采用这种窄带信号(Sn)概
5、念的系统，称之为窄带系统。在扩频通信系统中，信号格式的设计思想与窄带概念是信息论的奠基者Claude E.Shannon在20世纪40年代提出的。根据无线传输信道容量的理论公式5：式中：C是信道可能传输的最大信息速率，即信道容量；W为信道带宽；N为白噪声的平均功率；P是信号的平均功率。从上式中可以看出：在信噪比很小的条件下，可以用增加带宽的办法来提高系统的抗干扰性能，以保证信道容量不变。换句话讲，在信道容量相同的条件下，宽带系统比窄带系统的抗干扰性能要好，所以当信噪比太小而且不能保证通信质量时，可以采用增加带宽的方法来改善通信质量。设Bs表示传输信号时所占有的带宽(信号带宽)，B0表示原始信号
6、(信息带宽)，则可以把通信系统按Bs/B0的比值分为三类5：由于扩频技术在传输扩频信号时，并不增加发射信号的平均功率，仅是将要传输的信号的频带扩展后，再进行传输的。因此扩频通信系统在信道上传输的信号功率谱密度就很低。这种系统可以在信噪比很小的情况下，甚至在信号已被噪声淹没的情况下，仍可保持可靠的通信。另外，根据柯捷尔尼可夫关于信息差错传输概率的公式13为：式中：为差错概率，E为信号能量，N0为噪声功率谱密度。式中：为T为信息持续时间，F为信息带宽因此，可通过提高处理增益GP降低对S/N的要求，在强干扰条件下保证可靠安全的通信。锤扩频局通信祖的基饭本特习点是淡传输蜡信息衔所用作的信掠号带烈宽远皆
7、大于心信息烦本身成的带庄宽，销也因芒为如飘此，店扩频怀通信再具有惭一些奇其它由通信姨方式晃无法循比拟扛的优邮越性尿：插（1镰）扩万频通腔信最闸为显驴著的除优越锅性是么其极健强的什抗干尺扰性袋。理墙论上冶讲它悉可以罩在信仆噪比蔑为负仓值，写即信兽号被糖噪声压淹没麻的情吵况下挥，将跌信号锈提取染出来塌。对煤于单剂频及瞧多频称都有雕比较兵强的凑抑制骂作用辫，即警使采背用同口类型扫的信锦号干扇扰，宪也由期于扩纸频码添序列冰之间钻的不护相关权性，爽干扰贫不起薪太大伴作用架。熄（2催）扩数频通离信的姻另一斯个优密越性盏是其址隐蔽谣性好扣。由管于扩淋频信秤号的网频带咱较宽胳，所颜以信灾号的乔功率徒谱密天度很
8、垫低，论敌方役不容竭易发丝现信音号的轻存在备，在括战争扑中，识扩频盼信号颠的被稻截获来率很贿低，垫可以梁进行虹隐蔽忧通信场。从弦民用桂通信博方面裂来说歼，由沟于扩夏频信现号的享隐蔽薯性好穗，它共对目静前使絮用的夸各中吨窄带三通信阀系统材干扰蒜很小或。理含论和晨实验梯证明洞，在魂原有挎的窄石带通撒信的呢频带佛内同当时进惕行扩敲频通良信，坡不需贸要分端配另凉外的窑频段抱，即减可实圈现。厚（3正）扩勤频通检信可卫以很详容易甩地实遣现码冒分多葬址，魔提高声频带混的利虎用率墨。由拆于扩锻频通挽信中目存在轨扩频案码序东列的抽扩频细调制滚，利民用不酬同码猫型的届扩频像码序怎列之肢间优昂越的啦自相己关性肥和互
9、砍相关慰性，另对不柔同的初用户航分配径不同矿的码趋型，源使多亦个用晒户公撕用一刮个宽猜频带鸣，提锋高了弹系统赞的容蚁量。南同时顶还有袜利于半组网磨、选兔呼、盾增加摆保密吉性及搭解决扩新用蝇户随樱时入谨网的菜问题涂。晚除此悟之外盖，扩饱频通租信还针具有损良好巡的抗丛多经拾干扰衰的能袄力，怕使无银线通股信的百性能稼变得案更加驾可靠师。除介通信勉以外虾，扩乒频系篇统还阻可用元于定柜时、嚷定位扑及测痕距，抄应用撒在导富航、雾雷达肃等系盲统中肝。谋1.容3 花仿真绣软件倾MA淹TL依AB央概述虹MA始TL茶AB柴原意承为“行矩阵尘实验童室狂MA何Tr色ix坚LA真Bo蛮ra塑to罪ry装”，陕它是循目前
10、卸控制嚷界国委际上盾最流泡行的距软件炭，它房除了护传统哪的交催互式挖编程毛之外练，还份提供朋了丰荡富可管靠的耽矩阵蓄运算晒、图曾形绘壤制、奸数据坦和图觉象处这理、弄Wi昨nd具ow现s编圣程等孔便利引工具朗。M障AT酬LA锦B还往配备色了大灿量工堪具箱嘴，特腔别是削还提挨供了符仿真亲工具雁软件忌SI吧MU导LI嫩NK峡。M嗓AT朱LA塞B在两80肺年代硬一出锯现，博首先问是在阵控制纯界得典到研木究人谎员的飘瞩目槽。随黄着M眯AT老LA亲B软态件的虾不断擦完善滔，特奏别是眼仿真择工具伪SI镜MU悟LI陡NK徐的出冒现，央使M等AT笋LA蒜B的娇应用根范围泉越来桶越广脏。随里着M墨AT悉LA障B库
11、间函数父和仿掏真工款具箱黎的不幅断扩惩充，房使其振在系菜统仿博真与绳分析悲、信融号处怀理、莫图像育处理降等方乔面的少应用彻越来纯越广蛙泛。脊MA笛TL涛AB盆 具嫩有 漫3 暮大特爷点：笑（1忙）功楚能强安大，莫包括绕数值架计算分和符惯号计经算，葛计算卖结果魔和编童程可筋视化压，数捆学和得文字丑统一压处理曾，离苍线和秤在线马皆可极计算渐；糠（2服）面蛙友好普，语括言自括然。斤MA祥TL幕AB提 以替复数仓矩阵党为计策算单喂元，乱指令帐表达解与标平准教踏科书尼的数办学表吹达式叶相近浪；袭（3革）开捞放性剪强。朗MA化TL蔬AB抹 有阀很好道的可旧扩充耳性，全可以苏把它英当作暗一种涨更高靠级的恰语
12、言息去使异用，逐可容趣易地搜编写软各种挎通用理或专杰用应姿用程拾序。耳正是电由于泄 M菌AT秆LA泽B 铜的这央些特胜点，堂使它雷获得纪了对阳应用黎学科银（特睬别是霜边缘昏学科畜和交扰叉学禾科）赠的极戏强适眉应力役，并古很快献成为这应用馋学科杂计算渐机辅储助分闻析设您计、悲仿真雅、教蠢学乃朱至科俯技文赞字处四理不渔可缺旗少的粗基础争软件研，成容为欧锋美高凤等院争校、租科研屈机构乒教学仅与科血研必歌备的鄙基本沫工具谦。拉在 每MA滑TL称AB带 中斧，S贱im离ul株in弃k 芬是一拘个比倒较特挂别的岛工具倡箱，羊它具歉有两稼个显暖著的膝功能角：S雨im管u（驱仿真贝）与左 L摆in怠k（闹链接
13、贫），猫是实府现动赢态系恶统建睡模、严仿真朽的一授个集矩成环借境。僚具有数模块揉化、阵可重外载、揪可封侍装、扛面向搅结构景图编萝程及森可视立化等阔特点嫌，可过大大示提高清系统夸仿真鄙的效半率和匪可靠虽性；认同时弦进一肃步扩昏展了毯 M京AT变LA糕B 爱的功渐能，赠可实掌现多次工作是环境翼间文丹件互创用和慧数据蝶交换扬。S锡im政ul竹in集k 爬提供忽了友余好的射图形记用户纺界面束（G套UI偏），东模型足由模忙块组吸成的谱框图规来表旧示，源用户继建模在通过漂简单磁的单形击和君拖动底鼠标接的动肆作就按能完必成。梅Si怀mu架li陆nk秤 的赶模块英库为共用户是提供灾了多宽种多颈样的排功能意模块
14、士，其虾中有雷连续绢系统滨（C倒on方ti浩nu怪ou毒s）混、离趁散系肥统（崭Di度sc率re模te博）、厉非线遭性系钥统（船No姨nl圣in酬ea匀r）绘等几和类基馅本系环统构对成的跟模块眼，以鸡及连酿接、傅运算夸模块哨。而倦输入疤源模支块（并So广ur尼ce话s）界和接倍收模解块（便Si欢nk钻s）联则为症模型股仿真买提供弊了信评号源大和结冷果输差出设邪备。目本文愤就是姑利用说编制伪MA旷TL亿AB啊仿真之m文谱件进阁行D祖S扩唯频通妖信系菌统的畜性能缓仿真动及其虫分析哲。底1.妨4 文本文悬主要慨工作锤扩频愤通信拿技术来本身摇的优针越性语，使恢其成钞为未万来通速信方纪式的伍主流母。而倡
15、DS逝扩频滋通信通系统轰实扩庄频通乐信系回统应氧用广粮泛的灵一种荷方式欢，本既文主皱要分点析充了害DS却扩频谅通信堂系统摸的基兽本通绣信原黎理，缓说明蝶其抗活干扰锯的性夹能。个并根炕据数惑学分脏析模静型建杀立M场AT撞LA叼B仿他真模营型进桃行系黄统性刮能分榨析，傅主要半有：追抗正厉弦干季扰、光窄带监干扰铅、多缩经干渗扰，炸进而淋对仿箭真结躬果进驶行分岔析说裂明D鹿S系层统的近性能攻。纵本文丙第1含章主援要说含明了孔扩频鸽通信鞋的发丈展和用其通澡信的壮理论可基础丰，以狡及大桃概说村明了舟扩频窝通信弟系统鬼得优辜越性挂，接减着介炼绍了皮本文宁用到巡的仿姑真软咐件M洽AT涨LA塔B的孟基本碑情况扎
16、。震本文卷重点狼和主茎要工竟作是寻第2肌章和证第3痕章。完第2偷章在脂一般斗DS览扩频坏通信群的组鸭成框很图上担，通匪过定面量和垒定性薪分析杀来说短明D宵S扩丢频通阶信系坚统的蹲抗干芹扰性聋能原桌理。磁第3结章是韵在第颠2章共的数宴学模货型上莫建立览起D制S扩砌频系屠统抗属各种从干扰哗的仿虹真模果型，挎并运娱行仿辱真程旺序得粥出D怨S系诉统在唉抗干树扰方净面的赶有效惨性的琴曲线饥图，谎并且趴进行冒结果饥分析橡，这黄章也作是本什文的次亮点静之处颗。凭虽然尽，扩撑频系惨统自系身处侍理增冬益的胸存在她，使殃其具观有较蜻好的六抗干给扰性咸能。垂但是财，随会着现灯代通独信的撇发展雁及其允通信榆环境悠的变泰化，锈使得荷处理达增益优已不没能满稳足现跌在通再信的逐需要谈。这尘样，敲在本雅文的舌第4尺章姐，我程们概恢括介峰绍了载几种济扩频星系统蜘的抗靠干扰不技术撑，具伯体包歉括：辨混合糊式扩酬展频仗谱系堆统、扒自适送应天伟线抑尺制干丸扰技万术、锋自适适应滤栗波器水抑制贫
