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1、毕业设计说明书(论文)作 者： 李伟 学 号： 0806220125 学 院 ： 信息工程学院 专 业： 通信工程 题 目： 扩频通信中PN码捕获的SIMULINK 仿真实现 指导者： 李楠 副教授 (姓 名) (专业技术职务)评阅者： (姓 名) (专业技术职务) 2008年 6 月 吉 林毕业论设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）中文摘要扩频通信系统与普通通信系统相比，具有很强的抗干扰、抗多径性能，并且具有信息隐蔽、高精度测量、多址保密通信等特点。扩频码的同步和捕获问题是扩频通信系统进行正确传输的关键问题，即只有在接收部分与发送部分的扩频码相位保持完全相同时，扩频码调制的信息才
2、能被正确解扩。保持发送、接收部分扩频码的同步是扩频通信系统中的一项重点和难点技术。文分析扩频通信系统的性能特点，研究扩频码的产生与相关性，对扩频通信系统中扩频码的捕获时间问题进行深入研究。研究捕获方法思想并在SIMULINK平台上予以实现。拟采用滑动相关法实现捕获阶段的扩频码的捕获。通过仿真结果表明，相比较其它方法，该方法在扩频码捕获上具有硬件简单，易于实现等优点。关键词：扩频通信；扩频码；滑动相关- III -毕业论文外文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要 Title SIMULINK Implementation of PN Code Acquisition in Spread-Spect
3、rum Communications AbstractCompared with other regular communication systems, Spread Spectrum(SS) technology has the advantages of low probability to intercepting, a high immunity to interference, hiding the useful information and multiple-access communication ability. Acquisition and synchronizatio
4、n of expand frequently code is communication-specific critical problem of accurate transmission. Only if the codes of receiver parts are identical with the transmitter part, information modulated by codes could be de-spread or demodulated right. Keep the send part and receiver parts Synchronism is a
5、n important and challenging technique in SS communication, This paper analyzes the performance characteristics of spread spectrum communication system. To research the spreading code generation and correlation. In-depth study on the acquisition time of spreading codes in spread spectrum communicatio
6、n system and acquisition method of ideological to Simulation in SIMULINK platform. Use the Sliding correlation method to achieve the acquisition of the acquisition phase of the spreading code.Through the simulation results show that compared to other methods, this method in spread spectrum code acqu
7、isition has the feature that hardware is simple, easy to implement and so on.Keywords: Spread Spectrum communication； Spread spectrum codes； slipping-acquisition- method目 录目 录摘要IABSTRACTII目录III第1章 绪论11.1 课题研究意义11.2 扩频码捕获的研究现状11.3 扩频码捕获方法简介31.4 本文所做的主要工作4第2章 MATLAB/SIMULINK简介52.1 MATLAB 仿真软件介绍52.1.1
8、MATLAB简介52.1.2 MATLAB语言特点62.2 SIMULINK简介72.2.1 SIMULINK模块库介绍72.2.2 SIMULINK模型的建立过程92.2.3 SIMULINK仿真过程10第3章 扩频通信系统及PN码捕获系统模型建立113.1 引言113.2 扩频通信系统及PN码同步的理论基础113.2.1 伪随机码与同步的关系123.2.2 扩频与解扩过程143.3 扩频通信系统仿真的整体架构163.4 扩频通信系统仿真总模型架构的各部分介绍173.4.1 信源部分173.4.2 调制部分173.4.3 信号极型转换183.4.3 伪随机信号产生模块193.4.5 信道部分
9、203.4.6 扩频模块213.4.7 解调部分223.4.8结果分析部分223.5 滑动相关捕获子系统构建233.5.1捕获原理233.5.2 滑动相关子系统模型243.5.3 本地可控PN码产生子系统253.5.4 积分判决模块263.5.5 相位搜索控制模块28第4章 扩频通信中PN码捕获仿真结果及分析314.1 引言314.2 捕获阶段通用参数分析314.3 影响误码率的相关因素分析334.4 匹配问题分析35结论37参考文献38附录A 扩频通信系统总模型39附录B 滑动相关捕获子系统模型40致谢41第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 课题研究意义在数字通信信号传输过程当中，扩频系统的
10、接收端对信号的正确接收是通信系统性能的重要标准，传输的数据信号能否快速的接收是一个关键的问题。因为扩频信号具有随机性能，所以只有在接收到的扩频信号相位和本地参考扩频信号的相位相同时，接收端才能将扩频信号所传递的信息数据准确的解扩出来。扩频接收系统中的捕获阶段时间长短决定着完成捕获所需要的时间，因此在扩频通信系统当中，一个快速和高效的捕获方案是非常重要的，这是目前同步系统中研究的热点和难点问题。1.2 扩频码捕获的研究现状扩频码的捕获阶段是一个统计变量不断进行变化并有效接收的动态过程，统计的变量经历了接收过程中的各种情况，因此捕获阶段也常常被称为扩频码的搜索阶段或者拦截阶段。当前，扩频码的捕获问
11、题是扩频系统中重要和关键的研究课题之一，扩频码序列的捕获算法种类非常多，各种算法都各有其优势和不足之处，很多学者都对这一问题进行了详细深入的研究。目前，扩频码的捕获方法主要有以下三个方面1：第一方面是从捕获的方式上进行划分，扩频码的捕获方式可以细分为串行方式、并行方式以及串/并行结合的捕获方式。1956年，G.F.Sage就对串行捕获的方式进行了深入的探讨，并最早提出扩频码的串行捕获方法，其特点是结构比较简单、可靠性高、容易实现，并且能够很容易的数学建模，能够在构建模型的基础上对其进行深入的理论分析和仿真，在工程应用上也容易实现。1960年，W.R.Brow对扩频码串行捕获方式中的平均捕获需要
12、时间和扩频码的概率分布近似方法进行深入研究，研究发现串行捕获方式在每次进行滑动搜索时只能搜索出一个码相位，如果积分器输出值未达到预先设定的门限值，那么就对本地码的相位进行改变，改变的幅度为半个码元相位，逐一的对整个相位区间进行滑动搜索，一直达到设定的门限值才停止搜索2。现在利用串行捕获方法的应用也很多，目前国内外对于串行搜索方式的性能及理论分析也都比较详细，很多科学家都提出自己对串行捕获方式的研究成果。比如J.K.Honers就提出了扩频码捕获的单次停留算法在统计学上进行应用的方法；D.M.Diceruodui对扩频码的多次停留时间串行捕获方式进行了详细的探讨；C.M. Victor同R.W.
13、D onaldson曾探讨过针对使用包络相关器的扩频码同步的捕获及保持时间的估算方法。这种搜索的方式虽然容易理解，但也存在不足之处，如果扩频码的码长（周期）非常长，滑动捕获的范围会非常大，范围扩大之后相应地搜索时间将会不断延长3。并行的捕获方式是通过同时使用多个相关器及多个积分器组合后对接收到的扩频信号进行频谱的解扩处理，这种并行的方法只需要占用一个积分器的积分时间就可以将接收到的扩频序列快速的实现捕获，因而并行捕获方式的捕获时间非常短，捕获速度较串行滑动捕获方式快的多，这是并行捕获方式的优势，但是并行捕获方式需要非常大的硬件设备量，设备量如果过多，那么具体实现起来就会存在相当大的难度，所以并
14、行捕获的方式一般情况下不常使用。经常使用的捕获方式是串/并结合的捕获方式，串/并结合的捕获方式能够对串行、并行捕获方式中存在的优缺点进行有效互补，该方案可以在捕获的平均时间及硬件电路的多少中间找到一个合理的方式，是目前经常使用的一种捕获方式4。第二方面为检测器件的研究，影响系统捕获性能的主要原因之一为产生判决信号的判决相关器件，一直以来人们经常使用的判决相关器件的类型为“积分/清零”型，它能够使待判决数据信息的“有效信噪比”降低。利用光电相关器件来进行扩频码捕获是一种硬件和软件相结合的方案有效的利用光电相关器进行傅立叶变换时间短的优势，把数据信息进行的相关解扩运算转变成为傅氏变换后进行相乘，再进行傅氏逆变换，通过这种变换可以有效的缩短平均捕获时间，同时在频域上也很容易的消除多普勒频移及接收机的频移。A. Pely dores于
