MATLAB Simulink直接扩频通信_simulink 扩频 csdn,simulink 扩频-讲义文档类资源文档格式.doc

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直接序列扩频；

扩频码；

抗干扰

7

Abstract

Spreadspectrumcommunicationbecauseofitsstronganti-interferenceability,goodconcealment,easytoimplementmultipleaccesstransmissionadvantagesincommunication,mobilecommunication,wirelessdatahasbeenappliedmoreandmorewidely.Butnowitisintherapiddevelopment,thecurrentvariouscountriesarevigorouslydevelopthethirdgenerationmobilecommunicationtechnologyofthespreadspectrumcommunicationsystem.Thedirectsequencespreadspectrumcommunicationisthemosttypicalspreadspectrummodes.

Thispaperistostudythedirectsequencespreadspectrumsystemperformanceanalysisforthepurpose,fromthesystemsimulationoftheworkingmodeofdirectspreadspectrumcommunicationsystemwerestudied.Thispaperdescribesthebasictheoryofspreadspectrumcommunication,andbrieflyintroducesthedirectsequencespreadspectrumcommunicationsystem.Thenweintroducedthespreadingsequence,discussesindetailthetheoryofcodesequence.ThisdesignusesPNsequenceasthespreadingsequence,signalmodulationwithbinaryphaseshiftkeyingmode.InthesimulationsystemusingSIMULINKasthesimulationplatform,themodelingofthedirectsequencespreadspectrumcommunicationsystem,BERperformanceofthesystemisobtained,andcomparedwiththetheoreticalvalues,andasimpleanalysisofthemultipathcapabilitiesofthesystem.

Keywords:

Simulink;

directsequencespreadspectrumcode;

interference;

目录

1.引言 1

1.1直扩通信系统的研究目的及意义 1

1.2直扩通信系统特点 2

1.2.1直序扩频通信系统的优点 2

1.2.2直扩通信系统的不足 3

1.3应用缺陷 3

1.4直扩序列发展 4

2扩频码序列介绍................................................. 5

2.1码序列的相关性 5

2.2m序列 7

2.2.1m序列的产生 7

2.2.2m序列的性质 9

2.3Gold码序列介绍 10

2.3.1Gold码序列产生 10

2.3.2Gold码序列原理 10

3直接扩频通信技术原理及介绍 13

3.1直接序列扩频的概念 13

3.2直接序列扩频通信的理论基础 13

3.3直接序列扩频的基本原理 14

3.4扩频增益介绍.............................................................................................................15

3.5直接序列扩频系统的同步分析 16

3.6直接序列扩频的抗干扰性能分析 18

3.7直接序列扩频的抗多径效应性能分析 19

4MATALB及SIMULINK的介绍 21

4.1MATLAB简介 21

4.2SIMULINK简介 22

4.3SIMULINK的基本操作 22

4.3.1系统框图模型的建立 23

4.3.2系统仿真运行 25

4.3.3仿真结果输出............................................................................................................26

5直接序列扩频的的仿真 28

5.1发射部分的SIMULINK仿真 28

5.2接收部分的SIMULINK仿真 32

5.3直接序列扩频的MATLAB程序 36

6总结 40

致谢 41

参考文献 42

附录A 44

附录B 53

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

直接序列扩频通信系统研究及仿真

1引言

1.1直扩通信系统的研究目的及意义

现代军事通信面临着纷繁复杂的干扰环境，因此具备足够的抗干扰能力，是未来通信发展至关重要的因素，这要求能够识别和抑制各种干扰。

扩频通信早期主要应用于军事目的，从世纪年代末、年代初开始，扩频技术在民用通信方面的应用逐渐兴起并迅速发展，例如在蜂窝数字移动通信系统中，扩频技术被用于克服多路径效应和抑制同信道干扰，新一代移动通信系统利用技术进一步提高频谱利用率和系统性能。

直接序列扩频系统是目前应用最广泛的一种扩频通信系统。

它最突出的优点是当扩频增益足够大时，系统具有良好的抗干扰能力。

直接序列扩频是高安全性高抗扰性的一种无线序列型号传输方式。

英文全称DirectSequenceSpreadSpectrum，简称直扩方式（DS方式）。

通过利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。

直接序列扩频技术在军事通信和机密工业中得到了广泛的应用，现在甚至普及到一些民用的高端产品，例如信号基站、无线电视、蜂窝手机、无线婴儿监视器等，是一种可靠安全的工业应用方案

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。

直接序列扩频系统，及DS-CDMA，主要是一种民用技术，在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。

欧洲的GSM标准和北美的以CDMA技术为基础的IS-95都在第二代移动通信系统（2G）的应用中取得了巨大的成功。

而在目前所有建议的第三代移动通信系统（3G）标准中（除了EDGE）都采用了某种形式的CDMA。

因此CDMA技术成为目前扩频技术中研究最多的对象。

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[03]。

1.2直扩通信系统特点

1.2.1直序扩频通信系统的优点

1）抗干扰能力强

扩频解调器实际上是一个相关器，扩频信号通过相关器后能有效地恢复，干扰信号（包括瞄准性窄带干扰和宽带干扰）由于与本地PN码不想关而被相关器抑制掉。

表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G（SpreadingGain）,其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。

G=B2/B1扩频通信中，接收端对接收到的信号做扩频解调，只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份，而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响，相当于把接收信噪比提高了G倍。

考虑到输出端的信噪比和接收系统损耗，可以认为实际的扩频增益带来的信噪比的改善为：

M=G-输出端信噪比——系统损耗公式中的M叫做抗干扰容限。

在第五章的系统仿真中，我们可以更直观的观察到系统的抗干扰性能。

2）抗多径干扰能力强

无线电波波在传播的过程中，除了直接到达接收天线的直射信号外，还会有各种反射体（如大气对流层、建筑物、高山、树木、水面、地面）等引起的反射和折射信号被接收天线接收。

反射和折射信号的传播时间比直射信号长，它对直射信号产生的干扰称为多径干扰。

多径干扰会造成通信系统的严重衰落甚至无法工作。

由扩频序列的自相关函数的特性知道。

当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时，相关器输出只为码长的倒数，故被很大程度地抑制掉。

直序扩频技术还有一种更先进的接收技术，叫RAKE接收技术，它可以实现多径分集接收，即将各种路径来的信号，包括直接、折射、反射绕射信号解扩后在相位上根据峰值校齐并进行叠加，使信号强度更高，不仅避免了多径干扰还增强了接收信号强度。

但是RAKE接收技术的实现比较复杂且昂贵。

3）抗截获能力强

理论分析表明，信号的检测概率与信号能量与噪声功率谱密度之比成正比，与信号的频带宽度成反比。

直扩信号正好具有这两方面的优势，它的功率谱密度很低，单位时间内的能量就很小，同时它的频带很宽。

因此，它具有很强的抗截获性。

简单的说：

由于信息信号经过扩频调制后频谱被大大扩展，使信号的功率谱密度大大降低，接收端接收到的信号谱密度比接收机噪声低，即信号完全淹没在噪声中，这样对其他同频段电台的接收不会形成干扰，信号也就不容易被发现，进一步检测出信号就更难，所以有非常高的隐蔽性，非常适合保密通信，特别适合应用于军事领域的通信。

正因为有此特点，FCC规定使用扩频通信机不必申请专用频率。

4）可同频工作

由于采用相关解扩，所以只要每部通信的解扩码（PN）不同，几部通信机就可以使用同一载频而不会有互相干扰，只是多增加一点背景噪声而已。

5）便于实现多址通信

由于不同的扩频码是正交或接近正交的，彼此相互影响很小，所以可以把不同的扩频码作为用户的地址码，则很容易实现码分多址（CDMA）通信。

移动通信系统采用CDMA方式，理论上可以使通信容量比目前的蜂窝