直接序列擴(kuò)頻通信的設(shè)計及仿真-文庫吧
2025-06-15 06:47 本頁面
【正文】 解調(diào)器恢復(fù)成原始數(shù)字信號。擴(kuò)展頻譜的特性取決于所采用的擴(kuò)頻碼序列的碼型和碼片速率。為了獲得具有近似噪聲的頻譜，采用偽噪聲（PN）序列作為擴(kuò)頻系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼。 擴(kuò)頻和解擴(kuò)的頻譜變化采用碼片速率很高的PN碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，擴(kuò)頻信號的帶寬可達(dá)1~100MHz。通過擴(kuò)頻解擴(kuò)處理能夠提高抗干擾能力。擴(kuò)展頻譜信號在接收端做相關(guān)解擴(kuò)處理，有用信號被解擴(kuò)為窄帶譜信號；寬帶無用信號與本地偽碼不相關(guān)，因此不能解擴(kuò)，仍為寬帶譜；窄帶干擾信號則被本地偽碼擴(kuò)展成為寬帶譜。用一個窄帶濾波器排除帶外的干擾，這樣窄帶內(nèi)的信噪比就大大提高了。 擴(kuò)頻模塊包括偽隨機(jī)碼生成和相關(guān)運算兩個部分。不同的偽隨機(jī)碼表示著不同的擴(kuò)頻方式。常用的偽隨機(jī)碼有 m 序列（最大長度移位寄存器序列）、Gold 碼序列等。在直序擴(kuò)頻序列通信系統(tǒng)中，每一用戶都分配到一固定的PN 序列，用戶之間的PN 序列都是互為正交的，以使得每一用戶不受到其他用戶的干擾。擴(kuò)頻的過程可以簡而言之為在發(fā)送端用PN 碼序列將載有信息的信號擴(kuò)頻到某個較寬的帶寬上，然后在信道上進(jìn)行傳輸。 解擴(kuò)過程與擴(kuò)頻過程完全相同，也是將輸入解擴(kuò)模塊的信號用偽隨機(jī)碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理。同時，要求接收端解擴(kuò)頻用的偽隨機(jī)碼與發(fā)送端擴(kuò)頻用的偽隨機(jī)碼不僅碼字相同，而且相位相同；否則，將會導(dǎo)致期望用戶的信號自身相互抵消。 解擴(kuò)處理將擴(kuò)頻后的信號壓縮到信息頻帶內(nèi)，有寬帶信號恢復(fù)為窄帶信號；同時，解擴(kuò)處理的結(jié)果也擴(kuò)展了干擾信號，降低了干擾信號的功率譜密度，使之進(jìn)入到信息頻帶內(nèi)的功率下降，從而使系統(tǒng)獲得處理增益，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。用戶信息擴(kuò)頻后的信息PN碼序列 擴(kuò)頻框圖，圖中一個隨機(jī)序列與PN碼序列異或相乘得一個新的序列，使隨機(jī)序列的頻譜被擴(kuò)展。 擴(kuò)頻仿真模型的設(shè)計在數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼器的輸出是某一數(shù)字序列，而譯碼器輸入同樣也是一數(shù)字序列，它們在一般情況下是相同的數(shù)字序列。因此，從編碼器輸出端到譯碼器輸入端的所有轉(zhuǎn)換器及傳輸媒質(zhì)可用一個完成數(shù)字序列變換的方框加以概括，這個方框就稱為編碼信道。AWGN信道，是指信號在信道中傳輸時加入了高斯白噪聲，第二個波形為加入高斯白噪聲后的波形。 AWGN信道設(shè)計BPSK是二進(jìn)制相移鍵控，在二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進(jìn)制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生BPSK信號。通常用已調(diào)信號載波的0176。和180176。分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號的1和0。理想的BPSK調(diào)制可使載波相位瞬時變化180176。相乘器輸出 BPSK解調(diào)原理圖開關(guān)電路 S（t）180176。移相 BPSK調(diào)制原理圖BPSK信號的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)，解調(diào)器原理圖如圖514所示，在相干解調(diào)過程中需要用到與接收到的BPSK信號同頻同相的相干波。解調(diào)框圖。 BPSK信道設(shè)計 在擴(kuò)展頻譜通信中需要用高碼率的窄脈沖序列。這是指擴(kuò)頻碼序列的波形而言。并未涉及碼的結(jié)構(gòu)和如何產(chǎn)生等問題。那么究竟選用什么樣的碼序列作為擴(kuò)頻碼序列呢? 它應(yīng)該具備哪些基本性能呢? 現(xiàn)在實際上用得最多的是偽隨機(jī)碼，或稱為偽噪聲(PN)碼。這類碼序列最重要的特性是具有近似于隨機(jī)信號的性能。因為噪聲具有完全的隨機(jī)性，也可以說具有近似于噪聲的性能。但是，真正的隨機(jī)信號和噪聲是不能重復(fù)再現(xiàn)和產(chǎn)生的。我們只能產(chǎn)生一種周期性的脈沖信號來近似隨機(jī)噪聲的性能，故稱為偽隨機(jī)碼或PN碼。為什么要選用隨機(jī)信號或噪聲性能的信號來傳輸信息呢？許多理論研究表明，在信息傳輸中各種信號之間的差別性能越大越好。這樣任意兩個信號不容易混淆，也就是說，相互之間不易發(fā)生干擾，不會發(fā)生誤判。理想的傳輸信息的信號形式應(yīng)是類似噪聲的隨機(jī)信號，因為取任何時間上不同的兩段噪聲來比較都不會完全相似。用它們代表兩種信號，其差別性就最大。在數(shù)學(xué)上是用自相關(guān)函數(shù)來表示信號與它自身相移以后的相似性的。隨機(jī)信號的自相關(guān)函數(shù)的定義為下列積分： () 式中 f(t)為信號的時間函數(shù)，為時間延遲。上式的物理概念是f(t)與其相對延遲的的來比較:如二者不完全重疊，即，則乘積的積分為0；如二者完全重疊，即；則相乘積分后為一常數(shù)。因此，的大小可用來表征
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