【正文】 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 直接序列擴(kuò)頻通信仿真實(shí)現(xiàn) 摘 要 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)因其抗干擾性強(qiáng)、隱蔽性好、易于實(shí)現(xiàn)碼分多址 （ CDMA） 、抗多徑干擾、直擴(kuò)通信速率高等眾多優(yōu)點(diǎn)，在個(gè)人通信網(wǎng)、無線局域網(wǎng)、第三代移動通信、衛(wèi)星通信以及軍事戰(zhàn)術(shù)通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 本文以擴(kuò)頻通信理論為基礎(chǔ)，用 MATLAB 工具箱中的 Simulink 通信仿真模塊和MATLAB 函數(shù)對直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真分析，在給定條件下運(yùn)行了仿真程序，得到了預(yù)期的結(jié)果。本文具體介紹了擴(kuò)頻通信的國內(nèi)外發(fā)展背景和發(fā)展趨勢，闡明了擴(kuò)頻通信在當(dāng)今社會的重要性，擴(kuò)頻通信是 70 年代中期迅速發(fā)展起來的一種新型的通信系統(tǒng)，它抗干擾能力、抗衰落能力、抗多徑的能力是上述其它通信系統(tǒng)無與倫比的。根據(jù)擴(kuò)頻通信的特點(diǎn)和原理，對擴(kuò)頻通信進(jìn)行具體分析如擴(kuò)頻同步，擴(kuò)頻碼序列，擴(kuò)頻增益和抗干擾容限等相關(guān)問題進(jìn)行了具體研究，同時(shí)介紹了擴(kuò)頻通信在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，說明了其重要性所在。 關(guān)鍵詞 ：擴(kuò)頻通信；同步；調(diào)制； Simulink 仿真；解調(diào) 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Abstract The direct sequence spread spectrum munication system is widely used in various areas, such as personal munication, works, wireless local area work, the third generation mobile munications, satellite munications and military tactical munications, because of its many advantages: strong antiinterference, good for hiding, easy to implement code division multiple access (CDMA), antimultipath interference, and higher DSSS munication rate. Based on spread spectrum munication theory, By using Simulink, and MATLAB function,the direct sequence spread frequency munication was simulated, and under the given conditions, the simulation program running the expected results. The article specifically on the spreadspectrum munications background and the development of domestic and international development trends, clarify the spread spectrum munication in today39。s society of the importance of spread spectrum munication is the mid1970s up to the rapid development of a new type of munications system, and its antiinterference capability, AntiFading capacity, multipath resistance is the ability of these other munication systems inparable. According to spreadspectrum munications features and principles of spread spectrum munications for a specific analysis such as spread spectrum synchronization, the spreading code sequences, Spreading Gain and interference tolerance, and other issues related to the specific research, Meanwhile on the spread spectrum munication in various fields of application, shows its importance lies. Finally, based on the simulation software MATLAB Simulink tools for dynamic simulation, e out with a plete simulation results, using Simulink summed up the basic methods and steps. Keywords: Spread spectrum munication。 Synchronization。 Modulation。 Simulink。 Demodulation 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 1 緒 論 ................................................................ 1 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的發(fā)展 ..................................... 1 直接序列擴(kuò)頻通信應(yīng)用背景 ....................................... 2 直接序列擴(kuò)頻通信的特點(diǎn) ......................................... 3 課題介紹 ....................................................... 4 2 直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)及其理論基礎(chǔ) .................................... 5 直接序列擴(kuò)頻通信的定義 ......................................... 5 直接序列擴(kuò)頻通信的基本概念 ..................................... 8 直接序列擴(kuò)頻通信的擴(kuò)頻和解擴(kuò)過程 ............................... 9 3 直接序列擴(kuò)頻通信原理 ............................................... 11 直擴(kuò)系統(tǒng)的同步 ................................................ 11 擴(kuò)頻碼序列的相關(guān)性 ............................................ 18 m 序列 ......................................................... 20 擴(kuò)頻增益和抗干擾容限 .......................................... 24 直擴(kuò)信號的抗截獲性 ............................................ 25 直擴(kuò)系統(tǒng)的抗多徑干擾性能 ...................................... 25 直擴(kuò)測距定時(shí)系統(tǒng) .............................................. 26 擴(kuò)頻通信的應(yīng)用領(lǐng)域 ............................................ 26 4 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的 Simulink 仿真 ................................ 29 Simulink 的介紹 ................................................ 29 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV Simulink 簡單建模 .............................................. 30 Simulink 仿真技術(shù) .............................................. 33 Simulink 窗口環(huán)境 ........................................ 33 功能模塊的設(shè)置 .......................................... 36 Simulink 對通信系統(tǒng)的仿真 ................................ 38 MATLAB 源程序設(shè)計(jì) .............................................. 40 5 仿真結(jié)果及分析 ..................................................... 48 擴(kuò)頻與解擴(kuò)的 Simulink 仿真圖 ................................... 48 BPSK 調(diào)制的 Simulink 仿真圖 .................................... 50 編碼 信道 的 Simulink 仿真圖 ..................................... 52 先擴(kuò)頻后調(diào)制的擴(kuò)頻通信系統(tǒng) Simulink 仿真 圖 ..................... 53 各模塊的主要參數(shù)設(shè)置 .................................... 55 各示波器所顯示的仿真波形 ................................ 59 致 謝 ................................................................. 63 參考文獻(xiàn) .............................................................. 64 附錄 A 英文原文 ....................................................... 65 附錄 B 漢語翻譯 ....................................................... 71 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒 論 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的發(fā)展 直接序列擴(kuò)頻 (DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技術(shù)是二戰(zhàn)期間開發(fā)的，最初的用途是為軍事通信提供安全保障 , 是美軍重要的無線保密通信技術(shù)。這種技術(shù)使敵人很難探測到信號。即便探測到信號，如果不知道正確的編碼，也不可能將噪聲信號重新匯編成原始的信號。有關(guān)擴(kuò)頻通信技術(shù)的觀點(diǎn)是在 1941 年由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 Gee Antheil 提出的?；趯︳~雷控制的安全無線通信的思路，他們申請了美國專利 。不幸的是，當(dāng)時(shí)該技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視，直到十九 世紀(jì)八十年代才引起關(guān)注，將它用于敵對環(huán)境中的無線通信系統(tǒng)。 在 40 年代至 50年代，主要進(jìn)行了信息論的研究，抗干擾理論的研究和編碼理論的研究。 在 70 年代中期這種新型的通信系統(tǒng)迅速發(fā)展起來， 由于它的抗噪聲的特性，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)非常適合商業(yè)應(yīng)用。在容許無線設(shè)備公開使用的電磁環(huán)境里，它對其他傳統(tǒng)微波設(shè)備造成最小的干擾，同時(shí)對附近其他設(shè)備有更高的抗擾性。 同時(shí) 1977 年， IEEE發(fā)表了擴(kuò)頻通信文集。 1978 年，在日本京都召開的國際無線通信咨詢委員會公布了研究成果。 1982 年 ， 美國召開第一次軍事通信會議，兩次報(bào)告在軍 事中的應(yīng)用 。在 1985 年 ，美國 又 提出 CDMA(碼分多址 )的概念同年美國聯(lián)邦通信委員會 (FCC)制定擴(kuò)頻通信的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，逐步轉(zhuǎn)入民用的商業(yè)化研究。上世紀(jì) 80 年代末，晶體電子技術(shù)的先進(jìn)程度已經(jīng)足以提供商用的、成本效益好的直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)。 進(jìn)入 90 年代， 美國國家航空和航天管理局提出 CDMA 方式的頻譜利用率高于 FDMA 方式，對擴(kuò)頻通信的研究產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，其后各公司逐步生產(chǎn)商業(yè)產(chǎn)品。 我國自 80 年代以來亦開展了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的研制工作，在中波和超短波的擴(kuò)頻通信也已有產(chǎn)品用于軍事通信上，而短波跳頻通信正處于理論探討和 實(shí)驗(yàn)階段 隨著移動通信的迅猛發(fā)展 ，目前 3G 系統(tǒng)由研制開發(fā)逐步進(jìn)入商用并且向第四代無線多媒體通信飛速發(fā)展。 根據(jù) ITU 的標(biāo)準(zhǔn)，世界各大電信公司聯(lián)盟均提出了自己的第三代移動通信系統(tǒng)方案， 雖然 第三代移動通信系統(tǒng) 的標(biāo)準(zhǔn)差異很大，但 采用碼分多址技術(shù)已經(jīng)達(dá)成共識 。目前國外擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)展相當(dāng)迅速，尤其是中、長波和超短波已相當(dāng)成熟，已生產(chǎn)出各種