【正文】 學(xué)士學(xué)位論文 I 【摘要】 直接序列擴頻通信系統(tǒng) （ DSCDMA） 因其抗干擾性強、 隱蔽性好、易于實現(xiàn)碼分多址（ CDMA）、抗多徑干擾、直擴通信速率高等眾多優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域中 。 針對頻通信廣泛的應(yīng)用 ， 本文用 MATLAB 工具箱中的SIMULINK通信 仿真模塊和 MATLAB函數(shù)對直接序列擴頻通信系統(tǒng) 進行了分析和仿真 ，使其更加形象和具體。 【關(guān)鍵詞】 ：直接序列擴頻通信系統(tǒng) 碼分多址 MATLAB 仿真 SINMULINK模塊仿真 學(xué)士學(xué)位論文 II 【 ABSTRACT】 Direct sequence spread spectrum munication system because of its advantage such as strong antidisturbance,hidden, being easy to realize CDMA ,antimultipath interference,DS munications rate higher strengths and so ,so it is widely used in many fields. With the wide use of the direct sequence spread spectrum munication technique , this text use munication simulated module of SIMULINK in the toolbox of MATLAB and MATLAB functions to make an analysis and emulation to DSCDMA system and make the system more image and particular. 【 KEY WORDS】 ： DSCDMA CDMA MATLAB SINMULINK 學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 【摘要】 .......................................................................I 【 ABSTRACT】 ..................................................................II .........................................................................1 直序擴頻系統(tǒng)的應(yīng)用背景 ...................................................1 直序擴頻系統(tǒng)的特點 .......................................................2 直擴系統(tǒng)的發(fā)展 ...........................................................3 2． CDMA 數(shù)字蜂窩移動通信的介紹 .................................................4 CDMA 簡介 .................................................................4 CDMA 技術(shù)背景 .........................................................4 幾種常見的 CDMA 技術(shù) ..................................................4 CDMA 的特點 ...........................................................4 CDMA 通信技術(shù)的基本原理 ..................................................5 CDMA 通信技術(shù)的基礎(chǔ) ...................................................5 CDMA 通信技術(shù)的基本原理 ...............................................6 CDMA 的應(yīng)用前景 ...........................................................6 3. 擴頻碼序列 ..................................................................7 碼序列的相關(guān)性 ...........................................................7 M序列 ....................................................................9 GoId碼序列 ..............................................................11 4．直接序列擴頻 通信 技術(shù) .......................................................14 直接序列擴頻的概念及理論基礎(chǔ) ............................................14 直接序列擴頻的概念 ..................................................14 擴頻通信的理論基礎(chǔ) ..................................................14 擴頻增益和抗干擾容限 .................................................15 直接序列擴頻的基本原理 ..................................................15 直擴系統(tǒng)的性能 .........................................................18 直擴系統(tǒng)的抗干擾性 ..................................................18 直擴信號的抗截獲性 ..................................................19 直擴碼分多址通信系統(tǒng) ................................................19 學(xué)士學(xué)位論文 IV 直擴系統(tǒng)的抗多徑干擾性能 ............................................20 直擴測距定時系統(tǒng) ....................................................20 擴 頻序列通信系統(tǒng)的同步原理 ..............................................20 5. 直接序列擴頻通信系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 ..........................................22 MATLAB 的基本操作 .......................................................22 Simulink 仿真技術(shù) .......................................................23 Simulink 窗口環(huán)境 ....................................................23 功能模塊的連接及設(shè)置 ................................................24 Simulink 對通信系統(tǒng)的仿真 ............................................27 MATLAB 源程序設(shè)計 .......................................................32 【參考文獻】 ..................................................................40 【致 謝】 ....................................................................41 【附錄】 ......................................................................42 英文文獻 ....................................................................42 中文文獻 ....................................................................46 學(xué)士學(xué)位論文 1 1. 引言 1． 1 直序擴頻系統(tǒng)的應(yīng)用背景 : 直接序列擴頻 (DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)技術(shù)是當今人們所熟知的擴頻技術(shù)之一。 這種 技術(shù) 是 將要發(fā)送的信息用偽隨機碼（ PN 碼）擴展到一個很寬的頻帶上去，在接收端，用與發(fā)端擴展用的相同的偽隨機碼對接收到的擴 頻信號進行相關(guān)處理，恢復(fù)出發(fā)送的信息。 它是二戰(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)擴頻通信技術(shù)的觀點是在 1941 年由好萊塢女演員 Hedy Lamarr 和鋼琴家 Gee Antheil 提出的。基于對魚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，當時該技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視，直到十九世紀八十年代才引起關(guān)注，將它 用于敵對環(huán)境中的無線通信系統(tǒng)。 直序擴頻 解決了短距離數(shù)據(jù)收發(fā)信機、如：衛(wèi)星定位系統(tǒng) (GPS)、 3G 移動通信系統(tǒng)、 WLAN (, , )和藍牙技術(shù)等應(yīng)用的關(guān)鍵問題。擴頻技術(shù)也為提高無線電頻率的利用率 (無線電頻譜是有限的因此也是一種昂貴的資源 )提供幫助。 直序擴頻通信系統(tǒng)的工作原理 如圖 11所示 。 在發(fā)端輸入的數(shù)字信號信息，先由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜，擴頻碼序列一般采用 PN 碼。展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。 調(diào) 制多采用 BPSK、 DPSK、 MPSK 等調(diào)制方式。 在接收端收到的信號進行解調(diào)（一般采用相干解調(diào)）。然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴。恢復(fù)成原輸入的信息輸出。 信息 信息 擴 頻 射頻調(diào)制 射頻發(fā)生器 偽 碼 擴頻解調(diào) 本地偽碼 解調(diào) 本地射頻 發(fā)生器 圖 11 擴頻通信工作原理 學(xué)士學(xué)位論文 2 由此可見， — 般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行兩次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為擴頻調(diào)制，二次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的解擴和射頻解調(diào)。 與一般通信系統(tǒng)比較，擴頻通信就是多了擴頻調(diào)制和解擴部分。 1． 2 直序擴頻系統(tǒng)的特 點 : ： 1） 抗干擾性 強 抗干擾是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為 100 倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強度降低了 100 倍，如要保持原干擾強度，則需加大 100 倍總功率，這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關(guān)解擴處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下，由于不同擴頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因為擴頻技術(shù)抗干擾性強，美國軍方在海灣戰(zhàn)爭等處廣泛采用擴頻技術(shù)的無線網(wǎng)橋來連接分布在不同區(qū)域的計算機網(wǎng)絡(luò)。 2） 隱蔽性好 因為信號在很寬的頻帶上被擴展， 單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。 3） 易于實現(xiàn)碼分多址（ CDMA） 直擴通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費了頻段？其實正相反，擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴通信要用擴頻編碼進行擴頻調(diào)制發(fā)送，而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關(guān)解擴才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同 用戶不同的擴頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴頻編碼，分別