【正文】 的 m 序列來研究 其產(chǎn)生和擴頻通信系統(tǒng)中的性能。利用擴頻技術(shù)測距，擴頻碼序列的長度 (周期 )決定了測距系統(tǒng)的最大不模糊距離；而擴頻碼序列的速率 (碼元寬度 )決定了測距系統(tǒng)的分辨率。為克服這一困難，就必須加大發(fā)射信號的功率。所以擴頻碼分多址通信在城市移動通信中有著廣闊的應用前景。頻譜密度低，對空間通信大有好處。由于擴頻通信系統(tǒng)使用碼周期很長的偽隨機碼，在一個偽碼周期中具有隨機特性，經(jīng)過它調(diào)制后的數(shù)字信息類似于隨機噪聲，因而將其用于保密通信系統(tǒng)中，敵方采用普通偵察手段和破譯方法不易發(fā)現(xiàn)和識辨信號。便于實現(xiàn)機動靈活的隨機接入，便于采用計算機進行信息的控制和交換。多址通信網(wǎng)內(nèi)的所有接收機和發(fā)射機可以同時使用相同的頻率工作。它具有極強的抗人為寬帶干擾、窄帶瞄準式干擾、中繼重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 11 轉(zhuǎn)發(fā)式干擾的能力，有利于電子反對抗，特別適合軍事通信系統(tǒng)中運用。經(jīng)過中頻濾波器后，大部分其它發(fā)射機輸出的跳頻信號被濾除，只有很小一部分 )(2tJ? 落入中頻濾波器的通帶內(nèi)造成干擾。 窄帶干擾信號在通過混頻器后，只有其載波頻率和跳頻系統(tǒng)的載波頻率相差不多的那部分才能通過中頻濾波器，而其它大部分窄帶干擾信號和接收機的本振信號混頻后，落在了中頻濾波 器的通頻帶之外，被中頻濾波器濾除了。 當收發(fā)兩端以相同的跳變規(guī)律跳頻時，式 (114)中的第一項中的和頻分量不能通過中頻濾波器，被中頻濾波器濾除；差頻分量在理想同步的情況下 ( dd TT ?? ，nn ????? ? )，通過中頻濾波器的信號為 ? ?)]π2c os [)(21)(π2)(π2c os)(21IF0tfTtAdtnfftnffTtAddnnrd??? ??? ?????? ?? ? (115) 式中： 0IF fff r ?? ，為接收機的中頻頻率。 圖 12 跳頻通信系統(tǒng)模型 跳頻信號 )(ts 經(jīng)過信道傳輸后，受到各種干擾 信號的污染，假如不考慮傳播損耗，則接收機收到的信號為 2,21)()(]))(π2c os [)()( 0 NntntJtnffTtAdtR nd ?，???? ????? ? (113) 式中： dT 為信道傳播時延； (a)發(fā)射系統(tǒng) s(t) m序列 發(fā)生器 頻 率 合成器 dn(t) 跳頻指令 中 頻 濾波器 頻 率 合成器 m序列 發(fā)生器 射 頻 濾波器 R(t) r(t) v(t) (b)接收系統(tǒng) cos[2?(f0177。雖然這種描述是在若干假設的情況下，忽略了許多次要的因素進行的，但它反映了擴頻通信系統(tǒng)最本質(zhì)的特性。 二、數(shù)學模型 我們以二元直接序列擴展頻譜通信系統(tǒng)為例，來討論擴展頻譜通信系統(tǒng)的數(shù)學 模型。一個周期 (長度 )為 N，碼元為 ic 的偽噪聲二元序列 ??ic 的歸一化自相關(guān)函數(shù)為 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 7 ?????????? ???)( m o d01)( m o d011)(1NτNNτccNτRNiiic ? (19) 式中 0?? ， 1， 2， 3，?。這是因為高斯白噪聲信號具有理想的自相關(guān)特性，其功率譜為 2)( 0NfS ? ∞ f ∞ (16) 它的自相關(guān)函數(shù) 為 ? ??? ?? )(2)()( 0π2 τδNdfefSτR f τj (17) 其中： ? 為時延， ??? ???? 00 0)( τττδ (18) 白噪聲的自相關(guān)函數(shù)具有 )(?? 函數(shù)的特點，說明它具有尖銳的自相關(guān)特性。對于任意給定的信號噪聲功率比 NS ，可以用增大系統(tǒng)的傳輸帶寬來獲得較低的信息差錯率。Shannon）信道容量公式 : )1(log2 NSWC ?? (12) 式中 C 為信道容量 (bit/s)， W 為信道帶寬 (Hz)， S 為信號功率 (W)， N 為噪聲功率(W)。 擴頻通信系統(tǒng)最大的特點是其具有很強的抗人為干擾 、抗窄帶干擾、抗多徑干擾的能力。擴頻后射頻信號的帶寬至少是信息帶寬的幾十倍、幾百倍甚至幾萬倍。信號的時域表示式 )(tf 可以用傅立葉變換得到其頻域表示式 )(fF 。近年來，擴展頻 譜通信技術(shù)的理論和應用發(fā)展非常迅速。因此，可靠性決定于系統(tǒng)抵抗干擾的性能，也就是說，決定于通信系統(tǒng)的抗干擾性。在數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，因此傳輸?shù)挠行允怯脗鬏斔俾蕘砗饬康摹? 通信系統(tǒng)的有效性，是指通信系統(tǒng)傳輸信息速率的高低。 m序列族序列數(shù)極其巨大（當寄存器級數(shù)等于 6 時，有 226 個序列）。 迄今為止，人們獲得的偽隨機序列仍主要是 PC（相控）序列，移位寄存器序列（ m 和 M 序列）， Gold 序列， GMW 序列，級聯(lián) GMW 序列， Kasami 序列等。首先，它是一種 連續(xù)波雷達，可以較好地利用發(fā)射機的功率。 在雷達信號設計中的應用 近年興起的擴展頻譜雷達所采用的信號是已調(diào)制的具有類似噪聲性質(zhì)的偽隨機序列，它具有很高的距離分辨力和速度分辨力。而隨著擴 頻速率的不斷提高，擴頻碼的長度急劇增加，利用計算機設計并驗證擴頻碼的各項指標能大大提高效率。顯然，這種通信方式與一般常見的窄帶通信方式相反，是在擴展頻譜后，寬帶通信，再相關(guān)處理恢復成窄帶后解調(diào)數(shù)據(jù)。 本文 前言 對本次畢業(yè)設計的內(nèi)容作了概述，第 一 章主要介紹了擴頻通信的基本內(nèi)容 ,包括擴頻通信的概念、主要特點、擴頻通信系統(tǒng)的模型以及 m 序列在擴頻通信中的應用；第 二 章主要是對 m 序列的定義、 原理以及性質(zhì)的研究；第 三章針對 m序列的仿真實現(xiàn)以及分析的研究。這樣尖銳對立的兩個方面的要求，只有通過使用強大的計算機輔助分析設計技術(shù)和工具才能實現(xiàn)。 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 摘 要 現(xiàn)代社會發(fā)展要求通 信系統(tǒng)功能越來越強，性能越來越高，構(gòu)成越來越復雜；另一方面，要求通信系統(tǒng)技術(shù)研究和產(chǎn)品開發(fā)縮短周期，降低成本，提高水平。 在通信領(lǐng)域中，偽隨機碼越來越受到人們的重視，被廣泛應用于導彈、衛(wèi)星、飛船軌道測量和跟蹤、雷達、導航、移動通信、保密通信 和通信系統(tǒng)性能的測量以及數(shù)字信息處理系統(tǒng)中， m序列是偽隨機碼中帶線性反饋移位寄存器周期最長的一種基本序列。 The third chapter in the m sequence simulation and analysis study. 【 key words】 spread spectrum munication PN code m sequence shift register simulate 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 目 錄 前 言 ............................................................................................................................ 2 第一章 擴頻通信基礎(chǔ) ................................................................................................ 4 第一節(jié) 擴頻通信的基本概念及相關(guān)模型 ......................................................... 4 第二節(jié) 擴頻通信系統(tǒng)的主要特點 ................................................................... 10 第三節(jié) m 序列在擴頻通信中的應用 ............................................................. 12 第二章 m序列 ......................................................................................................... 13 第一節(jié) m序列的定義 ....................................................................................... 13 第二節(jié) m 序列的原理 ..................................................................................... 14 第三節(jié) m序列的性質(zhì) ....................................................................................... 17 第三章 m序列發(fā)生器的仿真及分析 ...................................................................... 20 第一節(jié) MATLAB 軟件介紹 ............................................................................. 20 第二節(jié) m 序列的仿真及分析 ......................................................................... 21 結(jié) 論 .......................................................................................................................... 26 致謝 .............................................................................................................................. 27 參考文獻 ...................................................................................................................... 28 附 錄 .......................................................................................................................... 29 一、英文原文 ....................................................................................................... 29 二、英文翻譯 ....................................................................................................... 38 重慶郵電大學移通學院本科畢業(yè)設計（論文） 2 前 言 擴展頻譜通信 (Spread Spectrum Communication)是將待傳送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機編碼 (擴頻序列： Spread Sequence)調(diào)制，實現(xiàn)頻譜擴展后再傳輸，接收端則采用同樣的編碼進行解調(diào)及相關(guān)處理，恢復原始信息數(shù)據(jù)。 擴頻通信的優(yōu)勢主要來自于偽隨機碼具有白噪聲的統(tǒng)計特性。 在通信加密中的應用 m 序列自相關(guān)性較好，容易產(chǎn)生和復制，而且具有偽隨機性，利用 m 序列加密數(shù)字信號使加密后的信號在攜帶原始信息的同時具有偽噪聲的特 點 ，以達到在信號傳輸?shù)倪^程中隱藏信息的目的；在信號接收端，再次利 用 m 序列 加以解密，恢復出原始信號。采用偽隨機序列作為發(fā)射信號的雷達系統(tǒng)具有許多