【正文】 制和解擴(kuò)部分。 2）隱蔽性好　　因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，單位帶寬上的功率很小，即信號(hào)功率譜密度很低，信號(hào)淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，加之不知擴(kuò)頻編碼，很難拾取有用信號(hào)，而極低的功率譜密度，也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)； 同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信，提高了頻譜利用率。6）有很強(qiáng)的保密性能。直擴(kuò)系統(tǒng)隨著偽隨機(jī)碼字的加長(zhǎng)，要求的同步精度也就高，因而同步時(shí)間就長(zhǎng)?，F(xiàn)在直擴(kuò)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計(jì)算機(jī)無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。直擴(kuò)碼分多址，由于具備通信容量大、能充分利用話音的統(tǒng)計(jì)特性、平滑的越區(qū)切換、通信容量的軟特性等優(yōu)點(diǎn)被作為未來移動(dòng)通信中最具競(jìng)爭(zhēng)力、最有前景的無線多址接入技術(shù)。隨著科技的發(fā)展，擴(kuò)頻技術(shù)必將獲得更加廣闊的應(yīng)用空間。它是 20 世紀(jì) 60 年代由美國高通公司（QUALCOMM）開發(fā)的移動(dòng)通信技術(shù)，最早用于軍事領(lǐng)域。它的地址碼通過相互間的正交性進(jìn)行區(qū)別。 ．幾種常見的 CDMA 技術(shù)。 3. CDMAOne：流行于日本的一個(gè)品牌，是應(yīng)用 IS―95 CDMA 技術(shù)的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)。實(shí)際要比模擬網(wǎng)大10 倍，比 GSM 要大 45 倍。如果他們使用不同的語言, 他們就可以清楚地聽到同伴的聲音，而其他人的談話在他們聽來只是干擾。：用戶按不同的序列碼區(qū)分，所以不相同 CDMA 載波可在相鄰的小區(qū)內(nèi)使用，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃靈活，擴(kuò)展簡(jiǎn)單。：CDMA 系統(tǒng)的發(fā)射功率非常小，最大只有 200 毫瓦，正常通話時(shí)僅需，因此移動(dòng)電話功耗小，無線輻射能量低。 2. 跳頻（FH）擴(kuò)頻 跳頻（FH ：Frequence Hopping） ，它是用一定的碼序列進(jìn)行選擇的多頻率頻移鍵控。即：用一定的碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)片的時(shí)移鍵控。中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文6 CDMA 通信技術(shù)的基本原理點(diǎn)對(duì)點(diǎn) CDMA 通信系統(tǒng)的組成如圖 22 所示發(fā)送端將話音數(shù)據(jù)通過通過偽隨機(jī)碼進(jìn)行擴(kuò)頻，然后再進(jìn)行高頻調(diào)制，送到天線發(fā)射出去。利用本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列進(jìn)行相關(guān)的解擴(kuò)。近年來,小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)全球移動(dòng)通信和個(gè)人通信提供了條件, CDMA 引入衛(wèi)星移動(dòng)通信中,使衛(wèi)星移動(dòng)通信產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,并在全球移動(dòng)通信和個(gè)人通信中占有決定性的地位。這是指擴(kuò)頻碼序列的波形而言。因?yàn)樵肼暰哂型耆碾S機(jī)性，也可以說具有近似于噪聲的性能。這樣任意兩個(gè)信號(hào)不容易混淆，也就是說，相互之間不易發(fā)生干擾，不會(huì)發(fā)生誤判。隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)的定義為下列積分： （3????/2 0,1lim0TaTftdt??????? ????????? 當(dāng)常 數(shù) ，1）　式中 f(t)為信號(hào)的時(shí)間函數(shù)， 為時(shí)間延遲。圖 31(a)為任一隨機(jī)噪聲的時(shí)間波形及其延遲一段 t 后的波形。因而在以 t 為橫座標(biāo)的圖上 應(yīng)為在原點(diǎn)的一段垂直線。相位完全對(duì)準(zhǔn)時(shí)有輸出，沒有對(duì)準(zhǔn)時(shí)輸出為 0。PN 碼就是一種具有近似隨機(jī)噪聲這種理想二值自相關(guān)特性的碼序列。自相關(guān)峰值在 ＝0 時(shí)出現(xiàn)，自相關(guān)函數(shù)在177。（a）f（t ）? ?????ttf（t）（b）當(dāng)碼長(zhǎng)取得很大時(shí)，它就越近似于圖 31(b)中所示的理想的隨機(jī)噪聲的自相關(guān)特性。例如有許多用戶共用一個(gè)信道，要區(qū)分不同用戶的信號(hào)，就得靠相互之間的區(qū)別或不相似性來區(qū)分。兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)為 0，則稱之為是正交的。容易產(chǎn)生、規(guī)律性強(qiáng)，但其隨機(jī)性接近于噪聲和隨機(jī)序列?，F(xiàn)在來看看如何由多級(jí)移位寄存器經(jīng)線性反饋產(chǎn)生周期性的 m 序列。模二加法器的作用為圖中(b)所示的運(yùn)算，即 0 十 0＝0，0 十 1＝1，1 十 0＝l，l 十 1＝0。如移位寄存器各級(jí)的初始狀態(tài)為 111 時(shí)，輸出序列為 1110010。鐘脈沖D1 D2 D3輸出1110010（a）三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的 m 序列發(fā)生器中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文10　這一簡(jiǎn)單的例子說明：m 序列的最大長(zhǎng)度決定于移位寄存器的級(jí)數(shù)，而碼的結(jié)構(gòu)決定于反饋抽頭的位置和數(shù)量?，F(xiàn)在已經(jīng)得到 3 100 級(jí) m 序列發(fā)生器的連接圖和所產(chǎn)生的 m 序列的結(jié)構(gòu)。2. 一個(gè)周期內(nèi)長(zhǎng)度為 l 的游程(連續(xù)為“0”或連續(xù)為 “l(fā)”)占 1／2，長(zhǎng)度為 2 的游程占 l／4，長(zhǎng)度 3 的游程占 l／8。在 m 序列中一個(gè)周期內(nèi)“1”的數(shù)目比“0”的數(shù)目多 l 位。一般說來，m 序列中長(zhǎng)為 R 的游程數(shù)占游程總數(shù)的 l／2k。 m 序列發(fā)生器中移位寄存器的各種狀態(tài)，除全 0 狀態(tài)外，其他狀態(tài)只在 m 序列中出現(xiàn)一次。例如 5 級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的 31 位 m 序列只有 6 個(gè)。這種序列有較優(yōu)良的自相關(guān)和互相關(guān)特性，構(gòu)造簡(jiǎn)單，產(chǎn)生的序列數(shù)多，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。圖 3－4(a)中示出 Gold 碼發(fā)生器的的原理結(jié)構(gòu)圖。因此，Gold 序列2n?數(shù)比 m 序列數(shù)多得多。Gold 序列的主要性質(zhì)有以下幾點(diǎn)：　Gold 序列具有三值自相關(guān)特性，類似圖 33 中的自相關(guān)與互相關(guān)特性。采用 Gold 碼族作為地址碼，其地址數(shù)大大超過了用 m 序列做地址碼的數(shù)量，所以 Gold碼序列在多址技術(shù)中，特別是在碼序列長(zhǎng)度較短的情況下，得到了廣泛的應(yīng)用。但擴(kuò)頻通信在發(fā)送端用擴(kuò)頻碼調(diào)制，使信號(hào)所占的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必須的帶寬，在接收端采用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)以恢復(fù)出所傳信息數(shù)據(jù)。換句話說，當(dāng)信號(hào)的傳輸速率 C 一定時(shí)，信號(hào)帶寬 B 和信噪比 S/N 是可以互換的，即增加信號(hào)帶寬可以降低對(duì)信噪比的要求，當(dāng)帶寬增加到一定程度，允許信噪比進(jìn)一步降低，有用信中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文15號(hào)功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲之下也是可能的。它同樣指出了用增加帶寬的方法可以換取信噪比上的好處。理論分析表明，各種擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴(kuò)展后的擴(kuò)頻信號(hào)帶寬比例有關(guān)。P系統(tǒng)的抗干擾容限 定義如下：jM中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文16 (48)0jPSMGLN???????????????式中：（S/N）。而接收端，用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始信息。通常pTbpT在 DS 系統(tǒng)中，偽碼的速率 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信碼速率 ，即 ，也就是pRmR????ctt??R=m說，偽碼的寬度 pT遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信碼的寬度 bT，即 ，這樣才能展寬頻譜。顯然，包含信中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文18碼的 c（t）其碼元寬度已變成了 ，即已進(jìn)行了頻譜擴(kuò)展。調(diào)相器可由環(huán)行調(diào)制器完成，即將 c（t）與載頻 相乘，輸出為 。 通過發(fā)射機(jī)中推動(dòng)級(jí)、功放和輸出電路加至天線發(fā)射出??st去。圖 42 中的第（5）個(gè)圖為已調(diào)波 的波形。這里不考慮信道衰減問題，因?yàn)閷?duì) PSK 調(diào)制信號(hào)而言，??1st重要的是相位問題，這里的假定對(duì)分析工作原理是不受影響的。接收端本地調(diào)相情況與發(fā)端相似，這里的調(diào)制信號(hào)是 p（t），即調(diào)相器輸出信號(hào) 的相位僅取決于 p（t），當(dāng) p（t）=1 時(shí)， 的相位為 ；當(dāng) p（t）=0 時(shí)，??2st ??2st?的相位為 0。因此相關(guān)器的輸出的中頻相位如圖 42??中的（8）所示。它體現(xiàn)了直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾能力。這里的寬帶干擾是泛指的與擴(kuò)頻信號(hào)不相關(guān)的，在 CDMA 通信網(wǎng)中，其它用戶的信號(hào)就是一種寬帶干擾。圖 44（a）為解擴(kuò)前的功率譜，窄帶干擾功率很大，由于干擾與本地?cái)U(kuò)頻碼（PN 碼）是不相關(guān)的。 理論分析表明，信號(hào)的檢測(cè)概率與信號(hào)能量與噪聲功率譜密度之比成正比，與信號(hào)的頻帶寬度成反比。另外，由于直擴(kuò)信號(hào)的寬頻帶特性，截獲時(shí)需要在很寬的頻率范圍進(jìn)行搜索和監(jiān)測(cè)，也是困難之一。應(yīng)用直擴(kuò)系統(tǒng)就很容易組成這樣一個(gè)多址通信系統(tǒng)(網(wǎng))。其次，利用直擴(kuò)信號(hào)中頻譜擴(kuò)展，功率譜密度很低的特性，可以有許多用戶共用同一寬頻帶。 一般多采用有二值或三值相關(guān)特性的碼作為地址碼。 所謂“遠(yuǎn)一近”問題指的是距離近的用戶的信號(hào)強(qiáng)，它會(huì)干擾距離遠(yuǎn)的弱信號(hào)的接收。隨著用戶數(shù)的增加，通信質(zhì)量逐漸變壞。直擴(kuò)系統(tǒng)能夠同步鎖定在最強(qiáng)的直達(dá)路徑的電波上。因此，直擴(kuò)系統(tǒng)是一種有效的抗多徑干擾的通信系統(tǒng)。用直擴(kuò)信號(hào)來測(cè)取和定時(shí)有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 擴(kuò)頻序列通信系統(tǒng)的同步原理任何數(shù)字通信系統(tǒng)都是離散信號(hào)的傳輸，要求收發(fā)兩端信號(hào)在頻率上相同和相位上一致，才能正確地解調(diào)出信息?？梢哉f沒有同步就沒有擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。常見的載頻提取和跟蹤的方法都可采用，例如用跟蹤鎖相環(huán)來實(shí)現(xiàn)載頻同步。 2. 收發(fā)信機(jī)相對(duì)不穩(wěn)定性引起的頻差。同步過程一般說來包含兩個(gè)階段： 1. 接收機(jī)在一開始并不知道對(duì)方是否發(fā)送了信號(hào)，因此，需要有一個(gè)搜捕過程，即在一定的頻率和時(shí)間范圍內(nèi)搜索和捕獲用信號(hào)。如果由于采種原因引起失步，則重新開始新的一輪搜捕和跟蹤過程。一旦捕獲到有用信號(hào)后，則起動(dòng)跟蹤器件，由其調(diào)整壓控鐘源，使本地 PN 碼發(fā)生器與外來信號(hào)保持同步中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文235. 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的 MATLAB 仿真矩陣實(shí)驗(yàn)室（MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式的程序語言。較為常見的 MATLAB 工具箱有：控制系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辯識(shí)工具箱、多變量頻率設(shè)計(jì)工具箱、分析與綜合工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、信號(hào)處理工具箱、模糊推理系統(tǒng)工具箱，以及通信工具箱等。在用 SIMULINK 模塊框圖的仿真中，每個(gè)模塊，在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)上執(zhí)行一次，就是說，所有的模塊在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)上同時(shí)執(zhí)行。 MATLAB 的基本操作在桌面上雙擊 的“啟動(dòng)”圖標(biāo)后將啟動(dòng) MATLAB。菜單欄和工具欄操作方法和其它應(yīng)用程序中的操作方法相同。它與傳統(tǒng)的仿真軟件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直觀、方便、靈活的優(yōu)點(diǎn)。在定義完一個(gè)模型后，用戶可以通過 SIMULINK 的菜單或MATLAB 的命令窗口鍵入命令來對(duì)它進(jìn)行仿真。仿真的結(jié)果還可以存放到 MATLAB 的工作空間里做事后處理。執(zhí)行 Simulink 的模塊庫瀏覽器的菜單“File”/“New”/“Model”命令，或單擊工具欄上的“ ”圖標(biāo)，或采用快捷鍵[Ctrl+N]都可打開模型編輯窗口，如圖 53 所示 功能模塊的連接及設(shè)置 1. 功能模塊的連接圖 53 模型編輯窗口中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文26根據(jù)仿真系統(tǒng)框圖，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊并移動(dòng)所需功能模塊到合適的位置，將鼠標(biāo)移到有關(guān)功能模塊的輸出端( 有一個(gè)向外的箭頭)，選中該輸出端并移動(dòng)鼠標(biāo)到另—個(gè)功能模塊的輸入端(有—個(gè)向內(nèi)的箭頭) ，移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)虛線．到達(dá)所需輸入端時(shí)，釋放鼠標(biāo)左鍵，相應(yīng)的連接線出現(xiàn)，表示該連接已完成。不同功能模塊的參數(shù)是不相同的，用鼠標(biāo)雙擊該功能模塊自動(dòng)彈出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。例如傳遞函數(shù)參數(shù)框由分子和分母多項(xiàng)式兩個(gè)編輯框組成，在分子多項(xiàng)式框中，用戶可輸入系統(tǒng)模型的分子多項(xiàng)式，在分母多項(xiàng)式框中，輸入系統(tǒng)模型的分母多項(xiàng)式等。1) 仿真器參數(shù)設(shè)置 點(diǎn)擊圖 53 操作畫面“Simulation”下拉式菜單“Simulation Parameters…”選項(xiàng)，彈出如圖 56 所示的仿真參數(shù)設(shè)置畫面。工作空間輸入輸出頁面用于將仿真操作窗口的仿真結(jié)果送(寫)到 MATLAB 工作空間，或?qū)?shù)據(jù)從工作空間讀到仿真操作窗口。 2) 示波器參數(shù)設(shè)置 當(dāng)采用示波器顯示仿真曲線時(shí)，需對(duì)示波器參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。用于設(shè)置顯示坐標(biāo)窗口數(shù)、顯示時(shí)間范圍、標(biāo)記和顯示頻率或采樣時(shí)間等。（2）雙蹤示波器參數(shù)設(shè)置操作 雙蹤示波器的參數(shù)即該功能模塊的參數(shù)，有 X 和 Y 坐中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文28標(biāo)的范圍和采樣時(shí)間設(shè)置。他們的關(guān)系如圖 58 所示 信源 系統(tǒng) 信宿圖 58 Simulink 模型的典型結(jié)構(gòu)信源提供系統(tǒng)的輸入信號(hào)，如常量、正弦波、方波等；系統(tǒng)是對(duì)仿真對(duì)象的數(shù)學(xué)抽象，比如是連續(xù)線性系統(tǒng)，還是非連續(xù)線性系統(tǒng)？對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行求和，還是對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行了一次調(diào)制？信宿是接收信號(hào)的部分，用戶可以把它送到示波器中顯示出來，或者保存到相應(yīng)的 mat 文件。4） 置觀察窗口，分析仿真數(shù)據(jù)和波形：在系統(tǒng)模型的關(guān)鍵點(diǎn)處設(shè)置觀測(cè)輸出模塊，用于觀測(cè)仿真系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以便及時(shí)調(diào)整參數(shù)，分析結(jié)果。2）Display——將輸入信號(hào)以數(shù)字的形式顯示出來。6）Bernoulli Binary Generator——生成 Bernoulli 分部二進(jìn)制數(shù)。常用的偽隨機(jī)碼有 m 序列（最大長(zhǎng)度移位寄存器序列） 、Gold 碼序列等。同時(shí)，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(huì)導(dǎo)致期望用戶的信號(hào)自身相互抵消。圖 511 擴(kuò)頻仿真模型圖 512 輸出的 PN 碼擴(kuò)頻波形圖2 . BPSK 調(diào)制的 Simulink 仿真圖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(hào)離散變化時(shí)，則產(chǎn)生 BPSK 信號(hào)。理想的 BPSK 調(diào)制可使載波相位瞬時(shí)變化 180176。隨機(jī)數(shù)字信息 輸出信息BPSK 解調(diào)信道BPSK 調(diào)制圖 515 BPSK 調(diào)制與解調(diào)框圖圖 516 BPSK 調(diào)制與解調(diào)模型cosct?相乘器 輸出??BPSKet圖 514 BPSK 解調(diào)原理圖中北大學(xué)分校學(xué)士學(xué)位論文32圖 517 信源產(chǎn)生的隨機(jī)序列圖 518 BPSK 調(diào)制仿真頻譜圖 Simulink 仿真圖：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?cè)谝话闱闆r下是相同的數(shù)字序