【正文】 及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 中北大學分校學士學位論文 II 目 錄 【摘要】 .............................................................................................................................................................................................. 1 【 ABSTRACT】 ................................................................................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。這種技術(shù)使敵人很難探測到信號。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)。 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。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。 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。 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。發(fā)送者可用不同的擴頻編碼 ，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)； 同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多址通信 ， 提高了頻譜利用率。 6） 有很強的保密性能。直擴系統(tǒng)隨著偽隨機碼字的加長，要求的同步精度也就高，因而同步時間就長。 現(xiàn)在直擴技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括計算機無線網(wǎng)等許多領(lǐng)域。直擴碼分多址 ，由于具備通信容量大、能充分利用話音的統(tǒng)計特性、平滑的越區(qū)切換、通信容量的軟特性等優(yōu)點 被作為 未來移動通信中最具競爭力、 最有前景的 無線 多址接入技術(shù) 。 隨著科技的發(fā)展，擴頻技術(shù)必將獲得更加廣闊的應(yīng)用空間。它是 20 世紀 60 年代由美國高通公司（ QUALCOMM）開發(fā)的移動通信技術(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行區(qū)別。 ．幾種常見的 CDMA 技術(shù)。 3. CDMAOne：流行于日本的一個品牌，是應(yīng)用 IS― 95 CDMA 技術(shù)的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)。實際要比模擬網(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，擴展簡單。 ： CDMA 系統(tǒng)的發(fā)射功率非常小，最大只有 200 毫瓦，正常通話時僅需，因此移動電話功耗小，無線輻射能量低。 2. 跳頻 （ FH） 擴頻 跳頻（ FH： Frequence Hopping），它是用一定的碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控。即：用一定的碼序列進行選擇的多時片的時移鍵控。 中北大學分校學士學位論文 6 CDMA 通信技術(shù)的基本原理 點對點 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)通過通過偽隨機碼進行擴頻，然后再進行高頻調(diào)制，送到天線發(fā)射出去 。利用本地產(chǎn)生的偽隨機序列進行相關(guān)的解擴。近年來 ,小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)全球移動通信和個人通信提供了條件 , CDMA 引入衛(wèi)星移動通信中 ,使衛(wèi)星移動通信產(chǎn)生質(zhì)的飛躍 ,并在全球移動通信和個人通信中占有決定性的地位 。這是指擴頻碼序列的波形而言。因為噪聲具有完全的隨機性，也可以說具有近似于噪聲的性能。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。隨機信號的自相關(guān)函數(shù)的定義為下列積分： ? ? ? ? ? ?/2 /2 0 , 01l im 0Ta TT f f t d tT ?? ? ? ? ???? ??? ? ? ? ??? 當常 數(shù) ， （ 31） 式中 f(t)為信號的時間函數(shù)， ? 為時間延遲。圖 31(a)為任一隨機噪聲的時間波形及其延遲一段 t 后的波形。因而在以 t 為橫座標的圖上 ??at? 應(yīng)為在原點的一段垂直線。相位完全對準時有輸出，沒有對準時輸出為 0。 PN 碼就是一種具有近似隨機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 時出現(xiàn)，自相關(guān)函數(shù)在 177。 當碼長取得很大時，它就越近似于圖 31(b)中所示的理想的隨機噪聲的自相關(guān)特性。例如有許多用戶共用一個信道，要區(qū)分不同用戶的信號，就得靠相互之間的區(qū)別或不相似性來區(qū)分。兩個信號的互相關(guān)函數(shù)為 0，則稱之為是正交的。 容易產(chǎn)生、規(guī)律性強 ，但其隨機性接近于噪聲和隨機序列。 現(xiàn)在來看看如何由多級移位寄存器經(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。如移位寄存器各級的初始狀態(tài)為 111 時，輸出序列為 1110010。 鐘脈沖 D1 D2 D3 輸出 1110010 （ a） 三級移位寄存器構(gòu)成的 m 序列發(fā)生器 中北大學分校學士學位論文 10 表 32 111101011001000 游程分布 這一簡單的例子說明： m 序列的最大長度決定于移位寄存器的級數(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 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. 一個周期內(nèi)長度為 l 的游程 (連續(xù)為 “0” 或連續(xù)為 “l(fā)”) 占 1／ 2，長度為 2 的游程占 l／ 4，長度 3 的游程占 l／ 8。 在 m 序列中一個周期內(nèi) “1” 的數(shù)目比 “0” 的數(shù)目多 l 位。 一 游程長度（比特） “ 1”的 游程數(shù) “ 0”的 游程數(shù) 所包含的比特數(shù) 1 2 2 4 2 1 1 4 3 0 1 3 4 1 0 4 游程總數(shù) 8 合計 15 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 D1 D2 D3 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 輸出 輸入 圖 32 周期性 m 序列的產(chǎn)生 （ b） 模二加法器的運算 （ c） D D D 輸入 中北大學分校學士學位論文 11 般說來， m序列中長為 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級移位寄存器產(chǎn)生的 31 位 m序列只有 6個。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： 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，特別是在碼序列長度較短的情況下，得到了廣泛的應(yīng)用。但擴頻通信在發(fā)送端用擴頻碼調(diào)制，使信號所占的頻帶寬度遠大于所傳信息必須的帶寬，在接收端采用相同的擴頻碼進行相關(guān)解擴以恢復(fù)出所傳信息數(shù)據(jù)。換句話說，當信號的傳輸速率 C一定時，信號帶寬 B 和信噪比 S/N 是可以互換的，即增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求，當帶寬增加到一定程度，允許信噪比進一步降低，有用信號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，各種擴頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴展后的擴頻信號帶寬比例有關(guān)。 系統(tǒng)的抗干擾容限 jM 定義如下： 0j P SSM G LN????? ? ????????? (48) 式中：（ S/N）。而接收端，用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展寬的擴頻信號還原成原始信息。通常在 DS 系統(tǒng)中，偽碼的速率 pR 遠遠大于信碼速率 mR ，即 ? ? ? ? ? ?c t m t p t??pR mR ，也就是說，偽碼的寬度 pT 遠遠小于信碼的寬度 bT ，即 pT bT ，這樣才能展寬頻譜。顯然，包含信碼的 c（ t）其碼元寬度已變成了 pT ，即已進行了頻譜擴展。調(diào)相器可由環(huán)行調(diào)制器完成，即將 c（ t）與載頻 1cosAt? 相乘，輸出為 ??1st 。 ??1st 通過發(fā)射機中推動級、功放和輸出電路加至天線發(fā)射出去。圖 42 中的第（ 5）個圖為已調(diào)波 ??1st 的波形。這里不考慮信道衰減問題，因為對 PSK 調(diào)制信號而言，重要的是相位問題，這里的假定對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)制信號是 p（ t），即調(diào)相器輸出信號 ??2st的相位僅取決于 p（ t），當 p（ t） =1 時， ??2st的相位為 ? ；當 p（ t） =0 時， ??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)了直擴系統(tǒng)的抗干擾能力。 這里的寬帶干擾是泛指的與擴頻信號不相關(guān)的，在 CDMA 通信網(wǎng)中，其它用戶的信號就是一種寬帶干擾。圖 44（ a）為解擴前的功率譜，窄帶干擾功率很大，由于干擾與本地擴頻碼（ PN 碼）是不相關(guān)的。 理論分析表明，信號的檢測概率與信號能量與噪聲功率譜密度之比成正比，與信號的頻帶寬度成反比。另外，由于直擴信號的寬頻帶特性，截 獲時需要在很寬的頻率范圍進行搜索和監(jiān)測，也是困難之一。應(yīng)用直擴系統(tǒng)就很容易組成這樣一個多址通信系統(tǒng) (網(wǎng) )。其次，利用直擴信號中頻譜擴展，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“遠一近”問題指的是距離近的用戶的信號強，它會干擾距離遠的弱信號的接收。隨著用戶數(shù)的增加，通信質(zhì)量逐漸變壞。 直擴系統(tǒng)能夠同步鎖定在最強的直達路徑的電波上。 因此，直擴系統(tǒng)是一種有效的抗多徑干擾的通信系統(tǒng)。 用直擴信號來測取和定時有獨特的優(yōu)點。 擴 頻序列通信系統(tǒng)的同步原理 任何數(shù)字通信系統(tǒng)都是離散信號的傳輸，要求收發(fā)兩端信號在頻率上相同和相位上一致，才能正確地解調(diào)出信息。可以說沒有同步就沒有擴頻通信系統(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)來實現(xiàn)載頻同步。 2. 收發(fā)信機相對不穩(wěn)定性引起的頻差 。同步過程一般說來包含兩個階段： 1. 接收機在一開始并不知道對方是否發(fā)送了信號，因此，需要有一個搜捕過程，即在一定的頻率和時間范圍內(nèi)搜索和捕獲用信號。 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后，則起動跟蹤器件，由其調(diào)整壓控鐘源，使本地 PN碼發(fā)生器與外來信號保持同步 接收信號 圖 45 同步系統(tǒng)搜捕和跟蹤原理圖 輸出出 寬帶濾波器 碼跟蹤器 PN碼發(fā)生器 壓控鐘源 搜捕器件 解調(diào)器 中北大學分校學士學位論文 22 5. 直接序列擴頻通信系統(tǒng)的 MATLAB 仿真 矩陣實驗室（ MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運算為基礎(chǔ)的交互式的程序語