【正文】 通信原理 課程設(shè)計(jì) 11 （ 4） 由式 (4)可知，白噪聲的自相關(guān)函數(shù)僅在 時(shí)才不為零 。在實(shí)際測(cè)量數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率時(shí)，一般測(cè)量結(jié)果與信源送出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中的噪聲主要有兩類(lèi)，一類(lèi)是用戶(hù)間相互干擾的噪聲，由于用戶(hù)信息經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻具有偽隨機(jī)性，所以又可稱(chēng)為偽噪聲；另一類(lèi)是我們自己添加到信道 的高斯加性白噪聲 AWNG，它獨(dú)立于信源信號(hào)。與一般通信系統(tǒng)比較 , 擴(kuò)頻通信就是多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。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)。 DS 系統(tǒng)的處理增益與干擾容限 通常在衡量擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)抗干擾能力優(yōu)劣時(shí)，我們引入 “處理增益 ” PG ，（ Processing Gain）的概念來(lái)描述，其定義為接收機(jī)解擴(kuò)器輸出信噪功率比與接收機(jī)的輸入信噪比之比。或稱(chēng) PN 碼時(shí)鐘速率， code clock rate）；通信原理 課程設(shè)計(jì) 16 對(duì)典型的 MSK 調(diào)制， CRF RB ? 。因此干擾容限定義為 [9]:在滿(mǎn)足所需要的輸出信噪比或誤碼率不考慮系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲的條件下，接收機(jī)允許輸入干擾信號(hào)超過(guò)有用電平的值。若 jsi MPP ?? 則擴(kuò)頻接收機(jī)將受到不可接受的干擾。這部分我們對(duì)此進(jìn)行討論，我們只討論簡(jiǎn)單的情況，即只有一個(gè)干擾用戶(hù)的情況。 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾性能分析仿真 matlab 軟件簡(jiǎn)介 MATLAB 是由美國(guó) mathworks 公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式 程序設(shè)計(jì) 的高科技計(jì)算環(huán)境。 MATLAB 具有 3 大特點(diǎn)： 功能強(qiáng)大，包括數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學(xué)和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可計(jì)算； 面友好，語(yǔ)言自然。而輸入源模塊（ Sources）和接收模塊（ Sinks）則為模型仿真提供了信號(hào)源和結(jié)果輸出設(shè)備。當(dāng)信噪比大于 8dB 后，系統(tǒng)就可達(dá)到要求，在 S/N 大約為 12dB 時(shí)誤碼率就可為 0。 致謝 本次課程設(shè)計(jì)總體來(lái)說(shuō)是成功的，對(duì)此，我非常感謝學(xué)校給了我們這次機(jī)會(huì)，為我們提供了這么好的條件和平臺(tái)。 %繪制仿真結(jié)果曲線，誤碼率用對(duì)數(shù)表示 semilogy(SNRindB,smld_err_prb)。 title(39。 %生成期望用戶(hù)數(shù)據(jù)信息 for i=1:N temp=rand。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 26 else pn_seq(j)=1。 for j=1:Lc repeat_data_ganrao(j)=data1。 noise=sgma*randn(1,Lc)。 end。 end。 end。 else data1=1。 %生成期望用戶(hù)的 PN 碼 for j=1:Lc temp=rand。 %每個(gè)碼片的能量 N=10000。誤碼率 Pb39。 %要求的信噪比范圍 %計(jì)算擾信號(hào)的誤碼率 for i=1:length(SNRindB) smld_err_prb(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc)。 0 5 10 15103102101信噪比 E b / N 0誤碼率PbDS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線通信原理 課程設(shè)計(jì) 22 總體來(lái)看，本次設(shè)計(jì)基本上成功的。 圖 3 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗其它擴(kuò)頻信號(hào)仿真模型 仿真結(jié)果 仿真程序見(jiàn)附錄 A，運(yùn)行程序可得 信號(hào)在不同信噪比的情況下其誤碼率的曲線，誤碼率用對(duì)數(shù)表示，仿真結(jié)果如圖 4 所示。 Simulink 提供了友好的圖形用戶(hù)界面（ GUI），模型由模塊組成的框圖來(lái)表示，用戶(hù)建模通過(guò)簡(jiǎn)單的單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)的動(dòng)作就能完成。在新的版本中也加入了對(duì) C， FORTRAN， C++， JAVA 的支持。不難求出，此時(shí)的處理增益： rRBRTBISTIBSS N RS N RGmmmioP434343)/(34/)()(11??????????? 可見(jiàn)系統(tǒng)對(duì)擴(kuò)頻干擾的抑制同樣有效。 對(duì)于多址干擾來(lái)說(shuō)， 由于它的接入方式是碼分多址，所以多個(gè)用戶(hù)可以在同一個(gè)頻率下進(jìn)行通信，只用碼型來(lái)區(qū)分用戶(hù)，所以它的容量很大。當(dāng)實(shí)際的輸出 S/N 值比理論值下降 1d B 時(shí)，所對(duì)應(yīng)的干擾信號(hào)與有用信號(hào)比值稱(chēng)為干擾門(mén)限。因此這里引入一個(gè)“干擾容限 ”的概念，用它來(lái)表示擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)在干擾環(huán)境中的工作能力。用數(shù)學(xué)表示式表示為： bCbRFP RRBBG ?? 工程上可按下面式子計(jì)算，對(duì)于 DS（直擴(kuò)）系統(tǒng)： dBRBG RFdBP ]/lg [10)( ? R為信號(hào)數(shù)據(jù)的速率； RFB 為信號(hào)的射頻帶寬 Hz。因此跳頻多采用非相干解調(diào)，采用的解調(diào)方式多為 FSK 或 ASK，從性能上看，直擴(kuò)系統(tǒng)利用了頻率和相位的信息，性能優(yōu)于跳頻。而直擴(kuò)系統(tǒng)可以利用這些干擾能量提高系統(tǒng)的性能。在接收端 , 接收機(jī)接收到寬帶射頻信號(hào)后 , 首先將其變頻至中頻 , 然后通過(guò)同步電路捕捉發(fā)送來(lái)的擴(kuò)頻碼的準(zhǔn)確相位 , 由此產(chǎn)生與發(fā)送來(lái)的偽隨機(jī)碼相位完全一致的接收用的偽隨機(jī)碼 , 作為擴(kuò)頻解調(diào)用的本地?cái)U(kuò)頻碼序列 , 最后經(jīng)信息解通信原理 課程設(shè)計(jì) 13 調(diào) , 恢復(fù)成原始信息輸出。 信噪比 測(cè)量通信系統(tǒng)的性能時(shí)，常常要使用噪聲發(fā)生器，由它給出具有所要求的統(tǒng)計(jì)特性和頻率特性的噪聲，并且可以隨意控制其強(qiáng)度，以便得到不同信噪比條件下的系統(tǒng)性能。 白 指功率譜恒定；“高斯”指幅度取各種值時(shí)的概率 p (x)是高斯函數(shù)；“加性”指 噪聲獨(dú)立于有用信號(hào)，不隨信號(hào)的改變而改變。它們比單一的直接序列、跳頻、跳時(shí)體制有更優(yōu)良的性能。在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)隙發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。除通信以外，擴(kuò)頻系統(tǒng)還可用于定時(shí)、定位及測(cè)距，應(yīng)用在導(dǎo)航、雷達(dá)等系統(tǒng)中。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 9 擴(kuò)頻通信的另一個(gè)優(yōu)越性是其隱蔽性好。此外，由于擴(kuò)頻信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展到很寬的頻帶內(nèi)，其功率譜密度也隨之降低（可明顯低于環(huán)境噪聲和干擾電平），難以檢測(cè)，所以信號(hào)具有隱蔽性。 擴(kuò)頻通信的特點(diǎn) 由于擴(kuò)頻通信在發(fā)射端用偽隨機(jī)碼進(jìn)行了擴(kuò)頻調(diào)制，接收端用了相關(guān)的解擴(kuò)技術(shù)，與其他通信手段相比，具有其獨(dú)特的特點(diǎn)。根據(jù)無(wú)線傳輸信道容量的理論公式 [5]： )N/P1W lo gC 2 ?? （ 式中： C 是信道可能傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾剩葱诺廊萘浚?W 為信道帶寬； N 為白噪聲的平均功率； P 是信號(hào)的平均功率。一般而言，跳頻系統(tǒng)主要在軍事通信中對(duì)抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴(kuò)系統(tǒng)則主要是一種民用技術(shù)。美國(guó)在 20 世紀(jì) 50 年代中期，就開(kāi)始了對(duì)擴(kuò)頻通信的研究，當(dāng)時(shí)主要側(cè)重在空間探測(cè)、衛(wèi)星偵察和軍用通信等方面。目前國(guó)內(nèi)外研究的焦點(diǎn)主要集中在軍用通信，軍用測(cè)控，對(duì)抗與反對(duì)抗等方面。 本課題正是基于以上現(xiàn)狀提出的。仿真結(jié)果表明信噪比的增加會(huì)導(dǎo)致誤碼率的下降，與預(yù)期結(jié)果相同。主要任務(wù)如下： （ 1）分析直接擴(kuò)頻系統(tǒng)。 in addition, the paper also expounds on the multiple access performance simulation run using the MATLAB software, obtained under different SNR BER curves. The simulation results show that the SNR increases will lead to the decline of the bit error rate, and the expected results of the same. [keyword] spread spectrum munication multiple access interference SNR BER 通信原理 課程設(shè)計(jì) 3 目錄 緒論 .................................................................................................................................... 4 課題背景及目的 ............................................................................................................ 4 國(guó)內(nèi)外研究狀況 ............................................................................................................ 4 課題研究的內(nèi)容 ............................................................................................................ 4 課題研究方法 ................................................................................................................ 5 擴(kuò)頻通信的基本概念 ........................................................................................................ 5 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)展概述 ................................................................................................. 5 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) ............................................................................................. 6 擴(kuò)頻通信的特點(diǎn) .....................................................................