【正文】 般相關(guān)器必須經(jīng)過(guò)時(shí)間為T的積分，才能得到一個(gè)相關(guān)值，而匹配濾波器的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上都能輸出一個(gè)相關(guān)值，因而是一種快速的相關(guān)器件。當(dāng)兩碼序列的相位狀態(tài)不一致時(shí)，所得到的相關(guān)值較低(此時(shí)為擴(kuò)頻碼序列自相關(guān)函數(shù)的旁瓣值)，接收擴(kuò)頻碼序列再輸入下一相位狀態(tài)，相關(guān)過(guò)程相當(dāng)于接收信號(hào)滑過(guò)本地序列，每一時(shí)刻產(chǎn)生一個(gè)相關(guān)結(jié)果，當(dāng)滑到兩個(gè)序列相位對(duì)齊時(shí)，必有一個(gè)相關(guān)峰值輸出(擴(kuò)頻序列在零相移時(shí)的自相關(guān)函數(shù)值)，檢測(cè)到這個(gè)相關(guān)峰值，并同時(shí)啟動(dòng)另一個(gè)預(yù)先設(shè)置好的PN碼序列發(fā)生器，那么此PN碼序列必定與接收序列同步，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)頻碼序列的捕獲。文獻(xiàn)指出，過(guò)采樣率和量化比特位數(shù)是影響數(shù)字匹配濾器的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，為了保證匹配濾波器的性能，必須合適的選擇這兩個(gè)參數(shù)。接收端收到此信號(hào)后，解擴(kuò)電路對(duì)g’(t)進(jìn)行碼元判決，即可得到原始的輸入信號(hào)。在信道傳播的信號(hào)在接收端處被加上一個(gè)形式為sin(n)的干擾信號(hào)。在接收端，本地產(chǎn)生一個(gè)同步的擴(kuò)頻碼，與收碼序列逐位相乘再求規(guī)格化內(nèi)積，再與發(fā)送端信源碼進(jìn)行比較，一旦有錯(cuò)，誤碼計(jì)數(shù)器加一。 此次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)我投入了很大的熱情和精力，無(wú)論是查找資料還是MATLAB編寫(xiě)程序都付出了大量的努力，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己在學(xué)習(xí)中存在的很多問(wèn)題，比如對(duì)MATLAB很多它自帶的函數(shù)庫(kù)的使用不熟悉，軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)流程圖不清楚。 % 信噪比 L=length(r)。 N0= Eb/(10^((SNR111)/10))。 for pp=1:m y=y+msint(m*j+ppm)。)。text(6,39。 \leftarrow Gain=5039。誤碼率39。首先，我要感謝我的導(dǎo)師杜豪杰老師，從論文的選題到結(jié)構(gòu)排版，從內(nèi)容到文字潤(rùn)飾，都凝聚了他大量的心血，在這篇論文的寫(xiě)作過(guò)程中，杜豪杰老師不辭辛勞，多次找我就論文中許多問(wèn)題進(jìn)行深入細(xì)致的探討，給我提出切實(shí)可行的指導(dǎo)性建議，并細(xì)心全面的修改了我的論文。我愿在未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活中，銘記恩師教誨，以實(shí)際行動(dòng)和更出色的表現(xiàn)來(lái)報(bào)答曾經(jīng)關(guān)心，幫助和支持過(guò)我的所有老師、同學(xué)朋友和家人。 curState=[a curState(1:M2)]。信噪比/dB39。)。y*39。 % 誤碼率實(shí)際值 end endfiguresemilogy([10:10],BER(10,:),39。 %開(kāi)始解擴(kuò) Err=0。 msout=x.* x_code。 %產(chǎn)生5000個(gè)隨機(jī)碼元 r=2*r1。圖33就是經(jīng)過(guò)MATLAB仿真之后的圖形，分別為10,30,50倍的擴(kuò)頻增益下的誤碼率和信噪比的變化曲線。通常認(rèn)為二進(jìn)制信號(hào)中0和1是以等概率隨機(jī)出現(xiàn)的，所以測(cè)量誤碼率時(shí)最理想的信源應(yīng)是隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器。PN碼發(fā)生器為6級(jí)m序列產(chǎn)生器，本原多項(xiàng)式為1+x+x4,寄存器初始值設(shè)置為[111000]，通過(guò)G次輸出，與原信號(hào)碼進(jìn)行模二運(yùn)算，即可得到擴(kuò)頻增益為G的擴(kuò)頻碼輸出[5]。3 直接擴(kuò)頻系統(tǒng)MATLAB仿真 直接擴(kuò)頻MATLAB仿真組成框圖 直接學(xué)列擴(kuò)頻的MATLAB仿真組成框圖如圖31所示模2運(yùn)算高斯通道判決電路模2運(yùn)算 信碼 信碼 M序列干擾M序列 圖31直接擴(kuò)頻序列仿真組成框圖 由圖31看出，在發(fā)送端，信碼為m(t)，其碼元寬度為Tp，進(jìn)行模2運(yùn)算后，得到g(t)=m(t)p(t)，碼元寬度稱為擴(kuò)頻出來(lái)增益，表示為： G=10lg （3—1）由于有Tp171。在接收端對(duì)數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行匹配濾波可以有效的濾除噪聲，使信噪比達(dá)到最佳。 數(shù)字匹配濾波器與傳統(tǒng)的匹配濾波器相比，它主要有以下一些優(yōu)點(diǎn)：可通過(guò)編程改變PN碼的碼型，碼長(zhǎng)等；獲得很大的處理增益，而且處理增益在一定的范圍內(nèi)任意可調(diào)，此外它還有捕捉時(shí)間短、體積小、開(kāi)發(fā)周期短、易于實(shí)現(xiàn)等。主要由三部分組成：移位寄存器、乘法器和多輸入加法器組成，這是一個(gè)類似于FIR數(shù)字濾波器的結(jié)構(gòu)。盡管存在上述問(wèn)題，在實(shí)際工程應(yīng)用上，滑動(dòng)相關(guān)法總是首選方案之一。如果輸出大于門限，判決為同步(其中包含了虛警)，再用積分時(shí)間更長(zhǎng)的積分器來(lái)檢測(cè)，以進(jìn)一步去除虛警。圖210 單積分滑動(dòng)相關(guān)捕獲系統(tǒng)原理圖 與序列相位搜索捕獲法不同的是，門限比較器輸出的低電平用以控制時(shí)鐘信號(hào)的速率而不是直接控制相位。設(shè)檢測(cè)概率Pd=1，虛警概率Pra=O，若Tc/2為搜索相位改變?cè)隽?，則搜索完擴(kuò)頻碼序列一個(gè)周期的時(shí)間即為最大的同步捕獲時(shí)問(wèn)TACmax=2NTD，若只經(jīng)過(guò)一次積分，不需要再搜索就實(shí)現(xiàn)了捕獲，即為最小的同步捕獲時(shí)間TACmax=TD，這樣擴(kuò)頻碼序列相位搜索捕獲法的平均同步捕獲時(shí)問(wèn)為TAC=(N+1/2)TD。以前采用的主要是串行捕獲方法，這種方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但捕獲速度不能滿足要求。PN碼捕獲方法可分為有源相關(guān)和無(wú)源相關(guān)兩種。捕獲方法的共同特點(diǎn)是用本地信號(hào)與收到的信號(hào)相乘，即進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，獲得二者相似性的量度，并與一個(gè)門限相比較，以判斷其是否捕獲到有用信號(hào)。所以擴(kuò)頻信號(hào)的同步是擴(kuò)頻通信的關(guān)鍵技術(shù)，其性能的好壞直接影響到系統(tǒng)的性能和可靠性。當(dāng)Ci=0時(shí)表示反饋線斷開(kāi)；當(dāng)ci=l時(shí)表示反饋存在。④移位相加特性：一個(gè)m序列與其任意移位序列模2相加，所得序列仍是該m序列的另一個(gè)位移序列。理想的擴(kuò)頻碼主要應(yīng)具有以下特性：①有尖銳的自相關(guān)特性，而互相關(guān)特性應(yīng)接近0值；②有足夠長(zhǎng)的碼周期，以確?？箓善婆c抗干擾的要求；③碼的數(shù)量足夠多，以實(shí)現(xiàn)碼分多址的要求；在cdmaOne通信系統(tǒng)中采用的用戶地址碼是周期為242—1的m序列，在W—CDMA通信系統(tǒng)中采用的用戶地址碼是周期為241—1的Gold序列等，其中最簡(jiǎn)單、最基礎(chǔ)的偽隨機(jī)序列是m序列。 擴(kuò)頻序列 在擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)中，擴(kuò)頻運(yùn)算是通過(guò)偽隨機(jī)序列來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此在系統(tǒng)中有一個(gè)偽隨機(jī)碼發(fā)生器，它是構(gòu)成擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)不可缺少的一部分，偽隨機(jī)碼性能的好壞，直接關(guān)系整個(gè)系統(tǒng)性能的好壞，是一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題。由擴(kuò)頻序列的自相關(guān)函數(shù)的特性知道，當(dāng)兩個(gè)接收信號(hào)序列相對(duì)時(shí)間超過(guò)碼元寬度時(shí)，相關(guān)器輸出只為碼長(zhǎng)的倒數(shù)，故被很大程度地抑制掉[3]。由于有用信號(hào)和本地偽隨機(jī)碼有良好的相關(guān)性，在通過(guò)相關(guān)處理后被壓縮到中心頻率為fIF，帶寬為Bb的頻帶內(nèi)，又因?yàn)橄嚓P(guān)器后的中頻濾波器通頻帶很窄，通常為Bb=2Rb，所以中頻濾波器只輸出被基帶信號(hào)d,(t)調(diào)制的中頻信號(hào)和落在濾波器通頻帶內(nèi)的那部分干擾信號(hào)和噪聲，而絕大部分的干擾信號(hào)和噪聲的功率被中頻濾波器濾除，這樣大大地改善了系統(tǒng)的輸出信噪比，達(dá)到抗干擾目的。直擴(kuò)系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)s(t)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為： s(t)=Ad(t)c(t)cos(2πfct+φ) （2—5） 因?yàn)樵谌魏螘r(shí)刻t都有d(t)c(t)=177。 直擴(kuò)系統(tǒng)是最典型、應(yīng)用較為廣泛的一種擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)。 就是采用特定的偽隨機(jī)碼控制的多時(shí)片的時(shí)移鍵控，使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上離散地跳變，由于采用了窄很多的時(shí)隙去發(fā)送信號(hào)，相對(duì)來(lái)說(shuō)信號(hào)的頻譜也展寬了。干擾容限直接反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)接收機(jī)可能允許的極限干擾強(qiáng)度，當(dāng)干擾功率超過(guò)干擾容限后，才能對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)形成干擾。 Gp== （2—3）處理增益的物理意義表明擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)于信噪比的改善程度，即對(duì)干擾的抑制程度。即在發(fā)送端將輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)調(diào)制到射頻發(fā)射出去。通常的實(shí)現(xiàn)方式是將待擴(kuò)頻的信號(hào)與一個(gè)擴(kuò)頻函數(shù)（一般是偽隨機(jī)編碼信號(hào)）在時(shí)域相乘來(lái)擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。從此軍事部門對(duì)軍事通信、空間探測(cè)、衛(wèi)星偵察、導(dǎo)彈制導(dǎo)等方面廣泛應(yīng)用擴(kuò)頻通信方式的研究就十分活躍了[1]。 擴(kuò)頻技術(shù)的最初構(gòu)想是在第二次世界大戰(zhàn)期間形成的，其最初的應(yīng)用包括軍事抗干擾通信、導(dǎo)航系統(tǒng)、抗多徑實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及其它方面。s nico39。關(guān)鍵詞：直接序列擴(kuò)頻；通信；MATLABDirect sequence spread spectrum munication system based on matlab simulationAbstract In this paper, based on the spread spectrum theory, I use MATLAB to simulate the direct sequence spread spectrum．According to the shannon theorem and jie39。因此擴(kuò)頻技術(shù)的歷史經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展階段，目前它在這兩個(gè)領(lǐng)域仍占據(jù)重要的地位。在此期間，噴氣實(shí)驗(yàn)室(JPL)在其空間任務(wù)中完成了偽碼產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)以及跟蹤環(huán)路的設(shè)計(jì)。擴(kuò)頻技術(shù)主要是將基帶信號(hào)的頻譜擴(kuò)展至很寬的頻帶進(jìn)行傳輸，接收端采用相關(guān)接受的原理，將擴(kuò)展的頻譜恢復(fù)到基帶信號(hào)的頻譜，從而抑制傳輸過(guò)程中加進(jìn)來(lái)的干擾。擴(kuò)頻通信方式與常規(guī)的窄道通信方式是有區(qū)別的：一是信息的頻譜擴(kuò)展后形成寬帶傳輸。在直擴(kuò)系統(tǒng)中，處理增益也等于偽隨機(jī)碼速率Rc與信息碼的碼速率Rb的比值。它定義為在保證系統(tǒng)正常工作條件下(系統(tǒng)輸出信噪比一定)，接收機(jī)輸入端能夠正常承受的干擾信號(hào)比有用信號(hào)高出的分貝數(shù)，用Mj表示： （2—4） 式中：Gp為系統(tǒng)的處理增益，Lsys為擴(kuò)頻系統(tǒng)的內(nèi)部損耗，(S／N)out為系統(tǒng)正常工作時(shí)要求的最小輸出信噪比，即相關(guān)器的輸出信噪比。頻率跳變系統(tǒng)可供隨機(jī)選取的載波頻率數(shù)通常是幾千～幾萬(wàn)個(gè)離散頻率。因本課題是針對(duì)直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)的研究，所以對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)做一下重點(diǎn)介紹。 基帶信號(hào)與高速率的擴(kuò)頻編碼序列時(shí)域相乘或者模2加得到頻譜擴(kuò)展后的復(fù)合信號(hào)d(t)c(t)，經(jīng)載波Acos(2πfct+φ)進(jìn)行調(diào)制(直接序列擴(kuò)頻一般采用PSK調(diào)制)，然后通過(guò)發(fā)射機(jī)和天線送入信道中傳輸，發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)用s(t)表示。 而有用信號(hào)分量 sJ,(t)=sI(t)c,(t)=Ad(t)c(t)c,(t)cos(2πfct+φ) （2—9） 若本地產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列c,(t)與發(fā)端的偽隨機(jī)序列c(t)同步時(shí)，有c,(t)=c(t)，則c,(t)c(t)=1，這樣信號(hào)分量 sJ,(t)= Ad(t)cos(2πfct+φ) （2—10）經(jīng)后面解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)后，將有用信號(hào)d,(t)解調(diào)出來(lái)。多徑干擾會(huì)造成通信系統(tǒng)的嚴(yán)重衰落甚至無(wú)法工作。移動(dòng)通信系統(tǒng)采用CDMA方式，理論上可以使通信容量比目前的蜂窩式通信容量大[6]。由于這種碼具有類似白噪聲的性質(zhì)，相關(guān)函數(shù)具有尖銳的特性，功率譜占據(jù)很寬的頻帶，因此易于從其他信號(hào)或干擾中分離出來(lái)，具有良好的抗干擾特性。在周期為N=2n1的m序列中，總游程數(shù)為2n1個(gè)，其中元素0的游程與元素1的游程數(shù)目各占一半；長(zhǎng)度為k（1≤k≤n2)的游程占游程總數(shù)的2k，最后還有一個(gè)長(zhǎng)度為n的全1游程和一個(gè)長(zhǎng)度為n1的全0游程。 圖26 m碼的功率譜密度示意圖 m序列的生成是由移位寄存器加上反饋后所產(chǎn)生的，其結(jié)構(gòu)如圖27所示 C0 1 C2 C3 ……