直接序列擴(kuò)頻通信的設(shè)計(jì)及仿真(存儲(chǔ)版)
【正文】 關(guān) 自相關(guān)和互相關(guān)函數(shù)曲線 (a)中示出Gold碼發(fā)生器的的原理結(jié)構(gòu)圖。其旁辯的極大值滿足上式表示的優(yōu)選對(duì)的條件。 BPSK信號(hào)未經(jīng)過AWGN信道的頻譜圖 BPSK信號(hào)經(jīng)過AWGN信道的頻譜圖 BPSK調(diào)制解調(diào)模型仿真結(jié)果波形圖結(jié)果分析：，可見其波形相差較大，是因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的高斯白噪聲所使用的功率分貝較大（20db）。在這個(gè)學(xué)習(xí)過程中，我們遇到了仿真分析的困難，但經(jīng)過自己以及隊(duì)員的不懈努力，最終克服了困難。 在參考資料的時(shí)候，我們發(fā)現(xiàn)，直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)有許多種方法，不同的方法在Simulink下仿真出來的結(jié)果也是差異很大。加性高斯白噪聲（AWGN）從統(tǒng)計(jì)上而言是隨機(jī)無線噪聲，其特點(diǎn)是其通信信道上的信號(hào)分布在很寬的頻帶范圍內(nèi)。這兩個(gè)m序列雖然碼長相同，但相加以后并不是m序列，也不具備m序列的性質(zhì)。如有兩個(gè)m序列，它們的互相關(guān)函數(shù)的絕對(duì)值有界，且滿足以下條件： （）我們稱這一對(duì)m序列為優(yōu)選對(duì)。如7位m序列中順序出現(xiàn)的狀態(tài)為111，110，101，010，100，00l和011，然后再回到初始狀態(tài)111。例如上述7位碼中有4個(gè)“1”和3個(gè)“0”。例如4級(jí)移位寄存器產(chǎn)生的15位的m序列之一為111101011001000。在輸出周期為－1＝7的碼序列后，DDD3又回到111狀態(tài)。 (a)為一最簡(jiǎn)單的三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的m序列發(fā)生器。通常希望兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)值越小越好，則它們?cè)饺菀妆粎^(qū)分，且相互之間的干擾也小。自然這種碼序列就被稱為偽隨機(jī)碼或偽噪聲碼。例如二元碼序列1110l00為碼長為7位的PN碼。在其他 t 時(shí)，其值為0。上式的物理概念是f(t)與其相對(duì)延遲的的來比較:如二者不完全重疊，即，則乘積的積分為0；如二者完全重疊，即；則相乘積分后為一常數(shù)。但是，真正的隨機(jī)信號(hào)和噪聲是不能重復(fù)再現(xiàn)和產(chǎn)生的。移相 BPSK調(diào)制原理圖BPSK信號(hào)的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)，解調(diào)器原理圖如圖514所示，在相干解調(diào)過程中需要用到與接收到的BPSK信號(hào)同頻同相的相干波。因此，從編碼器輸出端到譯碼器輸入端的所有轉(zhuǎn)換器及傳輸媒質(zhì)可用一個(gè)完成數(shù)字序列變換的方框加以概括，這個(gè)方框就稱為編碼信道。常用的偽隨機(jī)碼有 m 序列（最大長度移位寄存器序列）、Gold 碼序列等。擴(kuò)展頻譜的特性取決于所采用的擴(kuò)頻碼序列的碼型和碼片速率。簡(jiǎn)稱直擴(kuò)（DS）。2載波頻率跳變擴(kuò)頻簡(jiǎn)稱跳頻（FH）。調(diào)制多采用BPSK、DPSK、MPSK等調(diào)制方式。即便探測(cè)到信號(hào)，如果不知道正確的編碼，也不可能將噪聲信號(hào)重新匯編成原始的信號(hào)。首先對(duì)直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)原理進(jìn)行介紹，然后基于Simulink做了擴(kuò)頻仿真模型；AWGN信道模型；BPSK的調(diào)制與解調(diào)的仿真模型，還有它們的仿真波形和頻譜分析，以及研究整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾性能。不幸的是，當(dāng)時(shí)該技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視，直到十九世紀(jì)八十年代才引起關(guān)注，將它用于敵對(duì)環(huán)境中的無線通信系統(tǒng)?；謴?fù)成原輸入的信息輸出。在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)片發(fā)送信號(hào)由偽碼控制，由于時(shí)片寬度遠(yuǎn)小于信號(hào)持續(xù)時(shí)間從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜的擴(kuò)展。欲傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)與碼片速率很高的擴(kuò)頻碼進(jìn)行調(diào)制，其輸出為頻譜帶寬被擴(kuò)展的信號(hào)，這個(gè)過程稱為擴(kuò)頻。通過擴(kuò)頻解擴(kuò)處理能夠提高抗干擾能力。 解擴(kuò)過程與擴(kuò)頻過程完全相同，也是將輸入解擴(kuò)模塊的信號(hào)用偽隨機(jī)碼進(jìn)行擴(kuò)頻處理。通常用已調(diào)信號(hào)載波的0176。這是指擴(kuò)頻碼序列的波形而言。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。(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。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。自相關(guān)峰值在 ＝0時(shí)出現(xiàn)，自相關(guān)函數(shù)在177。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。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。模二加法器的作用為圖中(b)所示的運(yùn)算，即0+0＝0，0+1＝1，1+0＝l，l+1＝0。 時(shí)鐘脈沖D1D2D3輸出1110010（a）三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的m序列發(fā)生器1 1 10 1 10 0 11
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