【正文】 1 1 0 0 7 1 0 1 1 1 8 0 1 0 1 1 9 1 0 1 0 0 10 1 1 0 1 1 11 1 1 1 0 0 12 1 1 1 1 1 13 0 1 1 1 1 14 0 0 1 1 1 15 0 0 0 1 1 16 1 0 0 0 0 Table 1 Results of Shifting after Each Cycle 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 譯文 偽隨機(jī)序列 直接序列 (DS)。在我四年大學(xué)生活即將結(jié)束之際，特別對我深愛的父母給予最崇高的敬意！謝謝你們??！ 對在我人生道路上曾經(jīng)給予我?guī)椭娜藗円灾x意。首先對直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的原理有了比較深刻的理解，因?yàn)橐粋€完整的通信系統(tǒng)包括了很多方面的知識，充分利用和鞏固了以前所學(xué)的各種知識和相關(guān)理論。因?yàn)槔碚撝凳谴a元錯誤接收的概率值，而測量值只是一個統(tǒng)計(jì)值，而仿真系統(tǒng)只是在所設(shè)定的時間內(nèi)計(jì)算誤碼率，這個設(shè)定時間包含的碼元周期是有限的，只有在取無限長的周期的情況下，計(jì)算出來的誤碼率才是理論值，由于計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量的限制，這樣做是不可能的。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 對于本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)來說，接收端收到的信號幅度為 1，所以信號功率為 P=1/2，信息碼的速率為 2K，所以 T=1/2K。 2．調(diào)制后的信號功率譜密度 。擴(kuò)頻調(diào)制在本例中未使用通常的模2 和加法運(yùn)算 ,而是通過乘法直接用 PN 碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號 ,合成后的擴(kuò)頻復(fù)合信號同樣也是直接用更高的載波 (圖符 12,100kHz)調(diào)制發(fā)射。其基本原理如圖 21所示。 (9)完善的自我診斷功能。 SystemView 包含一個功能強(qiáng)大的、很容易使用的圖形模板設(shè)計(jì)模擬和數(shù)字以及離散和連續(xù)時間系統(tǒng)的環(huán) 境，包含大量的 FIR濾波類型和 FFT 類型，并提供易于用 DSP 實(shí)現(xiàn)濾波器或線性系統(tǒng)的參數(shù) 。首先可以定義一些簡單的功能組，再通過對這些簡單功能組的連接進(jìn)佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 而實(shí)現(xiàn)一個大系統(tǒng)。不用寫一行代碼即可建立用戶習(xí)慣的子系統(tǒng)庫 (MetaSystem)。能在 DSP、通訊和控制系統(tǒng)應(yīng)用中構(gòu)造復(fù)雜的模擬、數(shù)字、混合和多速率系統(tǒng)。 Systemview 以模塊化和交互式的界面，在大家熟悉的 Windows 窗口環(huán)境 下，為用戶提供了一個嵌入式的分析引擎。 由于信道 和接收機(jī)中的高斯白噪聲和通常來自信到外部的窄帶隨機(jī)過程是完全獨(dú)立的，在這兩種噪聲干擾存在的情況下，擴(kuò)頻通信的輸出信噪比為： outNS)( ＝干擾功率噪聲功率 有用信號功率 ?＝有用信號功率干擾功率有用信號功率噪聲功率 ?1 ＝NPPPTN n?210 （ 216） 那么此時，誤碼率為 : Pe =erfc )21(0 NPPPTN n? （ 217） 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 Pe 10 1? 10 2? 10 4? 10 5? 10 0 10 20 圖 21 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼率特性曲線 論文主要研究內(nèi)容與思路 本論文主要討論和實(shí)現(xiàn) 基于 SystemView 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 ,主要內(nèi)容如下： (1)介紹擴(kuò)頻通信所涉及的一些理論背景極其主要技術(shù)，重點(diǎn)研究現(xiàn)在廣泛使用的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。在系統(tǒng)收發(fā)兩端已完全同步的情況下，并且積分器在積分期間， d(t)是不變的，要么是 +1，要么是 1，仍用 d 表示，那么經(jīng)解調(diào)后的接收信號送往積分器輸出為： v(t)=PT*d+ ?T tdtptpntn0 0c os2)()( ? （ 211） 式中第一項(xiàng)是有用信號， PT 為在信息數(shù)據(jù)脈寬 T 內(nèi)的信號能量， d 是信息數(shù)據(jù)的正、負(fù)狀態(tài)，即發(fā)送來的信息數(shù)據(jù)。因此系統(tǒng)擴(kuò)頻增益越大，對噪聲干擾的抑制能力越強(qiáng)。 由于擴(kuò)頻碼 pn(t)和噪聲 n(t)相互獨(dú)立， n(t)為 0 均值的隨機(jī)過程，所以噪聲輸出成分的均值為 0。在接收機(jī)中要有一個和發(fā)射機(jī)中的偽隨機(jī)碼同步的本地碼，對接收信號進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)后的信號送到解調(diào)器取出傳送的信息 。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。 擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，其最主要的兩個應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動通信系統(tǒng) ，而跳頻系統(tǒng)與直擴(kuò)系統(tǒng)則分別是在這兩個領(lǐng)域應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。 Through the time domain waveform contrast the sending end and receiving terminal two waveform figure, can obviously observed after the expansion, solution and the input signal of the original signal waveform, and pay attention to the same at the receiving end has some burr, this is due to the time pulse signal pulse width is caused by the error. Through the analysis of the waveform of frequency spec trum, it is known that spread spectrum system antinoise ability is very strong, when rising of the amplitude, achieve system noise interference threshold, it can39。通過對頻譜波形的分析可知，擴(kuò)頻系統(tǒng)抗噪聲能力很強(qiáng)，當(dāng)不斷加大噪聲的幅度 ， 達(dá)到系統(tǒng)的干擾門限時 ， 則不能準(zhǔn)確地恢復(fù)原始信息。美國在 20 世紀(jì) 50 年代中期，就開始了對擴(kuò)頻通信的研究，當(dāng)時主要側(cè)重在空間探測、衛(wèi)星偵察和軍用 通信等方面。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 2 章 直序 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 基本原理 擴(kuò)展頻譜通信 (Spread Spectrum Communication)簡稱擴(kuò)頻通信。信號淹沒在白噪聲之中，別人難于發(fā)現(xiàn)信號的存在，再加之不知擴(kuò)頻編碼，就更難拾取有用信號。要傳送的信息經(jīng)數(shù)字化后變成二元數(shù)字序列，它和偽隨機(jī)序列模二相加后變成復(fù)合碼去調(diào)制載波。 比較常見的是噪聲干擾，可以用高斯白噪聲作為其模型 ,其功率譜密度覆蓋擴(kuò)頻系統(tǒng)頻帶。 f d 為基帶信息的速率，這樣，式 25 可寫為： 2? =???? dffSfS npn )(*)( （ 27） 我們定義反映擴(kuò)頻通信特征的重要參數(shù) 擴(kuò)頻增益 G，在擴(kuò)頻通信中，接收機(jī)作解擴(kuò)解調(diào)后，只提取偽隨機(jī)編碼相關(guān)處理后的帶寬為 B1 的信號成分，而排除掉擴(kuò)展到寬頻帶 B2 中的外部干擾、噪聲等其他影響。 信噪比和誤碼率 信噪比和誤碼率是數(shù)據(jù)通信最 重要的性能指標(biāo)，它充分反映了數(shù)據(jù)通信的抗噪聲能力和傳輸數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這里開始分析直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的信噪比和誤碼率。因此，擴(kuò)佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 頻通信系統(tǒng)的接收機(jī)對發(fā)送來的擴(kuò)頻信號作相關(guān)解調(diào)處理時，當(dāng)與發(fā)送來的信號的擴(kuò)頻碼完全同步的情況下，積分器輸出的有用信號功率為 (PT*d) 2 =(PT) 2 ,這也就是把 v(t)作為隨機(jī)變量時，它的均值的平方。為了使繁雜的電子設(shè)計(jì)過程更加便捷， 出現(xiàn)了許多針對不同層次應(yīng)用的EDA 軟件。該系統(tǒng)支持外部數(shù)據(jù)的輸入佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 和輸出，支持用戶自己編寫代碼 (C/C++)，兼容 Matlab 軟件。對射頻 /模擬電路 (混合器，放大器， RLC 電路和運(yùn)放電路 )進(jìn)行理論分析和失真分析。生成的 SystemView 系統(tǒng)和輸出的波形圖可以很方便地使用復(fù)制和粘貼命令插入 word 等文字處理器。這種特性尤其適合于同時具有低頻和高頻部分的通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真，有利于提高整個系統(tǒng)的仿真速度，而在局部又不會降低仿真的精度。 (8)可擴(kuò)展性。在接收機(jī)端 , 用與發(fā)射機(jī)端完全同步 的 PN 碼對接收信號進(jìn)行解擴(kuò)后經(jīng)解調(diào)器還原輸出原始數(shù)據(jù)信息。 作為一個仿真來說明直序擴(kuò)頻在抗干擾方面的優(yōu)越性 ,所以直接采用了簡單而直接的方式來構(gòu)造模型。需要說明的是 ,實(shí)際工程中的碼同步是一個十分復(fù)雜的問題 ,其復(fù)雜程度以及在此問題上付出的代價往往比擴(kuò)頻本身要多得多。其他模塊與圖 43 對應(yīng)模塊相同。 根據(jù)表 41 可得誤碼率的理論值和測量值同系統(tǒng)輸出信噪比的關(guān)系如下： 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 765432106 3 2 4 7 8 11 1410l og( S /N) outlogPe 圖 48 系統(tǒng)誤碼率的理論值和測量值 如圖 48 所示，橫坐標(biāo)為系統(tǒng)輸出信噪比分貝數(shù)，其值從 到 ，縱坐標(biāo)為 誤碼率的對數(shù)值。但為了和發(fā)送端相對應(yīng)，本設(shè)計(jì)采用后者，但在解擴(kuò)之前不能把解調(diào)器輸出信號恢復(fù)成數(shù)字信號。 在這里還要感謝佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院的其他老師對我學(xué)習(xí)和生活上給予的關(guān)心和幫助。1/8 are of length 3。 被用于擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中的最大長度序列碼的，通常叫做 m 序列碼或 Gold 碼。因此，在 TDMA 系統(tǒng)所要求的時間同步性的缺點(diǎn)也同樣表現(xiàn)在 CDMA 系統(tǒng)中。 PN 序列是由一個級聯(lián)的移位反饋寄存器的輸出端來生成的。每作用一次脈沖，移位寄存器的每一級的狀態(tài)將由此向右邊移一位，即變成了下一級的狀態(tài)。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 佳木斯。第四級寄存器輸出比特作為移位寄存器的輸出序列。二進(jìn)制的序列在時鐘脈沖的作用下通過移寄存器來轉(zhuǎn)移。 PN 序列 在 CDMA 系統(tǒng)中， PN 序列通常用于： 將被調(diào)制信號的帶寬擴(kuò)展到一個較大的傳輸帶寬。因?yàn)橐苿佑脩舻膶?shí)際數(shù)量，想得到完全正交的碼序列是不可能的。 ., the initial state of the register is 0 0 0 1. Next, we perform the shifting, adding , and feeding operations, where we obtain the results after each cycle that is shown in Table 1. We notice that the contents of the registers repeat after 241=15 cycles. The output sequence is given as 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 ,where the leftmost bit is the earliest bie. In the output sequence, the total number of 0s is 7 and total number of 1s is 8。 感謝我的父親和母親在我求學(xué)多年的無私的理解、關(guān)心和照顧，讓我在求學(xué)道路上充滿了自信和前進(jìn)的動力。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，收益頗豐。 由兩條曲線的分布可以得出，當(dāng)誤碼率比較高的時候，兩曲線基本重合，說明測量值和理論值很接近；當(dāng)誤碼率比較低的時候，兩曲線差別很大。 N0/2 為高斯白噪聲雙邊帶功率譜密 度。 調(diào)制以前的信號與調(diào)制以后波形信號比較： 圖 44 調(diào)制前后信號 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 如上圖所示，上面的波形為調(diào)制前即擴(kuò)頻后的信號，下面的波形為解調(diào)后即解擴(kuò)前的信號。擴(kuò)頻用的 PN 碼采用 10kHz 的 PN碼(圖符 2),這樣 ,理論上可獲得 10 倍的擴(kuò)頻增益。因 PSK性能最佳 , 現(xiàn)代 DS SS中載波調(diào)制一般都采用 BPSK 或 DPSK。同時，它兼容 Matlab 可以與 Matlab 進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 （ 6)完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過利用 SystemView 中的圖符和MetaSystem(子系統(tǒng) )對象的無限制分層結(jié)構(gòu)功能， SystemView 能很容易地建立復(fù)雜的系統(tǒng)。使用熟悉的 Wi