【正文】 數(shù)十倍、上百倍甚至千倍，以盡可能地提高處理增益。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 對(duì)于寬帶噪聲，經(jīng)過(guò)解擴(kuò)中與本地 PN 相乘以后相關(guān)輸出仍然是寬帶噪聲，且噪聲功率譜密度不變。但是經(jīng)窄帶濾波的作用后，輸出信息的信噪比，仍改善了處理增益的分貝數(shù)。故直擴(kuò)系統(tǒng)有足夠高的 GP 時(shí)，對(duì)寬帶噪聲是有很 好的抗干擾作用的。 對(duì)于部分頻帶噪聲干擾，由于能量相對(duì)集中，對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)的危害比寬帶噪聲要大一些。換句話說(shuō)，直擴(kuò)系統(tǒng)對(duì)其抗干擾性低于對(duì)寬帶噪聲的抗干擾性。 對(duì)于單頻及多頻載波干擾，干擾信號(hào)被展寬成 (sinx/x)2 形狀的頻譜。經(jīng)帶通濾波器濾除大量干擾。故直擴(kuò)系統(tǒng)對(duì)這類干擾有很好的抗干擾性。多頻時(shí)為單頻時(shí)幾個(gè)干擾信號(hào)能量的疊加而已。 對(duì)于脈沖干擾，由于能量在時(shí)間上相對(duì)集中，類似于部分頻帶干擾時(shí)能量在頻譜上相對(duì)集中，對(duì)直擴(kuò)系統(tǒng)的危害較大。故對(duì)這類干擾的抗干擾性較差。 在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)干擾情況，確定直擴(kuò)系 統(tǒng)的處理增益和其他參數(shù)，使之達(dá)到可靠通信的程度。 直擴(kuò)信號(hào)的抗截獲性 截獲敵方信號(hào)的目的在于： （ 1）發(fā)現(xiàn)敵方信號(hào)的存在， （ 2）確定敵方信號(hào)的頻率， （ 3）確定敵方發(fā)射機(jī)的方向。 理論分析表明，信號(hào)的檢測(cè)概率與信號(hào)能量與噪聲功率譜密度之比成正比，與信號(hào)的頻帶寬度成反比。直擴(kuò)信號(hào)正好具有這兩方面的優(yōu)勢(shì)，它的功率譜密度很低，單位時(shí)間內(nèi)的能量就很小，同時(shí)它的頻帶很寬。因此，它具有很強(qiáng)的抗截獲性。 如果滿足直擴(kuò)信號(hào)在接收機(jī)輸入端的功率低于或與外來(lái)噪聲及接收機(jī)本身的熱噪聲功率相比擬的條件、則 一般接收機(jī)發(fā)現(xiàn)不了直擴(kuò)信號(hào)的存在。另外，由于直擴(kuò)信號(hào)的寬頻帶特性，截獲時(shí)需要在很寬的頻率范圍進(jìn)行搜索和監(jiān)測(cè)，也是困難之一。因此，直擴(kuò)信號(hào)可以用來(lái)進(jìn)行隱藏通信。至于如何發(fā)現(xiàn)敵方直擴(kuò)信號(hào)的存在，和弄清楚其參數(shù)，即直擴(kuò)信號(hào)的檢測(cè)與估值問(wèn)題。 直擴(kuò)系統(tǒng)的抗多徑干擾性能 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 多徑信道就是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間電波傳播的路徑不止一條。例如由于大氣層的反射和折射，以及由于建筑物等對(duì)電波的反射都是形成多徑信道的原因。不同的傳播路徑使電波在幅度上衰減不同，到達(dá)時(shí)間的延遲也不同。 直擴(kuò)系統(tǒng)能夠同步鎖定在最強(qiáng)的直達(dá)路 徑的電波上。其它有延遲到達(dá)的電波，由于相關(guān)解擴(kuò)的作用，只起到噪聲干擾的作用。這就是利用 PN 碼的自相關(guān)特性，只要延遲超過(guò)半個(gè) PN 碼時(shí)片，其相關(guān)值就很小，可作為噪聲來(lái)對(duì)待。另外，如果采用不同時(shí)延的匹配濾波器，把多徑信號(hào)分離出來(lái)，類似梳狀濾波器 (RAKE)的作用那樣，還可以變害為利，將這些多徑信號(hào)在相位上對(duì)齊相加，起到增加接收信號(hào)能量的作用。 因此，直擴(kuò)系統(tǒng)是一種有效的抗多徑干擾的通信系統(tǒng)。 直擴(kuò)測(cè)距定時(shí)系統(tǒng) 直擴(kuò)系統(tǒng)的發(fā)展是從測(cè)距開(kāi)始的。電磁波在空間是以固定的光速傳播的。如果測(cè)定了電波傳播的時(shí)間，也 就測(cè)定了距離。 用直擴(kuò)信號(hào)來(lái)測(cè)取和定時(shí)有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)采用一個(gè)較長(zhǎng)周期的 PN 碼序列作為發(fā)射信號(hào)、用它于目的地反射回來(lái)或轉(zhuǎn)發(fā)回來(lái)的 PN 碼序列的相位進(jìn)行比較，即比較兩個(gè)碼序列相差的時(shí)片數(shù)，就可以看出其時(shí)間差，也就能換算出發(fā)射機(jī)與目的地之間的距離。不難把碼片選得很窄，即碼的鐘速率很高，則可以高精度的測(cè)距與定時(shí)，基本的分辨率即一個(gè)碼片。 此外，有了精確的測(cè)距的定時(shí)系統(tǒng)，不難形成一個(gè)精確的定位系統(tǒng)；按照簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系，已知兩個(gè)點(diǎn)的位置 (坐標(biāo) )和距離，及其在某一平面上分別與第三點(diǎn)的距離，也就能確定第三點(diǎn)的坐標(biāo)位置。 擴(kuò)頻通信的應(yīng)用領(lǐng)域 （ 1）金融服務(wù)。銀行和證券、期貨交易業(yè)務(wù)都需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的支持，把一個(gè)城市的銀行與其分布在城市各處的下屬機(jī)構(gòu)相連。即使已經(jīng)有了有線計(jì)算機(jī)網(wǎng)，為了避免由于線路等出現(xiàn)的故障，仍需要使用無(wú)線網(wǎng)做備份。在證券和期貨交易業(yè)務(wù)中價(jià)格以及 買 和 賣 的信息變化極為迅速、頻繁，利用手持通信器輸入信息，通過(guò)計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)迅速傳遞到計(jì)算機(jī)、報(bào)價(jià)服務(wù)系統(tǒng)和交易大廳的顯示版，管理員、經(jīng)紀(jì)人和交易者可以迅速利用信息進(jìn)行管理和胳手持通信器直接進(jìn)行交易。避免了用手勢(shì)、送話沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 器和人工錄入及報(bào)價(jià)而產(chǎn)生的不準(zhǔn)確和時(shí) 間延誤所造成的損失。 （ 2）石油工業(yè)。油礦的地形起伏不平，敷設(shè)電纜后不易傳導(dǎo)，而且電纜穿過(guò)煉油廠可能是潛在的危險(xiǎn)。無(wú)線網(wǎng)連接可提供從鉆井臺(tái)到壓縮機(jī)房的數(shù)據(jù)鏈路以便顯示和輸入由鉆井獲取的重要數(shù)據(jù)。海上鉆井平臺(tái)由于寬大的水域阻隔，數(shù)據(jù)和資料的傳輸比較困難。敷設(shè)光纜費(fèi)又用很高，施工難度很大。使用無(wú)線網(wǎng)技術(shù)，費(fèi)用不及敷設(shè)光纜的十分之一，效率高，質(zhì)量好。 （ 3）貨場(chǎng)管理。鐵路運(yùn)輸貨場(chǎng)和碼頭貨場(chǎng)，由于大型吊車、運(yùn)輸?shù)缆泛拓浳锿ǖ啦荒芊笤O(shè)電纜，使用步話機(jī)報(bào)告貨位和貨號(hào)極易產(chǎn)生差錯(cuò)，無(wú)線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以使貨物情況和資料直接傳 輸?shù)接?jì)算機(jī)中進(jìn)行處理大大提高工作效率和服務(wù)質(zhì)量，避免了不必要的差錯(cuò)。 （ 4）醫(yī)護(hù)管理現(xiàn)在很多醫(yī)院都有了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、大量的計(jì)算機(jī)病人監(jiān)護(hù)設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制的醫(yī)療裝置和藥品等庫(kù)存計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以使醫(yī)療專家和管理者在醫(yī)院內(nèi)的任何地方使用移動(dòng)和手持計(jì)算機(jī)設(shè)備能極力方便的存取這些信息。利用計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)醫(yī)生和護(hù)士在設(shè)置計(jì)算機(jī)專線的病房、診室或急救中進(jìn)行匯診、查房、手術(shù)時(shí)可以不必帶著沉重的病例，而使用筆記本電腦實(shí)時(shí)記錄醫(yī)囑，并傳遞處置意見(jiàn)，查詢病人病例和檢索藥品。還可以訪問(wèn)中央專家系統(tǒng)以幫助診斷或預(yù)測(cè)藥物的相互作用和反應(yīng)。 （ 5）工廠的技術(shù)處理，工廠往往不能敷設(shè)連到計(jì)算機(jī)的電纜，在加固混凝土的地板下面也無(wú)法敷設(shè)計(jì)算機(jī)電纜，空中起重機(jī)使人很難在空中布線，零備件及貨物運(yùn)通道使得也不便在地面布線。這種情況使用數(shù)字化制造設(shè)備、數(shù)字采集裝置、機(jī)器人設(shè)備時(shí)應(yīng)用無(wú)線計(jì)算機(jī)是很合適的工程師和技術(shù)人員在進(jìn)行檢修、更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)、討論工程方案以及其他技術(shù)處理時(shí)，可以利用計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)在工廠車間或廠區(qū)的任何地方查閱技術(shù)檔案、工作工藝和工程圖，發(fā)出技術(shù)指令、請(qǐng)求技術(shù)支援，甚至和廠外專家討論問(wèn)題。 （ 6）庫(kù)存控制倉(cāng)庫(kù)零、備件和貨物 的發(fā)送和貯存注冊(cè)可以使用無(wú)線鏈路直接為條形碼閱覽器、筆記本計(jì)算機(jī)和中央處理計(jì)算機(jī)連接，進(jìn)行清查貨物、更新存儲(chǔ)記錄和出據(jù)清單。 （ 7）展覽和會(huì)議在大型會(huì)議和展覽等臨時(shí)場(chǎng)合可在極短的時(shí)間方便的得到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)?？梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)和世界互聯(lián)網(wǎng) Inter 連接并獲得所需要的資料。也可以使用移動(dòng)計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)互通信息、傳遞稿件和制作報(bào)告。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 （ 8）飲食、交通旅游服務(wù)很多餐廳的服務(wù)員已經(jīng)使用步話機(jī)或?qū)ず艏夹g(shù)把餐廳中顧客需要的菜通知廚房，廚房也用同樣的辦法通知餐廳，顧客所需要的菜已經(jīng)準(zhǔn)備好了。這實(shí)際只是整個(gè) 過(guò)程的一部分。計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)一步做到，由餐廳中走來(lái)走去的點(diǎn)菜服務(wù)員通過(guò)手持終端機(jī)把顧客的需求送入計(jì)算機(jī)，把菜單立即打印給廚房并且把做好的菜立即通知給服務(wù)員，當(dāng)然也可以在手持終端機(jī)屏幕顯示的菜單上直接點(diǎn)菜，結(jié)帳時(shí)可通過(guò)同一個(gè)系統(tǒng)及時(shí)打印結(jié)帳單。 （ 9）競(jìng)賽記分系統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)可以用來(lái)完成場(chǎng)、館進(jìn)行的各種競(jìng)賽記分的處理、統(tǒng)計(jì)、發(fā)送和記錄存儲(chǔ)工作。也適合于一些文藝及其它競(jìng)賽的比賽計(jì)分系統(tǒng)，特別是在那些多用途并進(jìn)行多種比賽的場(chǎng)合。由于比賽場(chǎng)地與總記分臺(tái)或大記分牌之間相隔有相當(dāng)?shù)牟槐惴笤O(shè)電纜的場(chǎng)地 (如體育場(chǎng)的跑 道 )，往往只能采取由服務(wù)員將記分單人工傳遞，然后進(jìn)行處理、統(tǒng)計(jì)、錄入并發(fā)送數(shù)據(jù)和顯示出來(lái)，時(shí)間較長(zhǎng)，易出差錯(cuò)。用計(jì)算機(jī)無(wú)線網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)完成處理、統(tǒng)計(jì)、發(fā)送和顯示工作，可以不必花昂貴的錢安裝管道、敷設(shè)專用線路 (而且今后還不能移動(dòng) )，效率高、質(zhì)量好。 擴(kuò)頻通信因其具有眾多優(yōu)勢(shì)，必然在這些無(wú)線通信領(lǐng)域有其用武之地。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 4 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的 Simulink仿真 Simulink 的介紹 矩陣實(shí)驗(yàn)室（ MATLAB:Matrix Laboratory）是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式的程序語(yǔ)言。與其它計(jì) 算機(jī)語(yǔ)言相比，具有簡(jiǎn)潔和智能化程度高的特點(diǎn)，而且適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，因而用其編程和調(diào)試，可以大大提高工作的效率。 目前 MATLAB 已經(jīng)成為國(guó)際上最流行的軟件之一，除了可提供傳統(tǒng)的交互式的編程方法之外，還能提供豐富可靠的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、圖像處理和方便 的 Windows 編程 工具等。因而出現(xiàn)了各種以 MATLAB 為基礎(chǔ)的 工具箱，應(yīng)用于自動(dòng)控制、圖像信號(hào)處理、生物醫(yī)學(xué)工程、語(yǔ)音處理、信號(hào)分析、時(shí)序分析與建模、優(yōu)化設(shè)計(jì)等廣泛的領(lǐng)域，表現(xiàn)出了一般高級(jí)語(yǔ)言難以比擬的優(yōu)勢(shì)。較為常見(jiàn)的 MATLAB工具箱有：控制系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辯識(shí)工具箱、多變量頻率設(shè)計(jì)工具箱、分析與綜合工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱、最優(yōu)化工具箱、信號(hào)處理工具箱、模糊推理系統(tǒng)工具箱，以及通信工具箱等。 在 MATLAB 通信工具箱中 有 SIMULINK 仿真模塊和 MATLAB 函數(shù)，形成一個(gè)運(yùn)算函數(shù)和仿真模塊的集合體，用來(lái)進(jìn)行通信領(lǐng)域的研究、開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真。通信工具箱中的模塊可供直接使用，并允許修改，使用起來(lái)十分方便，因而完全可以滿足使用者設(shè)計(jì)和運(yùn)算的需要。 MATLAB 通信工具 箱中的系統(tǒng)仿真，分 為用 SIMULINK 模塊框圖 進(jìn)行仿真和用MATLAB函數(shù)進(jìn)行的仿真兩種。在 用 SIMULINK 模 塊框圖的仿真中，每個(gè)模塊，在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)上執(zhí)行一次，就是說(shuō)，所有的模塊在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)上同時(shí)執(zhí)行。這種仿真被稱為時(shí)間流的仿真。而在 用 MATLAB 函數(shù)的 仿真中，函數(shù)按照數(shù)據(jù)流的順序依次執(zhí)行，意味著所處理的數(shù)據(jù)，首先要經(jīng)過(guò)一個(gè)運(yùn)算階段，然后再激活下一個(gè)階段，這種仿真被稱為數(shù)據(jù)流仿真。某些特定的應(yīng)用會(huì)要求采用兩種仿真方式中的一種，但無(wú)論是哪種，仿真的結(jié)果是相同的。 SIMULINK 作為 MATLAB 軟 件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個(gè)軟件包，它 與 MATLAB 語(yǔ)言 的 主要區(qū)別在于，其與用戶交互接 口是基于 Windows 的 模型化圖形輸入，其結(jié)果是使得用戶可以把更多的精力投入到系統(tǒng)模型的構(gòu)建，而非語(yǔ)言的編程上。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 所謂模型化圖形輸入 是指 SIMULINK 提供了一些按功能分類的基本的系統(tǒng)模塊，用戶只需要知道這些模塊的輸入輸出及模塊的功能， 而不必考察模塊內(nèi)部是如何實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)這些基本模塊的調(diào)用，再將它們連接起來(lái)就可以構(gòu)成所需要的系統(tǒng)模型（以 .mdl 文件進(jìn)行存?。?，進(jìn)而進(jìn)行仿真與分析 Simulink 簡(jiǎn)單建模 運(yùn)行 Simulink 運(yùn) 行 Simulink，必須首先運(yùn) 行 MATLAB。有兩種方法可以打開(kāi) Simulink 仿真環(huán)境： 單擊 MATLAB 工具欄中的 Simulink 圖標(biāo)。 在 MATLLB 命令窗口輸入 ―Simulink‖命令。 這時(shí)桌面將增加 —個(gè) Simulink 模 塊庫(kù)窗口和一個(gè)個(gè)空的模型窗口 (名為Untitled)。 Simulink 模 塊庫(kù)窗口中顯示代表各個(gè)模塊庫(kù)的圖標(biāo)。創(chuàng)建模型只須將不同模塊庫(kù)中的模塊復(fù)制到新的模型窗口。 可以使用在 Simulink 環(huán)境中的 Simulation 菜單命令或是在 MATLAB 命令中輸人命令的方法，進(jìn)行仿真和分析仿真結(jié)果。 Simulink 使用不同的窗口顯示模塊庫(kù)、模型和圖形仿真輸出。這些窗口不是MATLAB圖形窗口。不能使用圖形句柄命令操作這些窗口。 Simulink 窗口會(huì)白動(dòng)地調(diào)整大小以適應(yīng)屏幕分辨率。如果用戶的顯示器分辨率過(guò)大或過(guò)小，可以手動(dòng)地調(diào)整窗大小。 Simulink 簡(jiǎn)單模型的建立 簡(jiǎn)單模型的建立 （ 1）建立模型窗口 （ 2）將功能模塊由模塊庫(kù)窗口復(fù)制到模型窗口 （ 3）對(duì)模塊進(jìn)行連接，從而構(gòu)成需要的系統(tǒng)模型 模型的特點(diǎn) （ 1）在 SIMULINK 里提供了許多如 Scope 的接收器模塊，這使得用 SIMULINK進(jìn)行仿真具有像做實(shí)驗(yàn)一般的圖 形化顯示效果。 沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 （ 2） SIMULINK 的模 型具有層次性，通過(guò)底層子系統(tǒng)可以構(gòu)建上層母系統(tǒng)。 （ 3） SIMULINK 提供了對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行封裝的功能，用戶可以自定義子系統(tǒng)的圖標(biāo)和設(shè)置參 數(shù)對(duì)話框。 模塊庫(kù) 該特性使得用戶可以從外部模塊庫(kù)中復(fù)制模塊到自己的模型中，并且當(dāng)原模塊改變時(shí)自動(dòng)地更新復(fù)制的模塊。使用庫(kù)特性可以讓用戶開(kāi)發(fā)自己的模塊庫(kù)，或者是使用其它模塊庫(kù)的用戶能夠確保自己的模塊是最新的版本。 使用該特件有幾個(gè)重要的術(shù)語(yǔ)需要理解： 模塊庫(kù) ——庫(kù)模塊的集合。模塊庫(kù)必須是通 過(guò) File 菜單中的 New Library 菜單 項(xiàng)創(chuàng)建的。 庫(kù)模塊 ——庫(kù)中的模塊。 引用模塊 ——庫(kù)模塊的拷貝。 鏈接 ——引用模塊和庫(kù)模塊的連接，它使得庫(kù)模塊改變 時(shí) Simulink 自動(dòng)更新引用模塊。 復(fù)制 ——從庫(kù)模塊或是其它引用模塊中創(chuàng)建引用模塊。 連線 信號(hào)是由 連線傳送的。每一條連線可以傳送標(biāo)量和矢量信號(hào)．而輸出端口和輸入端口就是使用連線和分支線連接起來(lái)的。用鼠標(biāo)單擊輸入或輸出 端 u． 拖動(dòng)鼠標(biāo)就可以畫出一條連線將模塊連接起來(lái)。“一般情況下連線均是水平或是垂立的。畫線時(shí)如果按住 Shift 鍵還可以畫對(duì)角線。從連線上的某一點(diǎn)劃分支線時(shí)， 應(yīng)使用鼠標(biāo)右鍵或是按住 Ctrl 鍵 的同時(shí)使用鼠標(biāo)左鍵。 具體的：根據(jù)仿真系統(tǒng)框