【正文】 s book was a leading text of the time, and it is likely that many later engineers were aware of it. A Polish engineer, Leonard Danilewicz, came up with the idea in other patents were taken out in the 1930s, including one by Willem Broertjes (Germany 1929, . Patent 1,869,695, 1932). During World War II, the US Army Signal Corps was inventing a munication system called SIGSALY for munication between Roosevelt and Churchill, which incorporated spread spectrum, but due to its top secret nature, SIGSALY39。s first radiocontrolled submersible boat in 1898, when it became apparent the wireless signals controlling the boat needed to be secure from being disturbed, intercepted, or interfered with in any way. His patents covered two fundamentally different techniques for achieving immunity to interference, both of which functioned by altering the carrier frequency or other exclusive characteristic. The first had a transmitter that worked simultaneously at two or more separate frequencies and a receiver in which each of the individual transmitted frequencies had to be tuned in, in order for the control circuitry to respond. The second technique used a variablefrequency 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文36transmitter controlled by an encoding wheel that altered the transmitted frequency in a predetermined manner. These patents describe the basic principles of frequency hopping and frequencydivision multiplexing, and also the electronic ANDgate logic circuit.Frequency hopping is also mentioned in radio pioneer Johannes Zenneck39。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了孟老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！ 還要感謝和我同一設(shè)計(jì)小組的幾位同學(xué)，是你們在我平時(shí)設(shè)計(jì)中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計(jì)上的誤區(qū)，使我能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33致 謝本設(shè)計(jì)的完成是在我們的導(dǎo)師孟憲江老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的。但遺憾的是，沒有進(jìn)一步對擴(kuò)頻增益和信噪比的關(guān)系進(jìn)行進(jìn)一步分析。之后，對擴(kuò)頻通信原理進(jìn)行了仿真，了解了擴(kuò)頻這一過程的原理。學(xué)習(xí)了 MATLAB 中 Simulink 這一簡歷系統(tǒng)方框圖和基于方框圖級的仿真環(huán)境。 圖 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼率圖沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32結(jié) 論通過四個(gè)月的學(xué)習(xí)和研究，本題目基于 MATLAB 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真研究已經(jīng)順利完成。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31圖 Error Rate Calculation 模塊對話框如圖 所示為 Error Rate Calculation（誤碼率計(jì)算器）的主要參數(shù)。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文30圖 MPSK Demodulator Passband 模塊對話框如圖 所示為 MPSK Demodulator Passband（通帶 MPSK 解調(diào)器）的主要參數(shù)。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29圖 RandomInteger Generator 模塊對話框如圖 所示為 RandomInteger Generator（隨機(jī)整數(shù)發(fā)生器）的主要參數(shù)。不同功能模塊的參數(shù)是不相同的，用鼠標(biāo)雙擊該功能模塊自動(dòng)彈出相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置對話框。誤碼計(jì)算：誤碼計(jì)算由誤碼儀實(shí)現(xiàn)，誤碼儀在通信系統(tǒng)中的主要任務(wù)是評估傳輸系統(tǒng)的誤碼率，它具有兩個(gè)輸入端口：第一個(gè)端口(Tx)接收發(fā)送方的輸入信號，第二個(gè)端口(Rx )接收接收方的輸入信號。信道：傳輸新到位加性高斯白噪聲信道。調(diào)制與解調(diào)：使用二相相移鍵控 PSK 方式進(jìn)行調(diào)制、解調(diào)。擴(kuò)頻與解擴(kuò)：PN 序列生成器模塊(PN Sequence Generator)作為偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器，擴(kuò)頻過程通過信息碼與 PN 碼進(jìn)行雙極性變換后相乘加以實(shí)現(xiàn)。使用雙極性二進(jìn)制碼元用相乘的方式同樣可以完成擴(kuò)頻與解擴(kuò)的運(yùn)算，還可以克服上述方法的不足。信號首先進(jìn)行解擴(kuò)，然后進(jìn)入 MPSK Demodulator Passband（通帶 MPSK 解調(diào)器）進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信號直接輸入誤碼表。信號饋入載頻為 3000Hz 的 MPSK Modulator Passband（通帶 MPSK 調(diào)制器）調(diào)制，調(diào)制后的單列雙極性的實(shí)信號被周期為 31 的 m 序列（通過 Relay2（繼電器）轉(zhuǎn)換為雙極性二進(jìn)制序列）直接相乘進(jìn)行擴(kuò)頻。 對直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真如圖 所示是一個(gè)先調(diào)制后擴(kuò)頻的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)框圖。用與擴(kuò)頻時(shí)完全相同的 m 序列做解擴(kuò)操作與用其他序列做解擴(kuò)操作的輸出有巨大的差別，這就是擴(kuò)頻通信的基礎(chǔ)，正常解擴(kuò)以后的信號與其他的擴(kuò)頻信號在頻譜特性上的巨大差距，是區(qū)分它們的重要依據(jù)。信號在傳輸過程中疊加了干擾與噪聲，只會(huì)使積分絕對值小于 15，但是其他的信號只會(huì)在 0 附近變化。 m 序列與取反以后的 m 序列異或運(yùn)算后得到全 1 序列，經(jīng)過雙極性變換、積分后在判決點(diǎn)得到 15。比如基帶信號為 0 時(shí)，得到一個(gè)周期的 m 序列；基帶信號為 1 時(shí)，得到一個(gè)周期的取反的 m 序列。如果將波形 2 的序列積分 15 個(gè)碼元周期后將得到 15。全“1”序列在積分 15 個(gè)碼元周期后得到15。因?yàn)椤?”和“1”頻繁地、概率相等地出現(xiàn)，所以積分結(jié)果在“0”附近徘徊。試驗(yàn)證明，當(dāng)延遲數(shù)為 1～14 時(shí)，取反與否結(jié)果是一樣的碼元寬度為 1 的雙極性二進(jìn)制碼序列。全“1”的結(jié)果表示輸出的 m 序列與取反以后的 m 序列異或運(yùn)算后得到全“1” 序列，經(jīng)過雙極性變換后仍得全“1” 序列。下面我們分別對五個(gè)波形進(jìn)行介紹。我們通過對示波器上的波形進(jìn)行分析來了解擴(kuò)頻通信的擴(kuò)頻與解擴(kuò)的原理。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文24圖 擴(kuò)頻通信原理仿真系統(tǒng)下面我們通過圖 展示的擴(kuò)頻通信原理仿真系統(tǒng)，來討論擴(kuò)頻通信原理。系統(tǒng)中的 Relay（繼電器）作用是將單極性二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)變?yōu)殡p極性二進(jìn)制碼。具有類似于白噪聲特征的自相關(guān)函數(shù)。圖 所示是偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器模塊的參數(shù)設(shè)置對話框，生成的多項(xiàng)式[1 0 0 0 0 1 1]就是本原多項(xiàng)式的系數(shù)。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21圖 反饋移位寄存器產(chǎn)生 m 序列的時(shí)域波形沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22圖 反饋移位寄存器產(chǎn)生 m 序列的頻域波形其中圖 所示為反饋移位寄存器產(chǎn)生 m 序列的時(shí)域波形，圖 所示為反饋移位寄存器產(chǎn)生 m 序列的頻域波形。頻譜儀（Spectrum Scope）：可以觀察到出入信號的頻譜。邏輯器件（Logical Operator）：將從寄存器反饋的信號進(jìn)行異或邏輯運(yùn)算，再傳遞給第一個(gè)寄存器。示波器與頻譜儀顯示了 m 序列的時(shí)域和頻域的圖形。它產(chǎn)生的二進(jìn)制序列就是 m 序列。得到 m 序列可以通過以下兩種方法：構(gòu)建反饋移位寄存器來得到 m 序列。f(x) 除不盡 xq+1,qm，??????121aar? ??????riixcFG0)(沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20則稱多項(xiàng)式 f(x)為本原多項(xiàng)式。下面是關(guān)于本原多項(xiàng)式的定義。只有反饋連線滿足特定要求的序列生成器，才能夠產(chǎn)生 m 序列。在擴(kuò)頻通信中 m 序列被廣泛地應(yīng)用。m 序列就是具有最大周期的二進(jìn)制移位寄存器序列。由于 r 位二進(jìn)制移位寄存器最多可以取 2r 個(gè)不同狀態(tài)，因此每個(gè)移位寄存器序列 {s(t)} 最終都是周期序列，并且其周期 n≤2r ，有S(t)=s(t+n) （）由公式（）可以看出，n 是某個(gè)整數(shù)。 圖 反饋移位寄存器原理框圖其線性反饋邏輯式為: （）???????riinnrnn acaca121.沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文19它全面描述了線性反饋移位寄存器的反饋邏輯連接。考慮圖 所示的二進(jìn)制序列產(chǎn)生器，它由線性反饋移位寄存器構(gòu)成，式中 ci 為 1 表示連接，為 0 表示斷開。m 序列是最大長度線性反饋移位寄存器序列的簡稱。白噪聲是一種隨機(jī)過程，它的瞬時(shí)值服從正態(tài)分布，功率譜在很寬的頻帶內(nèi)都是均勻的，它有及其優(yōu)良的相關(guān)特性。它既擁有Word 強(qiáng)大的文字處理功能，又能從 Word 訪問MATLAB 的數(shù)據(jù)計(jì)算和可視化結(jié)果。圖形文字統(tǒng)一處理功能。動(dòng)態(tài)仿真功能。MATLAB 可以給計(jì)算數(shù)據(jù)以二維、三維乃至四維的圖形表現(xiàn)。MATLAB 符號運(yùn)算的獨(dú)特之處在于無須事先對變量賦值，而所得的結(jié)果以標(biāo)準(zhǔn)的符號形式表達(dá)，符號計(jì)算的整個(gè)過程以字符進(jìn)行。MATLAB 出色的數(shù)值計(jì)算功能是使之優(yōu)于其他數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件的決定性因素之一。 [3] MATLAB 的主要功能MATLAB 之所以成為世界頂級的科學(xué)計(jì)算與數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件，是因?yàn)樗S著版本的升級與完善而具有愈來愈強(qiáng)大的功能。1源程序的開放性開放性也許是 MATLAB 最受人們歡迎的特點(diǎn)。功能性工具箱用于多種學(xué)科。其工具箱又分為兩類：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。1功能強(qiáng)大的工具箱是 MATLAB 的另一特色MATLAB 包含兩個(gè)部分：核心部分和各種可選的工具箱。1MATLAB 的缺點(diǎn)由于 MATLAB 的程序不用編譯等預(yù)處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序?yàn)榻忉寛?zhí)行，所以速度較慢。1MATLAB 的圖形功能強(qiáng)大在 MATLAB 里，數(shù)據(jù)的可視化非常簡單。運(yùn)算符豐富由于 MATLAB 是用 C 語言編寫的，MATLAB 提供了和 C 語言幾乎一樣多的運(yùn)算符，靈活使用 MATLAB 的運(yùn)算符將使程序變得極為簡短。即使有部分源代碼，用戶也會(huì)感到麻煩，且不能保證運(yùn)算的穩(wěn)定性。在求解過程中，最麻煩的要算第二部分。具有FORTRAN 和 C 等高級語言知識的讀者可能已經(jīng)注意到，如果用 FORTRAN 或 C 語言去編寫程序，尤其當(dāng)涉及矩陣運(yùn)算和畫圖時(shí)，編程會(huì)很麻煩。由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16 應(yīng)用軟件開發(fā)（包括用戶界面）在開發(fā)環(huán)境中，使用戶更方便地控制多個(gè)文件和圖形窗口；在編程方面支持了函數(shù)嵌套，有條件中斷等；在圖形化方面，有了更強(qiáng)大的圖形標(biāo)注和處理功能，包括對性對起連接注釋等。允許用戶編寫可以和 MATLAB 進(jìn)行交互的 C 或 C＋＋語言程序。目前，MATLAB 已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI 控制、魯棒控制、模型預(yù)測、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP 與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。 應(yīng)用廣泛的模塊集合工具箱MATLAB 對許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。同時(shí)對一些特殊的可視化要求，例如圖形對話等，MATLAB 也有相應(yīng)的功能函數(shù)，保證了用戶不同層次的要求?？捎糜诳茖W(xué)計(jì)算和工程繪圖。出色的圖形處理功能MATLAB 自產(chǎn)生之日起就具有方便的數(shù)據(jù)可視化功能，以將向量和距陣用圖形表現(xiàn)出來，并且可以對圖形進(jìn)行標(biāo)注和打印。MATLAB 的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如距陣，特征向量、快速傅立葉變換的復(fù)雜函數(shù)。在通常情況下，可以用它來代