【正文】 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 佳木斯。根據(jù)表 1 所示，被生成的輸出序列為 000100110101111 ，而最左邊的序列是最早的，因為前一級的狀態(tài)總是要比后一級的快一個時鐘周期，所一第一級輸出的序列應(yīng)該是早的。 然后，我們通過脈沖的作用進行移位，相加以及反饋讓移位寄存器工作，在表 1 中，我們列出了一個周期后的結(jié)果。第四級寄存器輸出比特作為移位寄存器的輸出序列。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)。 為了要說明 PN 二進位的序列特性，我們考慮一個線性的移位寄存器 ( 見圖1) ，它具有用來移位和存儲的四級寄存器，還有一個模 2 加法器以及和一個從寄存器的輸入端到加法器的反饋抽頭。各級的初始狀態(tài)和反饋邏輯電路決定了各級連續(xù)變化的狀態(tài)的規(guī)律。二進制的序列在時鐘脈沖的作用下通過移寄存器來轉(zhuǎn)移。 PN 序列是由一個級聯(lián)的移位反饋寄存器的輸出端來生成的。 （ 2） 游程長度 ( 連 0 或連 1) 是：游程長度為 1 的占總游程數(shù)的 1/2；游程長度為 2 的占總游程數(shù)的 1/4；游程長度為 3 的占總游程數(shù)的 1/8；如此類推，游程長為 n 的占總游程數(shù)的 1/2 n。 PN 序列不是任意的，它們是確定的周期序列。 PN 序列 在 CDMA 系統(tǒng)中， PN 序列通常用于： 將被調(diào)制信號的帶寬擴展到一個較大的傳輸帶寬。因此，在 TDMA 系統(tǒng)所要求的時間同步性的缺點也同樣表現(xiàn)在 CDMA 系統(tǒng)中。因為從碼片到比特的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致編碼效率的降低，喪失了部分更大帶寬所帶來的好處，因此優(yōu)勢被減弱了， 因此這同時也是一個缺點。 CDMA 通信系統(tǒng)的優(yōu)點之一是人造衛(wèi)星站的頻道或系統(tǒng)的整個帶寬可能被用作傳輸每一個來自地球站點的數(shù)據(jù)信息。因為移動用戶的實際數(shù)量，想得到完全正交的碼序列是不可能的。 被用于擴頻通信系統(tǒng)中的最大長度序列碼的，通常叫做 m 序列碼或 Gold 碼。 而擴頻碼速要比原始數(shù)字信息的速率高 100 到 1000 倍，因此原始的數(shù)字信息的單一比特的時間要比擴頻碼的的周期長100 到 1000 倍。 當(dāng)雙極性的數(shù)據(jù)調(diào)制信號被一個特別的平衡擴頻相關(guān)器線性調(diào)制的時候，生成直接擴頻序列 (DSSS) 。 ., 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。1/8 are of length 3。 they are deterministic, periodic sequences. The following are the three key properties of an ideal PN sequence: The relative frequencies of 0 and 1 are each 1/2. The run length(of 0s or 1s)are: 1/2 of all run lengths are of length 1。 感謝各位評委對論文評審并提出寶貴意見。 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的動力。 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。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 致 謝 本項研究工作是在我的導(dǎo)師史慶軍副教授的悉心指導(dǎo)下完成的，在四年的學(xué)習(xí)中，特別是在我進行課題選擇和課題實驗階段中，史老師用其深厚的專業(yè)理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗給了我多方面的指導(dǎo)，使我能夠順利的完成課題相關(guān)工作；在論文寫作過程中，史老師又從繁忙的教學(xué)工作和日常管理工作中抽出寶貴的時間來認(rèn)真審閱和修改論文；同時在日常生活中，史老師又給我熱情的關(guān)心和照顧，使我減輕了學(xué)習(xí)的壓力。在軟件方面，學(xué)會了用 System View 仿真并分析系統(tǒng)。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，收益頗豐。但為了和發(fā)送端相對應(yīng)，本設(shè)計采用后者，但在解擴之前不能把解調(diào)器輸出信號恢復(fù)成數(shù)字信號。 直接擴頻系統(tǒng)，在發(fā)送端的設(shè)計一般都采用先擴頻后調(diào)制，既先用擴頻碼和信息碼進行模 2 運算，產(chǎn)生擴頻信號，然后用此信號去調(diào)制載波，采用二相移頻鍵控（ BPSK）方式。 當(dāng)誤碼率越低的時候，系統(tǒng)所要求的取樣周 期就越長，計算出的誤碼率和理論值差別就越大，但從兩曲線的走向是大致相同的，總體來說測量值要比理論值要大一些，這是因為系統(tǒng)設(shè)計的不完整性造成的，所以仿真得出的數(shù)據(jù)和理論值有差別是難免的。 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。 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。 (S/N)out 為系統(tǒng)輸出信噪比，由前面的討論可知 (S/N)out=2PT/N0， Pe 1 為對應(yīng)高斯白噪聲的系統(tǒng)誤碼率的理論值， logPe1 為其對數(shù)值。通過修改 (Token 21)模塊的參數(shù)來修改 N0，計算誤碼率的理論值并運行系統(tǒng)得到測量值。 N0/2 為高斯白噪聲雙邊帶功率譜密 度。其他模塊與圖 43 對應(yīng)模塊相同。 直接擴頻通信系統(tǒng)抗干擾性分析 加入高斯白噪聲后系統(tǒng) 模型 圖 47 直接擴頻通信系統(tǒng)（加入白噪聲后） 如上圖所示， (Token 21)為高斯白噪聲， (Token 24 和 26)是計算誤碼率的模塊。 圖 45 調(diào)制后信號功率譜密度 3．發(fā)送波形、低通濾波輸出波形、接收波形比較： 圖 46 發(fā)送波形、接收波形、低通濾波器輸出波形 如上圖所示，第一個波形為發(fā)送信號（ sink5），第二個波形為恢復(fù)出的信號（ sink9），第三個波形為接收端低通濾波器輸出信號（ sink19）。 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)制前即擴頻后的信號，下面的波形為解調(diào)后即解擴前的信號。需要說明的是 ,實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頻本身要多得多。接收端 ,通過本地載波解調(diào)后的復(fù)合信號直接原擴頻 PN碼相乘后解擴 ,中間省略了有關(guān)本地 PN 發(fā)生器和相關(guān)的碼同 步電路。為了觀察擴頻系統(tǒng)的抗干擾性能 ,使用了一個干擾信號源。擴頻用的 PN 碼采用 10kHz 的 PN碼(圖符 2),這樣 ,理論上可獲得 10 倍的擴頻增益。 作為一個仿真來說明直序擴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。 圖 42 直擴系統(tǒng)仿真原理圖 為了對擴頻通信有一個初步認(rèn)識 ,直接序列擴頻系統(tǒng)為例來進行仿真 ,并進一步說明擴頻通信的優(yōu)點。 圖 41 直序擴頻系統(tǒng)原理圖 （ b） 接收 機 模 2 和加法器 PN 碼 發(fā)生器 功率 放大器 載波 發(fā)生器 調(diào)制器 調(diào)制器 調(diào)制器 （ a）發(fā)射機 混頻器 調(diào)頻器 調(diào)解調(diào)器 數(shù)據(jù)輸出 本振 中放 時鐘 PN 碼 發(fā)生器 同步 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 直序擴頻 通信 系統(tǒng)仿真 （無噪聲情況） 系統(tǒng)模塊及主要模塊參數(shù) Systemview 是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件 ,主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計和仿真 ,是一個強有力的動態(tài)系統(tǒng)分析工具 ,能滿 足從數(shù)字信號處理 ,濾波器設(shè)計 ,到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計仿真要求。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。在接收機端 , 用與發(fā)射機端完全同步 的 PN 碼對接收信號進行解擴后經(jīng)解調(diào)器還原輸出原始數(shù)據(jù)信息。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 4 章 直擴系統(tǒng) SystemView 仿真 直擴系統(tǒng)的原理框圖 直接序列調(diào)制就是載波直接被偽隨機碼序列調(diào)制。 SystemView 能自動執(zhí)行系統(tǒng)連接檢查，通知用戶連接出錯 并通過顯示指出出錯的圖符。同時，它兼容 Matlab 可以與 Matlab 進行數(shù)據(jù)交換。 (8)可擴展性。分析窗口還提供一個能對仿真生成數(shù)據(jù)進行先進的塊處理操作的接收計算器。 (7)先進的信號分析和數(shù)據(jù)塊處理。 （ 6)完備的濾波器和線性系統(tǒng)設(shè)計。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。 (5)多速率系統(tǒng)和并行系統(tǒng)。這樣，單一的圖符就可以代表一個復(fù)雜系統(tǒng)。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)。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。 (3)在報告中方便地加入 SystemView 的結(jié)論。SystemView 圖標(biāo)庫包括幾百種信號源、接收端、操作符和功能塊。使用熟悉的 Windows 界面和功能鍵，SystemView 可以快速建立和修改系統(tǒng)，并在對話框內(nèi)快速訪問和調(diào)整參數(shù)，實時修改實時顯示。對射頻 /模擬電路 (混合器，放大器， RLC 電路和運放電路 )進行理論分析和失真分析。能夠仿真 DSP 結(jié)構(gòu) 。具有大量可選擇的庫，允許用戶有選擇地增加通訊、邏輯、 DSP 和射頻 /模擬功能模塊。 SystemView 主要特點 SystemView 仿真軟件相對于其它軟件來說 ,具有如下主要優(yōu)點 : (1)能仿真大量的應(yīng)用系統(tǒng)。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。尤具特色的是，它可以很方便地進行各種濾波器的 設(shè)計。使用 SystemView 你只需要關(guān)心項目的設(shè)計思想和過程，而不必花費大量的時間去編程建立系統(tǒng)仿真模型。 SystemView 軟件介紹 SystemView 是一個信號級的系統(tǒng)仿真軟件，主要用于電路與通信系統(tǒng)的設(shè)計、仿真，是一個強有力的動態(tài)系統(tǒng)分析工具，能滿足從數(shù)字信號處理、濾波器設(shè)計、直到復(fù)雜的通信系統(tǒng)等不同層次的設(shè)計、仿真要求。為了使繁雜的電子設(shè)計過程更加便捷， 出現(xiàn)了許多針對不同層次應(yīng)用的EDA 軟件。 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 3 章 SYSTEMVIEW 簡介 通信技術(shù)的發(fā)展日新月異，通信系統(tǒng)也日趨復(fù)雜，因此，在通信系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)過程中，在進行實際硬件系統(tǒng)試驗之前，軟件仿真己成為必不可少的一部分。 (2)以系統(tǒng)框圖形式介紹系統(tǒng)構(gòu)成以及系統(tǒng)的工作原理。因此，擴頻通信的輸出信噪比為： outNS)(＝2/* )( 02NPTPT＝02NPT （ 215） 式中， P 為接收的有用信號功率， T 為信息數(shù)據(jù)脈碼寬度， PT=E b 為１ bit 信息數(shù)據(jù)的信號能量。因此，擴佳木斯大學(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)的接收機對發(fā)送來的擴頻信號作相關(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)作為隨機變量時，它的均值的平方。 作為通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參量的信噪比 ,是有用信號功率與噪聲功率之比。式中第二項為噪聲，在 T 時刻積分器的噪聲輸出為： n(T)=?T tdtPtpntn0 0c os2)()( ? （