【正文】 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)的特點(diǎn) 直擴(kuò)系統(tǒng) 射頻 帶寬很寬，小部分頻譜衰落不會(huì)使信號(hào)頻譜嚴(yán)重衰落。 ttCtats 0c o s)()()( ?? 在接收端，接收到的擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)高頻放大和混頻后 (圖中已經(jīng)略去 )，用與發(fā)端同步的、且完全相同的偽隨機(jī)碼對(duì)中頻擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò) (相乘 )，將信號(hào)的頻帶恢復(fù)為信息碼 a(t)的頻帶，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔?a(t)，完成信息的傳輸。與一般通信系統(tǒng)比較 , 擴(kuò)頻通信就是多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。在接收端 , 接收機(jī)接收到寬帶射頻信號(hào)后 , 首先將其變頻至中頻 , 然后通過同步電路捕捉發(fā)送來的擴(kuò)頻碼的準(zhǔn)確相位 , 由此產(chǎn)生與發(fā)送來的偽隨機(jī)碼相位完全一致的接收用的偽隨機(jī)碼 , 作為擴(kuò)頻解調(diào)用的本地?cái)U(kuò)頻碼序列 , 最后經(jīng)信息解通信原理 課程設(shè)計(jì) 13 調(diào) , 恢復(fù)成原始信息輸出。直擴(kuò)通信系統(tǒng)原理如圖 1 所示。 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)簡(jiǎn)述 直接序列擴(kuò)頻就是直接用具有高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。本實(shí)驗(yàn)中的噪聲主要有兩類，一類是用戶間相互干擾的噪聲，由于用戶信息經(jīng)過擴(kuò)頻具有偽隨機(jī)性，所以又可稱為偽噪聲；另一類是我們自己添加到信道 的高斯加性白噪聲 AWNG，它獨(dú)立于信源信號(hào)。 信噪比 測(cè)量通信系統(tǒng)的性能時(shí)，常常要使用噪聲發(fā)生器，由它給出具有所要求的統(tǒng)計(jì)特性和頻率特性的噪聲，并且可以隨意控制其強(qiáng)度，以便得到不同信噪比條件下的系統(tǒng)性能。在接收端，本地產(chǎn)生一個(gè)同步的擴(kuò)頻碼，與收碼序列逐位相乘再求規(guī)格化內(nèi)積，再與發(fā)送端信源碼進(jìn)行比較，一旦有錯(cuò)，誤碼計(jì)數(shù)器加一。 由于 Walsh 函數(shù)是周期性的偽隨機(jī)序列，因而可作為一種較好的隨機(jī)信源。在實(shí)際測(cè)量數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率時(shí)，一般測(cè)量結(jié)果與信源送出信號(hào)的統(tǒng)計(jì)特性有關(guān)。 白 指功率譜恒定；“高斯”指幅度取各種值時(shí)的概率 p (x)是高斯函數(shù)；“加性”指 噪聲獨(dú)立于有用信號(hào)，不隨信號(hào)的改變而改變。 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)。這說明只有在 時(shí)才相關(guān)，而它在任意兩個(gè)時(shí)刻上的隨機(jī)變量都是不相關(guān)的。即其功率譜密度 : ( 為常數(shù) ), （ 3） 白噪聲的自相關(guān)函數(shù) : 因?yàn)?，所以其自相關(guān)函數(shù)為 : 通信原理 課程設(shè)計(jì) 11 （ 4） 由式 (4)可知，白噪聲的自相關(guān)函數(shù)僅在 時(shí)才不為零 。它們比單一的直接序列、跳頻、跳時(shí)體制有更優(yōu)良的性能。 混合擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng) 以上幾種基本的擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，單獨(dú)使用其中一種系統(tǒng)時(shí)有時(shí)難以滿足要求，將以上幾種擴(kuò)頻方法結(jié)合起來就構(gòu)成了混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。在語音頻段，線性調(diào)頻聽起來類似于鳥的“啾啾”叫聲，所以線性脈沖調(diào)頻也稱為鳥聲調(diào)制。由于采用了窄得很多的時(shí)隙去發(fā)送信號(hào)，相對(duì)說來，信號(hào)的頻譜也就展寬了。在一幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)隙發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。與跳頻系統(tǒng)相似，跳時(shí)是使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上離散地跳變。跳頻系統(tǒng)可供隨機(jī)選取的頻率數(shù)通常是幾千到 個(gè)離散頻率，在如此多的離散頻率中，每次輸出哪一個(gè)是由偽隨機(jī)碼決定的。 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)（ Frequecy Hopping Spread Spectrum Communication Systems， FHSS）的簡(jiǎn)稱，或更簡(jiǎn)單地稱為跳頻通信系統(tǒng)，確切地說應(yīng)叫做“多頻、選碼和頻移鍵控通信系統(tǒng)”。除通信以外，擴(kuò)頻系統(tǒng)還可用于定時(shí)、定位及測(cè)距，應(yīng)用在導(dǎo)航、雷達(dá)等系統(tǒng)中。同時(shí)還有利于組網(wǎng)、選呼、增加保密性及解決新用戶隨時(shí)入網(wǎng)的問題。 擴(kuò)頻通信可以很容易地實(shí)現(xiàn)碼分多址，提高頻帶的利用率。從民用通信方面來說，由于擴(kuò)頻信號(hào)的隱蔽性好，它對(duì)目前使用的各中窄帶通信系統(tǒng)干擾很小。 通信原理 課程設(shè)計(jì) 9 擴(kuò)頻通信的另一個(gè)優(yōu)越性是其隱蔽性好。理論上講它可以在信噪比為負(fù)值，即信號(hào)被噪聲淹沒的情況下，將信號(hào)提取出來。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中采用偽隨機(jī)序列擴(kuò)頻，在實(shí)際的通信系統(tǒng)中可以利用不同的偽隨機(jī)序列作為不同用戶的地址碼，從而實(shí)現(xiàn)碼多分址。在擴(kuò)頻通信中，可以采用分集技術(shù)和梳妝濾波器技術(shù)，能有效地解決這一問題。此外，由于擴(kuò)頻信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展到很寬的頻帶內(nèi)，其功率譜密度也隨之降低（可明顯低于環(huán)境噪聲和干擾電平），難以檢測(cè)，所以信號(hào)具有隱蔽性。由于擴(kuò)頻系統(tǒng)使用周期很長(zhǎng)的偽隨機(jī)友進(jìn)行擴(kuò)頻，經(jīng)調(diào)制后的數(shù)字信息類似于隨機(jī)噪聲，在接收端進(jìn)行解擴(kuò)時(shí)，只有采用與發(fā)送端同步的擴(kuò)頻碼才能正確恢復(fù)發(fā)送的信息。特別是銀行系統(tǒng)進(jìn)行同城票據(jù)傳輸，以前 的調(diào)頻設(shè)備其誤碼率較高，其工作穩(wěn)定可靠性差，采用擴(kuò)頻技術(shù)，誤碼率就低了。另外，由于在接收端采用了擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)，即使采用同類型信號(hào)進(jìn)行干擾，如果不能檢測(cè)出有用信號(hào)的碼序列，干擾也起不了太大的作用。 擴(kuò)頻通信的特點(diǎn) 由于擴(kuò)頻通信在發(fā)射端用偽隨機(jī)碼進(jìn)行了擴(kuò)頻調(diào)制，接收端用了相關(guān)的解擴(kuò)技術(shù)，與其他通信手段相比，具有其獨(dú)特的特點(diǎn)。 另外，根據(jù)柯捷爾尼可夫關(guān)于信息差錯(cuò)傳輸概率的公式 [13]為： )/( 0NSfPow j ? 式中： jPow 為差錯(cuò)概率， E 為信號(hào)能量， N0為噪聲功率譜密度。因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在信道上傳輸?shù)男盘?hào)功率譜密度就很低。換句話講，在信道容量相同的條件下，寬帶系統(tǒng)比窄帶系統(tǒng)的抗干擾性能要好，所以當(dāng)信噪比太小而且不能保證通信質(zhì)量時(shí)，可以采用增加帶寬的方法來改善通信質(zhì)量。根據(jù)無線傳輸信道容量的理論公式 [5]： )N/P1W lo gC 2 ?? （ 式中： C 是信道可能傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾?，即信道容量?W 為信道帶寬； N 為白噪聲的平均功率； P 是信號(hào)的平均功率。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ) 在傳統(tǒng)的無線電通信系統(tǒng)中，信號(hào)的格式的設(shè)計(jì)是：在保證通信質(zhì)量的前提下，為了在系統(tǒng)所能使用的射頻頻帶中能盡可能多地傳輸信息，所以要求信號(hào)的帶寬不 要過寬，一般信號(hào)帶寬與信息的帶寬是接近的，傳統(tǒng)的無線電通信系統(tǒng)就是采用這種窄帶信號(hào) (Sn)概念的系統(tǒng)，稱之為窄帶系統(tǒng)。軍事通信抗干擾的驅(qū)動(dòng)以及個(gè)人通信業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)使得擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾性能和碼分多址能力得到最大限度的挖掘。在本世紀(jì)，擴(kuò)頻技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。一般而言，跳頻系統(tǒng)主要在軍事通信中對(duì)抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴(kuò)系統(tǒng)則主要是一種民用技術(shù)。美國(guó)已制通信原理 課程設(shè)計(jì) 6 定出了基于 CDMA 蜂窩技術(shù)的 IS95 標(biāo)準(zhǔn)， Samsung、 Motorola 等公司也已相繼推出了各自的 CDMA 移動(dòng)通信商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已開通運(yùn)行，并取得了良好的效果。擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)應(yīng)用于蜂窩移動(dòng)通信中時(shí)，大大降低了噪聲和衰落的影響，同時(shí)還避免了復(fù)雜的頻率分配和時(shí)隙劃分等技術(shù)上的困難，并可以省去保護(hù)頻帶或時(shí)隙，極大地提高了蜂窩通信系統(tǒng)中小區(qū)的頻率復(fù)用度，使信號(hào)頻譜利用率得到提高。目前在軍事上，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信的系統(tǒng)中，成為電子戰(zhàn)中反干擾的一種重要的手段。美國(guó)在 20 世紀(jì) 50 年代中期，就開始了對(duì)擴(kuò)頻通信的研究，當(dāng)時(shí)主要側(cè)重在空間探測(cè)、衛(wèi)星偵察和軍用通信等方面。 擴(kuò)頻通信的基本概念 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)展概述 擴(kuò)頻通信 (spread spectrum munication)是近幾年內(nèi)迅速發(fā)展起來的一種通信技術(shù)。 由得出的圖形分析結(jié)果何原因。 課題研究方法 設(shè)計(jì) DSCDMA 通信系統(tǒng)，搭建系統(tǒng)仿真程序。目前國(guó)內(nèi)外研究的焦點(diǎn)主要集中在軍用通信，軍用測(cè)控，對(duì)抗與反對(duì)抗等方面。因此 CDMA 技術(shù)成為目前擴(kuò)頻技術(shù)中研究最多的對(duì)象。歐洲的 GSM 標(biāo)準(zhǔn)和北美的以 CDMA 技術(shù)為基礎(chǔ)的 IS95 都在第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（ 2G）的應(yīng)用中取得了巨大的成功。直擴(kuò)技術(shù)通過將信號(hào)的頻譜擴(kuò)展，使其隱藏于背景噪聲中，從而使該信號(hào)逃過檢測(cè)。 本課題正是基于以上現(xiàn)狀提出的。而 MATLAB 是最具影響力、最有活力的軟件之一，在科學(xué)運(yùn)算、自動(dòng)控制、通信仿真等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。對(duì) CDMA 的研究具有一定的價(jià)值。 spread spectrum munication system is divided into direct sequence spread spectrum system, frequency hopping spread spectrum munication system, time hopping spread spectrum munication system, the linear pulse frequency modulation system, hybrid spread spectrum munication systems。仿真結(jié)果表明信噪比的增加會(huì)導(dǎo)致誤碼率的下降，與預(yù)期結(jié)果相同。 指 導(dǎo) 教 師 陳莉 系 (教 研 室 ) 通 信 工 程 系 接受任務(wù)開始執(zhí)行日期 2021 年 3 月 4 日 學(xué)生簽名 通信原理 課程設(shè)計(jì) 1 摘要 本文研究的是 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗多址干擾的性能及其 matlab 軟件的仿真。 （ 2）對(duì)多址干擾作出定性及定量研究。 通信工程專業(yè) 《通信原理》課程設(shè)計(jì) 題 目 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗多址干擾性能研究 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 所在院 (系 ) 陜 西 理 工 學(xué) 院 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通 信 工 程 專 業(yè) 104 班 指導(dǎo)教師 陳 莉 完成地點(diǎn) 陜 西 理 工 學(xué) 院物理與電信工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室 2021 年 3 月 22 日 通信工程專業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 院 (系 ) 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 一、課程設(shè)計(jì)題目 DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗多址干擾性能研究 二、課程設(shè)計(jì)工作自 2021 年