【正文】 d) 2 =(PT) 2 ,這也就是把 v(t)作為隨機(jī)變量時(shí)，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(hào)功率與噪聲功率之比。式中第二項(xiàng)為噪聲，在 T 時(shí)刻積分器的噪聲輸出為： n(T)=?T tdtPtpntn0 0c os2)()( ? （ 212） 它的準(zhǔn)確積分結(jié)果很難給出，但 n(t)是與 pn(t)獨(dú)立的 0 均值高斯白噪聲，因此 n(T)的統(tǒng)計(jì)特性為： 均值： E[n(T)]=0 （ 213） 方差： )(2tn? =?TC O Spnn dtRRR0 )0(*)0(*)0( （ 214） 式中 R n (0)是噪聲自相關(guān)，對(duì) N 0 /2 的雙邊功率譜密度的白噪聲，則 R n (0)= N0 /2。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的發(fā)射信號(hào)： S(t)= P2 d(t)pn(t)cosω 0t （ 29） 忽略傳輸時(shí)延和衰減，其 接收信號(hào)為： u(t)=S(t)+n(t) （ 210） 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 這里， n(t)是 0 均值的高斯白噪聲，在擴(kuò)頻通信的整個(gè)頻帶上有 N 0 /2 的雙邊功率譜密度。 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(kāi)始分析直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的信噪比和誤碼率?？梢宰C明，當(dāng)噪聲帶寬非常寬時(shí)，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)對(duì)噪聲功率不再有明顯的抑制能力。 對(duì)于式 245，擴(kuò)頻碼 pn(t)對(duì)噪聲 n(t)在頻域上做卷積，實(shí)際上是擴(kuò)頻碼對(duì)基帶噪聲干擾作頻譜擴(kuò)展，擴(kuò)展后的噪聲功率譜密度既然明顯降低，為原譜密度 的1/G，而能經(jīng)基帶濾波器輸出的噪聲功率也就僅為原噪聲功率的 1/G，實(shí)現(xiàn)了對(duì)噪聲干擾的抑制，體現(xiàn)了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力。所以根據(jù) G 的定義，系統(tǒng)噪聲輸出功率可表示為： 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 2? ? PnNPn? Pn21BB = Pn /G （ 28） 由上式可知，噪聲輸出功率與擴(kuò)頻增益成反比。 f d 為基帶信息的速率，這樣，式 25 可寫(xiě)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(hào)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。因此式 244 寫(xiě)成付氏變換形式為： 2? =? ??? dffSfSfH npn ))(*)((|)(| （ 26） 這里， H(f)是理想基帶濾波器 的頻率特性， h(t)付氏變換。 而噪聲輸出成分的方差，即噪聲輸出成分的平均功率為： 2? = ???????? ddRRhhpnn )()()()( ??????? （ 25） 式中， Rn (β α )=E[n(α )n(β )],是噪聲的自相關(guān)函數(shù)，等于它的功率譜密度 Sn (f)的付氏變換。接收信號(hào) u(t)為： u(t)=Ad(t)pn(t)cosω 0t+n(t) （ 22） 設(shè) n(t)是獨(dú)立的、 0 均值帶限 f d 平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 ,功率譜密度為 S n (f),噪聲功率為： E(|n(t)| 2 )=???? dffSn )(=Pn （ 23） 在系統(tǒng)同步后，基帶濾波器濾除ω 0 及以上的高頻分量，噪聲輸出成分為： 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 5 N(t)=???? ? daapnanath )()()( (24) 其中 h(t)為基帶濾波器的傳輸函數(shù)。 比較常見(jiàn)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。接收機(jī)內(nèi)部噪聲也歸于自然干擾。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能的分析 抗干擾能力 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，通常 工作在強(qiáng)干擾環(huán)境，這些干擾可分為自然干擾和人為干擾。當(dāng)擴(kuò)頻調(diào)制后由天線發(fā)射出去。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。 直接序列 擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)簡(jiǎn)稱直接擴(kuò)頻（ DSS）系統(tǒng)或叫直接序列（ DS）系統(tǒng)，是合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 目前使用最多，最典型的擴(kuò)頻工作方式，直擴(kuò)方式是在發(fā)端直接用具有高碼率的擴(kuò)頻編碼去擴(kuò)展信 號(hào)的頻譜，而在收端用相同的擴(kuò)頻編碼進(jìn)行解擴(kuò)使擴(kuò)頻信號(hào)還原為原始信號(hào)。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同接收者發(fā)送 數(shù)據(jù)；同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來(lái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。 (3)易于實(shí)現(xiàn)碼分多址 擴(kuò)頻通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，由于擴(kuò)頻通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。信號(hào)淹沒(méi)在白噪聲之中，別人難于發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，再加之不知擴(kuò)頻編碼，就更難拾取有用信號(hào)?？紤]到輸出端的信噪比和接收系統(tǒng)損耗，可以認(rèn)為實(shí)際的擴(kuò)頻增合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 益帶來(lái)的信噪比的改善為： M=G輸出端信噪比一系統(tǒng)損耗公式中的 M 叫做抗干擾容限。 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的 主要特點(diǎn) 擴(kuò)頻通信技術(shù)在發(fā)端以擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，在收端以相關(guān)解調(diào)技術(shù)收信，這一過(guò)程使其具有諸多優(yōu)良特性： (1)抗干擾性強(qiáng) 表示擴(kuò)頻通信特性的一個(gè)重要參數(shù)是擴(kuò)頻增益 G(Spreading Gain),其定義為擴(kuò)頻前的信號(hào)帶寬 B1 與擴(kuò)頻后的信號(hào)帶寬 B2 之比。香農(nóng) (Shannon)在信息論的研究中得出了信道容量的公式： C=Blog2(1+S/N) （ 21） 這個(gè)公式指示出：如果信息傳輸速率 C 不變，則帶寬 B 和信噪比 S/N 是可以互換的，就是說(shuō)增加帶寬就可以在較低的 信噪比的情況下以相同的信息率來(lái)可靠的傳輸信息，甚至在信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下，只要相應(yīng)的增加信號(hào)帶寬，仍然保持可靠的通信，也就是可以用擴(kuò)頻方法以寬帶傳輸信息來(lái)?yè)Q取信噪比上的好處。 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 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(jiǎn)稱擴(kuò)頻通信。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。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)。 1990 年 1 月，國(guó)際無(wú)線電咨詢委員會(huì) (CCIR,現(xiàn)為 ITUR)在研究未來(lái)民用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的計(jì)劃報(bào)告中已明確地建議采用擴(kuò)頻通信技術(shù)。美國(guó)在 20 世紀(jì) 50 年代中期，就開(kāi)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。 SystemView 合肥工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 I 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... i Abstract ..........................................................................................................................................ii 第 1 章 緒論 ............................................................................................................................... 1 第 2 章 直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng) ..................................................................................................... 2 基本原理 ..................................................................................................................... 2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn) ...................................................................................... 2 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng) ........................................................................................... 3 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能的分析 ..................................................................... 4 抗干擾能力 ....................................................................................................... 4 信噪比 和誤碼率 .............................................................................................. 6 論文主要研究?jī)?nèi)容與思路 ...................................................................................... 9 第 3 章 SYSTEMVIEW 簡(jiǎn)介 ................................................................................................ 10 SystemView 軟 件介紹 ........................................................................................... 10 SystemView 主要特點(diǎn) ........................................................................................... 11 第 4 章 直擴(kuò)系統(tǒng) SystemView 仿真 ................................................................................... 13 直擴(kuò)系 統(tǒng)的原理框圖 ............................................................................................. 13 直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真（無(wú)噪聲情況） ............................................................. 14 系統(tǒng)模塊及主要模塊參數(shù) .......................................................................... 14 主要輸出點(diǎn)波形 ............................................................................................ 16 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性分析 ....................................................................... 18 加入高斯白噪聲后系統(tǒng)模型 ...................................................................... 18 系統(tǒng)誤碼率的理