直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真畢業(yè)論-文庫(kù)吧資料
2025-06-13 06:22本頁(yè)面
【正文】 不出現(xiàn)差錯(cuò)，經(jīng)過(guò)接收機(jī)前端電路（包括輸入電路、高頻放大器等），輸出仍為? ?1。這里，當(dāng) c（ t）為一碼時(shí)，已調(diào)波與載波取反相； 而當(dāng)c（ t）為 0 碼時(shí)，取同相。對(duì)于 PSK 來(lái)說(shuō)，主要是看清楚已調(diào)波與調(diào)制信號(hào)之間的相位關(guān)系。 通常載波頻率較高，或者說(shuō)載波周期 cT較小，它遠(yuǎn)小于偽碼的周期 pT，即滿(mǎn)足 cTpT。這里假定平衡調(diào)制器是理想對(duì)稱(chēng)，碼序列取 + ?1 的概率相同，即調(diào)制信號(hào)無(wú)直流分量，這樣平衡調(diào)制器輸出的已調(diào)波中，無(wú)載波分量。即 ?? ??11coss ct A t?? （ 49） 式中， C(t)=1 當(dāng)二進(jìn)制序列為 0 碼 C(t)=+1 當(dāng)二進(jìn)制序列為 1 碼 （ 410） 因此，經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻和相位調(diào)制后的信號(hào)??1st為 ?? ??1111coscoscosAts t Ac t tAt??????????? ???????? （ 411） 由上面討論可知，經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào) c（ t）可看作只取 ?1 的二進(jìn)制波形，然后對(duì)載頻進(jìn)行調(diào)制，這里是采用調(diào)相（ BPSK）。圖中采用二相 相移鍵控方式。其擴(kuò)展處理增益也可用下式表示 1 0 lg bp pTG T? （ 48） 在 bT一定的情況下，若偽碼速率越高，即偽碼寬度（碼片寬度） pT越窄，則擴(kuò)頻處理增益越大。由圖可見(jiàn)，當(dāng)信碼 m（ t）為 0 時(shí)， c（ t）與 p（ t）相同；而當(dāng)信碼 m（ t）為 1 時(shí)，則 c（ t）為 p（ t）取反既是。模 2 加法器的運(yùn)算規(guī)則可用下式表示 ?? ?? ??ct mt pt （ 47） 當(dāng) m（ t）與 p（ t）符號(hào)相同時(shí)， c（ t）為 0；而當(dāng) m（ t）與 p（ t）不同時(shí)，則為 1。偽碼的波形如圖 5 中的第（ 2）個(gè)波形，其碼元寬度為 pT，且取 bT=16 pT。圖 4 表 示了直擴(kuò)通信系統(tǒng)的原理方框圖 圖 4 直擴(kuò)通信系統(tǒng)的組成框圖 在發(fā)送端輸入信息碼元 m（ t），它是二進(jìn)制數(shù)據(jù)，圖中為 0、 1 兩個(gè)碼元，其碼元寬度為 bT。 4． 2 直接序列擴(kuò)頻的基本原理 所謂直接序列擴(kuò)頻（ DS），就是直接用具有高速率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)送端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。 綜上所述：將信息帶寬擴(kuò)展 100 倍，甚至用 1000 倍以上的帶寬信號(hào)來(lái)傳輸信息，為了提高通信的抗干擾能力， 在強(qiáng)干擾的情況下保證通信安全 。設(shè)信息持續(xù)時(shí)間為 T，或數(shù)字信息的碼元寬度為 T，則信息的帶寬 Bm 為 Bm=1/T (43) 信號(hào)功率 S S=1/T (44) 已調(diào)信號(hào)的寬度為 B，則噪聲功率為 0N nB? （ 45） 將式（ 43） ~（ 45）代入式（ 42），可得 e mST S BP f B fN N B????? ? ? ??????? ?? （ 46） 差錯(cuò)概率 Pe是輸入信號(hào)與噪聲功率之 比（ S/N）和信號(hào)帶寬與信息帶寬之比（ B/Bm）二者乘積的函數(shù)。擴(kuò)頻通信就是用寬帶傳輸技術(shù)來(lái)?yè)Q取信噪比。 由 41 式中可以看出： 為了提高信息的傳輸速率 C，一是 加大帶寬 B，二是 提高信噪比 S/N。為什么要用寬頻帶信號(hào)來(lái)傳輸窄帶信息呢？主要是為了 保證通信的 安全可靠。 理論基礎(chǔ)： 長(zhǎng)期以來(lái)，人們總是想方設(shè)法使信號(hào)所占的頻譜盡量窄，以充分提高十分寶貴的頻率資源利用率。 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真 學(xué)號(hào)： 070211034 第 6 頁(yè) 共 18 頁(yè) (a)三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的 M 序列發(fā)生器 (b)模二加法運(yùn)算 (c)D D D3 輸入 圖 3 周期性 M 序列的產(chǎn)生 4 直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù) 4． 1直接序列擴(kuò)頻的概念及理論基礎(chǔ) 概念： 所謂直接序列 (DS： Direct Sequence)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。在時(shí)鐘脈沖的驅(qū)動(dòng)下，輸出序列作周期性的重復(fù)。 例如 移位寄存器各級(jí)的初始狀態(tài)為 110 時(shí)，輸出序列為 1100010。在圖 (c)中，在時(shí)鐘脈沖驅(qū)動(dòng)下，三級(jí)移位寄存器的暫存數(shù)據(jù)按列改變。模二加法器為圖中 (b)所示的運(yùn)算 (相同為 0，不同為 1)。 圖中 Dl、 D D3 為三級(jí)移位寄存器， 算法是 模二加法。在二進(jìn)制移位寄存器發(fā)生器中，若 n為級(jí)數(shù)，則所能產(chǎn)生的最大長(zhǎng)度的碼序列為 2n－ 1 位。 m序列在擴(kuò)展頻譜 和 碼分多址技術(shù)中 都有著 廣泛的應(yīng)用 ， 因此 不管是 從 m序列直接應(yīng)用還是從 熟悉 偽隨機(jī)序列基本理論，都 應(yīng)該 掌握 m 序列的產(chǎn)生 和 主要特 點(diǎn) 。二進(jìn)制的 m序列是一種重要的偽隨機(jī)序列，有 很好的自相關(guān)特性。通常 我們 希望兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)值越小越好，則它們?cè)饺菀妆粎^(qū)分，相互之間的干擾也 就越小 。如果有一定的相似性，則不完全為 0。 或者 說(shuō)，就是要用互相關(guān)性小的信號(hào)來(lái)表示 不同的用戶(hù)。 除了 擴(kuò)頻碼序列除自相關(guān)性外， 和 其他同類(lèi)碼序列的相關(guān)性也很重要。這種碼序列稱(chēng)為偽隨機(jī)碼。而其它延遲時(shí)，自相關(guān)函數(shù)值為－ 1/7, 即碼位長(zhǎng)的倒數(shù)取負(fù)值。 ?0/2 范圍內(nèi)呈三角形。很容易求出這兩個(gè)脈沖序列波形的自相關(guān)函數(shù)，如圖 2 (d)中。例如二元碼序列 1110l00 為碼長(zhǎng)為 7 位的PN碼。我們能做到的是產(chǎn)生一種具有類(lèi)似自相關(guān)特性的周期 性信號(hào)。 不幸 的是這種理想的情況在現(xiàn)實(shí)中是 無(wú)法 實(shí)現(xiàn)的。利用這種特性，就 能 很容易地判斷接收信號(hào)與本地產(chǎn)生的相同信號(hào)復(fù)制品之間的波形和相位 的區(qū)別 。在其 它時(shí)刻 ，其值為 0。如果稍微延遲 t，對(duì)于完全的隨機(jī)噪聲，相乘以后正負(fù)抵消，積分為 0。圖 2(b)為其自相關(guān) 函數(shù)。 隨機(jī)噪聲的自相關(guān)性。 上式的物理 意義 是 f(t)與其相對(duì)延遲的 ?的? ?ft??來(lái)比較 : 如 果 二者 不 重疊，即 0??，則乘積的積分? ?a??為 0； 如 果 二者重疊，即 ?；則相乘積分后? ?a為常數(shù)。 數(shù)學(xué)上自相關(guān)函數(shù)表示信號(hào)與它自身相移后的相似性的。理想的傳輸信息的信號(hào)形式 與 噪聲的隨機(jī)信號(hào) 相類(lèi)似 ，因?yàn)?在不同的時(shí)間段有不相同的噪聲 。 許多理論研究表明，在信息傳輸中各 個(gè) 信號(hào)間的 差異 性能越大越好。 然而 ，隨機(jī)信號(hào)和噪聲是 不可能 重復(fù) 出現(xiàn) 和產(chǎn)生的。具有近似于隨機(jī)信號(hào)的性能 是這類(lèi)碼序列的重要特征 。 2． 3 CDMA 特點(diǎn) 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真 學(xué)號(hào)： 070211034 第 4 頁(yè) 共 18 頁(yè) 3 擴(kuò)頻碼序列 3． 1 碼序列的相關(guān)性 在擴(kuò)展頻譜通信中需要用高碼率的窄 脈沖序列。 4. CDMAPCS： CDMA個(gè)人通訊服務(wù)系統(tǒng)。 2. B－ CDMA：寬帶碼分多址系統(tǒng)，包括 W－ CDMA、 CDMA2021 和 TD－ SCDMA，它們分別是歐洲、美國(guó)（高通）和中國(guó)（大唐電信與西門(mén) 子合作）所提出并開(kāi)發(fā)的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)。 圖 1 CDMA示意圖 2． 2 幾種常見(jiàn)的 CDMA 技術(shù) 1. N－
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