直接序列擴頻通信的設(shè)計及仿真-文庫吧資料
2025-07-06 06:47本頁面
【正文】 (a)為一最簡單的三級移位寄存器構(gòu)成的m序列發(fā)生器。在二進制移位寄存器發(fā)生器中，若n為級數(shù)，則所能產(chǎn)生的最大長度的碼序列為2n－1位。m序列在擴展頻譜及碼分多址技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，并在m序列基礎(chǔ)上還能夠成其它碼序列，因此無論從m序列直接應(yīng)用還是從掌握偽隨機序列基本理論而言，應(yīng)該熟悉m序列的產(chǎn)生及其主要特性。二進制的m序列是一種重要的偽隨機序列，有優(yōu)良的自相關(guān)特性。通常希望兩個信號的互相關(guān)值越小越好，則它們越容易被區(qū)分，且相互之間的干擾也小。如果有一定的相似性，則不完全為0。換句話說，就是要選用互相關(guān)性小的信號來表示不同的用戶。擴頻碼序列除自相關(guān)性外，與其他同類碼序列的相似性和相關(guān)性也很重要。自然這種碼序列就被稱為偽隨機碼或偽噪聲碼。而其它延遲時，自相關(guān)函數(shù)值為－1/7, 即碼位長的倒數(shù)取負(fù)值。 0/2范圍內(nèi)呈三角形。這樣我們很容易求出這兩個脈沖序列波形的自相關(guān)函數(shù)，如圖31 (d)中。例如二元碼序列1110l00為碼長為7位的PN碼。我們所能做到的是產(chǎn)生一種具有類似自相關(guān)特性的周期性信號。遺憾的是這種理想的情況在現(xiàn)實中是不能實現(xiàn)的。利用這種特性，就很容易地判斷接收到的信號與本地產(chǎn)生的相同信號復(fù)制品之間的波形和相位是否完全一致。在其他 t 時，其值為0。如果稍微延遲一 t，對于完全的隨機噪聲，相乘以后正負(fù)抵消，積分為0。(b)為其自相關(guān)函數(shù)。現(xiàn)在來看看隨機噪聲的自相關(guān)性。上式的物理概念是f(t)與其相對延遲的的來比較:如二者不完全重疊，即，則乘積的積分為0；如二者完全重疊，即；則相乘積分后為一常數(shù)。在數(shù)學(xué)上是用自相關(guān)函數(shù)來表示信號與它自身相移以后的相似性的。理想的傳輸信息的信號形式應(yīng)是類似噪聲的隨機信號，因為取任何時間上不同的兩段噪聲來比較都不會完全相似。為什么要選用隨機信號或噪聲性能的信號來傳輸信息呢？許多理論研究表明，在信息傳輸中各種信號之間的差別性能越大越好。但是，真正的隨機信號和噪聲是不能重復(fù)再現(xiàn)和產(chǎn)生的。這類碼序列最重要的特性是具有近似于隨機信號的性能。并未涉及碼的結(jié)構(gòu)和如何產(chǎn)生等問題。 BPSK信道設(shè)計 在擴展頻譜通信中需要用高碼率的窄脈沖序列。移相 BPSK調(diào)制原理圖BPSK信號的解調(diào)通常都是采用相干解調(diào)，解調(diào)器原理圖如圖514所示，在相干解調(diào)過程中需要用到與接收到的BPSK信號同頻同相的相干波。理想的BPSK調(diào)制可使載波相位瞬時變化180176。和180176。 AWGN信道設(shè)計BPSK是二進制相移鍵控，在二進制數(shù)字調(diào)制中，當(dāng)正弦載波的相位隨二進制數(shù)字基帶信號離散變化時，則產(chǎn)生BPSK信號。因此，從編碼器輸出端到譯碼器輸入端的所有轉(zhuǎn)換器及傳輸媒質(zhì)可用一個完成數(shù)字序列變換的方框加以概括，這個方框就稱為編碼信道。用戶信息擴頻后的信息PN碼序列 擴頻框圖，圖中一個隨機序列與PN碼序列異或相乘得一個新的序列，使隨機序列的頻譜被擴展。同時，要求接收端解擴頻用的偽隨機碼與發(fā)送端擴頻用的偽隨機碼不僅碼字相同，而且相位相同；否則，將會導(dǎo)致期望用戶的信號自身相互抵消。擴頻的過程可以簡而言之為在發(fā)送端用PN 碼序列將載有信息的信號擴頻到某個較寬的帶寬上，然后在信道上進行傳輸。常用的偽隨機碼有 m 序列（最大長度移位寄存器序列）、Gold 碼序列等。 擴頻模塊包括偽隨機碼生成和相關(guān)運算兩個部分。擴展頻譜信號在接收端做相關(guān)解擴處理，有用信號被解擴為窄帶譜信號；寬帶無用信號與本地偽碼不相關(guān)，因此不能解擴，仍為寬帶譜；窄帶干擾信號則被本地偽碼擴展成為寬帶譜。 擴頻和解擴的頻譜變化采用碼片速率很高的PN碼序列進行擴頻調(diào)制，擴頻信號的帶寬可達(dá)1~100MHz。擴展頻譜的特性取決于所采用的擴頻碼序列的碼型和碼片速率。它與發(fā)端相同的本地擴頻碼進行擴頻解調(diào)（解擴），使寬帶信號變?yōu)檎瓗盘?。擴展頻譜信號再變換為射頻信號發(fā)射出去。 直接序列擴頻通信系統(tǒng)的原理框圖。簡稱直擴（DS）。這種調(diào)制主要用于雷達(dá)，但在通信中也有應(yīng)用。4脈沖調(diào)頻發(fā)信端發(fā)出射頻脈沖信號，在每一脈沖周期中頻率按某種方式變化。3跳時（TH）將時間軸分成周期性的時幀，每幀內(nèi)分成許多時片。2載波頻率跳變擴頻簡稱跳頻（FH）。所傳送的信息符號經(jīng)偽隨機序列（或稱偽噪聲碼）編碼后對載波
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