【正文】 m序列擴(kuò)頻碼的自相關(guān)函數(shù) 設(shè)m序列的碼片寬度為T，碼片波形為矩形，波形幅度出現(xiàn)+1，1的概率各為1/2，所有脈沖度取值相互獨(dú)立且脈沖波形起始時(shí)間T在0 T之間均勻分布，經(jīng)推導(dǎo)可得周期為p的m序列的自相關(guān)函數(shù)為 1(1+) |τ|≤T（21） T|τ|≤pTc/2 r(τ)={m序列的自相關(guān)函數(shù)如圖21所示，由圖中可以看出，當(dāng)t=0時(shí)，m序列的自相關(guān)函數(shù)出現(xiàn)峰值1；當(dāng)t偏離0時(shí)，相關(guān)函數(shù)曲線很快下降；當(dāng)1163。 2．移位可加性：某個(gè)m序列同相移為任意值的同一m序列的模2和是另一相移的m序列。m序列具有類似隨機(jī)噪聲的尖銳的自相關(guān)特性，是一種較為常用的偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列。偽隨機(jī)序列具有貌似噪聲性質(zhì)，但它是周期性有規(guī)律，既容易產(chǎn)生，又可以加工和復(fù)制的序列。通常來說,擴(kuò)頻碼應(yīng)滿足以下要求：1． 易于產(chǎn)生；2． 具有隨機(jī)性；3． 具有盡可能長的周期；4． 具有尖銳的自相關(guān)特性和良好的互相關(guān)特性；從理論上說，用純隨機(jī)序列去擴(kuò)展信號頻譜是最理想的。在接收機(jī)中要有一個(gè)和發(fā)射機(jī)中的偽隨機(jī)碼同步的本地碼，對接收信號進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)后的信號送到解調(diào)器取出傳送的信息。在直接序列系統(tǒng)中通常對載波進(jìn)行相依鍵控調(diào)制。直接序列系統(tǒng)中用的編碼序列通常是偽隨機(jī)序列或叫偽噪聲（PN）碼。(4)抗多徑干擾　在無線通信中，抗多徑干擾問題一直是難以解決的問題，利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性；在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號中提取分離出最強(qiáng)的有用信號，也可把多個(gè)路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng)，從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。而極低的功率譜密度，也很少對其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。(2)隱蔽性強(qiáng)、干擾小因信號在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，則單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低。G=B2/B1擴(kuò)頻通信中，接收端對接收到的信號做擴(kuò)頻解調(diào)，只提取擴(kuò)頻編碼相關(guān)處理后帶寬為B1的信號成份，而排除了擴(kuò)展到寬帶B2中的干擾、噪聲和其他用戶通信的影響，相當(dāng)于把接收信噪比提高了G倍。接收端用與發(fā)射時(shí)相同的偽隨機(jī)編碼做擴(kuò)頻解調(diào)，把寬帶信號恢復(fù)成常規(guī)的基帶信號，即依PN碼的規(guī)律從寬帶中提取與發(fā)射對應(yīng)的成份積分起來，形成普通的基帶信號，然后，可再用常規(guī)的通信處理解調(diào)出發(fā)送來的信息數(shù)據(jù)D。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。擴(kuò)頻通信的基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號來發(fā)射。論文第一章介紹了直接序列擴(kuò)頻基本原理；第二章比較詳細(xì)的論述了m序列的相關(guān)理論，包括m序列的生成方法及相關(guān)特性等；論文的第三章闡述了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，詳細(xì)討論了發(fā)送端時(shí)鐘，載波發(fā)生，m序列產(chǎn)生，擴(kuò)頻，調(diào)制等模塊及接收端解調(diào)，解擴(kuò)，采樣判決等模塊電路的基本原理及實(shí)現(xiàn)方法；論文第四章比較詳細(xì)分析了直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾能力及多址能力；第五章用System View軟件進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，得到了系統(tǒng)主要輸出點(diǎn)波形，同時(shí)把系統(tǒng)在高斯白噪聲情況下的誤碼率理論值和測量值進(jìn)行了比較，分析了擴(kuò)頻序列對高斯白噪聲和窄帶噪聲的影響，最后簡單分析了在不同擴(kuò)頻序列情況下，系統(tǒng)的多址干擾情況。在硬件方面設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡單的直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，鑒于m序列具有許多優(yōu)良特性，是最常用的擴(kuò)頻序列，因此本設(shè)計(jì)選用m序列作為擴(kuò)頻序列，信號調(diào)制選用二進(jìn)制移相鍵控方式。其中直接序列擴(kuò)頻通信是目前使用最典型的擴(kuò)頻工作方式。本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))CDMA通信系統(tǒng)中的接入信道部分進(jìn)行仿真與分析院 系　 電信學(xué)院 專 業(yè)　　 電子信息工程　 班 級　 05電信一班　　　 學(xué) 號　　 0612050527　 學(xué) 生 姓 名　　 孫登高 聯(lián) 系 方 式　　 13782330153 指 導(dǎo) 教 師　 殷志峰 職稱：　副教授　2009 年 5 月58 / 65目錄摘要 1Abstract 9第一章 直接擴(kuò)頻通信概述 1 基本原理 1 擴(kuò)頻通信的主要特點(diǎn) 2 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 3第二章 擴(kuò)頻碼（m序列） 5 引言 5 最長線性反饋移位寄存器序列——m序列 5 m序列的性質(zhì) 5 m序列擴(kuò)頻碼的自相關(guān)函數(shù) 6 m序列擴(kuò)頻碼的功率譜密度 7 m序列的的互相關(guān)函數(shù) 8 m序列信號的產(chǎn)生 8 m序列優(yōu)選對 10第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11 設(shè)計(jì)思想與系統(tǒng)參數(shù) 11 發(fā)射電路 12 時(shí)鐘信號產(chǎn)生 12 信息碼的產(chǎn)生 13 m序列的產(chǎn)生 15 擴(kuò)頻信號的產(chǎn)生 16 信號調(diào)制 17 二相相移鍵控(BPSK) 17 平衡調(diào)制器 18 接收電路 22 接收濾波 22 BPSK信號的功率譜 22 接收濾波器設(shè)計(jì) 23 擴(kuò)頻信號的相關(guān)解調(diào) 25 擴(kuò)頻信號的相關(guān)解擴(kuò) 26 抽樣判決電路 29第四章 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能分析 32 抗干擾能力 32 信噪比和誤碼率 35 多址能力 39第五章 System View軟件仿真 43 System View動態(tài)軟件簡介 43 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真（無噪聲情況） 43 系統(tǒng)模型及主要模塊參數(shù) 43 主要輸出點(diǎn)波形 45 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性分析 47 加入高斯白噪聲后系統(tǒng)性能。 47 加入高斯白噪聲后系統(tǒng)模型 47 系統(tǒng)誤碼率的理論值與測量值的比較 47 擴(kuò)頻序列對窄帶噪聲及寬帶噪聲的影響比較 51 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)多址能力分析 53 系統(tǒng)模型及主要模塊參數(shù) 53 系統(tǒng)多址干擾分析 54結(jié)束語 56致謝 57參考文獻(xiàn) 58摘要擴(kuò)頻通信由于具有抗干擾能力強(qiáng)，隱蔽性好，容易實(shí)現(xiàn)多址傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)而在移動通信、無線數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。本論文以開發(fā)一個(gè)通信實(shí)驗(yàn)綜合系統(tǒng)為目的，從硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)仿真兩個(gè)方面對直接擴(kuò)頻工作方式進(jìn)行了研究。在系統(tǒng)仿真中采用System View作為仿真平臺，得到了系統(tǒng)的誤碼特性，并與理論值進(jìn)行了比較，同時(shí)簡單分析了系統(tǒng)的多址能力。關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻 ；m序列；二進(jìn)制移相鍵控；抗干擾AbstractSpread Spectrum Communications is used more and more widely in mobile munications, wireless data munications and other areas for its high performance in antijamming and security. Moreover, it is very easily to realize multiple access transmission on the basis of spread spectrum munications. Direct sequence(DS) spread spectrum munications is one of the most typical spread spectrum modes. Aiming at developing a munication system employed in the integrated experiments, the thesis has studied direct sequence spread spectrum mode from the points of view of both the hardware implementation and the software simulation. As the hardware part, a simplified direct sequence spread spectrum(DSSS) system is designed and realized, in which BPSK modulation scheme is adopted and m sequence is employed as the spreading sequence for its excellent characteristics and mon use. For the software part, bit error performance is obtained on the basis of SystemView simulation software platform and pared with the theoretical values, along with the brief analysis of the multiple access ability.The basal principle of DSSS is introduced briefly in the first chapter of the thesis. In the second chapter, the theory of m sequences including the generation method and the correlation properties is discussed in detail. The scheme and architecture of the hardware system is covered in the third chapter. The implementation of the transmitter, which posed of the clock module, the carrier generator, the m sequence generator, the spreader and the modulator, and the receiver posed of the demodulator, the despreader, the sampler and the judging module are introduced and discussed in detail. In the forth chapter, the antijamming and multiple access ability are elaborated. In the fifth chapter, the DSSS simulation system is built and the waveforms of a variety of output points are presented. At the same time, the results of the bit error rate obtained by simulation is pared with the theoretical values in the case of the Additive White Gauss Noise(AWGN) channel. In the end, the multiple access jamming is analyzed simply when different spreading sequences are allocated to different users.Key Words: Spreading spectrum；m sequence；BPSK； Antijamming第一章 直接擴(kuò)頻通信概述 基本原理擴(kuò)展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)簡稱擴(kuò)頻通信。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) （11）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P/N是可以互換的，就是說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可靠的傳輸信息，甚至在信號被噪聲淹沒的情況下，只要相應(yīng)的增加信號帶寬，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換取信噪比上的好處。信息數(shù)據(jù)D經(jīng)過常規(guī)的數(shù)據(jù)調(diào)制，變成了帶寬為B1的基帶(窄帶)信號，再用擴(kuò)頻編碼發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)編碼(PN碼：Pseudo Noise Code)，對基帶信號作擴(kuò)頻調(diào)制，形成帶寬B2(B2遠(yuǎn)大于B1)、功率譜密度極低的擴(kuò)頻信號，這相當(dāng)于把窄帶B1的信號以PN碼所規(guī)定的規(guī)律分散到寬帶B2上，再發(fā)射出去。 擴(kuò)頻通信的主要特點(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)頻前的信號帶寬B1與擴(kuò)頻后的信號帶寬B2之比。考慮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)頻增益帶來的信噪比的改善為：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。信號淹沒在白噪聲之中，別人難于發(fā)現(xiàn)信號的存在，再加之不知擴(kuò)頻編碼，就更難拾取有用信號?！?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)。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同