【正文】 Gp=30dB，要求相關(guān)器輸出信嗓比 (S／ N)=10dB，系統(tǒng)損耗Lsys=2dB， 由此可得干擾容限為 Mj=30(2+10)=l8dB， 也就是說(shuō)，只要接收機(jī)前端的干擾功率不超過(guò)信號(hào)功率 18dB，系統(tǒng)就能正常工作。 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 干擾容限直接反映了擴(kuò)頻系統(tǒng)接收機(jī)可能允許的極限干擾強(qiáng)度，當(dāng)干擾功率超過(guò)干擾容限后，才能對(duì)擴(kuò)頻系統(tǒng)形成干擾。 干擾容限用來(lái)表示擴(kuò)頻系統(tǒng)在干擾環(huán)境中的工作能力。所以擴(kuò)頻系 統(tǒng)在深空超遠(yuǎn)距離的通信工程中占有顯著的地位 [2]。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力與擴(kuò)頻處理增益成正比，處理增益越大，則系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)。 Gp=BbBc =RbRc （ 2— 3） 處理增益的物理意義表明擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)于信噪比的改善程度，即對(duì)干擾的抑制程度。 在衡量擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力的優(yōu)劣時(shí)，通常引入處理增益 Gp 來(lái)描述，它定義為接收相關(guān)處理器的輸出信噪比與輸入信噪比之比，即： Gp=輸出信號(hào)噪聲功率比 /輸入信號(hào)噪聲功率比 =10lginNS outN )/( /S ）（(db)=BbBc （ 2— 2） 式中： Bc為頻譜擴(kuò)展后的信號(hào)帶寬， Bb為頻譜寬展前的信息信號(hào)帶寬。此外還具有信息隱蔽、高分辨率測(cè)距、低的空間無(wú)線電波“通量密度”及多址保密通信等優(yōu)點(diǎn) [2]。由接收端采用與發(fā)射端同步的代碼進(jìn)行相關(guān)檢波，把被展寬有用頻譜收集起來(lái)，所形成的信息碼送給后端進(jìn)行解碼。即在發(fā)送端將輸入的信息先經(jīng)信息調(diào)制形成數(shù)字信號(hào)，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號(hào)以展寬信號(hào)的頻譜，展寬后的信號(hào)調(diào)制到射頻發(fā)射出去。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的帶寬比常規(guī)通信系統(tǒng)大幾百倍 至幾千倍，所以在相同的信噪比條件下，具有較強(qiáng)的抗噪聲干擾能力 [2]。這說(shuō)明了在增加信道帶寬后，在低的信噪比情況下，信道仍可在相同的容量下傳送信息，甚至在信號(hào)被噪聲淹沒的情況下，只要相應(yīng)地增加傳輸信號(hào)的帶寬，也能保持可靠的通信。由上式可以看出，對(duì)于 任意給定的信噪比 S／ N，只要增加用于傳輸信息的帶寬 B，就可以增加在信道中無(wú)差錯(cuò)地傳輸信息的速率 C。通常的實(shí)現(xiàn)方式是將待擴(kuò)頻的信號(hào)與一個(gè)擴(kuò)頻函數(shù)（一般是偽隨機(jī)編碼信號(hào)）在時(shí)域相乘來(lái)擴(kuò)展信號(hào)的頻譜。 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 直接序列調(diào)制擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)，是將要發(fā)送的信息用偽隨機(jī)序列擴(kuò)展到一個(gè)很寬的頻帶上去，在收端再用與發(fā)端擴(kuò)展用的相同的偽隨機(jī)序列對(duì)接收到的擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，從而恢復(fù)出擴(kuò)頻調(diào)制以前的信息。由于擴(kuò)展頻譜通信技術(shù)具有很強(qiáng)的抗干擾性能、低功率密度隱蔽傳輸、信息保密傳輸、任意選址等特點(diǎn)，在通信、測(cè)距、定位、控制等諸多領(lǐng)域使用時(shí)都具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因而在國(guó)際上受到普遍關(guān)注而迅猛發(fā)展。擴(kuò)頻技術(shù)最初在無(wú)繩電話中獲得成功應(yīng)用，因?yàn)楫?dāng)時(shí)已經(jīng)沒有可用的頻段供無(wú)繩電話使用，而擴(kuò)頻通信技術(shù)允許與其它通信系統(tǒng)共用頻段，所以擴(kuò)頻技術(shù)在無(wú)繩電話的通信系統(tǒng)中獲得了其在民用通信系統(tǒng)中應(yīng)用的第一次成功經(jīng)歷，而真正使擴(kuò)頻 通信技術(shù)成為當(dāng)今通信領(lǐng)域研究熱點(diǎn)的原因是碼分多址 (CDMA)的應(yīng)用。從此軍事部門對(duì)軍事通信、空間探測(cè)、衛(wèi)星偵察、導(dǎo)彈制導(dǎo)等方面廣泛應(yīng)用擴(kuò)頻通信方式的研究就十分活躍了 [1]。第一個(gè)跳頻擴(kuò)頻通信系統(tǒng) BLADES 也在這段時(shí)期研制成功，在該系統(tǒng)中第一次利用移位寄存序列實(shí)現(xiàn)糾錯(cuò)編碼。 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 真正實(shí)用的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)是在 50年代中期發(fā)展起來(lái)的。跳頻通信的思路就是在這段時(shí)期出現(xiàn)的：如果對(duì)窄帶信號(hào)使用編碼的頻率控制，則可以使其在任何時(shí)間占據(jù)寬頻段中的任何一部分，這樣敵 人要進(jìn)行干擾就必須維持很寬的頻段。 擴(kuò)頻技術(shù)的最初構(gòu)想是在第二次世界大戰(zhàn)期間形成的，其最初的應(yīng)用包括軍事抗干擾通信、導(dǎo)航系統(tǒng)、抗多徑實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)以及其它方面。 擴(kuò)頻技術(shù)的歷史可以追溯到 20 世紀(jì) 50 年代中期，擴(kuò)頻技術(shù)主要應(yīng)用在軍事通信和保密通信中，但是直到 80年代初，隨著個(gè)人通信業(yè)務(wù)的發(fā)展以及全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用，擴(kuò)頻通信技術(shù)又在移動(dòng)通信中得到廣泛的應(yīng)用，無(wú)線通信已經(jīng)成為電信產(chǎn)業(yè)最大的部門之一，經(jīng)過(guò)十年多的穩(wěn)步發(fā)展，儼然是 21世紀(jì)中最有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域，到現(xiàn)在為止使用擴(kuò)頻技術(shù)的用戶已經(jīng)超過(guò)一億。利用擴(kuò)頻技術(shù)，系統(tǒng)頻率利用率比頻分系統(tǒng)要高很多 [1]。采用擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行通信的優(yōu)越性在于用擴(kuò)展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處 ,即接收機(jī)輸出的信噪比相對(duì)于輸入的信噪比有很大改善 ,從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。s nico39。在給定的仿真條件下，對(duì)仿真程序進(jìn)行了運(yùn)行測(cè)試，得到了預(yù)期的仿真結(jié)果。平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 基于 matlab 的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 摘 要 根據(jù)擴(kuò)頻理論，用 MATLAB對(duì)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。根據(jù)香農(nóng)定理和科捷爾尼科夫潛在抗干擾理論 ,通過(guò) MATLAB的仿真平臺(tái)對(duì)直擴(kuò)通信系統(tǒng)進(jìn)行了仿真 ,建立了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真模型 ,詳細(xì)講述了各個(gè)模塊的設(shè)計(jì) ,接收端同步捕獲過(guò)程采用數(shù)字匹配濾波器的原理。 關(guān)鍵詞 ：直接序列擴(kuò)頻； 通信； MATLAB Direct sequence spread spectrum munication system based on matlab simulation Abstract In this paper, based on the spread spectrum theory, I use MATLAB to simulate the direct sequence spread spectrum． According to the shannon theorem and jie39。s potential interference theory, direct sequence spread spectrum is simulated by the simulation platform which is offered by MATLAB. And it tells the story of the design of various modules in detail. The receiver synchronization capture process adopts the principle of digital matched filter. In a given simulation conditions, I run the test simulation program and get the expectant simulation results. Key Words: direct sequence spread spectrum, munication, MATLAB 平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 目錄 1 緒論 ............................................................... 3 擴(kuò)頻通信的概述 ................................................. 3 ............................................ 3 2 直接序列擴(kuò)頻通信 .................................................... 5 ...................................................... 5 .............................................. 6 ................................................. 7 ............................................ 8 擴(kuò)頻序列 ..................................................... 12 擴(kuò)頻序列 的同步捕獲 ............................................ 16 擴(kuò)頻序列的偽碼同步 ....................................... 16 擴(kuò)頻序列的同步捕獲 ....................................... 18 3 直接擴(kuò)頻系統(tǒng) MATLAB仿真 ............................................. 26 直接擴(kuò)頻 MATLAB仿真組成框圖 .................................... 26 m序列發(fā)生器 .................................................. 26 高斯噪聲 ..................................................... 26 ................................................ 27 .................................................. 27 ..................................................... 29 附錄 ............................................................... 30 參考文獻(xiàn) ............................................................ 32 致謝 ............................................................... 33平頂山學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于 matlab的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真 張彥華 1 緒論 擴(kuò)頻通信的概述 擴(kuò)頻通信與光纖通信、衛(wèi)星通信 一同被譽(yù)為進(jìn)入信息時(shí)代的三大高技術(shù)通信傳輸方式 ,它是指發(fā)送的信息被展寬到一個(gè)很寬的頻帶上 ,在接收端通過(guò)相關(guān)接收 ,將信號(hào)恢復(fù)到信息帶寬的一種系統(tǒng) [1]。 擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指待傳輸信息的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)擴(kuò)展頻譜后成為寬頻帶信號(hào)，然后送入信道中傳輸，在接收端再利用相應(yīng)的技術(shù)或手段將擴(kuò)展的頻譜進(jìn)行壓縮，恢復(fù)為原來(lái)待傳輸信息信號(hào)的帶寬，從而達(dá)到傳輸信息目的的通 信系統(tǒng)。 由于擴(kuò)展頻譜技術(shù)具有抗干擾能力強(qiáng)、截獲率低、多址能力強(qiáng)、抗多徑干擾、保密性好及測(cè)距能力強(qiáng)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，使得擴(kuò)頻通信越來(lái)越受到人們的重視 [1]。因此擴(kuò)頻技術(shù)的歷史經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展階段，目前它在這兩個(gè)領(lǐng)域仍占據(jù)重要的地位。在戰(zhàn)爭(zhēng)后期，干擾和抗干擾技術(shù)成為決定勝負(fù)的重要因素，戰(zhàn)后得出了“最好的抗干擾措施就是好的工程設(shè)計(jì)和擴(kuò)展工作頻率 的結(jié)論。另一方面，直序擴(kuò)頻則起源于導(dǎo)航系統(tǒng)中高精度測(cè)距 [1]。麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的擴(kuò)頻通信系統(tǒng) F9C． A／ Rake 系統(tǒng)被公認(rèn)為第一個(gè)成功的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)，在該系統(tǒng)的研制過(guò)程中，首次提出了瑞克 (RAKE)接收的概念并成功應(yīng)用，該系統(tǒng)也是第一個(gè)真正實(shí)用的寬帶通信系統(tǒng)。在此期間，噴氣實(shí)驗(yàn)室 (JPL)在其空間任務(wù)中完成了偽碼 產(chǎn)生器的設(shè)計(jì)以及跟蹤環(huán)路的設(shè)計(jì)。 一直到 80年代初期，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC)于 1985 年 5月發(fā)布了一份關(guān)于將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用到民用通信的報(bào)告，從此擴(kuò)頻通信技術(shù)獲得了更加廣闊的應(yīng)用空間。 隨著通信技術(shù)、超大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及擴(kuò)頻通信理論的不斷深入研究和成熟，基帶的編碼和相關(guān)信號(hào)處理都變得越來(lái)越容易實(shí)現(xiàn)和完善了，擴(kuò)頻技術(shù)也從軍用不斷地向民用方面普及。目前，各個(gè)國(guó)家為了滿足 R 益增長(zhǎng)的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，都 紛紛提出在數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和未來(lái)的個(gè)人通信中采用擴(kuò)頻技術(shù)，因此擴(kuò)頻技術(shù)己廣泛應(yīng)用于蜂窩電話、無(wú)繩電話、微波通信、無(wú)線數(shù)據(jù)通信、遙測(cè)遙控等各種系統(tǒng)中 [1]。 擴(kuò)頻技術(shù)主要是將基帶信號(hào)的頻譜擴(kuò)展至很寬的頻帶進(jìn)行傳輸，接收端采用相關(guān)接受的原理，將擴(kuò)展的頻譜恢復(fù)到基帶信 號(hào)的頻譜，從而抑制傳輸過(guò)程中加進(jìn)來(lái)的干擾。 擴(kuò)頻通信的基本理論依據(jù)是信息論中香農(nóng)的信道容量公式 C=Blog2(1+NS ) (bit/s) （ 2— 1） 式中： C為信道容量（比特 /秒）； B為信道帶寬（赫茲）； N為噪聲功率； S為信號(hào)平均功率。或者說(shuō)在信道中當(dāng)傳輸系統(tǒng)的信噪比下降時(shí)，可以用增加系統(tǒng)傳