【正文】 ................................................................................................................................ 22 致 謝 ...................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................... 24 附 錄 ...................................................................................................................................... 25 附錄 1 直擴(kuò)系統(tǒng)仿真模型圖（無(wú)噪聲） ................................................................. 25 附錄 2 直擴(kuò)系統(tǒng)仿真模型圖（有噪聲） ................................................................. 26 附錄 3 外文參考資料翻譯（原文、譯文） ............................................................ 27 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 第 1 章 緒論 擴(kuò)頻通信 (spread spectrum munication)是近幾年內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一種通信技術(shù)。t accurately restored the original message. Results show that with the increase of spread spe ctrum gain, the system ber is smaller, and spread spectrum system the performance to a large extent depends on the characteristics of the code is spread spectrum. Key words： Spread spectrum munication。 關(guān)鍵詞 ： 擴(kuò)頻通信；仿真 ； SystemView 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 ii 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 Abstract The spread spectrum munication system and the conventional munication system, have very strong pared the anti interference ability, such as HIV huma n interference, fight narrowband interference, fight multipath interference, etc, and has the information hiding, multiple address secret munication and other characteristics, already from military application to civil munication application developing rapidly. Use Systemview software platform to spread spectrum municati on, as the most typical spread spectrum workway direct sequence spread spectrum syste m (DSSS) are analyzed。通過(guò)對(duì)頻譜波形的分析可知，擴(kuò)頻系統(tǒng)抗噪聲能力很強(qiáng)，當(dāng)不斷加大噪聲的幅度 ， 達(dá)到系統(tǒng)的干擾門(mén)限時(shí) ， 則不能準(zhǔn)確地恢復(fù)原始信息。 畢業(yè)論文 基于 SystemView 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 學(xué) 院 信息電子技術(shù) 專(zhuān) 業(yè) 通信工程 班 級(jí) 07 級(jí) 1 班 學(xué) 籍 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 2021 年 6 月 10 日 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 i 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 摘 要 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)與常規(guī)的通信系統(tǒng)相比 ， 具有很強(qiáng)的抗干擾能力 ， 如抗人為干擾、抗窄帶干擾、抗多徑干擾等 ， 并具有信息隱蔽、多址保密通信等特點(diǎn) ， 已從軍事應(yīng)用向民用通信應(yīng)用迅速發(fā)展 。 利用 Systemview軟 件作為平臺(tái) ， 對(duì)擴(kuò)頻通信中最典型的擴(kuò)頻工作方式 ———直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng) (DSSS)進(jìn)行了仿真分析 ； 通過(guò)時(shí)域波形對(duì)比發(fā)送端和接收終端兩個(gè)波形圖 ， 可明顯觀察到 ， 解擴(kuò)后的信號(hào)與輸入的原始信號(hào)波形基本一致，并注意到接收端有一些毛刺 ， 這是由于時(shí)間脈沖信號(hào)的脈寬有誤差而造成的。 結(jié)果 證明 隨著擴(kuò)頻增益的增大 ， 系統(tǒng)的誤碼率越小 ， 同時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng)性能的好壞很大程度上還取決于擴(kuò)頻碼的特性。 Through the time domain waveform contrast the sending end and receiving terminal two waveform figure, can obviously observed after the expansion, solution and the input signal of the original signal waveform, and pay attention to the same at the receiving end has some burr, this is due to the time pulse signal pulse width is caused by the error. Through the analysis of the waveform of frequency spec trum, it is known that spread spectrum system antinoise ability is very strong, when rising of the amplitude, achieve system noise interference threshold, it can39。 Simulation。在早期研究這種技術(shù)的主要目的是為提高軍事通信的保密和抗干擾的性能，因此這種技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用一直是處于保密狀態(tài)。以后，隨著民用通信的頻帶擁擠日益嚴(yán)重，又由于近代微電子技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，與擴(kuò)頻通信有關(guān)的器件的成本大大地降低，從而進(jìn)一步推動(dòng)了擴(kuò)頻通信在民用領(lǐng)域的發(fā)展金額應(yīng)用，而且也使擴(kuò)頻通信的理論和技術(shù)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。 擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，其最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動(dòng)通信系統(tǒng) ，而跳頻系統(tǒng)與直擴(kuò)系統(tǒng)則分別是在這兩個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。 從擴(kuò)頻技術(shù)的歷史可以看出，每一次技術(shù)上的大發(fā)展都是由巨大的需求驅(qū)動(dòng)的。展望未來(lái)，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng) (4G)的驅(qū)動(dòng)無(wú)疑會(huì)使擴(kuò)頻技術(shù)傳輸高速數(shù)據(jù)的能力得到更大的拓展。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(hào)的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，形成寬帶的低功率譜密度的信號(hào)來(lái)發(fā)射。這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。 G=B2/B1 擴(kuò)頻通信中，接 收端對(duì)接收到的信號(hào)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(hào)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。 (2)隱蔽性強(qiáng)、干擾小 因信號(hào)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(hào)功率譜密度很低。而極低的功率譜密度，也很少 對(duì)其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。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(hào)，眾多用戶，只要配對(duì)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。 (4)抗多徑干擾 在無(wú)線通信中，抗多徑干擾問(wèn)題一直是難以解決的問(wèn)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(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，也可把多個(gè)路徑來(lái)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。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。在直接序列系統(tǒng)中通常對(duì)載波進(jìn)行相依鍵控調(diào)制。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(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)，解擴(kuò)后的信號(hào)送到解調(diào)器取出傳送的信息 。自然干擾主要有多路徑干擾、雨雪干擾、信道衰落和多用戶干擾等。人為干擾是敵方故意施放的干擾，例如部分頻帶干擾、脈沖干擾、單頻連續(xù)波干擾等。本小節(jié)只討論這種情況。 由于擴(kuò)頻碼 pn(t)和噪聲 n(t)相互獨(dú)立， n(t)為 0 均值的隨機(jī)過(guò)程，所以噪聲輸出成分的均值為 0。而 Rpn=EPn(tα)Pn(tβ] ，是擴(kuò)頻編碼的自相關(guān)函數(shù)，為擴(kuò)頻編碼功率譜密度 Spn (f)付氏變換。因此， |H(f)|2 在基帶濾波器的通帶 (fd ,fd )內(nèi)為 1，其他頻帶范圍均為 0。擴(kuò)頻增益 G 準(zhǔn)確反映了擴(kuò)頻通信的這種能力。因此系統(tǒng)擴(kuò)頻增益越大，對(duì)噪聲干擾的抑制能力越強(qiáng)。 需要指出的是，上述結(jié)果是在噪聲干擾為基帶 B1 的廣義平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，即噪聲功率譜分布在 (f d ,fd )內(nèi)的情況下得出的。因此，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)對(duì)象熱噪聲這樣的帶寬無(wú)限寬的干擾是無(wú)能為力的?；鶐V波器是 0T 的積分器和在 T 時(shí)刻的門(mén)限判決，載波信號(hào)和本地載波信號(hào)幅值在這里都用 P2 來(lái)表示， P 是信號(hào)功率， T 時(shí)刻為判決時(shí)刻。在系統(tǒng)收發(fā)兩端已完全同步的情況下，并且積分器在積分期間， d(t)是不變的，要么是 +1，要么是 1，仍用 d 表示，那么經(jīng)解調(diào)后的接收信號(hào)送往積分器輸出為： v(t)=PT*d+ ?T tdtptpntn0 0c os2)()( ? （ 211） 式中第一項(xiàng)是有用信號(hào)， PT 為在信息數(shù)據(jù)脈寬 T 內(nèi)的信號(hào)能量， d 是信息數(shù)據(jù)的正、負(fù)狀態(tài)，即發(fā)送來(lái)的信息數(shù)據(jù)。 R pn (0)是擴(kuò)頻碼的自相關(guān) , R pn (0)=1,R COS (0)是信號(hào)功率為 P 的載波自相關(guān) ,有 RCOS (0)=P。對(duì)隨機(jī)變量檢測(cè)的場(chǎng)合，信噪比也是該隨機(jī)變量的均值的平方與它的方差之比。積分器輸出的噪聲信號(hào)功率為20NPT? ，即 v(t)的方差。 由于信道 和接收機(jī)中的高斯白噪聲和通常來(lái)自信到外部的窄帶隨機(jī)過(guò)程是完全獨(dú)立的，在這兩種噪聲干擾存在的情況下，擴(kuò)頻通信的輸出信噪比為： outNS)( ＝干擾功率噪聲功率 有用信號(hào)功率 ?＝有用信號(hào)功率干擾功率有用信號(hào)功率噪聲功率 ?1 ＝NPPPTN n?210 （ 216） 那么此時(shí)，誤碼率為 : Pe =erfc )21(0 NPPPTN n? （ 217） 佳木斯大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 佳木斯大學(xué)信息電子技術(shù)學(xué)院 Pe 10 1? 10 2? 10 4? 10 5? 10 0 10 20 圖 21 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)誤碼率特性曲線 論文主要研究?jī)?nèi)容與思路 本論文主要討論和實(shí)現(xiàn) 基于 SystemView 的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真 ,主要內(nèi)容如下： (1)介紹擴(kuò)頻通信所涉及的一些理論背景極其主要技術(shù)，重點(diǎn)研究現(xiàn)在廣泛使用的直序擴(kuò)頻通信系統(tǒng)。 (3)根據(jù)工作原理設(shè)計(jì) 仿真模型 , 在設(shè)置好系統(tǒng)、模塊參數(shù)后運(yùn)行上述電路 ,借助 SystemView 分析視窗和接收計(jì)算器可直接給出各點(diǎn)信號(hào)的時(shí)域波形、功率譜等 , 并分析系統(tǒng)的抗噪聲能力。目前，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 EDA(Electronic Design Automatic)技術(shù)已經(jīng)成為電子設(shè)計(jì)的潮流。美國(guó) Elanix 公司推出的基于 PC 機(jī) Windwos 平臺(tái)的 SystemView 動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真軟件，是其中一個(gè)非常優(yōu)秀的 EDA 軟件。 Systemview 以模塊化和交互式的界面，在大家熟悉的