直接序列擴(kuò)頻通信的設(shè)計(jì)及仿真-在線瀏覽
2024-08-10 06:47本頁(yè)面
【正文】 理。 解擴(kuò)處理將擴(kuò)頻后的信號(hào)壓縮到信息頻帶內(nèi)，有寬帶信號(hào)恢復(fù)為窄帶信號(hào)；同時(shí)，解擴(kuò)處理的結(jié)果也擴(kuò)展了干擾信號(hào)，降低了干擾信號(hào)的功率譜密度，使之進(jìn)入到信息頻帶內(nèi)的功率下降，從而使系統(tǒng)獲得處理增益，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 擴(kuò)頻仿真模型的設(shè)計(jì)在數(shù)字通信系統(tǒng)中，編碼器的輸出是某一數(shù)字序列，而譯碼器輸入同樣也是一數(shù)字序列，它們?cè)谝话闱闆r下是相同的數(shù)字序列。AWGN信道，是指信號(hào)在信道中傳輸時(shí)加入了高斯白噪聲，第二個(gè)波形為加入高斯白噪聲后的波形。通常用已調(diào)信號(hào)載波的0176。分別表示二進(jìn)制數(shù)字基帶信號(hào)的1和0。相乘器輸出 BPSK解調(diào)原理圖開(kāi)關(guān)電路 S（t）180176。解調(diào)框圖。這是指擴(kuò)頻碼序列的波形而言。那么究竟選用什么樣的碼序列作為擴(kuò)頻碼序列呢? 它應(yīng)該具備哪些基本性能呢? 現(xiàn)在實(shí)際上用得最多的是偽隨機(jī)碼，或稱(chēng)為偽噪聲(PN)碼。因?yàn)樵肼暰哂型耆碾S機(jī)性，也可以說(shuō)具有近似于噪聲的性能。我們只能產(chǎn)生一種周期性的脈沖信號(hào)來(lái)近似隨機(jī)噪聲的性能，故稱(chēng)為偽隨機(jī)碼或PN碼。這樣任意兩個(gè)信號(hào)不容易混淆，也就是說(shuō)，相互之間不易發(fā)生干擾，不會(huì)發(fā)生誤判。用它們代表兩種信號(hào)，其差別性就最大。隨機(jī)信號(hào)的自相關(guān)函數(shù)的定義為下列積分： () 式中 f(t)為信號(hào)的時(shí)間函數(shù)，為時(shí)間延遲。因此，的大小可用來(lái)表征 f(t)與自身延遲后的的相關(guān)性，故稱(chēng)為自相關(guān)函數(shù)。(a)為任一隨機(jī)噪聲的時(shí)間波形及其延遲一段 t 后的波形。當(dāng)t＝0時(shí)，兩個(gè)波形完全相同、重疊，積分平均為一常數(shù)。因而在以t 為橫座標(biāo)的圖上應(yīng)為在原點(diǎn)的一段垂直線。這是一種理想的二值自相關(guān)特性。相位完全對(duì)準(zhǔn)時(shí)有輸出，沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)時(shí)輸出為0。因?yàn)槲覀儾荒墚a(chǎn)生兩個(gè)完全相同的隨機(jī)信號(hào)。PN碼就是一種具有近似隨機(jī)噪聲這種理想二值自相關(guān)特性的碼序列。如果用＋1，－1脈沖分別表示“l(fā)”和“0”， (c)中示出其波形和它相對(duì)延遲 個(gè)時(shí)片的波形。自相關(guān)峰值在 ＝0時(shí)出現(xiàn)，自相關(guān)函數(shù)在177。0為脈沖寬度。當(dāng)碼長(zhǎng)取得很大時(shí)，(b)中所示的理想的隨機(jī)噪聲的自相關(guān)特性。由于這種碼序列具有周期性，又容易產(chǎn)生，它就是下面即將介紹的m序列，成為直擴(kuò)系統(tǒng)中常用的擴(kuò)頻碼序列。例如有許多用戶(hù)共用一個(gè)信道，要區(qū)分不同用戶(hù)的信號(hào)，就得靠相互之間的區(qū)別或不相似性來(lái)區(qū)分。兩個(gè)不同信號(hào)波形f(t)與g(t)之間的相似性用互相關(guān)函數(shù)來(lái)表示： () 隨機(jī)噪聲的自相關(guān)性 （d）ttf（t）（c）1 1 1 0 1 0 0 1 1 1（a）f（t）tt f（t）（b）如果兩個(gè)信號(hào)都是完全隨機(jī)的，在任意延遲時(shí)間 t 都不相同，則上式為0。兩個(gè)信號(hào)的互相關(guān)函數(shù)為0，則稱(chēng)之為是正交的。 m序列m序列是最長(zhǎng)線性移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱(chēng)。容易產(chǎn)生、規(guī)律性強(qiáng)，但其隨機(jī)性接近于噪聲和隨機(jī)序列。顧名思義，m序列是由多級(jí)移位寄存器或其他延遲元件通過(guò)線性反饋產(chǎn)生的最長(zhǎng)的碼序列。現(xiàn)在來(lái)看看如何由多級(jí)移位寄存器經(jīng)線性反饋產(chǎn)生周期性的m序列。圖中Dl、DD3為三級(jí)移位寄存器，為模二加法器。模二加法器的作用為圖中(b)所示的運(yùn)算，即0+0＝0，0+1＝1，1+0＝l，l+1＝0。在圖(c)中示出，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。如移位寄存器各級(jí)的初始狀態(tài)為111時(shí)，輸出序列為1110010。在時(shí)鐘脈沖的驅(qū)動(dòng)下，輸出序列作周期性的重復(fù)?！r(shí)鐘脈沖D1D2D3輸出1110010（a）三級(jí)移位寄存器構(gòu)成的m序列發(fā)生器1 1 10 1 10 0 11 0 00 1 01 0 11 1 0D1 D2 D301100 01 00 11 1輸出輸入 周期性m序列的產(chǎn)生（b）模二加法器的運(yùn)算（c）DDD輸入這一簡(jiǎn)單的例
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