【正文】 是碼元持續(xù)為時間 Ta 的信息流，偽隨機(jī)碼產(chǎn)生 器產(chǎn)生高速偽隨機(jī)碼 C(t)，碼元寬度為 Tc 將信息碼 a(t)與偽隨機(jī)碼 C(t)進(jìn)行相乘或模二加，產(chǎn)生一個速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻信號，信號的頻帶得到擴(kuò)展，再去調(diào)制載波，這樣就可以得到已擴(kuò)頻的射頻信號 s(t)。對于干擾和噪聲，由于與偽隨機(jī)碼不相關(guān)，接收機(jī)的相關(guān)解擴(kuò)相當(dāng)于又進(jìn)行了一次擴(kuò)頻，將干擾信號和噪聲的頻譜擴(kuò)展，降低了功率譜密度，這樣就大大降低了進(jìn)入信號通頻帶內(nèi)的干擾功率，使解調(diào)器的輸入信噪比提高，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 多徑干擾是由于電波傳播過程中遇到各種反射體（高山，建筑物）引起，使接受端接受信號產(chǎn)生失真，導(dǎo)致碼間串?dāng)_，引起噪音增加。 直擴(kuò)系統(tǒng)除了一般 通信系統(tǒng) 所要求的同步以外，還必須完成偽隨機(jī)碼的同步，以便接受機(jī)用此同步后的偽隨機(jī)碼去對接受信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)。 直擴(kuò)和跳頻系統(tǒng)都有很強(qiáng)的保密性能。由于直擴(kuò)信號的頻譜密度很低，直擴(kuò)系統(tǒng)對其它系統(tǒng)的影響就很小。而跳頻方式由于頻率不斷變化、頻率的駐留時間內(nèi)都要完成一 次載波同步，隨著跳頻頻率的增加，要求的同步時間就越短。 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗干擾性能 提起擴(kuò)頻就不能不說干擾，因為擴(kuò)頻的優(yōu)點(diǎn)之一就是抗干擾能力強(qiáng)，但也不是所有的干擾它都有很強(qiáng)的抵抗能力，它主要對白色高斯干擾、單頻正弦干擾、窄帶干擾、多徑干擾、多址干擾等各種干擾具有較強(qiáng)的抵抗能力，本文對 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾進(jìn)行研究。即： 輸入信噪功率比輸出信噪功率比?PG 它表示經(jīng)擴(kuò)頻接收系統(tǒng)處理后，使信號增強(qiáng)的同時抑制輸入接收機(jī)的干擾信號能力的大小。因此討論擴(kuò)頻系統(tǒng)抗干擾能力，就要分析它的處理增益。根據(jù)香農(nóng)定理，在保持信息容量不變時，可以把系統(tǒng)輸入與輸出信號噪聲功率之比，轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)擴(kuò)頻帶寬 RFB 與信息帶寬bB 之比，或換為偽碼速率 CR 與信息速率 bR 之比。對 BPSK、 QPSK、 OQPSK、 PAM 調(diào)制 [9]， CRF RB ? ( CR 為偽碼速率 ,chip rate。若沒有以上參數(shù)，可按 ]lg [10)( 碼長PNG dBP ? 來估算。目前國外在工程上能實(shí)現(xiàn)的處理增益對 DSSS 可以達(dá)到 70d B[9] 。例如，設(shè)系統(tǒng)處理增益為 50d B 時，而輸入到接收機(jī)的干擾功率電平為信號電平的10 倍，即信噪比為 50d B 時，顯然此時系統(tǒng)就不能正常工作了。 干擾容限（ Jamming Margin）考慮了一個可用系統(tǒng)輸出信噪比的要求，而且顧及了系統(tǒng)內(nèi)部信噪比損耗（包括：射頻濾波器的損耗，相關(guān)處理器的混頻損耗，放大器的信噪比損耗等）。 dBNSLGM outsy sPj ])/([ ??? 式中： jM 為干擾容限； PG 為系統(tǒng)的處理增益； sysL 為擴(kuò)頻系統(tǒng)的內(nèi)部損耗（解擴(kuò)非線性造成的）； outNS )/( 為相關(guān)解擴(kuò)輸出端（即基帶濾波器輸出）要求的信噪比。亦即具有 35d B 處理增益的擴(kuò)頻系統(tǒng)，在考慮保證基帶數(shù)字解調(diào)器要求有 10d B 信噪比以及系統(tǒng)損耗為 3d B 的條件下，系統(tǒng)要正常工作的輸入信噪比應(yīng)為 22d B。因此擴(kuò)頻接收機(jī)實(shí)際上容許輸入的干擾與信號功率比，較干擾容限還要低。應(yīng)用上述判斷條件應(yīng)注意接收機(jī)的干擾門限問題，當(dāng)干擾信號與有用信號比值超過一定值時，實(shí)際的輸出 S/N 值急劇下降，與理論計算得出的值相比存在較大的差距。 通信原理 課程設(shè)計 17 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾性能研究 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾性能的基本原理 隨著社會和通信技術(shù)的發(fā)展， 人們不再滿足第一代、 第二代移動通信系統(tǒng)所提供的業(yè)務(wù)和質(zhì)量， 希望能夠在任何時間、 任何地點(diǎn)、 以任何方式在任何個人之間進(jìn)行任何信息的通信， 第三代移動通信系統(tǒng) ( 簡稱 3 G ) 應(yīng)運(yùn)而生。 C D M A 系統(tǒng)中， 不同用戶使用不同地址碼序列， 這些序列間不完全正交就會出現(xiàn)多址干擾。 所以 C D M A 系統(tǒng)中存在著嚴(yán)重的多址干擾。但與此同時由于多個用戶是在一個頻率下進(jìn)行通信的所以存在多址干擾的問題。對于進(jìn)入接收機(jī)的其它擴(kuò)頻信號干擾， ttmIti 1co s)(2)( ?? 。 ? ?11110211||,0)()()(||,c o sc o s/||12)()()(TTTIPirPir??????????????????????????? 通信原理 課程設(shè)計 18 功率譜為相關(guān)函數(shù)的付氏變換，即： ?????? ? ?????? ?????121221221)()s i n (1)(4)e x p ()()(TTTITdjR r???????????? 式中： 102 ??? ?? ，當(dāng) 2??? 時達(dá)到最大值1m a x2 32)( ITRR ??? ??。仍取其極大值來估算干擾功率通過基帶濾波器的干擾功率：111 34322 TIBBITI mm ?????????，也就是輸出信噪比： ??????? 134/)( TIBSSNR mo， S 是恢復(fù)的信號功率。這是由于其它擴(kuò)頻干擾信號受到相關(guān)器再次擴(kuò)頻的緣故。它將 數(shù)值分析 、 矩陣計算 、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非 線性 動態(tài)系統(tǒng)的 建模 和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計以及必須進(jìn)行有效 數(shù)值計算 的眾多科學(xué) 領(lǐng)域 提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式 程序設(shè)計語言 （如 C、 Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國際科學(xué)計算軟件的先進(jìn)水平。它在 數(shù)學(xué) 類科技應(yīng)用軟件中在 數(shù)值計算 方面首屈一指。 通信原理 課程設(shè)計 19 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是 矩陣 ，它的指令 表達(dá)式 與 數(shù)學(xué) 、工程中常用的形式十分相似，故用 MATLAB 來解算問題要比用 C， FORTRAN 等語言完成相同的事情簡捷得多，并且 MATLAB 也吸收了像 Maple 等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使 MATLAB 成為一個強(qiáng)大的 數(shù)學(xué)軟件 ?？梢灾苯诱{(diào)用 ,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲?MATLAB 函數(shù) 庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB 愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。 MATLAB 以復(fù)數(shù)矩陣為計算單元，指令表達(dá)與標(biāo)準(zhǔn)教科書的數(shù)學(xué)表達(dá)式相近； 開放性強(qiáng)。正是由于 MATLAB 的這些特點(diǎn)，使它獲得了對應(yīng)用學(xué)科（特別是邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科）的極強(qiáng)適應(yīng)力，并很快成為應(yīng)用學(xué)科計算機(jī)輔助分析設(shè)計、仿真、教學(xué)乃至科技文字處理不可缺少的基礎(chǔ)軟件，成為歐美高等院校、科研機(jī)構(gòu)教學(xué)與科研必備的基本工具。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點(diǎn)，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性；同時進(jìn)一步擴(kuò)展了 MATLAB 的功能，可實(shí)現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。 Simulink 的模塊庫為用戶提供了多種多樣的功能模塊，其中有連續(xù)系統(tǒng)（ Continuous）、離散系統(tǒng)（ Discrete）、非線性系統(tǒng)（ Nonlinear）等幾類基本系統(tǒng)構(gòu)成的模塊，以及連接、運(yùn)算模塊。本文就是利用編制 MATLAB 仿真 m 文件進(jìn)行 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能仿真及其分析。我們這里考慮簡單的情況，只考慮一個用戶干擾的情況，說明其具有抗多址干擾性能就行。建立的 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗其它擴(kuò)頻信號仿真模型如圖 3 所示。 均勻 RNG 重復(fù) Lc次 ??CLi1 檢測器 PN碼 比較 差錯計數(shù)器 WGN 干擾 均勻 RNG 重復(fù) Lc次 干擾 PN 碼 通信原理 課程設(shè)計 21 圖 4 DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線 仿真結(jié)果曲線如圖所示，當(dāng) S/N=8dB 后，系統(tǒng)語音質(zhì)量可達(dá)到 3，可見于其它干擾相比多址干擾要求的信噪比較大，這也是 DS系統(tǒng)本身存在的不足，但不能說 DS系統(tǒng)對其它擴(kuò)頻信號沒有任何抑制作用，同時我們可以看出，曲線下降也是較彎曲的，同樣也說明了信噪比的一點(diǎn)增加就可使誤碼率較大的下降?？梢?DS擴(kuò)頻系統(tǒng)同樣對其他擴(kuò)頻信號有一定的抑制作用。 總結(jié)與體會 本次課程設(shè)計是為期三周的的一個設(shè)計，它的課題是“ DS 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗多址干擾性能研究 ，他是集理論知識與軟件仿真 于一身的一次設(shè)計。本次設(shè)計使我們將所學(xué)過的理論知識得到了鞏固，并且能熟練的運(yùn)用與實(shí)踐，同時提高了我對 matlab 軟件的應(yīng)用能力。我們基本上完成了設(shè)計任務(wù)的要求，這次課程設(shè)計鍛煉了我們的查閱資料和對軟件的使用能力，開拓了我們的思維，也讓我們懂得了團(tuán)結(jié)與合作的重要性，為以后步入社會、參加工作奠定了基礎(chǔ)。在整設(shè)計過程中，其實(shí)我也遇 到了很多問題，最終都能解決這取決與同學(xué)和老師的幫助，所以在此，我非常感謝我的指導(dǎo)老師 ——陳莉老師，他在整個過程中給予了我們最大的幫助，為我們解決了很多問題，使這次課程設(shè)計完滿成功。感謝你們在這次過程中的幫助，使我獲益匪淺。 %每個信息比特為對應(yīng)的 PN 碼片數(shù) SNRindB=0:2:30。 echo off end。 axis([0,15,0,10^1])。信噪比 Eb/N039。 ylabel(39。)。DS 擴(kuò)頻系統(tǒng)抗多址干擾的誤碼率曲線 39。 sgma=1。 %每位信息比特的能量 E_chip=Eb/Lc。 %待傳輸?shù)男畔⒎枖?shù) num_of_err=0。 if (temp) data=1。 end。 end。 if (temp) pn_seq(j)=1。 end。 %待傳輸?shù)钠谕脩舻臄U(kuò)頻信號 trans_sig=sqrt(E_chip)*repeat_data.*pn_seq。 if (temp) data1=1。 end。 end。 if (temp) pn_seq_ganrao(j)=1。 通信原理 課程設(shè)計 27 end。 %抗多址干擾信號 interference=sqrt(E_chip)*repeat_data_ganrao.*pn_seq_ganrao。%高斯白噪聲 %接收機(jī)接收的信號 rec_sig=trans_sig+noise+interference。 %進(jìn)行輸 出判決 decision_variable=sum(temp)。 else decision=1。 if (decision~=data) num_of_err=num_of_err+1。 end。