直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)matlab仿真

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1、直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真一、實(shí)驗(yàn)的背景及內(nèi)容1、直接擴(kuò)頻通信的背景擴(kuò)頻通信，即擴(kuò)展頻譜通信(SpreadSpectrumCommunication)，它與光纖通信、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。有關(guān)擴(kuò)頻通信技術(shù)的觀點(diǎn)是在1941年由好萊塢女演員HedyLamarr和鋼琴家GeorgeAntheil提出的?；趯?duì)魚(yú)雷控制的安全無(wú)線(xiàn)通信的思路，他們申請(qǐng)了美國(guó)專(zhuān)利#2.292.387[1]。不幸的是，當(dāng)時(shí)該技術(shù)并沒(méi)有引起美國(guó)軍方的重視，直到十九世紀(jì)八十年代才引起關(guān)注，將它用于敵對(duì)環(huán)境中的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)。解決了

2、短距離數(shù)據(jù)收發(fā)信機(jī)、如：衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、WLAN(IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEE802.11g)和藍(lán)牙技術(shù)等應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。擴(kuò)頻技術(shù)也為提高無(wú)線(xiàn)電頻率的利用率(無(wú)線(xiàn)電頻譜是有限的因此也是一種昂貴的資源)提供幫助。擴(kuò)頻通信技術(shù)自50年代中期美國(guó)軍方便開(kāi)始研究，一直為軍事通信所獨(dú)占，廣泛應(yīng)用于軍事通信、電子對(duì)抗以及導(dǎo)航、測(cè)量等各個(gè)領(lǐng)域。直到80年代初才被應(yīng)用于民用通信領(lǐng)域。為了滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，各國(guó)都紛紛提出在數(shù)字峰窩移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和未來(lái)的個(gè)人

3、通信中采用擴(kuò)頻技術(shù)，擴(kuò)頻技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于蜂窩電話(huà)、無(wú)繩電話(huà)、微波通信、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信、遙測(cè)、監(jiān)控、報(bào)警等等的系統(tǒng)中。2、實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容及意義本次實(shí)驗(yàn)主要研究了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)，建立了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的matlab仿真模型，在信道中存在高斯白噪聲和干擾的情況下，對(duì)系統(tǒng)的在不同擴(kuò)頻增益下的誤碼率性能進(jìn)行了仿真及分析。近年來(lái)，隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)、微處理器技術(shù)的飛速發(fā)展，以及一些新型元器件的應(yīng)用，擴(kuò)頻通信在技術(shù)上已邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，不僅在軍事通信中占有重要地位，而且正迅速地滲透到了個(gè)人通信和計(jì)算機(jī)通信等民用領(lǐng)域，成為新世紀(jì)最有潛力的

4、通信技術(shù)之一因此研究擴(kuò)頻通信具有很深遠(yuǎn)的意義。本人通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行深入地研究學(xué)習(xí)擴(kuò)頻通信技術(shù)及對(duì)它進(jìn)行仿真應(yīng)用，將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行歸納與總結(jié)，從而鞏固通信專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，為以后的個(gè)人學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)?！?——二、直接擴(kuò)頻通信簡(jiǎn)介1、直接擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信可簡(jiǎn)單表述如下：“擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的碼序列來(lái)完成，用編碼及調(diào)制的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)；在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)”。擴(kuò)頻通信是將待傳

5、送的信息數(shù)據(jù)被偽隨機(jī)編碼(擴(kuò)頻序列：SpreadSequence)調(diào)制，實(shí)現(xiàn)頻譜擴(kuò)展后再傳輸;接收端則采用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)及相關(guān)處理,恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信的可行性是從香農(nóng)公式引申而來(lái)，其內(nèi)容如式(2-1)所示。式(2-1)其中，C為系統(tǒng)信道容量(bit/s)；W為系統(tǒng)信道帶寬；N為噪聲功率S為信號(hào)功率。由上式可以看出，可以從兩種途徑提高信道容量C，即加大帶寬W或提高信噪比S/N。也就是說(shuō)當(dāng)信道容量C一定時(shí)，信道帶寬W和信噪比S/N是可以互換的，增加帶寬可以降低對(duì)信噪比的要求，可以使有用信號(hào)的功率接近甚至湮沒(méi)在噪聲功率之下

6、。擴(kuò)頻通信就是通過(guò)增加帶寬來(lái)?yè)Q取較低的信噪比，這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。當(dāng)信噪比無(wú)法提高時(shí)，可以加大帶寬，達(dá)到提高信道容量的目的。擴(kuò)頻是一種寬帶技術(shù)，由于擴(kuò)頻占用更寬的頻帶，看起來(lái)是浪費(fèi)有限的頻率資源，然而所占用的頻帶可以通過(guò)多用戶(hù)共享頻帶得到補(bǔ)償。擴(kuò)頻通信的方式有很多種，例如直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻、跳時(shí)擴(kuò)頻等。本文將對(duì)直接序列擴(kuò)頻進(jìn)行詳細(xì)的分析和仿真。2、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)組成直接序列擴(kuò)頻的原理是，在發(fā)射端把有用信號(hào)與偽隨機(jī)序列相乘(或者模二加)，使信號(hào)的頻譜展寬到一個(gè)很寬的范圍，然后用擴(kuò)展后的序列去調(diào)制載波。在接收端，把

7、接收到的信號(hào)用相同的偽隨機(jī)序列相乘，有用信號(hào)與偽隨機(jī)碼相關(guān)，相乘后恢復(fù)為擴(kuò)頻前的信號(hào)。直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的組成原理框圖如圖2-1所示。由圖2-1可知，輸入的數(shù)據(jù)信息為d(t)(設(shè)基帶帶寬為B1)，由偽隨機(jī)編碼(如m序列)調(diào)制成基帶帶寬為B2的寬帶信號(hào)，由于擴(kuò)頻信號(hào)帶寬大于數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬，所以信號(hào)擴(kuò)展的帶寬由偽隨機(jī)碼控制，而與數(shù)據(jù)信號(hào)無(wú)關(guān)。經(jīng)擴(kuò)頻調(diào)制的信號(hào)再經(jīng)射頻調(diào)制后即可發(fā)送。——8——圖2-1直擴(kuò)系統(tǒng)的原理框圖接收端收到發(fā)送來(lái)的信號(hào)，經(jīng)混頻得到中頻信號(hào)后，首先通過(guò)同步電路捕捉并跟蹤發(fā)端偽碼的準(zhǔn)確相位，由此產(chǎn)生與發(fā)端偽碼相位完全一致

8、的偽隨機(jī)碼作為擴(kuò)頻解擴(kuò)的本地?cái)U(kuò)頻碼，再與中頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，恢復(fù)出擴(kuò)頻前的窄帶信號(hào)，而在解擴(kuò)處理中，干擾和噪聲與偽隨機(jī)碼不相關(guān)故被擴(kuò)展，通過(guò)濾波使之受到抑制，這樣就可在較高的解擴(kuò)輸出信噪比條件下進(jìn)行信息解調(diào)解碼，最終獲得信息數(shù)據(jù)。三、直接擴(kuò)頻系統(tǒng)matlab仿