直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)matlab仿真

《直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)matlab仿真》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

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。基于對魚雷控制的安全無線通信的思路，他們申請了美國專利#2.292.387[1]。不幸的是，當(dāng)時該技術(shù)并沒有引起美國軍方的重視，直到十九世紀(jì)八十年代才引起關(guān)注，將它用于敵對環(huán)境中的無線

2、通信系統(tǒng)。解決了短距離數(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)鍵問題。擴(kuò)頻技術(shù)也為提高無線電頻率的利用率(無線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年代中期美國軍方便開始研究，一直為軍事通信所獨(dú)占，廣泛應(yīng)用于軍事通信、電子對抗以及導(dǎo)航、測量等各個領(lǐng)域。直到80年代初才被應(yīng)用于民用通信領(lǐng)域。為了滿足日益增長的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，各國都紛紛提出在數(shù)字峰窩移

3、動通信、衛(wèi)星移動通信和未來的個人通信中采用擴(kuò)頻技術(shù)，擴(kuò)頻技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于蜂窩電話、無繩電話、微波通信、無線數(shù)據(jù)通信、遙測、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，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)上已邁上了一個新的臺階，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人

4、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)及對它進(jìn)行仿真應(yīng)用，將所學(xué)的知識進(jìn)行歸納與總結(jié)，從而鞏固通信專業(yè)基礎(chǔ)知識，為以后的個人學(xué)習(xí)和工作打下基礎(chǔ)。——8——二、直接擴(kuò)頻通信簡介1、直接擴(kuò)頻通信的理論基礎(chǔ)擴(kuò)頻通信可簡單表述如下：“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)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣

5、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，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。也就是說當(dāng)信道容量C一定時，信道帶寬W和信噪比S/N是可以互換的

6、，增加帶寬可以降低對信噪比的要求，可以使有用信號的功率接近甚至湮沒在噪聲功率之下。擴(kuò)頻通信就是通過增加帶寬來換取較低的信噪比，這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。當(dāng)信噪比無法提高時，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，看起來是浪費(fèi)有限的頻率資源，然而所占用的頻帶可以通過多用戶共享頻帶得到補(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、跳時擴(kuò)頻等。本文將對直接序列擴(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)射端把有用信號與偽隨機(jī)序列

7、相乘(或者模二加)，使信號的頻譜展寬到一個很寬的范圍，然后用擴(kuò)展后的序列去調(diào)制載波。在接收端，把接收到的信號用相同的偽隨機(jī)序列相乘，有用信號與偽隨機(jī)碼相關(guān)，相乘后恢復(fù)為擴(kuò)頻前的信號。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，由于擴(kuò)頻信號帶寬大于數(shù)據(jù)信號帶寬，所以信號擴(kuò)展的帶寬由偽隨機(jī)碼控制，而與數(shù)據(jù)信號無關(guān)。經(jīng)擴(kuò)頻調(diào)制的信號再經(jīng)射頻調(diào)制后即可發(fā)送?！?——圖2-1直擴(kuò)系統(tǒng)的原理框圖接收端收到

8、發(fā)送來的信號，經(jīng)混頻得到中頻信號后，首先通過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，再與中頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)，恢復(fù)出擴(kuò)頻前的窄帶信號，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