simulink直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)

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1、WORD格式可編輯1、直接序列擴(kuò)頻的基本原理直接序列擴(kuò)頻（DirectSequenceSpreadSpectrum）工作方式，簡(jiǎn)稱直擴(kuò)方式（DS方式）。就是用高速率的擴(kuò)頻序列在發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開(kāi)的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原來(lái)的信號(hào)。直接序列擴(kuò)頻方式是直接用偽噪聲序列對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，要傳送的數(shù)據(jù)信息需要經(jīng)過(guò)信道編碼后，與偽噪聲序列進(jìn)行模2和生成復(fù)合碼去調(diào)制載波。圖1示出了直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理方框圖。圖1直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的原理方框圖信息信碼m(t)BPSK調(diào)制載波PN碼擴(kuò)頻解調(diào)本地PN碼BPSK解調(diào)本地載

2、波直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾能力是由接收機(jī)對(duì)干擾的抑制產(chǎn)生的，如果干擾信號(hào)的帶寬與信息帶寬相同（即窄帶），此干擾信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)送機(jī)偽噪聲碼調(diào)制后將展寬為與發(fā)送信號(hào)相同的帶寬，而其譜密度卻降低了若干倍。相反，直擴(kuò)信號(hào)經(jīng)偽噪聲碼解擴(kuò)后變成了窄帶信息，從而使增益提高了若干倍。此增益我們稱為直擴(kuò)處理增益GDS，也就是直擴(kuò)系統(tǒng)的抗干擾能力，其定義式如下：GDS=10lg（Rc/Rb）其中：Rc為直擴(kuò)碼速率；Rb為信息碼速率，其比率即為擴(kuò)頻碼長(zhǎng)度，也稱擴(kuò)頻信號(hào)的帶寬擴(kuò)展因子。2、直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的特點(diǎn)(1)抗干擾性強(qiáng)專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯抗干擾是擴(kuò)頻

3、通信主要特性之一，比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大100倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到，所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾，在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下，由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。正因?yàn)閿U(kuò)頻技術(shù)抗干擾性強(qiáng)，美國(guó)軍方在海灣戰(zhàn)爭(zhēng)等處廣泛采用擴(kuò)頻技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)橋來(lái)連接分布在不同區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。(2)隱蔽性好因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，單位帶寬上的功率很小，即信號(hào)功率譜密度很低，信號(hào)淹沒(méi)在白噪聲之中，

4、別人難以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，加之不知擴(kuò)頻編碼，很難攝取有用信號(hào)，而極低的功率譜密度，也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。?(3)易于實(shí)現(xiàn)碼分多址(CDMA)直擴(kuò)通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗干擾能力，是否浪費(fèi)了頻段呢？其實(shí)正相反，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴(kuò)通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。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

5、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。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)。同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來(lái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信，提高了頻譜利用率[3]。另外，擴(kuò)頻碼分多址還易于解決隨時(shí)增加新用戶的問(wèn)題。(4)抗多徑干擾無(wú)線通信中抗多徑(發(fā)射的信號(hào)經(jīng)多條不同路徑傳播)干擾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。(5)直擴(kuò)通信速率高

6、直擴(kuò)通信速率可達(dá)2M，8M，11M，無(wú)須申請(qǐng)頻率資源，建網(wǎng)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)性能好。在802.15.4通信標(biāo)準(zhǔn)中，要求的無(wú)線通信的速度是250Kbps,所以，cc2430高頻部分也是使用這個(gè)通信速度。(6)有很強(qiáng)的保密性能對(duì)于直擴(kuò)系統(tǒng)而言，射頻帶寬很寬，譜密度很低，甚至淹沒(méi)在噪音中，就很難檢查到信號(hào)的存在。由于直擴(kuò)信號(hào)的頻譜密度很低，直擴(kuò)系統(tǒng)對(duì)其它系統(tǒng)的影響就很小。(7)精確測(cè)距在擴(kuò)頻通信中如果擴(kuò)展頻譜很寬，則意味著所采用的擴(kuò)頻碼速率很高，每個(gè)碼片占用的時(shí)間就很短。當(dāng)發(fā)射出去的擴(kuò)頻信號(hào)在被測(cè)物體反射回來(lái)后，在接收端解調(diào)出擴(kuò)頻碼序列，然后比較收發(fā)兩個(gè)

7、碼序列相位之差，就可以精確測(cè)出擴(kuò)頻信號(hào)往返的時(shí)間差，從而算出二者之間的距離。測(cè)量的精度決定于碼片的寬度，也就是擴(kuò)展頻譜的寬度。碼片越窄，擴(kuò)展的頻譜越寬，精度越高。專業(yè)知識(shí)整理分享WORD格式可編輯3、基于Simulink的直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的仿真在Simulink中對(duì)直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真是要用到擴(kuò)頻與解擴(kuò)、BPSK調(diào)制、編碼信道AWGN信道模塊，如圖3.1所示。圖3.1　仿真用到的主要模塊1)Scope——將輸入信號(hào)在示波器中顯示出來(lái)。2)Display——將輸入信號(hào)以數(shù)字的形式顯示出來(lái)。3)ErrorRateCalculatio

8、n——計(jì)算輸入信號(hào)的比特或符號(hào)錯(cuò)誤率。4)AWGNchannel——AWGN信道。5)PNSequenceGenerator——生成PN序列。6)BernoulliBinaryG