直接序列扩频通信系统设计和仿真实现学士学位论文

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1、中北大学分校学士学位论文【摘要】直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）因其抗干扰性强、 隐蔽性好、易于实现码分多址（CDMA）、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，而被广泛应用于许多领域中。针对频通信广泛的应用，本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真，使其更加形象和具体。47中北大学分校学士学位论文目录【摘要】I【ABSTRACT】II1.引言11.1直序扩频系统的应用背景11.2直序扩频系统的特点21.3直扩系统的发展32．CDMA数字

2、蜂窝移动通信的介绍42.1CDMA简介42.1.1CDMA技术背景42.1.2几种常见的CDMA技术42.1.3CDMA的特点42.2CDMA通信技术的基本原理52.2.1CDMA通信技术的基础52.2.2CDMA通信技术的基本原理62.3CDMA的应用前景63.扩频码序列73.1码序列的相关性73.2m序列93.3GoId码序列114．直接序列扩频通信技术144.1直接序列扩频的概念及理论基础144.1.1直接序列扩频的概念144.1.2扩频通信的理论基础144.1.3扩频增益和抗干扰容限154.2直接序列扩频

3、的基本原理154.3 直扩系统的性能184.3.1直扩系统的抗干扰性1847中北大学分校学士学位论文4.3.2直扩信号的抗截获性194.3.3直扩码分多址通信系统194.3.4直扩系统的抗多径干扰性能204.3.5直扩测距定时系统204.4扩频序列通信系统的同步原理205.直接序列扩频通信系统的MATLAB仿真225.1MATLAB的基本操作225.2Simulink仿真技术235.2.1Simulink窗口环境235.2.2功能模块的连接及设置245.2.3Simulink对通信系统的仿真275.3MATLAB

4、源程序设计32【参考文献】40【致谢】41【附录】42英文文献42中文文献4647中北大学分校学士学位论文1.引言1．1直序扩频系统的应用背景:直接序列扩频(DSSS—DirectSequenceSpreadSpectrum)技术是当今人们所熟知的扩频技术之一。这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。它是二战期间开发的，最初的用途是为军事通信提供安全保障,是美军重要的无线保密通信技术。这种技术使

5、敌人很难探测到信号。即便探测到信号，如果不知道正确的编码，也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员HedyLamarr和钢琴家GeorgeAntheil提出的。基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，将它用于敌对环境中的无线通信系统。直序扩频解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、3G移动通信系统、WLAN(IEEE802.11a,IEE

6、E802.11b,IEE802.11g)和蓝牙技术等应用的关键问题。扩频技术也为提高无线电频率的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的资源)提供帮助。直序扩频通信系统的工作原理如图1-1所示。在发端输入的数字信号信息，先由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，扩频码序列一般采用PN码。展宽后的信号再调制到射频发送出去。调制多采用BPSK、DPSK、MPSK等调制方式。在接收端收到的信号进行解调（一般采用相干解调）。然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩。恢复成原输入的信息输出

7、。信息信息扩频射频调制射频发生器伪码扩频解调本地伪码解调本地射频发生器图1-1扩频通信工作原理47中北大学分校学士学位论文由此可见，—般的扩频通信系统都要进行两次调制和相应的解调。一次调制为扩频调制，二次调制为射频调制，以及相应的解扩和射频解调。与一般通信系统比较，扩频通信就是多了扩频调制和解扩部分。1．2直序扩频系统的特点:  1.直序扩频通信系统的优点：1）抗干扰性强抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100倍，窄带干扰基本上不起作用，而宽带干扰的强度降低了100倍，如要保持原干扰强度，则需加大1

8、00倍总功率，这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰，在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。正因为扩频技术抗干扰性强，美国军方在海湾战争等处广泛采用扩频技术的无线网桥来连接分布在不同区域的计算机网络。  2）隐蔽性好　　因为信号在很宽的频带上被扩展，单位带宽上的功率很小