直接序列扩频通信系统与matlab仿真

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1、直接序列扩频通信系统与MATLAB仿真：扩频通信系统具有的较强的抗干扰能力，保密性好、易于实现多址保密通信等特点，正从军事应用向民用通信发展。本文主要介绍了直接序列扩频系统的模型，并利用MATLAB对直扩系统实现仿真。　　关键词：扩频通信系统；直接序列扩频；伪随机码；仿真　　　　0引言　　扩频通信（即扩展频谱通信），一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。随着通信容量的不断增加，频率资源愈发紧张，为了缓解这一突出问题，通常在窄带通信系统中，主要是通过频率划分来防止各信道之间的干扰。但是，随着扩频通信的研究和运用

2、，由于其对接收端要求强相关性，使得频率可以重复使用，提高了频率利用率。同时扩频通信的抗干扰能力强，现在已经广泛应用于移动、无线电微波通信、无线数据通信、跟踪和报警等系统中。　　1扩频通信的理论基础　　信息论中关于信息容量的仙农（Shannon）公式为　　其中C为信道容量；ATALB对扩频通信中最常用的直接序列扩频系统进行了仿真。　　2直接序列扩频系统　　直接序列扩频系统又称为直接序列调制系统或者伪噪声系统（PN系统），简称直扩（DS），是当前应用较为广泛的一种扩频通信系统。要传送的信息经过伪随机序列（或称伪噪声码）扩频后再对

3、射频载波进行调制。伪随机序列的码元速率远高于传送信号的码元速率，因而调制后的信号频谱宽度远远大于原始信息的频谱宽度。直扩技术广泛地应用于民用通信系统以及导航、自控等其他领域方面，比如美军的国防卫星通信系统（AN-VSC-28）、全球定位系统（GPS）、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统（TDRSS）、码分多址卫星通信系统等。　　2.1直扩系统模型　　直扩系统的模型如图1所示，信源信息经过编码后为码元速率为Ra的信息码，扩频码发生器产生伪随机码（PN码），每个伪随机码的码元速率为Rc（Rc

4、乘或模二加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，也就是说信息带宽已经被展宽，然后经过射频调制将信号频谱被搬移到射频上。直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制，在码分多址通信中，其调制方式多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等。　　在接收端，接收到的信号经过变频处理后为中频信号。然后用与发送端同步的伪随机码对中频信号进行解扩，将信号的频带恢复为原始信息的频带，然后再进行解调，恢复出所传送的信息。　　对于信道中的干扰，这些干扰有窄带干扰、多径干扰、多址干扰等。由于它们与伪随机码不相关，接收机的相关解扩

5、对这些干扰相当于又一次扩频，将干扰和噪声的频谱展宽，降低了功率谱密度，经滤波后就大大降低了进入信号通频带内的干扰功率，使解调器的输入信噪比得到提高，从而提高了系统的抗干扰能力。　　2.2扩频通信常用的伪随机码　　常用的伪随机码主要有m序列、GOLD序列、ATLAB软件对直接扩频通信系统进行仿真。仿真模型如图2所示。信息源由随机整数发生器随机产生的二进制信号，伪随机码采用的是31位GOLD序列，射频调制采用的是M-PSK调制方式，传输信道为加性高斯白噪声信道。　　3.2仿真结果　　图3为示波器显示波形。上图为随机信号发生器产生

6、的输入信号的波形。下图为输入信号经过扩频、调制、解扩和解调后获得的输出波形。从图中看出，扩频后误码率非常低。　　图4为该仿真系统对抑制信道噪声的仿真结果。信噪比越高，误码率趋近为零。说明扩频通信系统具有良好的抗干扰性能。　　4结束语　　本文主要阐述了扩频通信的理论和实现方法，利用MATLAB提出建立了扩频通信系统仿真模型，在给定仿真条件下，运行并验证了其正确性。结果表明，扩频通信系统具有很强的抗干扰性能，误码率低，因此其广泛用于保密通信系统。