基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真

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1、基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真杨晶超(中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原，030051)摘要：本文首先介绍了直接序列扩频系统的模型，然后概耍阐述了常用的伪随机码以及扩频技术的优点，最后利用MATLAB对直扩系统进行了仿真。关键词：直接序列扩频；伪随机码；仿真中图分类号：TN914.42文献标识码：ASimulationofDirectSequenceSpreadSpectrumCommunicationSystemBasedonMATLABYANGJing-chao(NationalKeyLabora

2、toryofElectronicTestingTechnology,NorthUniversityofChina,Taiyuan,030051,China)Abstract:Thisarticlefirstintroducedthemodelofdirectsequencespreadspectrumsystem,thensummarizedthepseudorandomcodeincommonuseandtheadvantageofspreadspectrumtechnology,finallymadeasimulati

3、onofdirectsequencespreadspectrumcommunicationsystembasedonMATLAB.Keywords:DSSS;pseudorandomcode;simulation1引言扩频通信即扩展频谱通信，它打光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究，一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域，直到80年代初才被应丿IJ于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，

4、各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。木文根据扩频通信的原理，利川MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。2直接序列扩频系统直接序列扩频系统乂称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统)，简称为直扩系统,是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。人们对肓扩系统的研究最早，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(

5、TDRSS)等都是直扩技术应用的实例。2.1直扩系统模型直接序列扩频系统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，在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信号。对干扰信号而言，与伪随机码不相关，在接收端被扩展，使落入信号通频带内的干扰信号功率人人降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。肓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，英调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式。直扩系统的组成如图1所示，与信源输岀的信

6、号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c⑴，每个伪随机码的码元宽度为Tc(Tc«Ta)o将信息码与伪随机码进行相乘或模二加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，这时信息带宽已经被展宽(如图2b),然后用扩频序列去调制载波，贝信号频谱被搬移到射频上(如图2c)。在接收端，接收到的信号经混频后，用与发射同步的伪随机码对中频信号进行相关解扩，将信号的频带恢复为信息的频带，然后再进行解调，恢复出所传送的信息a(t)。对信道小的干扰，这些干扰包括：窄带干扰、多径干扰、多址干扰等。由于这些干扰与伪随机码

7、不相关，接收机的札I关解扩对它们相当于一次扩频，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。图2给出了直扩系统的频谱图。⑴PN码£波厂■本振PN码图1玄扩系统纽•成框图图2立扩系统频谱图2.2扩频通信常用的伪随机码常用的伪随机码主要冇m序列、GOLD序列、WALSH码和OVSF码，其中最常见的是m序列。GOLD码是m序列的复合码，是由2个码长相等，码时钟速率相同的序列优选对模2加构成，每改变2个序列和对位移就可得到一个新

8、的GOLD序列。GOLD序列具有良好的口、互相关特性，几地址数远远大于m序列地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到较为广泛的应用。WALSH函数是一种非正弦的完备正交函数系，具有理想的互相关特性，两两之I'可的互相关函数为0,亦即它们是正交的，因而在码分多址通信小，WALSH函数可以作为地址码使用,在