直接序列.docx

直接序列.docx

《直接序列.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《直接序列.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

直接序列

摘要

直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）因其抗干扰能力强、隐蔽性好、易于实现码元多址（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。

针对扩频通信广泛的应用，本文用MATALB工具箱中的SIMULINK通信仿真模块对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真，先对直接序列扩频系统原理进行介绍，然后基于Simulink的发射机和接收机的仿真，同时对直接序列扩频系统的抗干扰能力与直接序列扩频系统的同步方法进行了相关仿真，使其更加形象和具体。

关键词：

直接序列扩频，码分多址，MATLAB，SINMULINK模块

目录

1课程设计目的…………………………………………………………1

2课程设计要求…………………………………………………………1

3相关知识………………………………………………………………1

4课程设计分析…………………………………………………………2

5仿真……………………………………………………………………7

6结果分析………………………………………………………………8

7参考文献………………………………………………………………9

1课程设计目的

（1）了解、掌握直接扩频通信系统的组成、工作原理；

（2）了解、熟悉扩频调制、解调、解扩方法，并分析其性能；

（3）学习、掌握Matlab相关编程知识并用其实现仿真的直接扩频通信系统；

2课程设计要求

（1）掌握课程设计的相关知识、概念清晰。

（2）程序设计合理、能够正确运行。

（3）掌握扩频通信系统的原理。

（4）理解扩频通信系统性能指标的意义。

3相关知识

直接序列扩频，就是直接用高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱，在收端用相同的扩频码去解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的基带信号。

在发端输入的信息与扩频码发生器产生的伪随机码序列（这里使用的是m序列）进行波形相乘，得到复合信号，实现信号频谱的展宽，展宽后的信号再调制射频载波发送出去。

也就是说，将需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码和它相乘，使原数据信号的带宽被扩展（扩频），再经载波调制并发送出去。

接收端则使用完全相同的伪随机码，对解调出来的宽带信号做相关处理，把宽带信号变换成原信息数据的窄带信号（解扩），以实现信息通信。

它的理论基础是香侬信道容量公式C = Blog2 （1 + S/N） :

 为达到给定的信道容量要求,可以用带宽换取信噪比,即在低信噪比的条件下可以用增大带宽的方法无误地传输给定的信息。

m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。

二进制的m序列是一种重要的伪随机序列，有优良的自相关特性。

容易产生、规律性强，但其随机性接近于噪声和随机序列。

m序列在扩展频谱及码分多址技术中有着广泛的应用，并在m序列基础上还能够成其它码序列，因此无论从m序列直接应用还是从掌握伪随机序列基本理论而言，应该熟悉m序列的产生及其主要特性。

4课程设计分析

1原理图

图4.1扩频通信原理仿真系统

2参数设置

（1）PNSequenceGenerator（伪随机序列产生器）

图4.2PNSequenceGenerator的主要参数

（2）SpectrumScope（频谱仪）

图4.3SpectrumScope主要参数

图4.4SpectrumScope的主要参数

（3）Relay（继电器）：

作用是将单极性二进制码转变为双极性二进制码。

图4.5Relay的主要参数

（4）DiscreteTimeIntegrator（离散时间积分器）：

作用是在m序列的周期时间范围内（15）将输入信号积分。

图4.6DiscreteTimeIntegrator的主要参数

（5）PulseGenerator（脉冲产生器）：

为积分提供门控信号。

图4.7PulseGenerator的主要参数

5仿真

在图4.1中，给出了一个PN序列产生器发出的m序列，它与自己以及延迟后、取反后的各种m序列进行异或操作后，得到不同结果，并在示波器上显示出来。

图5.1示波器显示的5个波形

6结果分析

（1）全“-1”的结果表示输出的m序列与自己异或运算后得到全“0”序列，经过双极性变换后得全“-1”序列。

（2）全“1”的结果表示输出的m序列与取反以后的m序列异或运算后得到全“1”的序列，经过双极性变换后仍得全“1”序列。

（3）图中的方波表示输出的m序列与延迟3个码元并且取反以后的m序列异或运算后得到的序列，它仍然是码元速率与m序列相同的二进制序列。

试验证明当延迟输为1~14时，取反与否的结果是一样的。

（4）图中的波形表示波形3序列积分后的结果（积分区间长为15个码元，即m序列的周期）。

因为“1”和“-1”频繁的、概率相等地出现，所以积分结果在“0”附近徘徊。

（5）图中的锯齿波表示输出的m序列与延迟15个码元的m序列异或运算后得到全“0”序列，经过双极性变换后得全“-1”序列。

全“-1”序列在积分15个码元周期后得到-15。

试验证明延迟0、15或者15的整数倍结果是一样的，这是m序列的周期性造成的。

如果将波形2的序列积分15个码元周期后将得到15。

归纳起来说：

当使用一个周期等于基带信号码元宽带的m序列，对基带信号进行直接扩频时，得到的是随基带信号变化的m序列。

比如基带信号为0时，得到一个周期的m序列；基带信号为1时，得到一个周期的取反的m序列。

解扩时，m序列与自己异或运算后得到全0序列，经过双极性变换、积分后在判决点得到-15。

m序列与取反以后的m序列异或运算后得到全1序列，经过双极性变换、积分后在判决点得到15。

7参考文献

[1]刘焕淋.扩展频谱通信[M].北京：

北京邮电大学出版社，2008

[2]田日才.扩频通信[M].北京：

清华大学出版社，2007

[3]曾一凡，李晖.扩频通信原理[M].北京：

机械工业出版社，2005

[4]钟麟，王峰.MATLAB仿真与应用教程.北京：

国防工业出版社，2004

[5]刘敏，魏玲.MATLAB通信仿真与应用.北京：

国防工业出版社，2001

[6]徐远明.MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.西安：

西安电子科技大学出版社，2010

[7]张化光,孙秋野.MATLAB/Simulink实用教程.北京：

人民邮电出版社，2009