扩频通信的仿真试验.
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m序列虽然性能优良，但同样长度的m序列个 数不多，且序列之间的互相关值并不都好。 R· Gold提出了一种基于m序列的码序列,称为 Gold码序列。这种序列有较优良的自相关和 互相关特性，构造简单，产生的序列数多， 因而获得了广泛的应用。
如有两个m序列，它们的互相关函数的绝对值 有界，且满足以下条件：
扩频通信方式与常规的窄道通信方式区别是： 一是信息的频谱扩展后形成宽带传输； 二是相关处理后恢复成窄带信息数据。 正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点： 抗干扰 抗噪音 抗多径衰落 具有保密性 功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率 可多址复用和任意选址 高精度测量等
扩频通信的主要性能指标 处理增益,抗干扰容限 处理增益G也称扩频增益(Spreading Gain) 它定义为频谱扩展前的信息带宽F与频带扩展后的信号带宽W 之比: G＝W／F 在扩频通信系统中．接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码 相关处理后的带宽为F 的信息，而排除掉宽频带W中的外部干 扰、噪音和其地用户的通信影响。因此，处理增益G反映了扩频 通信系统信噪比改善的程度。 抗干扰容限 是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力，定义 为： Mj = G － [(S/N)out + Ls] 其中： Mj --- 抗干扰容限 G --- 处理增益 (S／N)out --- 信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪 比 Ls --- 接收系统的工作损耗
扩频通信工作原理
扩频通信工作原理 在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号， 然后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。展宽后的信号再调制 到射频发送出去。 在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频， 然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相 关解扩。再经信息解调、恢复成原始信息输出。 一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应 的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频 调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解 调、解扩和射频解调。
Gold码频域图
原理：
8.2扩频通信原理
根据C.E.Shannon在信息论研究中总结出的信道容量公 式，即Shannon公式 C = W×Log2(1+S/N) 式中：C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率 由式中可以看出： 为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现， 既加大带宽W或提高信噪比S/N。换句话说，当信号 的传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N是可 以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要 求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降 低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之 下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换 取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和 理论依据。
扩频通信的工作方式 按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统 可以分为： 1 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，简称直扩(DS)方式 2 跳变频率(Frequency Hopping)工作方式，简 称跳频(FH)方式 3 跳变时间(Time Hopping)工作方式，简称跳 时(TH)方式 宽带线性调频(Chirp Modulation)工作方式， 简称Chirp 方式
2应用PN Sequence generator模块产生m序列
应用PN Sequence generator模块产生m序列的仿真系统
PN Sequence generator模块产生m序列的时域波形
PN Sequence generator模块产生m序列的频域波形
常用伪随机序列之二GOLD码
具体通信过程是：信息数据D经过常规的数 据调制，变成了带宽为B1的基带信号，再用扩频 编码发生器产生的伪随机编码对基带信号进行扩 频调制，形成带宽(B2远大于B1)的功率谱密度极 低的扩额信号。接收端用发射时相同的伪随机编 码做扩频解调，形成普通的基带信号B1，然后， 再用常规方法解调出发送来的信息数据D。
求出本原多项式后可以通过两种方法 得到m 序列：
（1）构建反馈移位寄存器来得到m序列
下图是在求出本原多项式的系数10011，用反馈 连线的方式构建的反馈移位寄存器。它产生的 序列就是m序列
1反馈移位寄存器产生m序列仿真系统(dcl4)
反馈移位寄存器产生m序列的时域波形
反馈移位寄存器产生m序列的频域波形
我们称这一对m序列为优选对。
如果把两个m序列发生器产生的优选对序列模二相加，则产生 一个新的码序列，即Gold 序列。下图是63的一种程序与方法 产生本原多项式（见程序）
应用Gold Sequence Generator模块产生Gold码
Gold码时域图
第八章 扩频通信的仿真试验
8.1 扩频码相关知识
m序列，gold码
8.2 扩频通信原理
扩频原理，系统仿真
8.3 扩频通信系统
先调制后扩频原理及其仿真
8.4 跳频通信系统
跳频原理，系统仿真
8.1扩频码的相关知识
Shannon在证明编码定理时提出用具有白噪 声统计特性的信号来编码。白噪声是一种随机 过程，它的瞬时值服从正态分布，功率谱在很 宽的频带内都是均匀的，有着良好的相关特性。 工程上用具有类似于带限白噪声统计特性的伪 随机码信号逼近它作为扩频系统的扩频调制码。
本原多项式的定义： 若一个n次多项式f(x)满足下列条件： （1） f(x)为不可约的； （2） f(x)可整除xm+1,m=2n-1； （3） f(x)除不尽xq+1,q<m， 则称多项式f(x)为本原多项式。本原多项式级数和本原多 项式系数之间的关系可以查表和计算得到。构建一个 m序列的主要工作就变成求解一个本原多项式特征多 项式问题。下面是应用MATLAB软件通过编成的方法 求解本原多项式。（举例）
一.常用的伪随机序列 1.m序列 m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。m序列 容易产生、规律性强、有许多优良的性能，在扩频通 信中最早获得广泛的应用。m序列是由多级移位寄存 器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。 在二进制移位寄存器发生器中，若n为级数，则所能产 生的最大长度的码序列为2n－1位 。
如有两个m序列，它们的互相关函数的绝对值 有界，且满足以下条件：
扩频通信方式与常规的窄道通信方式区别是： 一是信息的频谱扩展后形成宽带传输； 二是相关处理后恢复成窄带信息数据。 正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点： 抗干扰 抗噪音 抗多径衰落 具有保密性 功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率 可多址复用和任意选址 高精度测量等
扩频通信的主要性能指标 处理增益,抗干扰容限 处理增益G也称扩频增益(Spreading Gain) 它定义为频谱扩展前的信息带宽F与频带扩展后的信号带宽W 之比: G＝W／F 在扩频通信系统中．接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码 相关处理后的带宽为F 的信息，而排除掉宽频带W中的外部干 扰、噪音和其地用户的通信影响。因此，处理增益G反映了扩频 通信系统信噪比改善的程度。 抗干扰容限 是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力，定义 为： Mj = G － [(S/N)out + Ls] 其中： Mj --- 抗干扰容限 G --- 处理增益 (S／N)out --- 信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪 比 Ls --- 接收系统的工作损耗
扩频通信工作原理
扩频通信工作原理 在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号， 然后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。展宽后的信号再调制 到射频发送出去。 在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频， 然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相 关解扩。再经信息解调、恢复成原始信息输出。 一般的扩频通信系统都要进行三次调制和相应 的解调。一次调制为信息调制，二次调制为扩频 调制，三次调制为射频调制，以及相应的信息解 调、解扩和射频解调。
Gold码频域图
原理：
8.2扩频通信原理
根据C.E.Shannon在信息论研究中总结出的信道容量公 式，即Shannon公式 C = W×Log2(1+S/N) 式中：C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率 由式中可以看出： 为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现， 既加大带宽W或提高信噪比S/N。换句话说，当信号 的传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N是可 以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要 求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降 低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之 下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换 取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和 理论依据。
扩频通信的工作方式 按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统 可以分为： 1 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式，简称直扩(DS)方式 2 跳变频率(Frequency Hopping)工作方式，简 称跳频(FH)方式 3 跳变时间(Time Hopping)工作方式，简称跳 时(TH)方式 宽带线性调频(Chirp Modulation)工作方式， 简称Chirp 方式
2应用PN Sequence generator模块产生m序列
应用PN Sequence generator模块产生m序列的仿真系统
PN Sequence generator模块产生m序列的时域波形
PN Sequence generator模块产生m序列的频域波形
常用伪随机序列之二GOLD码
具体通信过程是：信息数据D经过常规的数 据调制，变成了带宽为B1的基带信号，再用扩频 编码发生器产生的伪随机编码对基带信号进行扩 频调制，形成带宽(B2远大于B1)的功率谱密度极 低的扩额信号。接收端用发射时相同的伪随机编 码做扩频解调，形成普通的基带信号B1，然后， 再用常规方法解调出发送来的信息数据D。
求出本原多项式后可以通过两种方法 得到m 序列：
（1）构建反馈移位寄存器来得到m序列
下图是在求出本原多项式的系数10011，用反馈 连线的方式构建的反馈移位寄存器。它产生的 序列就是m序列
1反馈移位寄存器产生m序列仿真系统(dcl4)
反馈移位寄存器产生m序列的时域波形
反馈移位寄存器产生m序列的频域波形
我们称这一对m序列为优选对。
如果把两个m序列发生器产生的优选对序列模二相加，则产生 一个新的码序列，即Gold 序列。下图是63的一种程序与方法 产生本原多项式（见程序）
应用Gold Sequence Generator模块产生Gold码
Gold码时域图
第八章 扩频通信的仿真试验
8.1 扩频码相关知识
m序列，gold码
8.2 扩频通信原理
扩频原理，系统仿真
8.3 扩频通信系统
先调制后扩频原理及其仿真
8.4 跳频通信系统
跳频原理，系统仿真
8.1扩频码的相关知识
Shannon在证明编码定理时提出用具有白噪 声统计特性的信号来编码。白噪声是一种随机 过程，它的瞬时值服从正态分布，功率谱在很 宽的频带内都是均匀的，有着良好的相关特性。 工程上用具有类似于带限白噪声统计特性的伪 随机码信号逼近它作为扩频系统的扩频调制码。
本原多项式的定义： 若一个n次多项式f(x)满足下列条件： （1） f(x)为不可约的； （2） f(x)可整除xm+1,m=2n-1； （3） f(x)除不尽xq+1,q<m， 则称多项式f(x)为本原多项式。本原多项式级数和本原多 项式系数之间的关系可以查表和计算得到。构建一个 m序列的主要工作就变成求解一个本原多项式特征多 项式问题。下面是应用MATLAB软件通过编成的方法 求解本原多项式。（举例）
一.常用的伪随机序列 1.m序列 m序列是最长线性移位寄存器序列的简称。m序列 容易产生、规律性强、有许多优良的性能，在扩频通 信中最早获得广泛的应用。m序列是由多级移位寄存 器或其他延迟元件通过线性反馈产生的最长的码序列。 在二进制移位寄存器发生器中，若n为级数，则所能产 生的最大长度的码序列为2n－1位 。