直接序列扩频通信
直接序列扩频通信系统仿真
直接序列扩频通信系统仿真直接序列扩频通信系统仿真一、实验的背景及内容1、直接扩频通信背景扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女演员Hedy Lamarr和钢琴家George Antheil提出的。
解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、移动通信系统、WLAN(IEEE802.11a, IEEE802.11b, 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。
扩频通信技术自50年代中期美国军方便开始研究，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年代初才被应用于民用通信领域。
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，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、报警等等的系统中。
2、实验的内容及意义本次实验主要研究了直接序列扩频系统，建立了直接序列扩频系统的matlab仿真模型，在信道中存在高斯白噪声和干扰的情况下，对系统误码率性能进行了仿真及分析。
近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技术之一因此研究扩频通信具有很深远的意义。
本人通过此次实验，进行深入地研究学习扩频通信技术及对它进行仿真应用，将所学的知识进行归纳与总结，从而巩固通信专业基础知识，为以后的个人学习和工作打下基础。
直接序列扩频通信系统
221直接序列扩频工作原理 .. 直接序列扩频[是直 2 接利用高 4 1 码率的 扩频码序列 在发送端去扩展信号的频谱. 在接 而
收端, 相同的扩频码序 列去进行解扩 , 用 把展 宽的扩频信 号还原成原始 的信息 . 它是一种 数字调制方法 , 原理如图 22 示.具体说,在发射机端 , 传送的信息先转换成二进 其 -所 要
3 蔽性好, .隐 对各种窄带通信系统的干扰很小
由于扩频信号 在相对较宽 的频 带 上 被扩 展 了, 单位频带 内的功 率很 小, 信号湮没在 噪 声里 ,一般不容 易被 发现,而想进一 步检 测信 号的参数 ( 如伪随机编码 序列) 就更加 困难, 因此说其 隐蔽性好 .
4 可以 实现码分多址
用相关解调技术, 使其具有许多窄带通信难于替代的 良 优 性能,主要有以 L 下I项特点1. 2 2 1
1 .易于重复使 用频率 ,提 高了无线 频谱利用率 无线频谱十分 宝贵,虽然从长 波到微 波都得到开发利用 ,仍然满 足不了社会的需求.
在窄带 通信中, 主要依靠波道划分来防止信道 之间发生干 扰. 扩频通信发 送功率极低 ( 60 , 1 50) 采用了 - 相关接收技术, 且可工 作在信 道噪声和热噪声背景中,易于在同一 地
展阶段 ,而 目前它 在这两个领域 仍 占据重要的地位 .
21扩频通信概述 .
扩频通信 系统是指把待 传输信息的频谱用某个特 定的扩 频函数扩展后成 为宽带信号,
送入信道中 传输, 再利用相应的手段 将其压缩, 从而获得传输信息的 通信系统. 也就是在 传输同 样信息时所需的 射频带宽远比我们熟知的 各种调制方式要求的带宽要宽得多. 扩频
所 示.
干 扰
一
庐 号
一一) f e s ,一 J
直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究分析
直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究摘要：当前，扩展频谱（Spread Spectrum，SS，简称扩频）技术在军事通信和民用系统中均有广泛的应用。
这是由于扩频技术具有多址能力、隐蔽性好、抗干扰能力等优点，因此特别适合于无线移动通信环境。
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS，简称直扩)技术具有良好的保密性、灵活的信道分配能力以及较强的抗多径、多址干扰能力，不增加扩频增益的条件下，在接受机解扩之前借助信号处理的方式对接收信号进行预处理，可以显著增加系统的抗干扰能力。
本文首先介绍了扩频技术的基本理论，包括扩频技术的理论基础，扩频系统的特点、分类及应用，扩频通信的几种实现方式。
研究了直扩系统的数学模型，扩频用的处理增益和抗干扰容限等。
其次，分析了直扩系统的抗干扰性能，包括抗高斯白噪声干扰、窄带干扰、单频正弦干扰、多径效应干扰以及其他扩频信号干扰的性能。
最后利用MATLAB建立了扩频通信系统的仿真模型，并结合仿真结果分析了扩频通信系统的抗干扰性能。
关键词：直接序列扩频，窄带干扰，MATLAB仿真，抗干扰技术目录摘要 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
1 绪论 (1)1.1 抗干扰技术 (1)1.2 扩展频谱系统的分类及特点 (2)1.2.1 扩频系统的分类 (2)1.2.2 扩频系统的特点 (2)2 扩展频谱通信技术 (3)2.1 扩频通信的定义 (3)2.2 扩频技术的理论基础 (4)2.2.1 Shannon公式 (4)2.2.2 处理增益与抗干扰容限 (5)2.3 直接序列扩频系统（DSSS系统） (5)2.3.1 DS扩频通信系统的数学模型 (6)2.3.2 直扩信号的数学表示 (7)3 直接序列扩频系统的抗干扰性能 (7)3.1 抗高斯白噪声干扰能力 (8)3.2 抗单频正弦干扰能力 (9)3.3 抗窄带干扰能力 (10)3.4 抗多径效应的能力 (11)3.5 抗其它扩频信号干扰能力 (14)4 DSSS系统抗干扰性能仿真与分析 (15)4.1 抗正弦干扰仿真及结果分析 (15)4.1.1 建立抗正弦干扰仿真模型 (15)4.1.2 仿真结果及其分析 (16)4.2 抗窄带干扰仿真及结果分析 (17)4.2.1 建立抗窄带干扰仿真模型 (17)4.2.2 仿真结果及其分析 (18)4.3 抗多径效应仿真及结果分析 (18)4.3.1 建立抗多径效应的仿真模型 (18)4.3.2 仿真结果及其分析 (19)4.4 抗其他扩频信号干扰仿真及结果分析 (21)4.4.1 建立抗其他扩频信号干扰仿真模型 (21)4.4.2 仿真结果及其分析 (21)5 DSSS系统的抗干扰技术 (22)5.1 混合式扩展频谱系统 (22)5.2 自适应天线抑制干扰技术 (23)5.3 自适应滤波器抑制窄带干扰 (23)6 结束语 (25)参考文献 (26)1 绪论扩频通信技术是通信的一个重要分支和发展方向，它是扩展频谱技术与通信相结合的产物。
直接序列扩频通信系统研究及仿真
（ｃ ｏ ｌ ｆｎｔｕ ｎ ｃｅ ｃ ｎ ｙ ａ ｃｔｓｉｇｏ ｅｋ ｙｌｂ ｒｔ ｒ Ｎｏｔ ｉｅｓｙｏ ｉａ Ｔａｙ ａ Ｓ ｈ ｏ ｓ ｍｅ ｔ ｉｎ ｅａ ｄｄ ｎ ｍｉ ｅｔ ｆｈ ｅ ｏ ａｏ ｙ， ｒｈＵｎｖ ｒｉ ｆ ｎ ， ｉｕ ｎ ｏｉ ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｔ Ｃｈ
（ ）多址通信系统指的是许多 用户组 成的一个 ３ 通信 网 ，网中任何 两个用户都可 以通信 ，而且许 多
对用 户同时通信 时互不不扰 。应用直扩系统就很容
的功率 谱密度很低 ，单位时间 内的 能量就很 小 ，同 时它 的频带很宽 。因此 ，它具有很强 的抗截获性 。
简称扩频通信 ，是一种信息处理传输 技术 ，它将待 传输的信息数据经扩频序列调 制 ，实现频 带扩展后
再传输 ，由于采用 了伪随机编 码作为 扩频调制的基 本信号 ，使它具有很多独特 的优 点 ： 干扰 能力强 ， 抗
ｃ ｏｍｍ ｕ ｃ ｔｏ ｎｄ ｍ ｉｔｒ ａ ｔｃ ｌｃ ｎｉａｉ ｎｓａ ｌ ａ ｔｃｉ ａ ｏｍ ｍ ｕｎｃ ｔｏ ，ｂｅ ａ ｓ ｔ ａ ｙ ｄ ａ ａ ｅ ：ｓｒ ｇ ａ ｉ ｎｔｒｅｅ ｅ ｏｏｄ ｉｙ ｉａｉ ｎｓ ｃ ｕ ｅ ｏｆｉ ｍ ｎ ａ ｖ ｎｔｇ ｓ ｔｏｎ ｎｔ—ｉ ｅ ｆｒ ｎｃ ，ｇ ｓ
中 图分 类 号 ： Ｔ １ ．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｎ９ ４４
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎｄ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｄ ｒ ｃ ｅ ｓａ ｃ ａ ｓｍ ｌ ｔｏ ｏ ｉ ｅ ｔｓ ｑｕｅ ｅ ｎｃ
ｓ ｅ ｄ ｓ ｃｒ ｐｒ ａ ｐｅ ｔ ｕｍ ｏｍ ｍ ｕｎｉ ａ ｉ ｎ ｙｓ ｅ ｃ ｃ ｔｏ ｓ ｔ ｍ
直接序列扩频通信分析解析
伪随机（PN）序列
m序列的产生原理
---m序列
下图示出的是由n级移位寄存器构成的码序 列发生器。寄存器的状态决定于时钟控制下的 信息（“0”或“1”）。
伪随机（PN）序列
---m序列
n级循环序列发生器的模型
伪随机（PN）序列
部分m序列反馈系数表
---m序列
伪随机（PN）序列
n=4码序列产生电路
直接序列扩频通信的应用
主要用于移动通信，3G技术中的多 址方式码分多址，即CDMA即采用了直接
序列扩频的技术。
其它伪随机（PN）序列
Gold序列 Gold码是m序列的复合码，它是由两个码 长相等、码速率相同的m序列优先对模2加组 成。 Walsh(沃尔什）函数 Walsh函数是一种非正弦的完备正交函数 系。它仅有可能的取值：+1和-1（或0和1）， 比较适合用来表达和处理数字信号。
直接序列扩频通信的优点
直接序列扩频通信
直接序列扩频的概念
直接序列扩频的原理 直接序列扩频的优点 直接序列扩频的应用
直接序列扩频通信的概念
所谓直接序列扩频（DS），就是直接用具
有高速率的扩频码序列在发端去扩展信号的频 谱。在接收端，用相同的扩频码序列进行解 扩，把展宽的扩频信号还原成原始信息。
直接序列扩频通信的原理
伪随机码在扩频系统或码分多址系统中起
着十分重要的作用，是因为这类序列最重要特 性是它近似于随机信号的性能，也可以说具有 近似白噪声的性能。
伪随机（PN）序列
m序列的含义
---m序列
m序列是最长线性移位寄存器序列的简
称。顾名思义，m序列是由多级移位寄存器或 延迟原件通过线性反馈产生的最长的码序列。
直接序列扩频技术在无线通信中的
直接序列扩频技术能够抵抗多普勒效应，保证高速移动通信的稳 定性。
05
直接序列扩频技术在无线通信 中的实例分析
实例一：无线局域网（WLAN）中的应用
1 2
扩频技术
在无线局域网中，直接序列扩频技术被用于对 数据进行编码和传输。
抗干扰能力
由于使用了扩频技术，无线局域网可以在复杂 的电磁环境中提高抗干扰能力。
通过扩频技术可实现信号 隐蔽传输，提高通信的保 密性。
直接序列扩频技术在无线通信中的实现方式
采用伪随机二进制序列进行调制
01
将信息信号与伪随机二进制序列进行调制，实现信号的扩频。
通过相关解调技术进行解调
02
在接收端，使用相关解调技术将扩频信号解调为原始信号。
可实现多用户同时接入
03
通过不同的伪随机二进制序列实现多个用户同时接入，提高频
直接序列扩频技术 在无线通信中的应 用
2023-11-05
目录
• 引言 • 直接序列扩频技术概述 • 无线通信中的直接序列扩频技术 • 直接序列扩频技术的性能分析 • 直接序列扩频技术在无线通信中的实例分析 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
无线通信在现代社会中的普及程度不断提高，尤其在移动通 信和互联网接入方面。
扩频技术定义
扩频技术是一种用宽带信号传输信息的方式，其信号所占用的带宽远大于所传输的信息所需的带宽。
扩频技术特点
抗干扰能力强、抗多径衰落能力强、抗噪声干扰能力强、抗人为干扰能力强、保密性好。
直接序列扩频技术的原理
• 直接序列扩频技术原理：直接序列扩频技术是将待传输信息 信号的频谱用高速率的伪随机噪声（PN码）进行扩展，形 成宽带信号，然后通过发射天线发送出去。接收端使用相同 的PN码进行解扩，恢复原始信息信号。
扩频通信的基本原理(直接序列扩频、跳频等)
扩频通信的理论基础1.1扩频通信的基本概念通信理论和通信技术的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的，所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。
通信系统的有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。
这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。
在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。
显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。
在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。
通信系统的可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。
由于信息在传输过程中受到干扰，收到的信息和发出的信息并不完全相同。
可靠性就是用来衡量收到信息和发出信息的符合程度。
因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。
在模拟通信系统中，传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。
在数字通信系统中，传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。
扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力，首先在军用通信系统中得到了使用。
近年来，扩展频谱通信技术的理论和使用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的使用。
扩频通信是扩展频谱通信的简称。
我们知道，频谱是电信号的频域描述。
承载各种信息（如语音、图象、数据等）的信号一般都是以时域来表示的，即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。
信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。
频域和时域的关系由式(1-1)确定：⎰∞∞--=t e t f f F ft j d )()(π2⎰∞∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件，或在区间(-∞，+∞)内绝对可积，即t t f d )(⎰∞∞-必须为有限值。
扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数（和待传输的信息信号)(t f 无关）扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输；在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的通信系统。
扩频通信的基本原理(直接序列扩频、跳频等)
扩频通信的理论基础1.1扩频通信的基本概念通信理论和通信技术的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的，所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。
通信系统的有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。
这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。
在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。
显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。
在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。
通信系统的可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。
由于信息在传输过程中受到干扰，收到的信息与发出的信息并不完全相同。
可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。
因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。
在模拟通信系统中，传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。
在数字通信系统中，传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。
扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力，首先在军用通信系统中得到了应用。
近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的应用。
扩频通信是扩展频谱通信的简称。
我们知道，频谱是电信号的频域描述。
承载各种信息（如语音、图象、数据等）的信号一般都是以时域来表示的，即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。
信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。
频域和时域的关系由式(1-1)确定：⎰∞∞--=t e t f f F ft j d )()(π2⎰∞∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件，或在区间(-∞，+∞)内绝对可积，即t t f d )(⎰∞∞-必须为有限值。
扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数（与待传输的信息信号)(t f 无关）扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输；在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的通信系统。
通信系统学习-直接序列扩频系统 相关解扩
3.4.2 相关解扩
1. 直接式相关 直接式相关又称高频相关， 它是指接收到的扩频信号
在接收机的高频电路里直接与本地参考信号进行相关处理的 相关器。
图3-16 直接式相关器原理框图 (a) 扩频调制器； (b) 相关解扩器
第3章 直接序列扩频系统 图3-17给出了这种解扩方式的波形图， 图中未考虑所 传输图
第3章 直接序列扩频系统 中频相关方式：把载有信息的高频扩频信号，首先经 过混频，变成中频的扩频信号，相关处理在中频上完成。 这样不仅克服了高频干扰信号直接馈通的缺点， 而且 使解扩在较低频率上实现， 性能可靠， 同时实现起来也比 较容易。
图3-19 中频相关方式框图
图3-17 直接式相关解扩波形图
第3章 直接序列扩频系统 直接式相关器的优缺点分析 ■优点：结构简单。 ■缺点：对干扰信号有直通和码速泄漏现象。
较强的窄带干扰信号就能进入相关器后的电路并有效地假冒 所需要的信号，对解调产生影响。
第3章 直接序列扩频系统 2． 外差式相关
一般外差相关方式的原理如图下图。
第3章 直接序列扩频系统 3． 基带相关
基带相关器是一种在基带完成相关运算的部件。 与中频相关类似， 基带相关器可以利用混频器， 采用 零中频技术， 把输入的扩频信号的中心频率搬移到零中频 上， 得到基带的扩频信号， 然后再进行相关处理。 也可以先对扩频信号进行伪码的恢复， 在得到基带伪 码信号的基础上进行数字相关或数字匹配滤波。
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）技术是一种常见的无线通信技术，它通过在传输信号中引入高序列码（即扩频码）来提高信号的抗干扰性能和传输安全性。
本文将对直接序列扩频技术在无线通信中的研究和应用进行详细的介绍。
一、直接序列扩频技术的原理直接序列扩频技术是通过将原始信号与伪随机序列进行“乘法运算”来实现的。
伪随机序列也称为扩频码，它是一种高度复杂的码序列，具有良好的随机性。
原始信号在发送端乘以扩频码后，信号的带宽被扩大，从而增加了信号的抗干扰性能。
在接收端，使用与发送端一样的扩频码对接收到的信号进行解码，从而恢复出原始信号。
二、直接序列扩频技术的研究进展1. 扩频码设计：早期的扩频码设计主要依赖于单一序列的生成算法，如线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register，简称LFSR）。
然而，这种方法生成的扩频码周期较短，因此容易受到时间和频率同步误差的影响。
近年来，研究者们提出了一些新的扩频码设计方法，如复合序列的设计、混沌序列的设计等，使得扩频码的周期更长，抗干扰性能更好。
2. 增强码的引入：为了进一步提高直接序列扩频系统的传输性能，针对码跳变和码相位模糊等问题，研究者们引入了增强码（Enhanced Code）技术。
增强码是一种对原始扩频码进行变换得到的码序列，通过增强码的引入，可以提高系统的信号识别与抗干扰能力。
3. 码跳频技术的研究：直接序列扩频技术可以与码跳频技术相结合，即通过在传输过程中引入码跳变来增加系统的抗多径干扰能力。
码跳频技术通过频率域的快速跳变，使得信号在不同的频率上进行传输，从而降低了多径干扰对信号的影响。
三、直接序列扩频技术的应用直接序列扩频技术在无线通信中有广泛的应用，以下是一些典型的应用场景：1. CDMA系统：CDMA（Code Division Multiple Access）是一种基于直接序列扩频技术的通信系统。
直接序列扩频通信系统的设计与实现1.
直接序列扩频通信系统的设计与实现摘要：扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)是数字通信中的一种，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址(CDMA)等优点。
采用扩频通信可以在更恶劣的环境下正常工作，可以将信号隐蔽在噪声中。
在扩频通信系统中，直接序列扩频通信系统的应用最为广泛。
Matlab具有其他仿真软件（如Sysetemview和Maple等）所无可比拟的矩阵运算能力和系统仿真能力，Matlab的仿真工具包Simulink凭借其强大的数学功能，能实现精确的电路仿真。
关键词：直接序列扩频通信系统、Matlab、误码率目录第1章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2选题的目的和意义 (1)1.3 本课程设计的主要内容 (1)第2章直接序列扩频通信系统 (2)2.1 直接序列扩频通信的理论基础 (2)2.2直接序列系统组成 (3)第3章扩频系统的设计与实现 (4)3.1直接通信系统仿真 (4)3.2直接扩频Matlab仿真组成框图 (4)3.3 BPSK调制 (5)3.3 m序列 (6)3.4 扩频系统的解扩 (7)3.5扩频系统的解调 (8)3.6误码率 (9)3.7直接序列扩频系统的实现 (9)第4章心得和结论 (15)附录 (16)参考文献 (21)第1章绪论1.1背景信息时代的到来，使我们对通信的依赖越来越大，由于信道的开放性，信息在传播过程中会加进各种各样的干扰，使得无线通信面临的干扰环境更为恶劣。
自50年代中期美国军方便开始研究，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年代初才被应用于民用通信领域。
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，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。
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计摘要：利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真，并对仿真结果做了详细的讲解分析。
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，最后在该系统中加入特定的干扰，进行测试，研究整个系统的抗干扰性能。
关键词：通信系统；直接序列扩频；调制解调保密通信目录第一章绪论 11.1课题背景及意义 11.2 Simulink的简介 1第二章直接序列扩频通信原理 32.1扩频通信概念及分类 32.2直接序列扩频定义 32.3直接序列扩频的基本原理 32.4 直扩系统的性能分析 52.4.1 直扩系统的抗干扰性 52.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能 6第三章基于Simulink的发射机的仿真 73.1直接序列扩频通信系统发射机的设计 73.2基于Simulink的发射机的仿真 83.3基于Simulink的接收机仿真设计 12第四章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 17第五章 CDMA系统仿真设计 21第4章实验心得 27参考书目 28第一章绪论1.1课题背景及意义扩展频谱通信是建立在Claude E．Shannon的信息论基础之上的一种新型的通信体制。
由于扩频通信体制具有抗干扰能力强、截获率低、码分多址、信号隐蔽、测距和易于组网等一系列优点，自从问世之后便引起了世界各国的极大关注，并率先应用在军事通信中。
随着近年来大规模、超大规模集成电路和微处理器技的广泛应用，以及一些新型器件的应用，扩频技术的应用形成了新的高潮。
事实上，扩频通信已成为电子对抗环境下提高通信设备抗干扰能力的最有效的手段，并在近十几年来爆发的几场现代化战争中发挥了巨大的威力。
随着CDMA扩频通信技术在民用通信中的深入应用和不断渗透，以及在卫星通信、深空通信、武器制导、GPS全球定位系统和跳频通信等民用和国防民事通信的强烈需求下，扩谱通信的地位越来越重要了。
直接序列扩频通信系统性能研究
ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ（ ＤＳ Ｓ Ｓ ） ， ａ ｎ ｅ ｗ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｒａ ｙ ｌ ｅ ｉ ｇ ｈ ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｐ ｕ ｔ ｆ ｏ ｒ ｗａ ｒ ｄ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｏ ｆ ｃ ｏ ｄ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ＆
统 抗 多径 衰 落 性 能 。 关键 词 ：直接 序 列扩 频 ；误码 率 ；扩 频增 益 ； 多径衰 落
中图分 类号 ：Ｔ Ｐ ３ ０ ２ 文 献标 志码 ：Ａ
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｏ ｎ Ｄｉ ｒ ｅ ｃ ｔ Ｓ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｓ ｐ ｒ ｅ ａ ｄ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍ Ｃｏ ｍｍｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
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直接序列扩频通信（DSSS）
直接序列扩频通信（DSSS）⼀、接序列扩频通信原理直接序列扩频通信开始出现于第⼆次世界⼤战，是美军重要的⽆线保密通信技术。
现在直扩技术被⼴泛应⽤于包括计算机⽆线⽹等许多领域。
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum）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。
它直接利⽤具有⾼码率的扩频码系列采⽤各种调制⽅式在发端扩展信号的频谱，⽤相同的扩频码序在收端去进⾏解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
它是⼀种数字调制⽅法，具体说，就是将信源与⼀定的PN码（伪噪声码）进⾏摸⼆加。
例如说在发射端将"1"⽤11000100110，⽽将"0"⽤00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，⽽在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。
这样信源速率就被提⾼了11倍，同时也使处理增益达到10dB以上，从⽽有效地提⾼了整机倍噪⽐。
直扩系统射频带宽很宽。
⼩部分频谱衰落不会使信号频谱严重衰落。
多径⼲扰是由于电波传播过程中遇到各种反射体（⾼⼭，建筑物）引起，使接受端接受信号产⽣失真，导致码间串扰，引起噪⾳增加。
⽽直扩系统可以利⽤这些⼲扰能量提⾼系统的性能。
直扩系统除了⼀般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接受机⽤此同步后的伪随机码去对接受信号进⾏相关解扩。
直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就⾼，因⽽同步时间就长。
直扩和跳频系统都有很强的保密性能。
对于直扩系统⽽⾔，射频带宽很宽，谱密度很低，甚⾄淹没在噪⾳中，就很难检查到信号的存在。
由于直扩信号的频谱密度很低，直扩系统对其它系统的影响就很⼩。
(完整word版)直接序列扩频通信系统抗干扰性能分析
直接序列扩频通信系统抗干扰性能分析在现代战争中，通信对抗扮演着越来越重要的角色。
随着计算机技术、微电子技术等大量高新技术的应用，军事通信获得了长足的发展，尤其是跳频、扩频等一些新的通信手段应用之后,使得通信频谱越来越宽，通信的反侦察、抗干扰能力越来越强，迫使各国加紧对通信对抗技术以及装备的研制。
直接序列扩频通信由于其优良的多址接入、低截获概率、抗干扰和强保密等特性，使得它在军事通信、卫星通信和民用领域得到了广泛应用.在电子对抗中，对扩频通信的有效干扰成为制胜关键。
第一章研究背景介绍1。
1直扩通信研究背景现代战争首先是电子战，在电子战中失去优势的一方,将导致通信中断，指挥失灵等，从而丧失战争主导权。
两次海湾战争，前南斯拉夫战争以及阿富汗战争都是很好的佐证。
因此,通信对抗作为C4ISR系统的核心,越来越受到各国的重视。
通信对抗属于电子对抗，它包括通信侦察、通信干扰等主要对抗措施.通信对抗的目的在于：侦收和截获敌方信息，测量有关技战术参数；采用各种干扰方式阻止敌方正常通信并抑制敌方对我方的干扰，保证我方通信系统有效工作.扩频通信作为新型的通信方式,具有优良的抗干扰、抗衰落和抗多径性能及频谱利用率高、多址通信等诸多优点，并被广泛地应用于军事通信领域，极大地提高了通信系统的抗截获和抗干扰能力。
因此，扩频通信系统成为干扰方的首要作战目标，同时,扩频通信的抗干扰、抗截获、抗侦破特性给干扰方带来了巨大的困难.为取得现代电子战的胜利，针对扩频通信系统研究高效的干扰方式,如何有效的干扰成为取得现代电子战胜利的重要一环，对战时通信对抗具有重要意义。
1。
2直扩通信的军事应用情况1）直扩通信技术在舰艇卫星通信系统上应用广泛.国外舰艇卫星通信系统和国内舰艇卫星通信系统均采用码分多址通信方式,使用C波段。
这样网络组织与撤收灵活，通信质量高，频道使用少。
从目前使用看，这种方式充分发挥了直接序列扩频通信的特点，是扩频通信应用成功的范例。
扩频通信系统
伪随机序列产生器产生的伪随机序列c(t),速率为RC,切谱宽度为TC,TC＝1／RC
c(t ) cn g c (t nTc )
n 0
N 1
cn为伪随机码码元，取值＋1或－1，gc(t)为门函数，定义与ga(t)类似 扩频过程实质上是信息流a(t)与伪随机序列c(t)的模二加或相乘的过程。伪随机 码速率RC比信息速率Ra大得多，一般RC／Ra的比值为整数，且RC／Ra＞＞1,扩展 后的序列的速率仍为随机码速率RC 。
接收端天线上感应的信号经高放的选择放大和混频后，得到包括以下几部分的 信号：有用信号sI(t)、信道噪声nI(t)、干扰信号JI（t）和其它网的扩频信号sJ（t） 等，即收到的信号（经混频后）为
rI (t ) sI (t ) nI (t ) J I (t ) sJ (t )
直接序列扩频
信号分析
接收端的伪随机码产生器产生的伪随机序列与发端产生的伪随机序列相同， 但起始时间或初始相位可能不同，为c，(t)。解扩的过程与扩频过程相同，用 本地的伪随机序列c，(t)与接收到的信号相乘，相乘后为
rI(t ) rI (t )c(t ) sI (t )c(t ) nI (t )c(t ) J I (t )c(t ) s J (t )c(t ) s I (t ) nI (t ) J I (t ) s J (t )
直接序列扩频
信号分析
对噪声分量nI(t)、干扰分II(t)和不同网干扰sJ（t），经解扩处理后， 被大大削弱。 nI(t) 分量，一般为高斯带限白噪声，因而用 C’(t) 处理 后，谱密度基本不变（略有降低），但相对带宽改变，因而噪声功率 降低。J’I(t)分量，是人为干扰引起的，这些干扰可以是第一章中描 述的干扰中的一种或多种。由于与伪随机码不相关，因此，相乘过程 相当于频谱扩展过程，将干扰信号功率分散到一很宽的频带上，谱密 度降低，相乘器后接的滤波器的频带只能让有用信号通过，这样，能 够进入到解调器输入端的干扰功率只能是与信号频带相同的那一部分。 解扩前后的频带相差甚大，因而解扩后干扰功率大大降低，提高了解 调器输入端的信干比，从而提高了系统抗干扰的能力。至于不同网的 信号s’J(t)，由于不同网，所用的扩频序列也就不同，这样对于不同 网的扩频信号而言，相当于再次扩展，从而降低了不网信号的干扰。
直接序列扩频的原理和应用
直接序列扩频的原理和应用1. 原理直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS），是一种用于无线通信中的传输技术。
它通过将数据序列化为一系列较长的序列，这些序列被称为码片。
在发送端，数据以较低速率传输，同时使用码片将其扩展为较高速率的信号。
在接收端，利用匹配的码片进行解扩，将信号恢复为原始数据。
DSSS的主要原理如下： - 序列生成: 在发送端，使用伪随机码生成器生成一个密集的码片序列，这个序列被称为扩频码。
扩频码通常是一个长的伪随机比特序列，与要传输的数据比特序列逐比特进行运算。
运算的方式有多种，如异或运算、加法运算等。
通过这样的运算，原始的数据序列被扩展为一个带有扩频码的序列。
- 带宽扩展: 接下来，使用扩频码对原始信号进行带宽扩展。
扩展的过程是将每个原始比特用扩频码序列中的多个比特来表示。
例如，每个原始数据比特可以扩展为10个扩频比特。
这样，信号的频谱宽度变得更宽，但传输速率也变得更快。
- 发送:扩展后的信号以较高速率发送。
由于采用了扩频码，使得信号的功率分散在宽频带上，从而使得信号的干扰抗性更强。
此外，扩频码的特殊性质还使得信号能够在多径环境下具有较好的传播性能。
- 接收与解扩: 在接收端，使用与发送端相同的伪随机码生成器生成与发送端相匹配的扩频码序列。
然后，将接收到的信号与扩频码进行相关运算，进行解扩。
解扩后，信号的带宽被还原为原始数据的带宽，然后再进行后续的信号处理，以恢复出原始数据。
2. 应用直接序列扩频技术在无线通信领域有广泛的应用，以下列举了几个常见的应用场景：2.1 无线局域网（WLAN）DSSS技术在无线局域网中的应用非常普遍。
它能够提供更高的数据传输速率和更好的抗干扰能力，有助于提升无线网络的性能和覆盖范围。
同时，DSSS技术支持多用户同时传输数据，可以提高系统的容量和吞吐量。
由于DSSS技术的成本相对较低，广泛应用于2.4GHz频段的无线局域网。
直接序列扩频
扩展频谱（Spread Spectrum，SS）技术最初是为军用目的而开发出来的，应用于军事导航和通信系统中。
出于提高通信系统抗干扰性能的需要，扩频技术的研究得以广泛开展，使得一些民用领域也从扩频技术的独特性质中受益。
本章将概括性地描述扩频技术的基本概念、理论基础、系统组成及性能；介绍扩频系统的优点与应用。
以此阐明直接序列扩频系统（DS—SS）发射机的设计与实现的重要意义。
1.1 扩频的概念扩展频谱通信系统（Spread Spectrum Communication System）是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数（Spreading Function）扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，接收端再利用相应手段将其解扩，从而获取传输信息的通信系统。
为此，扩频函数（信号）必须满足以下的特性：扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号；它的带宽远大于欲传输信息（数据）带宽；具有类似于噪声的随机特性等。
由于扩频信号的上述特性，扩频系统具有许多的优点：（1）扩频信号的不可预测性，使得扩频系统具有很高的抗干扰（anti-jam，AJ）能力。
因为干扰者难以通过观测实施干扰，而只能采用发射大功率宽带的干扰信号进行干扰。
（2）扩频信号的功率相当均匀地被分布在很宽的频率范围，以致被传输信号功率密度很低，侦察接收机难以检测。
因此，扩频系统具有低截获概率性（Low Probability of Intercept，LPI），即信号有很好的隐蔽性。
（3）通过对宽带扩频信号的相关检测，可以使扩频系统具有很高的距离鉴别力，可用于测距。
（4）扩频通信系统具有良好的码分多址（CDMA）能力，对不同的用户使用不同的码，使得旁人无法窃听，因而具有高的保密性，可用于多址通信中。
1.2 扩频技术的应用与分类正因为这种种优点，扩频技术得到了迅速的发展，扩频系统也得到了越来越广泛的应用。
在通信、数据传输、信息保密、定位、测距和多址技术等方面，显示了它极强的生命力。
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用【摘要】本文围绕直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用展开探讨。
在引言部分中，介绍了该技术研究背景、研究目的和研究意义。
在正文部分中，详细阐述了直接序列扩频技术的概述和原理，以及其在CDMA、LTE和5G系统中的应用情况及研究前景。
在总结了直接序列扩频技术在无线通信中的发展趋势、应用前景和未来通信系统中的地位。
通过本文的研究，读者将能更深入了解直接序列扩频技术在无线通信领域的重要性和未来发展方向，为相关领域的研究和应用提供参考和指导。
【关键词】直接序列扩频技术、无线通信、研究、应用、CDMA、LTE、5G、发展趋势、应用前景、未来通信系统、地位1. 引言1.1 研究背景研究背景部分将深入探讨无线通信系统中直接序列扩频技术的重要性和现状，分析其在CDMA、LTE和5G系统中的应用情况，揭示其在当前通信系统中所面临的挑战和机遇。
通过对直接序列扩频技术的研究背景进行全面的描述和分析，可以为后续的技术原理、应用研究和发展趋势提供深入的理论基础和实践依据。
的阐述将为读者提供一个全面了解直接序列扩频技术在无线通信中的地位和作用的基础，为正文部分的内容铺平道路。
1.2 研究目的研究目的是深入探讨直接序列扩频技术在无线通信中的应用和发展趋势，分析其在CDMA、LTE和5G等不同系统中的作用和优势。
通过研究直接序列扩频技术的原理和特点，探讨其在提高通信系统容量、抗干扰能力和安全性方面的潜力。
通过比较直接序列扩频技术与其他无线通信技术的差异，评估其在未来通信系统中的地位和发展前景。
通过研究直接序列扩频技术的最新进展和趋势，为未来无线通信技术的发展提供参考和指导，促进通信系统的进一步创新和发展。
1.3 研究意义直接序列扩频技术在无线通信中的研究意义非常重要。
直接序列扩频技术可以有效提高系统的抗干扰能力和安全性，使通信更加可靠稳定。
该技术可以实现多用户之间的隔离通信，提高系统的通信容量和效率。
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伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
m序列的含义 序列的含义 m m序列是最长线性移位寄存器序列的简 称。顾名思义，m序列是由多级移位寄存器或 延迟原件通过线性反馈产生的最长的码序列。
Gold序列 Gold码是m序列的复合码，它是由两个码 长相等、码速率相同的m序列优先对模2加组 成。 Walsh(沃尔什）函数 Walsh函数是一种非正弦的完备正交函数 系。它仅有可能的取值：+1和-1（或0和1）， 比较适合用来表达和处理数字信号。
直接序列扩频通信的优点
抗干扰 抗噪音 抗多径衰落 具有保密性 可多址复用和任意选址 功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率
可见，该码序列产生器产生的序为： 111100010011010 其码序列的周期P=24-1=15.
伪随机（ ） 伪随机（PN）序列 ---m序列 序列
移位寄存器的反馈逻辑决定是否产生m 序列，起始状态仅仅决定m序列的起点， 而不同的反馈系数产生不同的码序列。
其它伪随机（ ） 其它伪随机（PN）序列
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
m序列的产生原理 序列的产生原理
下图示出的是由n级移位寄存器构成的码序 列发生器。寄存器的状态决定于时钟控制下的 信息（“0”或“1”）。
伪随机（PN）序列 伪随机（ ） ---m序列 序列
n级循环序列发生器的模型 级循环序列发生器的模型
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
部分m序列反馈系数表 部分 序列反馈系数表
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
n=4码序列产生电路 码序列产生电路
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
n=4 码序列产生过程
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ） ---m序列 序列
伪随机（ ） 伪随机（PN）序列 ---m序列 序列
直接序列扩频系统框图
直接序列扩频的主要波形
直接序列扩频通信的原理
直接序列扩频系统框图
直接序列扩频通信的原理
主要波形
信码m(t)
Chip 1 -1
Spreading
1 -1 1 -1
伪码p(t)
C(t)=m(t)⊕p(t)
Despreading
伪码p(t) 还原信息
1 -1 1 -1
伪随机（ 伪随机（PN）序列 ）
直接序列扩频通信
直接序列扩频的概念 直接序列扩频的原理 直接序列扩频的优点 直接序列扩频的应用
直接序列扩频通信的概念
所谓直接序列扩频（DS），就是直接用具 有高速率的扩频码序列在发端去扩展信号的频 谱。在接收端，用相同的扩频码序列进行解 扩，把展宽的扩频信号还原成原始信息。
直接序列扩频通信的原理来自直接序列扩频通信的优点
抗干扰
用伪随机码扩频以后的信号之间的差异 很大，这样任意两个信号不容易混淆，也就 是说相互之间不易发生干扰，不会发生误判。
直接序列扩频通信的优点
直接序列扩频通信的优点
扩频抗干扰
直接序列扩频通信的优点
●功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率
直接序列扩频通信的应用
世纪50年代中期用于 自20世纪 年代中期用于 世纪
●军事通信 ●电子对抗 ●导航、测量等领域 直到20世纪80年代初才被用于民用通信领域
目前扩频技术已广泛应用于
●蜂窝电话、无绳电话 ●微波通信、无线数据通信 ●遥控、监控、报警等系统中
直接序列扩频通信的应用
主要用于移动通信，3G技术中的多 址方式码分多址，即CDMA即采用了直接 序列扩频的技术。