直接序列扩频通信系统
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
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频通信系统是一种常用于无线通信中的传输技术，可用于提高通信质量和抗干扰能力。
其基本原理是将原始信号乘以一个扩频码序列，使得信号的带宽变宽，从而提高信号的抗干扰能力。
本文将对直接序列扩频通信系统进行仿真设计，包括系统结构、信号处理和性能评估等方面。
一、系统结构设计1.发送端设计发送端主要包括原始信号处理和扩频处理两个模块。
原始信号处理模块用于将待传输的信息编码成数字信号，可以采用各种调制技术（如二进制调制）；扩频处理模块将原始信号乘以扩频码序列，以实现信号的扩频。
2.接收端设计接收端主要包括解扩和信号恢复两个模块。
解扩模块对接收到的信号进行解扩，即将信号除以扩频码序列；信号恢复模块对解扩后的信号进行滤波和解调，最终得到原始信号。
二、信号处理设计信号处理是直接序列扩频通信系统中的关键环节，对其性能和抗干扰能力起着决定性作用。
下面将详细介绍信号处理的设计。
1.扩频码序列设计扩频码序列的设计非常重要，它直接影响到扩频通信系统的性能。
常用的扩频码序列有伪随机码（PN码）和正交码等，可以通过Matlab等工具进行生成和优化。
2.扩频处理设计扩频处理是将原始信号与扩频码序列进行乘积运算的过程。
可以采用数字乘法器或卷积器等方式实现，具体实现方式需要根据实际情况确定。
3.解扩和信号恢复设计解扩和信号恢复是接收端的重要环节，其中解扩模块用于将接收到的信号除以扩频码序列，信号恢复模块用于对解扩后的信号进行滤波和解调。
滤波器可以采用低通滤波器，解调方式可以根据信号特点选取。
三、性能评估设计对于直接序列扩频通信系统的性能评估，一般需要考虑以下几个方面：1.误码率评估误码率是衡量通信系统性能的重要参数。
可以通过对接收到的信号进行解码和比对的方式来评估误码率，并与理论值进行比较。
2.抗干扰性能评估扩频通信系统的抗干扰能力是其核心优势之一、可以通过仿真添加干扰信号，并比较接收到的信号与原始信号的相关性来评估抗干扰性能。
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直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是一种广泛应用于无线通信领域的通信技术，它通过将原始信号与伪随机噪声序列进行逐位相乘，从而将信号的带宽扩展到噪声频谱的宽度，从而实现抗干扰和保密性能的显著提高。
本文将通过仿真设计一个直接序列扩频通信系统，详细介绍其工作原理和仿真过程。
直接序列扩频通信系统由发送端和接收端组成。
在发送端，原始信号经过码片发生器生成伪随机噪声序列，并与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
扩频信号经过调制器进行调制，然后经过发射机发送到接收端。
在接收端，接收到的信号经过解调器进行解调，然后通过相关器与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
首先，需要设计码片发生器。
伪随机噪声序列在直接序列扩频通信系统中起到关键作用，它决定了信号的扩展带宽和抗干扰性能。
常用的伪随机噪声序列有伪随机码生成器（PN码）和高斯白噪声序列（AWGN）。
在仿真中，可以选择PN码作为伪随机噪声序列。
PN码的生成方式有很多，其中最常见的是使用移位寄存器和反馈电路生成的线性反馈移位寄存器（LFSR）。
其次，需要设计调制器和解调器。
在直接序列扩频通信系统中，常用的调制方式有二进制相移键控（BPSK）和四进制相移键控（QPSK）。
在仿真中，可以选择BPSK作为调制方式。
解调器与调制器相反，将接收到的扩频信号与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
最后，需要设计发射机和接收机。
发射机通过电路将调制后的扩频信号发射出去，接收机将接收到的信号通过电路进行放大和解调处理，从而得到原始信号。
在仿真中，可以使用MATLAB等仿真软件来实现直接序列扩频通信系统。
首先，定义参数包括信号的比特率、码片周期、发射功率等。
然后，生成随机的原始信号数据。
接下来，根据参数生成伪随机噪声序列。
将伪随机噪声序列与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
通过调制器进行调制，得到调制后的信号。
在接收端，通过解调器解调接收到的信号，得到解调后的扩频信号。
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。
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。
直接序列扩频和解扩通信matlab代码
序列扩频和解扩通信是数字通信中的重要技术之一，通过扩频技术可以实现信息的加密传输和抗干扰能力的提高。
Matlab是一种强大的科学计算软件，它提供了丰富的工具和函数，非常适合用来实现序列扩频和解扩通信系统的模拟和仿真。
本文将通过实际的代码示例，介绍如何使用Matlab实现直接序列扩频和解扩通信系统。
一、直接序列扩频通信系统在直接序列扩频通信系统中，发送端的数据序列经过扩频码序列的点对点乘积，实现信号的扩频。
接收端利用相同的扩频码序列对接收到的信号进行点对点乘积，实现信号的解扩。
以下是Matlab代码示例：1. 生成随机的发送数据序列```matlabN = 1000; 数据序列长度data = randi([0,1],1,N); 生成随机的0/1序列```2. 生成随机的扩频码序列```matlabchip_seq = 2 * randi([0,1],1,N) - 1; 生成随机的±1序列作为扩频码```3. 进行数据序列和扩频码序列的点对点乘积```matlabspread_data = data .* chip_seq; 数据序列点对点乘以扩频码序列```4. 绘制发送端的信号波形```matlabt = 0 : 1/N : 1-1/N; 时间序列subplot(3,1,1);plot(t,data);title('原始数据序列');subplot(3,1,2);plot(t,chip_seq);title('扩频码序列');subplot(3,1,3);plot(t,spread_data);title('扩频后的信号波形');```二、直接序列解扩通信系统在直接序列解扩通信系统中，接收端利用与发送端相同的扩频码序列对接收到的信号进行解扩。
以下是Matlab代码示例：1. 接收到的扩频信号经过与扩频码序列的点对点乘积```matlabreceived_data = spread_data .* chip_seq; 接收到的信号点对点乘以扩频码序列```2. 进行积分处理得到解扩后的数据序列```matlabintegrated_data = sum(reshape(received_data,[],10)); 对接收数据进行10倍超采样和积分处理output_data = integrated_data > 0; 得到解扩后的数据序列```3. 绘制接收端的信号波形和解扩后的数据序列```matlabsubplot(2,1,1);plot(t,received_data);title('接收到的信号波形');subplot(2,1,2);stem(output_data);title('解扩后的数据序列');```通过以上代码示例，我们实现了直接序列扩频和解扩通信系统的Matlab仿真。
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PPT课件
例：某系统的射频带宽为100MHz，信息 传输速率为16kb/s，处理增益为多少？
Rc=100MHz/2=50Mb/s
G p1l0g 1 5 6 01 13 60 0 b b//ssd B3.9 4d 5B
当接收机可能收到的最大干扰为-93dB时， 接收机输出的干扰信号为：
扩后的信号，所以这种方法保密性不 够好。
4.3.2 信息的PSK调制 信息-PSK/扩频码-PSK 调制方式。
4.3.2 信息的QPSK调制 1. 信息-BPSK/扩频码-QPSK
s ( t ) A ( t ) c 1 ( d t ) c2 o f 0 t ) s A ( t ( ) c 2 d ( t ) s2 if 0 t n )
Tˆd
)
sin(2f
IF
)
Q(t)
A 2
do
(t
Td
)c1(t
Td
)c2r
(t
Tˆd
)sin(2fIF
)
A 2
de
(t
Td
)c2 (t
Td
)c2r
(t
Tˆd
)
cos(2fIF
)
z ( t) A 2 d o ( t T d ) c2 o fI F s) (A 2 d e ( t T d ) s2 ifI n F) (
3. 双通道QPSK直接序列扩频系统
t ) B s2 ( t ( ) c 2 d ( t ) s2 if 0 t n )
4.4 频率跳变扩频通信系统
4.4.1 物理概念
频率跳变就是用伪随机码序列构成 跳频指令来控制频率合成器输出信号的 频率，在多个频率中进行选择的移频键 控。
直接序列扩频通信系统建模仿真分析
直接序列扩频通信系统建模仿真分析直接序列扩频（Direct-Sequence Spread Spectrum，DSSS）通信系统是一种广泛应用于无线通信、通信安全加密、以及定位任务中的基本通信技术。
它在一定范围内使用频率，把本应几百到几千赫兹范围内的信号不断扩展到数兆赫兹，从而使其能够穿过更多的干扰、降低传送信号的复杂性和重复率、提高传送信号的安全性，也就是广播信号的功率被平分到更宽的频带，其中的信息非常难以被拦截和窃取，该抽波提高了信号的吞吐量。
构成直接序列扩频通信系统的主要硬件组件包括，数据源，编码器，抽波器，线路，解抽波器以及解码器，以及接收数据的终端设备。
数据源可以是任何数据，例如电脑传出的文本，照片，视频甚至声音。
编码器是一个负责将原始数据信号编码为无关信号块的系统。
抽波器用于将无关信号增广，并将其扩展至较宽的频带。
经过线路，即传输介质，将传输数据从发射端送达接收端，通常利用电磁波来传输信号，例如无线频段等。
接收端的解抽波器可以将扩频数据恢复到原始数据，解码器可以将接收到的数据进行解码，以便终端能够解析处理该数据。
直接序列扩频通信系统建模仿真分析，主要是通过建立系统建模，利用仿真软件，来模拟系统的运行流程，然后对模拟的结果进行分析。
首先，先构建系统模型，采用现有的数学工具，如矩阵方程、微积分知识和计算机技术，建立系统的数学模型，即构建系统建模。
接着，根据构建好的模型，可以使用各种仿真软件，比如matlab，来模拟系统的运行，使用仿真技术可以更好地发现系统中存在的问题。
最后，对模拟结果进行分析，比如观察系统的信噪比、传输的错误率曲线等，进而追踪出系统中可能存在的问题，从而提出相应的改进建议，提高系统的性能。
通过模型仿真分析，我们可以看到，直接序列扩频通信系统是一种表现优异的技术，它能够有效抑制扰乱，提高传输介质上的信号安全性，这种技术特别适用于无线通信中传输质量有要求的应用，诸如GSM、CDMA等。
(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。
通信系统中的调频技术
通信系统中的调频技术随着科技大发展，通信系统得到了广泛的应用和发展。
众所周知，通信系统由许多环节组成，其中调频技术是其中非常重要的一个环节，下面就让我们一起来深入了解一下通信系统中的调频技术。
一、什么是调频技术调频技术是一种将调制信号直接变换为较高频率再加到载频上的无线传输技术。
调频技术主要包括直接序列扩频(DSSS)技术、正交频分复用(OFDM)技术等。
调频技术的优点是可靠性高、抗干扰性强、数据传输速度快等。
二、常见的调频技术1、直接频率扩频技术直接频率扩频技术是一种基于频率扩展信号实现的调频技术，通过将原来窄带调制信号按照某种算法扩宽为带宽远远大于原带宽的信号，在载波上调制并发送。
这种技术的抗干扰能力较强，且在多路传输时不会出现窄带干扰。
2、正交频分复用技术正交频分复用技术采用正交载波技术，将宽带数据信号分割成许多个小带宽信号，每个小信号都采用不同的载波频率进行传输，从而达到提高频谱使用效率、抗多径衰落干扰的目的。
3、二元频移键技术二元频移键技术是一种利用载波的频率来实现数据的调制和解调的技术。
通过调制这个频率，来实现数据的传输。
三、调频技术的应用调频技术广泛应用于无线通信等领域。
例如，在手机通信中，调频技术可以将信号分为多个频率进行传输，从而提高数据传输速率，实现更高品质的语音通话和数据接收。
在地震等灾难发生时，调频技术可以保障应急通信，以便快速与救援队进行通信。
四、调频技术的未来随着5G时代的到来，调频技术也将会迎来新的发展。
5G时代需要能够提供巨大带宽，设备仍需小型化带来低功耗等特点的通信技术，这就对调频技术提出了更高的要求，调频技术的未来将是更加高效、可靠的。
总之，调频技术在通信系统中扮演着十分重要的角色，其优点在实际应用中得到了充分发挥。
未来，调频技术的持续发展将会为通信系统的安全可靠提供有力保障。
直接序列扩频通信系统
玉溪师范学院信息技术工程学院工程设计开发训练报告题目：直接序列扩频通信系统姓名：王XX学号：2009XXXXX专业：通信工程班级：09级通信XX班指导教师:XXXX时间: 2012年12月17日－2012年12月 25日目录一、课题内容 (2)二、设计目的 (2)三、设计要求 (2)四、实验条件 (2)五、系统设计 (2)1. 概念 (3)2. 理论基础 (3)3. 直接扩频通信系统组成及原理图 (4)4. 扩频通信系统的研究的意义 (5)5. 直接序列扩频通信技术特点 (20)六、系统仿真模型的建立 (8)七、详细设计和编码 (10)1. 设计方案 (11)2. 编程工具的选择本次仿真使用Matlab (12)3.设计步骤 (13)4. 运行结果及分析 (13)5. 直接序列扩频通信系统使用缺陷 (15)八、结论和设计心得 (15)八、参考文献 (17)一、课题内容直接序列扩频通信系统二进制随机信号+PN码扩频+M-PSK调制+加性高斯白噪声信道+解扩+M-PSK解调+误码率测试+信宿二、设计目的1.综合使用《Matlab编程和系统仿真》、《信号和系统》、《现代通信原理》等多门课程知识，使学生建立通信系统的整体概念；2.培养学生系统设计和系统开发的思想；3.培养学生利用软件进行通信仿真的能力；4.培养学生独立动手完成课题设计项目的能力；5.培养学生查找相关资料的能力。
三、设计要求1.个人独立完成该课题；2.对通信系统有整体的较深入的理解，深入理解自己仿真部分的原理的基础，画出对应的通信子系统的原理框图；3.提出仿真方案；4.完成仿真软件的编制；5.仿真软件的演示；6.认真完成并提交详细的设计报告。
四、实验条件计算机、Matlab软件、相关资料、网络五、系统设计直接序列扩频通信系统（1）概念直接序列扩频，就是在发送端直接使用高码率的扩频序列码去扩展待传信号的频谱，同时在接收端使用相同的扩频序列码进行解调，把接收到的以扩信号还原成原始的信号。
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4.1.3 频谱特性 时域信号的乘积，则频谱是两个信号频谱 的卷积。
4.2 直接序列扩频系统的射频带
宽与处理增益
4.2.1 射频带宽 主瓣的带宽为：Rc 主瓣的3dB带宽为：0.44Rc PSK调制时候射频带宽为2Rc
4.2.2 处理增益 处理增益跟信号速率和扩频码速率有关。 影响处理增益的因素： 1：信号的传输速率（取决于奎斯特速率） 2：射频带宽（取决于扩频码速率）
A A z (t ) d o (t Td ) cos( 2f IF ) d e (t Td ) sin( 2f IF ) 2 2
3. 双通道QPSK直接序列扩频系统
s(t ) Ad1 (t )c1 (t ) cos(2f 0t ) Bd 2 (t )c2 (t ) sin( 2f 0t )
冗余传输： 用若干个频率传输一个比特信息。 c c x 当有冗余时的情况： c x Pe x p (1 p) xr p=N/J 没有冗余时候的误码率 N 频率数 J 被干扰的信道数 R 错误判决数 C 一比特信息码所发送的频率切普数
10 lg( kTB)dB 128.78dB
若射频带宽提高到200MHz，则：
G p 37.95dB
接收机干扰电平为：-130.95dB，和热噪 声差不多了。所以进一步加大射频带宽， 输出信噪比也不会有很大改善。 如果把信号速率压缩到2.4kb/s时，处理 增益为43.19dB
4.3 直接序列系统中信息的发送
例子： 若允许射频带宽为10MHz，信息信号 的速率为1kbps，为确保临近频道不发生 串扰和频率重叠，每个信道多宽？最多能 有多少跳频数？ 信息速率1kbps，则带宽为2KHz。 跳频数：10M/2K=5000
4.5 频率跳变信号的产生
一般不采用信号直接去调制频率跳 变载波，原因是： 1.当系统射频频率较高时，在较高频率上进 行调制是比较困难的。 2.信号通过调制实现频率搬移的过程中，不 可避免的产生一些带外分量。 3.调制器的特性和参数与工作频率有密切关 系的。
N N
m ( f ) NTc m
m [ ( f f k ) ( f f k )]S gTc ( F f )dF ( f ) NTc k 1 m m [ ( f f k ) ( f f k )] S gT ( F f ) ( f )dF c NTc k 1 m
k 1
k
)
当信息信号d(t)对载波进行PSK调制时， 发射机输出信号为：
s PSK (t ) Ad (t ) cos[ 2f k t k ]gTc (t kTc )
k 1 N m
(t mNT )
c
A2 N SPSK ( f ) S d ( f ) * S a ( f ) Sd ( f f k ) 2 N k 1
数字信号的传输方法： 用跳频指令和信息码来综合决定载波频率。 比如: 指令“1011” 而且信息是“1”用125.35MHz 指令“1011” 而且信息是“0”用135.35MHz
4.5.4 频率跳变系统的特点
优点： （1）以“躲避”的方式提高系统的抗干扰 性能。 （2）易于解决远近效用问题。 （3）具有多址能力。 （4）易于构成各种混合系统。 （5）易于兼容。 （6）可以起到频率分集的作用。
4.4 频率跳变扩频通信系统
4.4.1 物理概念 频率跳变就是用伪随机码序列构成 跳频指令来控制频率合成器输出信号的 频率，在多个频率中进行选择的移频键 控。 2FSK调制系统中只有2个频率：f1， f2分别代表0和1，而跳频系统中则要求 提供几百个，几千个甚至几万个离散的 频率提供随机选择。
扩频码的传输速率 为Rc，为了和信息码的 传输速率区分，扩频码 的速率通常称为码片速 率或切普速率。 扩频码的码元宽度 Tc由： 转换时间T1+驻留时间Ts
2. 平衡QPSK直接序列扩频系统
s(t ) Ado (t )c1 (t ) cos( 2f 0t ) Ade (t )c2 (t ) sin( 2f 0t )
A ˆ ) cos( 2f ) I (t ) d o (t Td )c1 (t Td )c1r (t T d IF 2 A ˆ ) sin( 2f ) d e (t Td )c2 (t Td )c1r (t T d IF 2 A ˆ ) sin( 2f ) Q(t ) d o (t Td )c1 (t Td )c2 r (t T d IF 2 A ˆ ) cos( 2f ) d e (t Td )c2 (t Td )c2 r (t T d IF 2
但是射频带宽的不断增大，并不能一直 改善接收机输出信号信噪比
例：某系统的射频带宽为100MHz，信息 传输速率为16kb/s，处理增益为多少？ Rc=100MHz/2=50Mb/s
50 10 b / s G p 10 lg dB 34.95dB 3 16 10 b / s
6
当接收机可能收到的最大干扰为-93dB时， 接收机输出的干扰信号为： -93dB-34.59dB=-127.95 接收机热噪声电平为：
其中载波频率必须大于信号的最高频率
1 c(t ) 1
混频 参加混频的两个信号分别是：
A1d (t )c(t ) cos( 2f 0t 1 )
A2cr (t ) cos(2f r t 2 )
乘积后的差项：
1 A1 A2 d (t )c(t )cr (t ) cos( 2f IF t ) 2 c(t )cr (t ) 1
m ( f ) NTc m
因为
m
g
N
Tc
(t kTc ) *
m
(t mNT )Tc ( f ) NT k 1 c 上式改写成
m ( f ) ( f ) NTc m
k N
[ ( f f
k 1 N
) ( f f k )] * ( f ) ) ( f f k )]
[ ( f f
k 1 N
k
a (t )的功率谱密度函数Sa ( f )的单边表达式为： A2 Sa ( f ) 2N
( f f
4.3.1 信息的FSK调制
信息-FSK/扩频码-PSK 调制方式。
s(t ) Ac(t ) cos[2 ( f 0 d (t )F )t 0 ]
1 2 1 2 s (t ) A A cos[ 2 (2 f 0 2 2 2d (t )F )t 20 ]
2
因为在倍频信号中已经存在了解 扩后的信号，所以这种方法保密性不 够好。
1.直接式频率合成器
另一种直接式频率合成器：
频率总数：
N k K参考频率个数 M基本单元个数 F 最小频率间隔 f M 1 N0
M
例子：
f1 142.5MHz , f 2 147.5MHz , f 3 152.5MHz , f 4 157.5MHz k 4, F 5MHz .基本单元中 分频器的分频比率为N 0 4整个频率合成器由 6个基本单元构成。即M 6. 问：输出频率总数？最小频率间隔为？ Nk
4.1.1 直接序列信号的产生
4.1.2 扩频吗的调制与混频
调制： 抑制载波双边带调制：f (t ) Am(t ) cos(2f 0t )
相位调制：
f (t ) A cos[ 2f 0t k p m(t )]
当m(t)是二进制序列时：
A cos( 2f 0t ) m(t )取0时 f (t ) A cos( 2f 0t ) m(t )取1时
m S gTc ( f ) ( f ) Tc ( f ) NTc m
A2 N 1 Sa ( f ) [ ( f f k ) ( f f k )] * S gT ( f ) c 4 k 1 NTc A2 4 NTc A2 4 NTc A2 4N A2 4N
第四章：扩频信号的产生与调制技 术
4.1 直接序列扩频系统 4.2 直接序列系统射频带宽和处理增益 4.3 直接序列系统中信息的发送 4.4 频率变扩频通信系统 4.5 频率跳变信号的产生 4.6 频率跳变速率和跳频点数
4.1直接序列扩频系统
直接序列扩频通信系统，又称为平 均系统或为噪声系统。它是目前应用较 为广泛的一种扩频通信系统。
4.6 频率跳变速率与频率跳变点数
最小频率跳变速率由那些因素决定？ 1.待传输信号的类型 2.通信系统的冗余度的大小 3.最近的潜在转发干扰器的距离
4.6.1 跳频点数的选择
跳频点数与误码率的关系： 假设中速跳频系统，有N个频率点， 不采用冗余。误码率为：
J Pe N
J为功率大于或等于有用信号功率的窄带 干扰信号的数目。
对于直接扩频调制，调制信号为c(t), 取值是+1/-1时：
f (t ) Ac(t ) cos( 2f 0t )
其中载波频率必须大于信号的最高频率
1 c(t ) 1
对于直接扩频调制，调制信号为c(t), 取值是+1/-1时：
f (t ) Ac(t ) cos( 2f 0t )
4.4.2 频率跳变信号的频谱结构
a(t ) A cos[ 2f k t k ]gTc (t kTc )
k 1
c
N
m
(t mNT )
c
c
gTc (t )自相关函数R gT ( ), 功率谱密度函数SgT ( f )
1 (t mNTc ) NTc m