基于MATLAB的扩频通信系统仿真
基于matlab的直序扩频通信系统的仿真设计
基于matlab的直序扩频通信系统的仿真摘要根据扩频理论，用MATLAB对直接序列扩频通信系统进行了仿真。
根据香农定理和科捷尔尼科夫潜在抗干扰理论,通过MATLAB的仿真平台对直扩通信系统进行了仿真,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,接收端同步捕获过程采用数字匹配滤波器的原理。
在给定的仿真条件下，对仿真程序进行了运行测试，得到了预期的仿真结果。
关键词：直接序列扩频；通信；MATLABDirect sequence spread spectrum communication system basedon matlab simulationAbstractIn this paper, based on the spread spectrum theory, I use MATLAB to simulate the direct sequence spread spectrum．According to the shannon theorem and jie's nico's potential interference theory, direct sequence spread spectrum is simulated by the simulation platform which is offered by MATLAB. And it tells the story of the design of various modules in detail. The receiver synchronization capture process adopts the principle of digital matched filter. In a given simulation conditions, I run the test simulation program and get the expectant simulation results.Key Words:direct sequence spread spectrum, communication, MATLAB目录1绪论31.1 扩频通信的概述31.2扩频通信的发展与应用32 直接序列扩频通信52.1理论基础52.2扩频通信系统的指标62.3扩频通信的种类72.4直接序列扩频通信系统72.5 扩频序列122.6 扩频序列的同步捕获162.6.1 扩频序列的伪码同步162.6.2 扩频序列的同步捕获173 直接扩频系统MATLAB仿真263.1 直接扩频MATLAB仿真组成框图263.2 m序列发生器263.3 高斯噪声263.4干扰和解扩判决273.5仿真结果分析273.6实验心得29附录29参考文献32致331 绪论1.1 扩频通信的概述扩频通信与光纤通信、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,它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上,在接收端通过相关接收,将信号恢复到信息带宽的一种系统[1]。
基于MATLAB的扩频和调频通信系统仿真
实验报告课程名称：现代通信原理实验任课教师：李波实验名称：基于MATLAB的扩频和跳频通信系统仿真研究年级：13级专业：控制工程姓名：李义学号：12013002346日期：2013年10月10日云南大学信息学院一、 实验目的根据通信理论知识熟练的运用MATLAB 进行直序列扩频和跳频扩频的仿真研究。
二、 实验内容1.Matlab/simulink 通信系统仿真。
2.用matlab 实现直序列扩频和跳频扩频。
三、 实验平台硬件平台：笔记本电脑软件平台：windows7操作系统、Matlab R2013a四、扩展频谱通信知识1．理论基础通信技术和通信理论的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题开展的。
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。
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。
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，决定于通信系统的抗干扰性。
在模拟通信系统中，传输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，传输可靠性是用差错率来衡量的。
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。
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 。
扩频通信系统仿真实验报告
扩频通信系统仿真实验报告一、引言扩频通信是一种通过扩展信号带宽来传输信息的技术。
在扩频通信系统中，发送方将待传输的信息数据序列与扩频码序列相乘，再通过信道传输到接收方。
接收方通过与发送方使用相同的扩频码序列相乘，并将结果进行积分操作，从而将扩频信号提取出来。
本文通过MATLAB软件使用数字仿真的方法，对扩频通信系统进行了仿真实验，包括扩频信号的产生、传输和提取等过程，最后通过性能指标评估扩频通信系统的性能。
二、实验内容1.扩频信号的产生：首先生成待传输的数字信息序列，然后与扩频码进行点乘产生扩频信号。
2.信道传输：模拟信道传输过程，包括加性高斯白噪声（AWGN）等噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，从而提取出扩频信号。
4.性能评估：通过比较接收信号与发送信号的相关性和误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
三、实验步骤1.扩频信号的产生：首先生成随机的数字信息序列，然后使用伪随机序列作为扩频码与数字信息序列相乘，产生扩频信号。
2.信道传输：将扩频信号通过信道传输，并添加加性高斯白噪声模拟噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，提取出扩频信号。
4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
实验结果展示4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
相关性较高且误码率较低表示系统性能较好。
四、实验结论通过本次扩频通信系统的仿真实验，我们可以得出以下结论：1.扩频通信系统能够有效抵抗噪声影响，提高信道的抗干扰能力。
2.扩频码的选择对系统性能有较大影响，合适的扩频码可以提高系统性能。
3.扩频通信系统的误码率与信噪比有关，当信噪比较高时，系统的误码率较低。
总之，扩频通信系统在信息传输中具有较好的性能和鲁棒性，通过对其进行仿真实验可以更好地理解其工作原理和性能特点。
基于matlab的扩频通信系统仿真研究
摘要自从扩频通信的概念在50年代开始成熟以后，此后的二十多年扩频通信技术仍得到很大的发展，但都只是局部的发展，如硬件的改进和应用领域的拓展。
一直到80年代初期，扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用，这种状况到了80年代中期才得到改变。
扩频技术发展到现在，CDMA技术成为目前扩频技术中研究最多的对象，其中民用通信的直接序列扩频技术广为应用。
本文阐述了扩展频谱通信技术的基本原理、主要性能指标及其工作特点，然后根据香农定理和柯捷尔尼科夫潜在抗干扰理论，通过MATLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信系统进行了仿真，建立了扩频通信系统仿真模型，详细讲述了各个模块的设计，并指出了仿真建模中要注意的问题。
在给定的仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。
关键词：扩频通信；信噪比；MATLABAbstractSince the concept of spread spectrum communication became mature in the 50 s, After twenty years of spread spectrum communication technology still get great development. But only developed locally, such as hardware improvement and development in the field of application.Until the early 80 s, The concept of spread spectrum communication was only applied in the military communication system. The situation was changed until in the mid of 80s.Now, CDMA technology is the most studied objects in the spread spectrum technology, One of civil communication widely used direct sequence spread spectrum technology.This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle, the main performance index and the operating feature, then it act according to the Shannon theorem and tan oak Jieer the Nikefu latent antijamming theory, provides visualization tool Simulink and Monte using MATLAB the Carb simulation algorithm, has established the wide frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design, and had pointed out in the simulation modelling must pay attention question. In assigns under the simulation condition, it moved the simulated program, obtained the anticipated simulation result.Key words: Spread Spectrum Communication; Signal-to-Noise; MATLAB目录1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2扩频通信的研究意义及现状 (1)1.3本课题研究的主要内容 (2)2 扩频通信相关理论 (4)2.1扩频通信的相关原理 (4)2.1.1 扩频通信的理论基础 (4)2.1.2 扩频通信主要性能指标 (5)2.1.3 数字调制技术 (6)2.1.4 扩频通信的工作原理 (7)2.1.5 扩频通信实现方法 (7)2.2扩频通信系统的特点 (8)2.2.1 性抗干扰强 (8)2.2.2 低截获性 (8)2.2.3 抗多路径干扰性能好 (9)2.2.4 保密性好 (9)3 MATLAB简介 (10)3.1MATLAB的背景 (10)3.2MATLAB的组成 (12)3.3Simulink简介 (12)3.4MATLAB的优势和特点 (14)3.5MATLAB的主要功能 (17)4 扩频通信系统的仿真 (18)4.1对产生m序列的仿真 (18)4.2扩频通信原理的仿真 (23)4.3对直接扩频通信系统的仿真 (26)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录 (35)附录A英文原文 (35)附录B中文翻译 (48)1 绪论1.1 课题背景扩频通信的研究起源于第二次世界大战，目的是在地方控制区内提供一种保密通信的方法，扩频通信系统利用了扩展频谱的技术，其占用的带宽远远大于要传输的原始信号的带宽，并且与原始信号的带宽无关，这样就能获得一定程度的抗干扰能力和抗阻塞能力。
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院：通信工程学院专业：电子与通信工程姓名：李小瑜学号：1501120442摘要在当今信息快速传递的时代，在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源，而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。
随着通信技术的不断发展，第三代移动通信系统已经趋于成熟，扩频通信技术正是其中的关键技术，使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。
本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍，然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述，最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析，实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。
关键词：扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、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、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。
1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。
不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。
在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。
下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。
（1）直接序列扩频系统直接序列扩频是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与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
基于MATLAB的扩频通信m序列的仿真
********************实践教学********************兰州理工大学计算机与通信学院2010年秋季学期移动通信课程设计题目：基于MATLAB的扩频通信m伪随机序列产生专业班级：通信工程07级（1）班姓名：周超学号： 07250115指导教师：贾科军成绩：目录摘要 (3)前言 (4)第一章基本原理 (5)1．1扩频调制 (5)1．2直接序列扩频（DS）原理 (8)1．3伪随机（PN）序列 (9)第二章 m序列发生器的系统分析 (12)2．1 m序列的产生 (12)2．2 m序列的反馈系数 (15)2．3 m序列发生器结构 (16)2．4 m序列的基本性质 (17)2．5 m序列的相关性 (17)第三章详细设计 (19)3．1 十阶m序列的设计框图 (19)3．2工作流程图 (20)第四章仿真测试及结论 (22)4．1 十阶m序列的仿真结果及分析 (22)4．2该设计的序列相关性仿真结果及分析 (27)参考文献 (28)总结 (29)所谓扩频通信，是扩展频谱通信技术的简称。
它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式，扩频通信系统的出现，被誉为是通信技术的一次重大突破。
伪随机序列是具有某种随机特性的确定的序列。
它们是由移位寄存器产生确定序列，然而它们却具有某种随机序列的随机持性。
因为同样具有随机特性，无法从一个已经产生的序列的特性中判断是真随机序列，只能根据序列的产生办法来判断。
本设计运用MATLAB实现产生扩频通信中的m序列，并分析了相关性能。
关键词：扩频通信；随机序列；m序列随着社会，经济的发展，移动通信得到了越来越广泛的应用，在我国，移动通信发展的起步晚，但发展极其迅速。
移动通信的发展日新月异，从1978年第一代模拟蜂窝网电话系统的诞生至今，不过10多年，第二代全数字蜂窝网电话系统就已问世，第三代的个人通信系统的方案和实验均已开始。
在这种情况下，相应的扩频编码技术也随之诞生了。
基于某MATLAB地WCDMA扩频通信系统地仿真设计与分析报告
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院：通信工程学院专业：电子与通信工程姓名：小瑜学号：1501120442摘要在当今信息快速传递的时代，在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源，而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。
随着通信技术的不断发展，第三代移动通信系统已经趋于成熟，扩频通信技术正是其中的关键技术，使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。
本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍，然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述，最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析，实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。
关键词：扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、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、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。
1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。
不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。
在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。
下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。
（1）直接序列扩频系统直接序列扩频是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与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
直接扩频Matlab仿真实验报告m序列
西 安 邮 电 大 学实验名称：基于Matlab 直接序列扩频系统性能仿真一、 实验目的通过仿真，进一步掌握m 序列产生方法及其性能，重点掌握直接序列扩频通信系统原理及性能。
二、 实验环境Win10 Matlab2015b三、 实验内容● 产生n=7时203对应的m 序列，并给出其NRZ 波形的自相关函数；● 选用相位差16个码片的两条序列兼做地址和扩频码，构造码分系统，仿真其通信原理；●仿真AWGN 和单频干扰下系统的BER 性能。
四、 实验原理扩频通信的可行性是从香农公式引申而来2log (1+S/N)C W其中，C 为系统信道容量(bit/s )；W 为系统信道带宽；N 为噪声功率S 为信号功率。
由上式可以看出，可以从两种途径提高信道容量C ，即加大带宽W 或提高信噪比S/N 。
也就是说当信道容量C 一定时，信道带宽W 和信噪比S/N 是可以互换的，增加带宽可以降低对信噪比的要求，可以使有用信号的功率接近甚至湮没在噪声功率之下。
扩频通信就是通过增加带宽来换取较低的信噪比，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
当信噪比无法提高时，可以加大带宽，达到提高信道容量的目的。
直接序列扩频的原理是，在发射端把有用信号与伪随机序列相乘(或者模二加)，使信号的频谱展宽到一个很宽的范围，然后用扩展后的序列去调制载波。
在接收端，把接收到的信号用相同的伪随机序列相乘，有用信号与伪随机码相关，相乘后恢复为扩频前的信号。
输入的数据信息为d(t)(设基带带宽为B 1)，由伪随机编码(如m 序列)调制成基带带宽为B 2的宽带信号，由于扩频信号带宽大于数据信号带宽，所以信号扩展的带宽由伪随机码控制，而与数据信号无关。
经扩频调制的信号再经射频调制后即可发送。
直扩系统的原理框图接收端收到发送来的信号，经混频得到中频信号后，首先通过同步电路捕捉并跟踪发端伪码的准确相位，由此产生与发端伪码相位完全一致的伪随机码作为扩频解扩的本地扩频码，再与中频信号进行相关解扩，恢复出扩频前的窄带信号，而在解扩处理中，干扰和噪声与伪随机码不相关故被扩展，通过滤波使之受到抑制，这样就可在较高的解扩输出信噪比条件下进行信息解调解码，最终获得信息数据。
基于matlab的扩频通信系统仿真文章说明书
目录第1章绪论................................. 错误！未定义书签。
1.1 扩展频谱的简介........................ 错误！未定义书签。
1.2 扩展频谱的技术特点.................... 错误！未定义书签。
1.3研究扩频通信的目的和意义............... 错误！未定义书签。
1.4本文的主要内容......................... 错误！未定义书签。
第2章扩展频谱技术.......................... 错误！未定义书签。
2.1理论基础 .............................. 错误！未定义书签。
2.2频谱的扩展实现. ........................ 错误！未定义书签。
2.3 m序列 ................................ 错误！未定义书签。
2.4 直序扩频.............................. 错误！未定义书签。
2.5 本章小结.............................. 错误！未定义书签。
第3章结论................................ 错误！未定义书签。
参考文献.................................... 错误！未定义书签。
附录........................................ 错误！未定义书签。
第1章绪论1.1 扩展频谱简介扩展频谱通信具有很强的抗干扰性能，其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注，被广泛地应用于军事通信和民用通信中。
扩频通信系统利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。
对干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应增加了相关器输出端的信号/干扰比，对大多数人为干扰而言，扩频通信系统都具有很强的对抗能力。
基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真
基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真1.实验原理：直接序列扩频（DSSS）是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与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解扩，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。
1.1 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大大降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。
直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，其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK 等方式，本实验中采取BPSK方式。
直扩系统的组成如图1所示，与信源输出的信号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c(t)，每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<<Ta)。
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，则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)。
基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真1
基于直接扩频序列技术的BPSK系统的仿真设计报告摘要：本文首先介绍了直接序列扩频系统的模型，然后概要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BPSK直扩系统进行了仿真。
关键词：直接序列扩频；伪随机码；BPSK；仿真1 引言扩频技术是扩展频谱通信(SSC—Spread Spectrum Communication)的简称，它是随着在军事通信中的应用发展起来的，由于其具有其它一般通信方式不具备的抗于扰强，抗多径衰落好，保密性好等一系列的优点，因此近年来它在民用通信中的应用也开始越来越受到人们的重视。
这次主要研究扩频通信系统中常用直接扩频序列技术的BPSK系统调制方式。
2 直接序列扩频系统直接序列扩频系统又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。
人们对直扩系统的研究最早，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(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大大降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。
直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，其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式。
直扩系统的组成如图1所示，与信源输出的信号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c(t)，每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<<Ta)。
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，则信号频谱被搬移到射频上(如图2c )。
基于MATLAB的扩频码设计仿真
将信号扩频后，对此信号进行载波调制，调制如图所示，将此调制信号发送出去。
12
系统的功能实现
信号通过高斯白噪声信道，将该噪声加入已调的信号中，从而使接收端的接收到 一个具有高斯白噪声的信号，波形如图所示，上图是加入高斯白噪声的调制信号， 下图为该信道自有的噪声。
13
系统的功能实现
扩频通信系统的接收部分主要包括解调部分、解扩、低通滤波等。这里的解调部 分就是乘以一个与发送端同频同向的载波信号，解扩也是乘以一个与发送端同频 同相的扩频序列，然后进行低通滤波，这样才可以正确的恢复出基带信号，其过 程如图所示，将最后输出结果与之前的原始信号相比较，说明此通信过程是正确 的。
16
14
系统的功能实现
通过对系统的仿真，得知小m和Gold序列扩频的系统的误差大小相似，其信噪比 是2e-004左右，曲线反映了随着信噪比的变化而导致的误码率的变化，理论情况 和仿真中误码率并没有很大差别。这些都说明，此通信系统仿真具有一定的抗干 扰能力。
15
系统的功能实现
从仿真图对比可以看出小m序列的自相关特性是很尖锐的，而且归一化后的相关 值较小，gold序列的自相关性有尖锐的峰值，但是旁瓣伴有一些杂波，而其互相 关性曲线比小m序列的互相值小。经过对比后可以得出以下结论：小m序列的自 相关性比gold序列好，gold序列的互相关性比小m序列的互相关性好，采用这种 码可以增强系统的多址能力。
于实现多址通信等优点，因此该技术越来越受到人们
的重视。
3
课题分析 小m序列
小m序列就是伪随机序列的一种类型，其拥有较好的自相关特性， 生成方式简单，运算量小，因此许多的扩频系统里都采用此序列。
直接序列扩频系统中小m序列对基带信号进行扩展
基于MATLAB的扩频通信系统仿真研究
信息通信INFORMATION&COMMUNICATIONS2020 (Sum.No207)2020年第03期(总第207期)基于MATLAB的扩频通信系统仿真研究姜世澄(佳木斯大学信息电子技术学院,黑龙江佳木斯154000)摘要:文章介绍了扩展频谱通信技术,着重对其的理论知识基础和实现这种技术的方法进行了详细介绍。
这种技术采用先进的软件仿真技术，直接对扩频通信系统进行了相关的仿真研究。
通过预先设定好的条件和我们的仿真软件进行仿真，得到了我们之前预料的仿真结果。
在得到仿真结果之后，通过对其进行对比，相关实验数据得到了更准确更有实验性的信噪比，这样可以在一定范围内控制信号的干扰。
关键词:扩频通信;信噪比;误码率中图分类号:TN914.42文献标识码:A文章编号:1673-1131(2020)03-0053-030引言所谓的扩频通信,广义上指的是扩展频谱通信，是目前我国最先进的一种现代通信技术，而且还成为了我们进入信息时代的标志技术。
扩频通信技术，它最早是由美国军方研究,也是由于这个原因，最早它的使用范围也主要是在军事中，并且它是作为唯一一种通信方式在军队中存在。
我国的经济技术等都发展的十分迅速，而对于这种通信技术则更被适用于这个时代中，人们对通信技术开始变得“形影不离”，所以，我们开始发展这项通信技术,要着重研究的便是抗干扰的方法,对于其中的直接序列我们所使用的方法就是要把想要表达想要发送的信息对其进行分类和信息识别和提取，让其拥有自己所特有的系统频率叫这时也要在接收端进行同样的处理,这样才能够将刚刚扩展的信息还原成所需要的信息。
运用上述的系统频率，就能更好的处理扩频系统对通信系统的作用，这类系统频率所涉及到的信息，不会受到由于系统产生的各种频率的干扰而打乱我们所要提取的信号频率。
在整个扩频通信系统的仿真信号传导过程中，往往很难避免受到其他波浮动的干扰，称这种干扰波为加性高斯白噪声(AWGN)叫为了获取高的噪声比，使用扩展频谱的方法来改变扩频通信，这种方法在很多方面具有优势。
基于MATLAB的扩频通信系统及同步性能仿真
基于MATLAB的扩频通信系统及同步性能仿真基于MATLAB的扩频通信系统及同步性能仿真功能描述（对系统要实现的功能进行描述）完成一个扩频通信系统设计，要求能够随机产生三组用户数据，分别对其进行扩频，BPSK调制，将多个用户的数据叠加在一起通过多径信道到达接收端，接收端进行相应的解扩，解调得到三组用户数据。
三、概要设计（根据功能描述，建立系统的体系结构，即将整个系统分解成若干子功能模块，并用框图表示各功能模块之间的衔接关系，并简要说明各模块的功能。
）整个设计由发送端、信道和接收机三个部分组成。
发送端首先产生三组用户数据和三组不同的m序列，并用三组m序列分别对用户信息进行扩频。
再将扩频信号与载波进行BPSK调制，得到高频的已调调信号并将其送入无线的多径信道。
信道模拟成无线的多径多用户信道，在这个信道中有三个用户进行数据传输，每个用户的数据分别通过三径传输到达接收端。
三径会有不同的延时，衰减。
最终，还要将三径用户数据增加高斯白噪声。
接收端会接收到有燥的三径信息的叠加。
首先，要对接收到的三径信息进行解扩，分离出三组用户信息；其次，在将解扩后的信息进行带通滤波去除带外噪声；最后，分别对三组用户信息进行解调得到原始数据，在对接收到的数据进行误码率统计，得出系统的性能指标。
四、详细设计（详细说明各功能模块的实现过程，包括用流程图对算法进行描述，所用到的数据结构等）本设计进行了模块化设计，对各个功能模块分别编写函数，最终在主函数中调用各个功能模块，实现整个系统的设计。
1、扩频码（m序列）的产生扩频码为伪随机码, 可以m序列, Golden序列或沃尔什序列。
本设计中采用m序列，为了节省运算量，我选取了32位的扩频序列，经过计算易知要产生32位的m序列需要长度为6的反馈系数，为了得到较好的结果，选取了自相关性较好而互相关性较差的三组反馈系数（八进制）45、67、75，其对应的二进制为100101、110111、111101。
基于MATLAB的扩频通信仿真
基于MATLAB的扩频通信仿真基于MATLAB的扩频通信仿真11.仿真原理扩展频谱通信具有很强的抗⼲扰性，其多址能⼒、保密、抗多径等功能也倍受⼈们的关注，被⼴泛的应⽤于军事通信和民⽤通信中。
扩频技术，将信号扩展到很宽的频谱上，在接收端对扩频信号进⾏相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。
对⼲扰信号⽽⾔，由于与扩频信号不相关，则被扩展到⼀个很宽的频带上，使之进⼊信号通频带内的⼲扰功率⼤⼤的降低，具有很强的对抗能⼒。
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要⾯对科学计算、可视化以及交互式程序设计的⾼科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及⾮线性动态系统的建模和仿真等诸多强⼤功能集成在⼀个易于使⽤的视窗环境中，为科学研究、⼯程设计以及必须进⾏有效数值计算的众多科学领域提供了⼀种全⾯的解决⽅案，并在很⼤程度上摆脱了传统⾮交互式程序设计语⾔（如C、Fortran）的编辑模式。
使⽤MATLAB进⾏通信仿真有两种⽅式，分别是使⽤m⽂件编写程序和⽤SIMULINK进⾏可视化建模。
长期以来,⼈们总是想法使信号所占频谱尽量的窄,以充分利⽤⼗分宝贵的频谱资源。
为什么要⽤这样宽频带的信号来传送信息呢? 简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。
扩频通信的基本特点是传输信号所占⽤的频带宽度(W )远⼤于原始信息本⾝实际所需的最⼩(有效)带宽(DF) ,其⽐值称为处理增益G p:G p =W /△F (1)众所周知,任何信息的有效传输都需要⼀定的频率宽度,如话⾳为1. 7kHz～3. 1kHz,电视图像则宽到数兆赫。
为了充分利⽤有限的频率资源,增加通路数⽬,⼈们⼴泛选择不同调制⽅式,采⽤宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等) ,和压缩频带等措施,同时⼒求使传输的媒介中传输的信号占⽤尽量窄的带宽。
因现今使⽤的电话、⼴播系统中,⽆论是采⽤调幅、调频或脉冲编码调制制式, G p值⼀般都在⼗多倍范围内,统称为“窄带通信”。
基于Matlab的直序列和跳频扩频通信系统仿真
基于Matlab的直序列和跳频扩频通信系统仿真一、实验目的根据通信理论知识熟练的运用MATLAB进行直序列扩频和跳频扩频的仿真研究。
二、实验内容1.Matlab/simulink通信系统仿真。
2.用matlab实现直序列扩频和跳频扩频。
三、实验平台硬件平台：笔记本电脑软件平台：windows XP操作系统、Matlab R2014a四、扩频通信（一）理论基础通信技术和通信理论的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题开展的。
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。
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。
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，决定于通信系统的抗干扰性。
在模拟通信系统中，传输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，传输可靠性是用差错率来衡量的。
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。
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，即表示为一个时间的函数。
信号的时域表示式可以用傅立叶变换得到其频域表示式。
频域和时域的关系由式(1-1)确定：(1-1)函数的傅立叶变换存在的充分条件是满足狄里赫莱(Dirichlet)条件，或在区间(-∞，+∞)绝对可积，即必须为有限值。
扩展频谱通信系统是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数（与待传输的信息码无关）扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，再利用相应的手段将其压缩，从而获取传输信息的通信系统。
基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真
摘 要：本文以扩频理论为基础，用 MATLAB 对直接序列扩频通信系统进行了仿真。系统中扩频编码采用 m 序列，整个
系统采用 QPSK 调制方式，接收端同步捕获过程采用数字匹配滤波器的原理。在给定的仿真条件下，对仿真程序进行了运行测
试，得到了预期的仿真结果。
关键词：直接序列扩频；通信；MATLAB
中图分类号：TN965
74
信息码源经过串并转化为 I 、Q两路信号与 m序列进行
扩频得到 I 、Q 两路扩频信号，两路扩频信号再与载频为
f 0=3kHz 的正弦信号进行 QPSK调制后得到已调信号，如图五
基 于
所示。
MATLAB
的
直
图二 接收端
接
序
步包含了两个过程：捕获和跟踪。
列
直扩信号的捕获方法有很多种，包括顺序搜索法、滑动
0 引言 扩频通信与光纤通信、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, 它是指发送的信息被展宽到 一个很宽的频带上, 在接收端通过相关接收, 将信号恢复到 信息带宽的一种系统[1]。采用扩频信号进行通信的优越性在 于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处, 即接收机输 出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善, 从而提高了系 统的抗干扰能力。 1 直接序列扩频通信
图七 解扩仿真
参考文献 [ 1] 田日才. 扩频通信[ M] . 北京: 清华大学出版社. 2007, 4. [ 2] 光明, 熊贤祚. 扩频通信[ M] . 西安: 西安电子科技大
学出版社, 1999.
作者简介 施小茜（1984—），女，西安工业大学电子信息工程学院
硕士研究生，主要从事无线通信方面的研究; 齐华（1963—），女，西安工业大学教授，主要研究方向：
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基于MATLAB的扩频通信系统仿真摘要：扩展频谱通信具有很强的抗干扰性能，其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注，被广泛地应用于军事通信和民用通信中。
扩频通信系统利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。
扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。
本文利用MATLAB对扩频系统中的m序列的产生、频谱、相关函数，以及整个扩频系统工作原理进行了仿真，为今后扩频通信系统在各个领域的应用和研究提供了依据。
关键词：直扩通信；信噪比；误码率；抗干扰正文：一、实验原理：扩频通信的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。
除此以外，扩频通信还具有如下特征:1是一种数字传输方式；2带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；3在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息。
Shannon定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（或称信道容量）为s b NBL C /S 1(og 2+=（2-1）式中：C――为系统的信道容量（bit/s）；B――为系统信道带宽（Hz）；S――为信号的平均功率；N――为噪声功率由式中可以看出。
若白噪声的功率谱密度为n0，噪声功率N=n 0B ，则信道容量C可表示为：s b Bn S BLog C /)1(02+=（2-2）由上式可以看出，B、n 0、S确定后，信道容量C就确定了。
由Shannon第二定理知，若信源的信息速率小于或等于信道容量C，通过编码，信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。
为使信源产生的信息以尽可能高的信息速率通过信道，提高信道容量是人们所期望的。
信息调制扩频解扩解调扩频序列发生扩频序列发生同步电路ＤB1B 2B 2D信息接收图2.1扩频系统基本原理图二、直序扩频扩频通信与一般的通信系统相比，主要是在发射端增加了扩频调制，而在接收端增加了扩频解调的过程，扩频通信按其工作方式不同主要分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统、线性调频系统和混合调频系统。
ＤB1B2B2D 信息调制扩频解扩解调PN码发生器PN码发生器同步电路直接序列扩展频谱系统简化框图调制后的待传信号PN码待传信息直序扩频的频谱扩展过程解调信息PN码解扩后的信号直接序列的频谱解扩过程在图上我们可以看出：1，在发端，信息码经码率较高的PN码调制以后，频谱被扩展了。
在收端，扩频信号经同样的PN码解调以后，信息码被恢复；2，信息码经调制、扩频传输、解调然后恢复的过程，类似与PN码进行了二次"模二相加"的过程。
三、对直接序列扩频通信系统的仿真程序及结果直接序列扩频通信可以有效地抵抗来自信道中的窄带干扰。
在一个直扩通信系统中,扩频是通过伪噪声序列(PN)对发送的信息数据进行调制来实现的[5]。
在接收端,原伪噪声序列和所收信号的相关运算可将窄带干扰扩展到DS信号的整个频带,使干扰等效为幅度较低频谱较平坦的噪声；同时，将DS信号解扩,恢复原始信息数据。
1.直接扩频通信系统仿真程序：function[Y]=DSSS(X,mode)switch nargincase0X='This is a test.';Y=DSSS(X);returncase1Y1=DSSS(X,1);Y2=DSSS(Y1,2);Y=Y2;return;case2if mode==1D=ones(1,7);m_sequence=Msequence(D);X_length=length(X);ascii_value=abs(X);ascii_binary=zeros(X_length,7);for ii=1:X_lengthascii_binary(ii,:)=Binary(ascii_value(ii));subplot(2,3,1);plot(reshape(ascii_binary,1,X_length*7));title('A:输入数据');Sp_expand=zeros(X_length,127*7);for ii=1:X_lengthfor jj=1:7Sp_expand(ii,127*jj-126:127*jj)=xor(m_sequence,ascii_binary(ii,jj));endendsubplot(2,3,2);plot(reshape(Sp_expand,1,X_length*127*7));title('B:数据扩展');for ii=1:X_lengthfor jj=1:127*7if~(Sp_expand(ii,jj))Sp_expand(ii,jj)=-1;endendendSp_expand_bpsk=reshape(Sp_expand,1,X_length*127*7);subplot(2,3,3);plot(Sp_expand_bpsk);title('C:BPSK调制')Y=Sp_expand_bpsk;elseif mode==2D=ones(1,7);m_sequence=Msequence(D);l=length(X)/(127*7);X_length=length(X);for ii=1:X_lengthif X(ii)==-1X(ii)=0;endendSp_expand=reshape(X,l,127*7);subplot(2,3,4);plot(X);title('D:数据传输');ascii_binary=zeros(l,7);Demodulate_binary=zeros(l,127*7);for ii=1:lfor jj=1:7Demodulate(ii,127*jj-126:127*jj)=xor(m_sequence, Sp_expand(ii,127*jj-126:127*jj));endendfor ii=1:lfor jj=1:7ascii_binary(ii,jj)=Demodulate(ii,127*jj-126);endendsubplot(2,3,6);plot(reshape(ascii_binary,1,l*7));title('E:数据输出');A=zeros(1,l);for ii=1:lA(ii)=Ascii(ascii_binary(ii,:));endY=char(A);elsemode=1;endreturnendfunction[YY]=Binary(Z1)z=zeros(1,7);z(1)=mod(Z1,2);a=floor(Z1/2);for ll=1:6z(ll+1)=mod(a,2);a=floor(a/2);if a==0break;endendYY=z;function[ZZ]=Ascii(Z2)l=length(Z2);A=0;for ii=1:lA=Z2(ii)*2^(ii-1)+A;endZZ=A;function[Y]=Msequence(X)switch nargincase0Y=Msequence(X);returncase1l=length(X);mp_register=X;out_sequence=zeros(1,2^l-1);sum_xor=0;for ii=1:2^l-1out_sequence(ii)=mp_register(l);sum_xor=xor(mp_register(l),mp_register(l-1));for jj=1:l-1mp_register(l-jj+1)=mp_register(l-jj);endmp_register(1)=sum_xor;if mp_register==Xbreak;endendY=out_sequence;returnend2.仿真结果：直接扩频通信系统仿真结果图实验总结扩频通信技术具有广泛的应用，扩频通信以其较强的抗干扰、抗衰落、抗多径性能而成为第三代通信的核心技术，结果表明，扩频系统对正弦干扰有着良好的抗干扰性，增大信噪比可以有效抑制正弦信号的干扰。
可以广泛应用于对抗干扰性和保密性要求较高的军用或民用通信。
本人通过课程设计，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。
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