扩频与解扩

玉溪师范学院信息技术工程学院通信系统应用设计报告

题目：扩频与解扩系统

姓名：王XX

学号：2009XXXXX

专业：通信工程

班级：09级通信XX

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 (3)

二、设计目的 (3)

三、设计要求 (3)

四、实验条件 (3)

五、系统设计 (3)

六、详细设计与编码 (4)

1. 设计方案 (4)

2. 编程工具的选择 (6)

3. 设计步骤 (6)

4. 运行结果及分析 (7)

七、设计心得 (8)

八、参考文献 (9)

九、附件 (10)

一、课题内容

扩频与解扩系统

二进制随机信号+PN码扩频+加性高斯白噪声信道+解扩+误码率测试+信宿

二、设计目的

1.综合应用《Matlab编程与系统仿真》、《信号与系统》、《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.培养学生系统设计与系统开发的思想；

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、Matlab7.0版软件、相关资料、网络

五、系统设计

1、扩频

（1）概念：利用与信息无关的PN伪随机码，以调制方法将已调制信号的频谱宽度扩展得比原调制信号的带宽宽很多的过程。例如：跳频、混合扩频、直接序列扩频，英文表示为frequency spread。

（2）扩频原理：

2、解扩

（1）概念：采用扩频技术，在天线之前发射链路的某处简单的引入相应的扩频码，这个过程称为扩频处理，结果将信息扩散到一个更宽的频带内。

在接收链路中数据恢复之前移去扩频码，称为解扩。解扩是在信号的原始带宽上重新构建信息。显然，在信息传输通路的两端需要预先知道扩频码。

（2）解扩原理：解扩通常在解调之前进行，在传输过程中加入的信号（干扰或阻塞）将在解扩处理中被扩频。

3、扩频与解扩的意义

扩频信号是用扩展随机序列——伪随机码调制射频信号或不断跳跃的载波信号频率而得到的，这样,扩频系统统不同于传统通信系统，它可以极大限度地共享相同的频道资源。每套系统都具有与众不同的扩展序列来减少来自其他设备的干扰，只有具有与发射者相同扩展序列的接收者才可以重组或压缩扩频传输信号来获得其中加载的有效信息。即使是多套扩频设备使用同一个频道在同一地区进行信号传输，只要采用不同的扩频序列，就不会相互干扰。扩频系统这一频道复用的优势，使其成为在大城市频谱资源十分拥挤的环境下最理想的选择。

六、详细设计与编码

1. 设计方案(可以画出编程的流程图，阐述设计思路等)

实验流程图：

设计思路：

（1）信源：用随机整数发生器（Random Integer generator）产生二进制随机信号作为信源；

（2）PN序列生成器模块（PN Sequence Generator）：伪随机码产生器，扩频过程通过信息码与PN码进行双极性变换后相乘加以实现。解扩过程与扩频过程相同，即将接收的信号用PN码进行第二次扩频处理。

（3）扩频调制/扩频解扩：扩频调制的过程就是使用一个高速率的伪随机码与待传信号相乘，待传信号的频谱被大大的展宽，信号的能量几乎均匀地分散在带宽的频带内，使得功率谱密度大大减小。在接收端解扩时，将接收到的已扩信号，在同步电路的控制下，接收到的信

号乘以相同的伪随机码，把已扩信号解扩为窄带信号。在信道中引入的窄带干扰信号，在接收端经过扩频解调时，被扩展为宽带信号，干扰信号的密度大大的降低。然后解扩后的信号经过窄带滤波器，滤掉有用信号的带外干扰，从而降低了干扰信号的强度，改善了信噪比，还原出原始信号。

（4）信道：加性高斯自噪声信道。

（5）误码仪（Error Rate Calculation）：误码仪在通信系统中主要任务是评估传输系统的误码率，它具有两个输入端口：第一个端口（Tx）接收发送方的输入信号，第二个端口（Rx）接收接收方的输入信号。（6）示波器（Scope）：将发送方的信号和经过整个扩频系统的接受方信号同时输入示波器，可以很清晰直观地观察二者之间的差异。2. 编程工具的选择本次仿真使用Matlab

MATLAB具有以下几个特点：

（1）友好的工作平台和编程环境

（2）简单易用的程序语言

（3）强大的科学计算机数据处理能力

（4）出色的图形处理功能

（5）应用广泛的模块集合工具箱

（6）实用的程序接口和发布平台

（7）应用软件开发（包括用户界面）

3.设计步骤

a．确定设计课题、查阅资料并进行原理图设计；

b．根据实验流程图设计系统图，打开matlab软件中的simulink，新建一个.mdl文件并保存，在simulink中选择所需模块进行扩频与解扩系统的设计后保存。

c.开始调试系统设计，观察运行结果，根据结果进行各模块的参数设计，并观察实验现象。

d.修改参数，多次进行调试，并在示波器中详细对比和分析实验结果。

4. 运行结果及分析

a，随机整数发生器产生二进制随机信号

b，PN码波形图

c，解扩后的信号