直接序列扩频实现方式教案.
实验十一直接序列扩频实验
实验十一 直接序列扩频实验一、实验目的1、通过本实验掌握基带信号m 序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
2、通过本实验掌握基带信号Gold 序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
二、实验内容1、观察扩频前后信息码的时域变化。
2、观察扩频前后信息码的频域变化。
3、观察已调信号在扩频前后的频域变化。
三、基本原理扩展频谱通信系统是指将待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展成为宽频带信号后送入信道中传输，在接收端利用相应手段将信号解压缩，从而获取传输信息的通信系统。
也就是说在传输同样信息时所需的射频带宽，远比我们已熟知的各种调制方式要求的带宽要宽得多。
扩频带宽至少是信息带宽的几十倍甚至几万倍。
这一定义包括以下三方面的意思：（1）信号频谱被展宽了。
在常规通信中，为了提高频率利用率，通常都是采用大体相当带宽的信号来传输信息，即在无线电通信中射频信号的带宽和所传信息的带宽是属于同一个数量级的，但扩频通信的信号带宽与信息带宽之比则高达100～1000，属于宽带通信，原因是为了提高通信的抗干扰能力，这是扩频通信的基本思想和理论依据。
扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。
（2）采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。
由信号理论知道，脉冲信号宽度越窄，其频谱就越宽，信号的频带宽度和脉冲宽度近似成反比，因此，所传信息被越窄的脉冲序列调制，则可产生很宽频带的信号。
扩频码序列就是很窄的脉冲序列。
（3）在接收端用与发送端完全相同的扩频码序列来进行解扩。
扩频技术的理论依据定性的讨论有以下几点：首先，扩频技术的理论基础可用香农信道容量公式来描述：)/1(log 2N S W C +=式中：C 为信道容量； W 为系统传输带宽； S/N 为传输系统的信噪比。
该公式表明，在高斯信道中当传输系统的信噪比S/N 下降时，可用增加系统传输带宽W 的办法来保持信道容量C 不变。
实验8 多用户CDMA直接序列扩频系统仿真
课程实验报告课程3G移动通信实验实验名称多用户CDMA直接序列系统扩频仿真学院通信工程专业通信工程班级13083414学号13081403学生姓名一、实验内容【实验目的】⏹加深对CDMA扩频系统的理解；⏹能够使用Matlab语言完成简化的CDMA直接序列扩频系统仿真和分析；【实验内容】⏹使用Matlab语言完成扩频系统仿真；⏹分析误比特率；【实验设备】⏹一台PC 机【实验步骤】生成4个用户的信息码，分别用各自的扩频码进行扩频，然后按照图3的原理进行发送、接收，统计误比特率。
其中噪声为高斯白噪声awgn，信噪比可以取2dB。
【实验报告】按照要求完成实验报告。
实验报告中要求画出实验步骤中的波形图，并对实验结果进行总结。
【实验原理】直接序列扩频系统采用高码速率的直接序列（Direct Sequence，DS），伪随机码在发端进行扩频，在收端用相同的码序列去进行解扩，然后将展宽的扩频信号还原成原始信息。
直接序列扩频系统的发射机和接收机框图如图1所示。
二、仿真程序及说明ex_f.m:function m = ex_f(mt,pn)%ex_f 用pn序列扩频mt% 返回mt与pn大小乘积的序列m=reshape((mt'*pn)',1,[]);endde_f.m:function d = de_f( s,pn )%de_f decode the exfrequncy modulate% s->the seq need decode, length of s must be intergally larger than length of pn d_l=s.*ex_f(ones(1,length(s)/length(pn)),pn);d=sum(reshape(d_l,length(pn),[]))/length(pn);endmultiuser.m:H2=[1 1;1 -1];NH2=H2*(-1);H4=[H2 H2;H2 NH2];NH4=H4*(-1);H8=[H4 H4;H4 NH4];NH8=H8*(-1);H16=[H8 H8;H8 NH8];NH16=H16*(-1);H32=[H16 H16;H16 NH16];NH32=H32*(-1);H64=[H32 H32;H32 NH32]; %产生walsh64扩频码%p1=H64(5,:);p2=H64(10,:);p3=H64(15,:);p4=H64(20,:);m1t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1; %产生4个用户的随机序列%m2t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;m3t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;m4t=mod(fix(randn(1,16)),2)*2-1;s1=ex_f(m1t,p1); %对四个用户进行扩频%s2=ex_f(m2t,p2);s3=ex_f(m3t,p3);s4=ex_f(m4t,p4);s=s1+s2+s3+s4; %合并并通过AWGN信道%s=awgn(s,0.01);d1=de_f(s,p1); %解扩频%d2=de_f(s,p2);d3=de_f(s,p3);d4=de_f(s,p4);d1=d1./abs(d1); %判决%d2=d2./abs(d2);d3=d3./abs(d3);d4=d4./abs(d4);err1=sum(abs(m1t-d1)/2); %统计误码%err2=sum(abs(m2t-d2)/2);err3=sum(abs(m3t-d3)/2);err4=sum(abs(m4t-d4)/2);subplot(4,2,1)stairs(m1t);title('用户1消息序列')axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,3)stairs(m2t);title('用户2消息序列')axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,5)stairs(m3t);title('用户3消息序列')axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,7)stairs(m4t);title('用户4消息序列')axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,2)stairs(d1);title(['用户1接收序列' '(' '误码:' num2str(err1) '误码率:' num2str(err1/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,4)stairs(d2);title(['用户2接收序列' '(' '误码:' num2str(err2) '误码率:' num2str(err2/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,6)stairs(d3);title(['用户3接收序列' '(' '误码:' num2str(err3) '误码率:' num2str(err3/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);subplot(4,2,8)stairs(d4);title(['用户4接收序列' '(' '误码:' num2str(err4) '误码率:' num2str(err4/16) ')']) axis([1 16 -1.5 1.5]);总结扩频通信是用pn码去扩展每一个信号周期。
直接序列扩频课程设计
直接扩频课程设计报告目录1. 设计要求 (2)2. 设计目的 (2)3. 设计的具体实现（仿真） (2)3.1系统概述 (2)3.2二极管平衡电路介绍..... 错误！未定义书签。
3.3调幅电路（抑制载波的双边带信号）错误！未定义书签。
3.4混频电路(465KHz) ........ 错误！未定义书签。
3.5检波电路......................... 错误！未定义书签。
4. 心得体会及建议 (13)5. 参考文献 (15)6. 附录（元器件明细表) (16)1.设计要求说明：扩频通信(spread spectrum communication)是近几年内迅速发展起来的一种通信技术。
扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统，而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
一般而言，跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。
面对全世界范围内对移动通信日益增加的要求，CDMA 将是无线通信中最主要的多址介入手段。
在本世纪，扩频技术将得到更加广泛的应用。
（1）设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；（2）必须独立完成设计课题；（3）合理选用元器件；（4）按时完成设计任务并提交设计报告。
2.设计目的设计一个信息码的频率设为50kHz，采样频率设为40MHz，伪随机码频率为5MHz的直接扩频系统。
假设信源信息码的总长度为20，则每个信息码内含40MHz/50kHz＝800个采样点。
通过sign函数，把20个(0，1)区间内的随机数变成20个只用“1”与“－1”表示的信息码，而后再通过一个循环，对每一个信息码采样800次，共生成16000个采样点，每个点之间的间隔为0.025μs。
伪随机码频率设为5MHz，信息码频率为50kHz，所以每个信息码内包含5MHz/50kHz＝100个伪码。
移动通信课程设计 直接序列扩频系统仿真
信息与通信工程学院移动通信课程设计实验报告题目：直接序列扩频系统仿真班级：姓名：学号：班内序号：日期：目录一、背景 (3)二、要求： (3)三、设计概述 (3)四、直接序列扩频系统仿真 (3)1、基本扩频系统仿真流程图 (3)2、matlab程序及仿真结果图 (5)2.1、生成m序列及m序列性质 (5)2.2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 (6)2.3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形 (8)2.4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (9)2.5、接收机与本地恢复载波相乘，比较扩频与否的时域波形 (11)2.6、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化 (12)2.7、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (14)2.8、观察解扩后的信号波形、频谱 (15)2.9、比较扩频系统解扩前后信号带宽、信号功率谱 (16)2.10、对解扩信号进行采样判决 (18)五、仿真产生不同的伪随机序列 (21)1、m序列（跟四、2.1一样） (21)2、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (22)2.1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (23)2.2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (25)六、验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力 (27)1、加窄带干扰的直扩系统建模 (28)2、不同扩频序列长度下的误码率比较 (29)3、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较 (30)七、分工 (30)八、心得体会 (30)一、背景直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。
在发送端，直扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去，在接受端又用相同的扩频序列进行解扩，回复出原有信息。
由于干扰信息与伪随机序列不相关，扩频后能够使窄带干扰得到有效的抑制，提高输出信噪比。
系统框图如下图所示：二、要求：1. 通过matlab建模，对直扩系统进行仿真2. 研究并仿真产生不同的伪随机序列3. 验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力，给出误码率等仿真曲线三、设计概述本次课设按要求完成，利用matlab进行直接扩频系统的仿真，利用BPSK调制，仿真了扩频、调制、解调、解扩过程，并对是否使用直接扩频进行了对比。
直接序列扩频发射机的设计与实现
直接序列扩频发射机的设计与实现实验要求：（1）用QUARTUS 或者MAXPLUS 软件实现直接序列扩频发射机基带部分硬件描述语言程序设计。
要求有时序仿真的结果。
（2）自己根据信号流图设计。
先估计所用资源的多少，选取合适的芯片。
（3）芯片请选用ALTERA 公司系列芯片。
（4）按正规实验报告格式撰写，并上交打印后的文稿,要附程序。
其中kasami 码生成多项式（011...c c c c n n -）为)4(231==n m ;)8(4352==n m ；m1和m2的初相（,...,...011011a a a a a a a a n n n n --）：0101 10100101 卷积编码生成多项式为)171,133(；编码效率2/1=R ；约束长度7=K ；框图如下：实验内容：一．总体描述：用Verilog HDL实现直接序列扩频发射机的基带部分，其中各子模块用Verilog HDL编写，顶层用图形的形式级联。
发射信息200bit从ROM中读取，位宽1bit。
卷积用（2，1，7）码生成多项式133、171。
扩频码用KASAMI码，扩频后的信号经极性变换后内插，每个码片后插入7个0。
基带成型滤波器用的是16阶FIR低通滤波器。
开发工具使用的是QUARTUSⅡ。
系统的原理框图同上页的要求。
二．子模块设计及仿真结果：共设计了八个子模块，分别为时钟分频、ROM地址产生、ROM、卷积、并串转换、扩频、极性变换和内插、FIR低通滤波器。
1．时钟分频。
整个系统共需16.32M，2.04M，8K，4K四个时钟。
为了让四个时钟严格同步，使用同一个外部的输入32.64M时钟分频得到，核心代码如下：always @(posedge clk32m)beginif(!reset)//复位清零begin count16<=0;clk2m<=0; endelsebeginif(count16==7)//8进制记数，16分频begin count16<=0; clk2m=!clk2m; endelse count16<=count16+1;endend每个时钟用一个always块输出，各always块并行执行，实现了各时钟同步。
移动通信十一 直接序列扩频实验
实验十一直接序列扩频实验一．实验目的：1、通过本实验掌握基带信号m序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
2、通过本实验掌握基带信号GOLD序列扩频原理及方法，掌握扩频前后信号在时域及频域上的变化。
二．实验内容：1、观察扩频前后信息码的时域变化。
2、观察扩频前后信息码的频域变化。
3、观察已调信号在扩频前后的频域变化。
三．基本原理：扩展频谱通信系统是指将待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展成为宽频带信号后送入信道中传输，在接收端利用形相应手段将信号解压缩，从而获得传输信息的通信系统。
四．实验原理：1、实验模块简介（1）CDMA发送模块：本模块的主要功能：产生PN31伪随机序列，将伪随机序列或外部输入的其它数字序列扩频，扩频增益为32，扩频后输出码速率为512kbps，可输出两条不同扩频码信号。
（2）IQ调制解调模块：本模块的主要功能：产生调制及解调用的正交载波；完成射频正交调制及小功率线性放大；完成射频信号正交解调。
2、实验电路说明CDMA发送模块上产生的PN码，速率为16K，作为信源输入近模块中。
模块内部产生PN序列，速率为512K，作为扩频码，与输入信源模2加，完成扩频操作后输出，扩频增益为32。
经扩频后的码送入IQ调制模块中进行PSK调制，经放大后输出。
PSK已调信号载波为10.7MHz，是由21.4MHz本振源经2分频产生。
五．实验步骤（一） m序列扩频实验1、在实验箱上正确安装CDMA发送模块及IQ调制解调模块2、正确连线，检查无误后打开电源3、将发送模块上“GOLD1 SET”拨码开关第一位置“1”，其它位置“0”4、对比观察m序列扩频前后的信号波形、频谱a、示波器探头接发送模块上“DATA1 IN”测试点及改模块上“DS1”测试点，观察扩频前后信息码及扩频码的变化。
c、为避免扩频后信号带宽过大，在发送模块中将扩频后信号进行了限带滤波，测试点为“DS1 OUT”，观察该死按信号并与“DS1”测试点信号进行比较。
移动通信课程设计实验报告-利用matlab进行m序列直接扩频仿真.
目录一、背景 (4)二、基本要求 (4)三、设计概述 (4)四、Matlab设计流程图 (5)五、Matlab程序及仿真结果图 (6)1、生成m序列及m序列性质 (6)2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 (7)3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形 (9)4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (10)5、仿真经awgn信道传输后，扩频前后信号时域及频域的变化 (11)6、对比经信道前后两种信号的频谱变化 (12)7、接收机与本地恢复载波相乘，观察仿真时域波形 (14)8、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化 (15)9、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (16)10、观察经过低通滤波器后无扩频与扩频系统的时域波形 (17)11、对扩频系统进行解扩，观察其时域频域 (18)12、比较扩频系统解扩前后信号带宽 (19)13、比较解扩前后信号功率谱密度 (20)14、对解扩信号进行采样、判决 (21)15、在信道中加入2040~2050Hz窄带强干扰并乘以恢复载波 (24)16、对加窄带干扰的信号进行低通滤波并解扩 (25)17、比较解扩后信号与窄带强干扰的功率谱 (27)六、误码率simulink仿真 (28)1、直接扩频系统信道模型 (28)2、加窄带干扰的直扩系统建模 (29)3、用示波器观察发送码字及解扩后码字 (30)4、直接扩频系统与无扩频系统的误码率比较 (31)5、不同扩频序列长度下的误码率比较 (32)6、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较 (33)七、利用Walsh码实现码分多址技术 (34)1、产生改善的walsh码 (35)2、产生两路不同的信息序列 (36)3、用两个沃尔什码分别调制两路信号 (38)4、两路信号相加，并进行BPSK调制 (39)5、观察调制信号频谱，并经awgn信道加高斯白噪和窄带强干扰 (40)6、接收机信号乘以恢复载波，观察时域和频域 (42)7、信号经凯萨尔窗低通滤波器 (43)8、对滤波后信号分别用m1和m2进行解扩 (44)9、对两路信号分别采样，判决 (45)八、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (47)1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (48)2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (50)九、实验心得体会 (51)直接序列扩频系统仿真一、背景直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。
直序列扩频通信教案
直序列扩频通信
一、教学目标：
掌握直序列扩频通信原理。
二、教学重点、难点：
重点掌握直序列扩频通信基本原理及应用。
三、教学过程设计：
（1）直接序列扩频通信系统中，扩展数据信号带宽的一个方法使用一个PN序列和它相乘。
直接序列扩频系统在发送端直接用高码率的扩频码去展宽数据信号的频谱，而在接收端则用同样的扩频序列进行解扩，把扩频信号还原为原始的窄带信号。
(2)扩频后的信号带宽比原理的扩展了N倍，功率谱密度下降到1/N。
扩频码与所传输的信息数据无关，和一般的正弦载波信号一样，不影响信息传输的透明性。
扩频码序列仅是起扩展信号频谱带宽的作用。
（3）直扩系统的优点在于它可以在很低的甚至负信噪比环境中使系统正常工作。
但是考虑到网内用户移动的情况对直扩系统将产生远近效应。
因此，移动通信采用直扩系统时，需要解决远近效应带来的影响，方法之一是采用功率控制。
教师分析直序列扩频通信应用，学生并结合上课内容进行分析掌握。
四、课后作业或思考题：
分析直序列扩频通信系统怎样克服远近效应？
五、本节小结：
对本节内容进行小结。
基于MATLAB的直接序列扩频通信系统课程设计报告.
《扩频通信原理》课程设计报告题目：直接扩频系统仿真班级：0110910和0110911姓名：詹晓丹（2009210432）姜微（2009210503）张建华（2009210336）指导老师：李兆玉1.课程设计目的（1）了解、掌握直接扩频通信系统的组成、工作原理；（2）了解、熟悉扩频调制、解调、解扩方法，并分析其性能；（3）学习、掌握Matlab相关编程知识并用其实现仿真的直接扩频通信系统；2.课程设计实验原理直接扩频通信系统工作原理：直接序列扩频，就是直接用高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱，在收端用相同的扩频码去解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的基带信号。
在发端输入的信息与扩频码发生器产生的伪随机码序列（这里使用的是m序列）进行波形相乘，得到复合信号，实现信号频谱的展宽，展宽后的信号再调制射频载波发送出去。
由于采用平衡调制可以提高系统抗侦波的能力，所以直接序列扩频调制一般都采用二相平衡调制方式。
一般扩频调制时一个信息码包含一个周期的伪码，用扩频后的复合信号对载波进行二相相移监控（BPSK）调制，当gt从“0”变成“1”或从“1”变到“0”时，载波相位发生180度相移。
接收端的本振信号与发射端射频载波相差一个中频，接收端收到的宽带射频信号与本振信号混频、低频滤波后得到中频信号，然后与本地产生的与发端相同并且同步的扩频码序列进行波形相乘，实现相关解扩，再经信息解调，恢复出原始信号。
3.建立模型描述（1）直接扩频通信系统组成框图：（2）直接扩频通信系统波形图：4.模块功能分析（1）直扩系统的调制功能模块：（都包含模块框图和不同调制、解调方式介绍、分析）（a）扩频调制模块用扩频码发生器产生一个伪随机码pn（这里用的是m序列），与信源信息码序列xt相乘，实现频谱的展宽（b）BPSK调制模块调制的方式可以有二相相移监控BPSK、四相相移键控QPSK、偏移四相相移监控OQPSK、最小频移监控MSK。
QPSK调制的目的是节省频谱，但在扩频系统中有时候带宽的利用并不是最重要的；OQPSK的优点就是调制信号的相位改变没有倒π现象；MSK调制信号时可以避免相位突变，由于以上调制方式实现比较复杂，所以我们选用扩频系统中最常用的BPSK调制方式。
802.11b协议的直接序列扩频的DSP实现(精)
802.11b协议的直接序列扩频的DSP实现摘要：阐述802.11b协议的直接序列扩频的特点及其在不同传输速率下的扩频原理。
针对在DSP上如何实现扩频功能、如何针对DSP的架构优化程序，减少硬件开销，提出改进的方法。
关键词：802.11b；直接序列扩频：DSP1 引言近年来，计算机无线网络的逐渐成熟和飞速发展使之迅速地渗透和普及到社会的各个领域．并在许多方面改变了人们原有的生活方式和生活观念。
IEEE 早在1999年就推出802.11b标准，目前主流的无线网卡均能够支持802.11b标准。
IEEE802.11b协议[11(Higher—Speed Physical Layer Extension in the 2.4 GHz Band)是对802.11协议的修改和补充，其物理层部分在原来的1Mb／s 和2Mb／s传输速率之外，增加了5.5Mb／s和11Mb／s的高速率DSSS的方案。
研究表明，DSSS系统比FHSS系统具有更好的误码性能和传输距离．但因QPSK 不具有恒包络特性，需要用线性功率放大器。
故适用于高性能系统。
2 802.1lb协议中的直接序列扩频80211b的DSSS系统在1Mb／s和2Mb／s时采用长度为11的Barker码扩频，1Mb／s采用DBPSK调制，2Mb／s采用DQPSK调制。
5.5Mb／s和11Mb／s则采用了CCK调制，CCK调制即C0mplelTIentary Code Keying(补码键控)调制。
对于一对由二个元素组成的等长度序列，如果它们对于任何给定的分割，一个序列中相同的元素对和另外一个序列中不同的元素对的数量相等，那么这二个序列就是补码序列。
补码序列有很强的位置对称性，自相关性强，互相关性很弱，非常适于作为扩频通信中的伪随机序列码。
如果补码序列的元素具有相位参数的复数，那么构成的补码序列就是多相补码序列。
IEEE802.11b中的CCK调制采用的就是多相补码序列，其定义的码组就是一个包含4种相位0、π／2、π、-π／2的复数码组。
直接扩频序列课程设计
直接扩频序列课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握直接扩频序列的基本概念、原理和应用。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：–了解直接扩频序列的基本原理和特点；–掌握直接扩频序列的生成方法和性能分析；–熟悉直接扩频序列在通信系统中的应用。
2.技能目标：–能够运用直接扩频序列的基本原理解决实际问题；–能够使用相关软件和工具进行直接扩频序列的仿真和分析；–能够撰写简单的直接扩频序列相关论文或报告。
3.情感态度价值观目标：–培养对通信技术的兴趣和热情，提高科学素养；–培养团队合作精神和自主学习能力；–增强创新意识和实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.直接扩频序列的基本概念和原理；2.直接扩频序列的生成方法和性能分析；3.直接扩频序列在通信系统中的应用；4.直接扩频序列的相关实践操作和案例分析。
具体安排如下：第1周：直接扩频序列的基本概念和原理；第2周：直接扩频序列的生成方法；第3周：直接扩频序列的性能分析；第4周：直接扩频序列在通信系统中的应用；第5周：直接扩频序列的实践操作和案例分析。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式，包括：1.讲授法：用于讲解基本概念、原理和知识点；2.讨论法：用于探讨直接扩频序列的性能优缺点及应用场景；3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生更好地理解直接扩频序列的应用；4.实验法：让学生亲自动手进行实验，加深对直接扩频序列的理解。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《通信原理》、《直接扩频序列教程》等；2.参考书：相关领域的论文、专著等；3.多媒体资料：教学PPT、视频讲座等；4.实验设备：直接扩频序列仿真软件、通信实验设备等。
通过以上教学资源的使用，我们将帮助学生更好地掌握直接扩频序列的知识，提高实际应用能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用多种评估方式，包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式评估学生的学习态度和理解程度；2.作业：布置相关的练习题和项目任务，评估学生的知识掌握和应用能力；3.考试：包括期中和期末考试，以闭卷形式评估学生的知识掌握和分析解决问题的能力。
直接扩频调制的课程设计
直接扩频调制的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解直接扩频调制的基本概念，掌握其原理和数学表达式；2. 学会分析直接扩频调制在通信系统中的应用和优势；3. 掌握直接扩频调制与其他调制技术的区别和联系。
技能目标：1. 培养学生运用直接扩频调制技术解决实际通信问题的能力；2. 提高学生通过计算和分析，评估直接扩频调制系统性能的能力；3. 培养学生进行团队协作，共同探讨直接扩频调制相关问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对通信科学的兴趣，培养主动探究通信技术的热情；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，树立良好的科学精神；3. 增强学生的国家意识，认识到直接扩频调制技术在我国通信事业中的重要作用。
课程性质分析：本课程为电子信息工程及相关专业高年级学生设计，旨在帮助学生深入理解直接扩频调制技术，提高学生在通信领域的实际应用能力。
学生特点分析：学生已经具备一定的通信原理基础，具有较强的逻辑思维能力和数学功底，对通信技术有一定的兴趣。
教学要求：1. 理论与实践相结合，注重培养学生的实际应用能力；2. 注重启发式教学，引导学生主动探究和解决问题；3. 强化团队合作，培养学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 直接扩频调制的基本概念与原理- 扩频通信概述- 直接序列扩频（DS）原理- 直接扩频调制的关键参数2. 直接扩频调制技术的数学表达与模型- 扩频序列的生成与特性- 直接扩频调制的数学模型- 直接扩频调制信号解调原理3. 直接扩频调制在通信系统中的应用与优势- 抗干扰性能分析- 隐蔽通信特性- 多址通信技术- 直接扩频通信系统的实际应用案例4. 直接扩频调制与其他调制技术的比较- 频率跳变调制- 窄带调制- 比较各自优缺点及适用场景5. 直接扩频调制技术的未来发展- 现有技术挑战- 新技术应用前景- 发展趋势与研究方向教学内容安排与进度：第一周：直接扩频调制的基本概念与原理第二周：直接扩频调制技术的数学表达与模型第三周：直接扩频调制在通信系统中的应用与优势第四周：直接扩频调制与其他调制技术的比较第五周：直接扩频调制技术的未来发展教材关联：本教学内容与教材中关于直接扩频调制技术的章节紧密相关，涵盖了直接扩频调制的基本理论、应用与未来发展等内容，旨在帮助学生全面掌握直接扩频调制技术。
直接序列扩频通信系统仿真教材
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。
二、直接扩频通信简介1、直接扩频通信的理论基础扩频通信可简单表述如下：“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”。
直接序列解扩实验
直接序列解扩实验一：实验目的1、了解直接序列解扩原理和方法。
2、观察解扩时本地扩频码与扩频时扩频码的捕获、同步情况。
二：实验模块1、主控单元模块2、10号软件无线电调制模块3、14号 CDMA扩频模块4、15号 CDMA解扩模块5、11号软件无线电解调模块6、示波器三：实验原理1、扩频原理说明可参考直接序列扩频实验中的相关内容。
2、15号模块框图15号模块框图4、解扩实验框图说明CDMA接收模块用于扩频通信系统的接收端。
处于接收部分的最前端，其解扩的信号会送到解调模块进行解调。
CDMA就收模块主要是解决两个问题。
第一是序列的同步问题，由于扩频序列的自相关性，当序列在非同步情况下是无法获取有用信息的。
第二是时钟同步问题，由于接收端产生解扩序列的时钟与发送端是非同步的。
因此，当序列同步，如果时钟不同步，序列会逐渐产生偏差，最终失步。
只有序列和时钟都达到同步，才能完成解扩。
模块包含如下4大功能：（1）捕获支路：用来捕获扩频序列，达到序列同步的状态。
（2）跟踪支路：用来进行时钟同步。
（3）序列产生单元：产生解扩序列，序列产生可受滑动控制单元控制，是序列相位滑动。
（4）滑动控制单元：产生序列的滑动控制脉冲信号。
该脉冲信号由前面的门限判决信号控制，当门限判决输出为高时，说明序列已经捕获，滑动控制单元停止产生滑动控制脉冲信号；当门限判决输出为低时，说明序列未捕获，滑动控制单元产生滑动控制脉冲信号。
模块端口名称、可调参数及说明如下所述：5、直接序列解扩实验原理框图（1）增益调节：调节天线接收小信号放大的增益。
（2）判决门限调节：调节相关峰的判决门限（由于接收信号幅度不同，相关峰的幅值也有所不同）。
（3）压控偏置调节：调节压控晶振的中心频率。
（4）PN序列长度设置：设置PN序列长度为127或128位。
（5）PN初始状态设置：设置PN序列初始状态。
15# 模块直接序列解扩实验原理框图四：实验步骤（注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变或者模块及仪器仪表的更换时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。
直接序列扩频(实验报告)
直接序列扩频——《信号与系统》实验报告学院：弘深学院班级：电子信息实验班学号： 20136927姓名：文政指导老师：欧静兰2015年6月6日直接序列扩频目录一、课题目的 (2)二、课题要求 (2)三、设计原理 (2)1.PN序列 (2)2.工具软件使用 (2)四、实验过程 (3)1.产生信号signal和PN码 (3)2.扩频与解频 (4)3.时域波形图绘制 (4)4.绘制频域波形图 (5)5.制作移位寄存器 (5)6.只用移位寄存器产生PN码，并绘制波形图 (5)7.产生噪声并叠加，绘制叠加噪声后的信号波形图 (6)8.最大峰值扩频解扩 (6)五、实验结果及分析 (7)附录 (11)(MATLAB 源程序代码) (12)一、课题目的1、熟悉MATLAB语言的基本用法；2、掌握MATLAB语言中数据信号的产生；3、掌握直接序列扩频信号的产生；4、掌握直接序列扩频信号的解扩方法；5、掌握MATLAB语言中信号频谱的绘制方法。
二、课题要求1、随机产生原始数据；2、随机产生PN序列；3、绘制数据信号频谱；4、绘制PN序列频谱图；5、绘制扩频信号频谱；6、绘制解扩信号频谱。
*7、PN码采用移位寄存器产生的m序列，采用整周期扩频；*8、给扩频信号添加噪声；*9、采用最大相关峰值解扩；三、设计原理利用MATLAB随机产生数据比特；利用MATLAB随机生成PN序列；将数据比特与PN序列相乘完成信号扩频；将扩频信号与PN序列再次相乘完成解扩。
1.PN序列一种具有类似随机噪声的统计特性，但和真正的随机信号不同，它可以重复产生和处理。
其中最基本常用的是一种移位寄存器序列，简称m序列。
特具有平衡特性，相关特性。
2.工具软件使用本文使用MATLAB（使用版本MATLAB R2014b）软件对音频信号加高斯白噪声后制作滤波器去噪。
（1）使用MATLAB 内置函数rand(length_signal,1)，生成随机长度为length_signal的随机信号。
直接序列扩频系统(2)
直接序列扩频系统(2)5.2 扩频码序列5.2.1 码序列的相关性在扩展频谱通信中需要用高码率的窄脉冲序列。
这是指扩频码序列的波形而言。
并未涉及码的结构和如何产生等问题。
那么究竟选用什么样的码序列作为扩频码序列呢? 它应该具备哪些基本性能呢? 现在实际上用得最多的是伪随机码，或称为伪噪声(PN)码。
这类码序列最重要的特性是具有近似于随机信号的性能。
因为噪声具有完全的随机性，也可以说具有近似于噪声的性能。
但是，真正的随机信号和噪声是不能重复再现和产生的。
我们只能产生一种周期性的脉冲信号来近似随机噪声的性能，故称为伪随机码或PN码。
为什么要选用随机信号或噪声性能的信号来传输信息呢？许多理论研究表明，在信息传输中各种信号之间的差别性能越大越好。
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。
理想的传输信息的信号形式应是类似噪声的随机信号，因为取任何时间上不同的两段噪声来比较都不会完全相似。
用它们代表两种信号，其差别性就最大。
在数学上是用自相关函数来表示信号与它自身相移以后的相似性的。
随机信号的自相关函数的定义为下列积分：式中f(t)为信号的时间函数，t为时间延迟。
上式的物理概念是f(t)与其相对延迟的t 的f( t - t)来比较:如二者不完全重叠，即t 0，则乘积的积分ya(t)为0；如二者完全重叠，即t＝0；则相乘积分后ya(0)为一常数。
因此，ya(t)的大小可用来表征f(t)与自身延迟后的f( t －t)的相关性，故称为自相关函数。
现在来看看随机噪声的自相关性。
图5－3(a)为任一随机噪声的时间波形及其延迟一段t 后的波形。
图5－3(b)为其自相关函数。
当t＝0时，两个波形完全相同、重叠，积分平均为一常数。
如果稍微延迟一t，对于完全的随机噪声，相乘以后正负抵消，积分为0。
因而在以t 为横座标的图上ya(t)应为在原点的一段垂直线。
在其他t 时，其值为0。
这是一种理想的二值自相关特性。
直接序列扩频实现方式教案.
知识点直接序列扩频实现方式一、教学目标：了解直接序列扩频实现的基本要求和性能指标。
理解直接序列扩频的实现方式。
二、教学重点、难点：重点直接序列扩频的实现方式。
三、教学过程设计：1.知识点说明直接序列扩频一般在发送端将输入的信息先经过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。
CDMA扩频通信系统实现方式分为三种：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。
2.知识点内容1）直接序列扩频实现的基本要求有两个：①所传信号的带宽必须远大于原有信息所需的最小带宽。
②所产生的射频信号的带宽与原有信息无关。
2）扩频通信的性能指标有两个：处理增益和抗干扰容限。
3）实现方式有三种：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。
3.知识点讲解1）通过直接扩频过程的图画，讲解扩频方式的过程。
2）从学生较熟悉的计算机网络组成入手，讲解直接序列扩频的性格和实现要求及方式。
每部分分成调制，扩频，解调，解扩等方面展开讲解，通过各种实物图片的展示，使得学生加深印象。
3）归纳总结直接序列扩频方式。
4）本知识点总结。
四、课后作业或思考题：1、所传信号的带宽必须（）原有信息所需的（）。
答案：远大于、最小宽带2、扩频通信的性能指标有（）和（）。
答案：最小带宽、抗干扰容限3、把信息频谱展宽之后再进行传输的技术是（）。
答案：扩频通信4、下面那一个不属于扩频通信系统的实现方式（）。
A 直接扩频B 频率跳变C 混合方式D解调扩频答案：D五、本节小结：按照频谱扩展方式不同，CDMA扩频通信系统分为基本CDMA和复合CDMA两种。
基本CDMA：包括直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频，线性调频以及以上几种方法的组合。
复合CDMA：DS/FH、DS/TH、FH/TH等。
扩频通信的实现方法是在发送端采用伪随机序列调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在接收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩，恢复所传信息数据。
直接序列扩频
一、实验目的：1、熟悉MATLAB语言的基本用法；2、掌握MATLAB语言中数据信号的产生；3、掌握直接序列扩频信号的产生；4、掌握直接序列扩频信号的解扩方法；5、掌握MATLAB语言中信号频谱的绘制方法。
二、实验原理：（1）利用MATLAB随机产生数据比特；利用 MATLAB随机生成PN序列；将数据比特与PN序列相乘完成信号扩频；将扩频信号与 PN序列再次相乘完成解扩。
图1直接序列扩频系统原理图（2）最大相关峰值解扩，就是设置一个标准门限，然后通过条件判断将信号值变为 1，-1，从而将原先加噪的扩频信号解扩。
三、实验步骤：程序代码： Wave_test2.mclear all;clc;stem(dsl);title('扩频信号');Q%************ds2 = ds1.*PN2;subplot(414);stem(ds2);title('解扩信号');o%********************************%画频谱图NS = 512;fft_sig nal4 = fft(sig nal4,NS);fft_PN2 = fft(PN2,NS);fft_ds1 = fft(ds1,NS);fft_ds2 = fft(ds2,NS);figure(2);subplot(411);plot((-NS/2+1):NS/2,abs(fftshift(fft_sig nal4))); title('原始采样信号频谱');subplot(412);plot((-NS/2+1):NS/2,abs(fftshift(fft_PN2))); title(卩N码频谱');plot((-NS/2+1):NS/2,abs(fftshift(fft_ds1))); title('扩频信号频谱');subplot(414);plot((-NS/2+1):NS/2,abs(fftshift(fft_ds2))); title('解扩信号频谱');%%(******************************************* %提高要求内容。
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知识点直接序列扩频实现方式
一、教学目标：
了解直接序列扩频实现的基本要求和性能指标。
理解直接序列扩频的实现方式。
二、教学重点、难点：
重点直接序列扩频的实现方式。
三、教学过程设计：
1.知识点说明
直接序列扩频一般在发送端将输入的信息先经过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。
CDMA扩频通信系统实现方式分为三种：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。
2.知识点内容
1）直接序列扩频实现的基本要求有两个：
①所传信号的带宽必须远大于原有信息所需的最小带宽。
②所产生的射频信号的带宽与原有信息无关。
2）扩频通信的性能指标有两个：处理增益和抗干扰容限。
3）实现方式有三种：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。
3.知识点讲解
1）通过直接扩频过程的图画，讲解扩频方式的过程。
2）从学生较熟悉的计算机网络组成入手，讲解直接序列扩频的性格和实现要求及方式。
每部分分成调制，扩频，解调，解扩等方面展开讲解，通过各种实物图片的展示，使得学生加深印象。
3）归纳总结直接序列扩频方式。
4）本知识点总结。
四、课后作业或思考题：
1、所传信号的带宽必须（）原有信息所需的（）。
答案：远大于、最小宽带
2、扩频通信的性能指标有（）和（）。
答案：最小带宽、抗干扰容限
3、把信息频谱展宽之后再进行传输的技术是（）。
答案：扩频通信
4、下面那一个不属于扩频通信系统的实现方式（）。
A 直接扩频
B 频率跳变
C 混合方式D解调扩频
答案：D
五、本节小结：
按照频谱扩展方式不同，CDMA扩频通信系统分为基本CDMA和复合CDMA两种。
基本CDMA：包括直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频，线性调频以及以上几种方法的组合。
复合CDMA：DS/FH、DS/TH、FH/TH等。
扩频通信的实现方法是在发送端采用伪随机序列调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在接收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩，恢复所传信息数据。
一般的扩频通信系统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。
与一般通信系统比较，扩频通信多了扩频调制和解扩两个部分。
直扩系统的接收端，最好是先解扩再解调。
因为无线信号在空间传播会有很大的信号衰减。
未解扩前的信噪比很低，甚至信号被淹没在噪声中。
一般解调器难以在很低的信噪比下正常解调，会导致高误码率。
换句话说，先解扩，可以通过解扩过程获得扩频增益，提高接收信号信噪比。
然后再进行解调，就能保证通信的质量和可靠性了。