教材：
『扩展频谱通信及其多址技术』，曾兴雯等，西安电子科技大学出版社『扩频通信』，田日才，清华大学出版社
参考书：
『CDMA移动通信技术』，孙立新等，人民邮电出版社
『CDMA扩频通信原理』，维特比(Viterbi)，人民邮电出版社
『第三代移动通信系统无线增强技术』，王江舟，电子工业出版社
辅导：梁红玉，星期二下午3:00-5:00, 七教四楼通信教研室
第一章扩频通信的理论基础
一、基本概念
由通信原理数字调制（ASK，FSK，PSK等）
知：信号占据频带：
(是频移间隔，调制符号速率)
例如：话音，
话音PCM编码速率为：
话音编码速率：
归结――窄带调制方式
而扩展频谱通信（spread spectrum communication －简称扩频通信）
其信号占据的带宽（几百～几万）
（调制带宽：几MHz～几十MHz）―――――宽带调制方式
目前甚至出现几百Mhz～几GHz―――――超宽带调制方式
1.同分布的中心极限定理
设
相互独立，服从同一分布，具有数学期望和方差：
，
，
则对任意的，有概率分布函数
――正态分布！
2. 模2加运算
在扩频处理中经常用到的运算：模二加 a b ⊕ a. 二进制运算――a,b 是二进制符号
b. 运算后进行MOD2处理――相加的结果除以2取余数 例：1⊕1=0; 1⊕0=1; 0⊕1=1; 0⊕0=0;
经常在实际信号波形幅度中用－1表示“1”，用＋1表示“0”，可以对应为： -1×-1= +1; -1×+1= -1; +1×-1= -1; +1×+1= +1; 3. 噪 声
1） 高斯白噪声
单边功率谱密度
，双边功率谱密度
带宽B 后噪声功率为
“白”――从功率谱密度角度，在频带范围内功率谱密度是一个常数 “高斯”―― 根据中心极限定理，其电压幅度应服从正态分布
其中v 为v 的均值，2
σ为的方差。对于白噪声v =0，均方差就是方差2
0N B σ
=，
理想“白噪声”是指带宽的情况。
2） 白噪声的自相关函数
()2
2
221
)(σσ
πv v e v p --
=
a.对理想白噪声2
)(0
N f S n =
其中()ωπτδωτ
d e j ?+∞∞
-=
21单位脉冲函数
b.基带频限带白噪声（白噪声通过低通滤波器）
c.中频（射频）限带白噪声
4. Shannon 公式：
问：宽带的优势何在？按常规的理解，在一定可用频段内，宽带使传输容量减小？ 依据：Shannon 定理，1948年提出，定义为
与容量之间的互换关系。
对于高斯白噪声信道，通信系统极限的传输速率（又称为信道容量）为：
（bps 或 b/s ）
C －信道可传输的信息速率，比特率；
B －传输带宽，传输符号频谱所占据的信道频带宽度； S －信号的平均功率 N －高斯白噪声平均功率
()ωπτωτ
d e N R j v ?∞+∞-=
2
210()τδ2
0N
=()()τ
πτπτL L L
v f f f N R 22sin 0=()()()τπτ
πτπτ002cos 22sin f f f f N R L L L
v =
公式确定了C 与 B, S/N 之间互换关系
a. C 不变，增大B ，可在任意小差错率下降低对S/N 的要求
说明增大B ――>提高了抗干扰能力P b. S/N 不变，增大B ――－>增大C
但不是无限制的。
限制C 的增大
令，可得C 极限值
：
c. 编码调制是增大B ，解决互换的最佳方式
∵数字编码调制，提高了编码速率――>调制信号带宽
使之可保证
要求
从而在C 一定条件下，实现了B 与S/N 间的较理想互换。 而非编码调制，如：AM －
固定
FM － 增大有限
扩频调制就是一种编码调制 d. 扩频抗干扰的理论解释
是信息符号周期，是扩频后带宽，是符号信噪比。
－―>在误符号率不变条件下，
均不理想
5.扩频系统组成模型
(a) 发射
（b）接收
从框图中可以看出――扩频系统仍然是一个相关检测系统。
“扩频码解扩”和“解调”两部分可以组成一个完成的本地相关检测模板波形（匹配滤波器）
区别：传输相同符号速率条件下，扩频信号占用的带宽更大
一致性：可以看作统一的匹配滤波检测。推而广之，在数字信号处理领域，包括均衡算法，多用户检测算法等目的都是为了获得更好的“相关”（匹配）效果。
6.扩频通信特点
a. 抗干扰能力强：有强对抗人为干扰，窄带干扰的能力
抗干扰能力用扩频增益来衡量
b. 多址复用能力：用不同扩频码做地址码――码分多址CDMA
组网灵活，适用于战术通信与移动通信
c. 低功率谱，保密性强：宽带谱，类似白噪声――难测参数
扩频码还有加密的功能
d. 抗多径，抗衰落
e. 数模兼容――可传数字和模拟信号
7.系统分类
a. 直接序列扩频――DS （Direct Sequence）
b. 跳频――FH ( Frequency Hopping )
c. 跳时――TH ( Time Hopping )
d. 线性调频――Chirp
e．组合方式――TH/DS, FH/DS, FH/TH 等
二．直接序列扩频（DS）
简言之：将待传数字信息用伪随机码序列（PN码）序列扩展成宽带信号，收端再用相同的PN序列对接收的扩频信号作相关解扩，恢复成原信息。
数学模型为：
1．发送：
换的数字信号：PCM，?M等PN码振荡源
（图）
――符号周期宽度，符号速率，信息符号，
门函数
伪随机码序列：
(注意这里一般用双极性波形)，设是方波，也是门函数，伪码速率
，伪码周期为，
扩展序列：
∵方波波形相乘等效于二进制码的“模二加”―>
射频调制：BPSK
（也可以采用MSK ， QPSK 等） 频谱/功率谱扩展情况
功率谱推导： 设功率谱关系
：
，
则有：
（和相互独立，）
：周期长的PN 序列，其自相关函数为
（为时延差）
归一化：
功率谱函数：
BPSK 调制的自相关函数：
从而可得：
2． 接收
有用信号 信道噪声 干扰信号 用户干扰
本地伪码序列，与发送PN 序列同步，有同步时差
其中有用信号：
只要满足伪码同步
（PN 码相同，时间起点对齐），
则有
再经过相干解调：
在满足载波同步和相位同步条件下：
有：
基带滤波
此过程波形图见图2-6 对于噪声与干扰
输出大大消减
解扩与基带滤波 这是由于：窄带干扰：解扩中---->宽带扩频信号，能量扩散------> 输出强度 （基带滤波）
噪声
：为
宽带噪声――――> 变为
窄带噪声
下降
倍 （基带滤波，解扩未带来新噪声） 用户干扰
：
―――――>解扩输出，强度至少下降N 倍
（多用户间伪码不相关
）
频谱示意图：
3． 处理增益与干扰容限
A. 衡量系统抗干扰能力―――处理增益
（或扩频增益）
定义：接收相关处理的输出与输入信噪功率之比。 （主要是解扩与基带滤波）
由于：，假定：解扩已取得伪码同步，相关处理前后信号功率不变
，
有
● 对于窄带干扰
，再设 输入干扰功率带宽为，
解扩前后干扰总功率不变，只是谱密度下降为
（被“扩频”了） 从而有：
而 （基带滤波输出的结果），有：
● 对：解扩无作用，不能改变噪声功率谱密度（
），基带滤波后：
● 对用户干扰，多径干扰等的分析，根据扩频序列的互相关和自相关性能的不
同，会得到不同的，但一般有
从以上分析可知： 提高的技术途径：
―― 受码发生器电路码速率限制
―― 目前一般
，PCM 话音编码，码速率为
，
若采用语音压缩技术（线性预测编码，矢量量化编码等）可达
，从而使大大提高 通过采用多进制数字调制方法降低符号速率，如QPSK ，16QAM 等
例： 增大3dB 增大8dB 相对而言：降低花费代价较增大要小
B. 干扰容限：
保证系统正常工作（即满足输出信噪比要求），接收机输入端许可的干扰信号比有用信号高出的分贝数，即系统对的要求。 定义
－系统内部损耗，系统正常检测工作（目标误码率），要求的输出信噪比
设计中：要求满足
―――> 允许的
例如：一扩频系统，，要求
，
则
―――>要求
C. 扩频对白噪声无抑制作用 对：
对解扩无作用，不能改变噪声功率谱密度（）
扩频增加带宽倍，从而相对与窄带系统，其输入噪声也增加了
倍，所
以相同信息速率，相同信息BIT 能量下，扩频系统解扩后的中频SNR 与非
扩频系统（窄带）中频SNR 一样
目前国内 ～100Mb/s
国外 几百Mb/s, 超高速代价贵，成本高
先引入噪声\ 后将引入的噪声消除！
?扩频系统在更低的信噪比条件下工作：
――相同信息速率，信号功率条件下，输入SNR更低（引入了宽带噪声）?信息论角度：
BER与的关系没变――只和信息能量和噪声谱有关
4. 软扩频
一般DS系统中，高速传送
(a)频带更宽――频带受限系统不可行
(b)技术难度加大――需要高速器件
而软扩频――可降低扩频前，保证高速传送仍满足要求
实现：经过串并转换后，为信码组合中状态――――>对应为个正交PN码序列。
所以：软扩频―――>一种（N, k）正交码―――>正交码扩频
N―――扩频码的长度
k――信码组长度，2k―――扩频码序列的个数
实现：
的扩频码
扩频
显然：扩频前符号速率降低为，而信息速率仍然为
例如：
(a)美国的JTIDS扩频系统，软扩频用（32,5）编码，意味着个正交码，
码长为32
(b)若采用DS系统，，，其，
若采用软扩频（N, 5）码，则在不变条件下，提高到
( 5位并行码――单路32个正交码；
5路并行扩频――5个正交码，合并为一路时也成为32个正交码（Gold码）
）
不同于：
在IS-95B中实现无线快速数据信道是采用多路正交码调制后合并传送一路数据
但也是利用了伪随机码的自相关和互相关特性，扩频处理增益――自相关特性，正交码代表不同符号（组）――互相关特性。
三、跳频（FH）
用伪码控制信息调制的射频或载波频率，使之不断地、随机地在一定频带范围内发生跳变。跳变频率数可在N（几千～220个）中随机选取，如图：
B1－最小跳频间隔
通常设（符号速率）――保证相邻频点上信息调制谱互不重叠
射频带宽，N――可跳频点数
组成：
解跳
（发）（收）
在DS中，扩频码一次用1bit，FH中，k bit对应1个载波频率，对应个跳变频率，组成跳频图案，如：
分析：
发端：
●信息调制信号
●跳频载波，设在时刻，时间间隔内：
――在跳频点上的驻留时间
――跳频速率
●，――某跳频点中心频率，
收端：
与本地跳频载波
相乘，去谐波项，可得：
若与频率跳变同步，满足（固定中频）
则有用信号项B IF \信息解调\
显然：（信息调制带宽），解跳起着解扩同等作用，把带宽，
还原为窄带――抑制干扰和噪声。
跳频增益：
要指出：跳频同步无法实现，即\
导致不能用相干解调
故发端多为非相干FSK方式\ 解调时可以不管
（教材上用的BPSK方式，举例不妥）
对于干扰
●：－―> 频率不会与同步――> 受抑制
如为固定频率干扰只可能与N个频率中1个差为中频，造成一个频率碰
撞――干扰概率， 即： ● ：不同网络用户的跳频图案不可能与相同―――>受抑制
● ：宽带噪声解跳后变为窄带白噪声―――>频带压缩N 倍
有关进一步内容，如快跳、慢跳、多个窄带干扰射中多个跳频等内容在下章详细介绍。
四、跳时（TH ）
将数据码一帧持续时间分成若干时隙，由伪码产生的跳时图案控制在某个时隙，将一帧数据猝发出去 如：占空比＝
t
组成：
由于发送猝发性，需缓冲存储器暂存输入信码（一帧）
（发）
（收）
显然，干扰只有干扰某一时隙可能性，干扰概率为D （也是猝发性干扰） 跳时增益：
缺点：对定时同步太严格，对连续型窄带干扰需要采用滤波等方法去除
五、混合扩频系统 1) FH/DS
如图为收发信机组成： 一般：PN 码 系统特点：
a. 抗干扰能力提高
处理增益：
（发）
（收）
对于单纯DS 而言：抗单频瞄准式干扰能力差 有远近效应干扰
（由于干扰源距离造成的接收端干扰幅度的不同，即使发射相同干扰功率也无法解决）
如：
收1 距 发1 远 收 1距 发2近
这样，收1收到干扰电平（发2的）远
大于有用信号电平（发1的）
对于单纯FH而言：抗转发式干扰能力差，抗多径能力差
两者结合：FH无远近效应干扰（可躲避发2频率），DS可弥补FH抗多径和转发式干扰的不足
b.简化设备、降低技术难度
例如：要求的DS 系统，在下
单纯DS.
单纯FH.
个可用跳频数
而FH/DS. 同等下可使N 与都降低―――>技术难度↓如：
，――易于实现
2)TH/DS系统
在DS系统中增加一个人通短开关来控制DS信号发射时隙即可组成
伪码(n-r)条线
本地伪码(n-r)条线
从n级伪码发生器选出（n – r）级的状态并行输至与门，当（n-r）级状态全为1时，与门输出触发脉冲控制信号发射，而（n – r）级全“1”态是随机的，在伪码一个周期内共有次
特点：
a. 对强的突发性干扰有“回避”功能 设发射间隔为，跳时序列平均长，则在某时刻突发干扰重合信号的概率为
突发干扰
b. DS 一般使用CDMA 作多用户通信，用户有各自伪码作地址码，这些伪码必须正交，再加入时隙分配――>可容纳更多多址用户而不相互干扰
六、 Chirp 系统（线性调频系统）
线性调频――－一种不用PN 码的扩展频谱技术。
可用一锯齿波电压控制VCO 产生
正斜率
负斜率
t
，
， －常数，归一化，令
这种主要用在雷达技术中测距，通信――可正斜率表示信码“1”，负斜率表示“0” 如：
信码 1 0 1 0 1 1
信码速率
处理增益
：由
能量主要集中在带宽B内
解调：匹配滤波器，设匹配滤波器响应
匹配滤波器输出
t
由相关峰值检测确定信码（检测相关峰频率变化）
石家庄铁道大学四方学院毕业设计 基于Simulink直接序列扩频通信系统 设计 Direct Sequence Spread Spectrum Communication Systems Design Based on Simulink
摘要 直接序列扩频通信系统(DSSS)因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址(CDMA)、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，而被广泛应用于许多领域中。 本文设计了一种基于Simulink的直接序列扩频通信系统。首先对直接序列扩频通信系统从应用背景、特点、意义和发展几个方面进行了研究，然后从直接序列扩频通信系统的基本理论、基本原理、性能和扩频通信系统的同步原理等方面阐述了直接序列扩频通信系统，并对直接扩频通信系统进行了仿真研究和理论分析，达到了预期的效果。本文从理论上分析了直接序列扩频通信系统的抗干扰性能。 本系统包括信号生成部分、发送部分、接收部分、调制和解调、加扩与解扩五个部分。并以BPSK系统为例，给出了误码率理论分析结果，达到了预期的效果。本文研究的直接序列扩频通信系统，为以后的频谱通信系统打下了基础。 关键词：直接序列扩频通信系统MATLAB仿真Simulink模块仿真
Abstract Direct sequence spread spectrum communication system (DSSS) because of its strong anti-interference, easy to conceal and easy to realize code division multiple access (CDMA), fight multipath interference, straight expansion communication rate higher numerous advantages, is widely used in many fields. This paper introduces a design of Simulink based on the direct sequence spread spectrum communication system. First to direct sequence spread spectrum communication system from application background, features, significance and the development of a research, and then from the direct sequence spread spectrum communication system, the basic theory of basic principle, performance and spread spectrum communication system of synchronous principle, this paper describes direct sequence spread spectrum communication system, and the directly spread spectrum communication system simulation and theory analysis, achieve the expected effect. The paper theoretically analyzes the direct sequence spread spectrum communication system of anti-jamming performance. This system includes signal generation part, sending part, receiving part, modulation and demodulation, add expansion and solution expansion of five parts. And with BPSK system as an example, the theoretical analysis results are ber, achieve the expected effect. This paper studies the direct sequence spread spectrum communication system, for the following spectrum communication system laid a foundation. Keywords: Direct sequence spread spectrum communication system Simulink MATLAB Simulation
扩频通信基础知识 技术背景： 传统的模拟无线通信一般采用调频（）和调幅（）两种方式，不能适应高速数据通信的 要求。进入八十年代后，数字无线数据通信方式成为主流，其调制方式有振幅键控（）、移 频键控（）和相移键控（），其优势是便于采用先进的数字信号处理技术，如均衡技术、编 码技术等等，提高了数据传输速率和传输的可靠性。实际的系统如、等。但是这些系统也存在一些缺陷。一方面，由于无线通信信道的开放性，通信环境不可避免地存在各种各样的突 发干扰，使得信号传输的可靠性降低，同时，信道的时域和频域选择性衰落，使得数据传输 速率的提高受到限制；另一方面，随着无线业务的快速增长，要求无线网络具备相当的灵活性，以适应业务的发展变化。这些都是常规的无线数字通信难以解决的。这些因素促成了对采用新技术的需求，以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。 扩频通信的基本原理和优势： 扩频通信就其调制方式而言，与传统的数据通信没有什么差别，也包括、、以及最近得到迅 速发展的，不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节，把待传送符号用特征码进行扩展，扩展后的符号称为码片；在接收端同样增加了一个解扩处理的环节，将个码片恢复为一个符号。这即是扩频通信的基本原理。扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码－伪随 机序列（）带来的。伪随机码具有双值自相关特性，它保证了同步相关操作获得的输出远 大于非同步相关的输出值。这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此 之间的干扰。这即是通常所说的扩频抗多径原理。同时，相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰，如一般的工业噪声、环境噪声等等。特别值得一提的是，由于解扩处理是对个码 片的能量进行累加，因此，可以允许接收的信号电平在噪声以下，只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。这一性能使得扩频通信技术首先在军队保密通信系统中获得了广 泛的应用。扩频通信抗多径的性能使得移动通信信道的相关带宽不再成为限制通信速率的障 碍，因此在扩频通信方式下可以实现高速数据通信。传输速率的限制取决于信号处理的速度。可见，扩频技术在提高数据通信速率和改善数据通信的可靠性方面，大大优于常规数字通信。同时，由于所有用户可以共用同一频带，大大简化了网络系统的规划，使得系统在适应不断增长变化的业务方面，具有很高的灵活性。
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告 题目：直接序列扩频通信系统的设计与仿真实现 系（部）应用电子与通信技术 专业通信工程 学生薛光宇 学号24 班号0992222 指导教师周凯 开题报告日期2012.10,22 哈工大华德学院
说明 一、开题报告应包括下列主要内容： 1．通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求 2．进度计划是否切实可行； 3．是否具备毕业设计所要求的基础条件。 4．预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施； 5．主要参考文献。 二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。 三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字：检查日期：
一、课题题目和课题研究现状 课题题目：直接序列扩频通信系统的设计与仿真实现。 研究现状：目前扩频技术中研究最多的对象是CDMA技术，其中又以码捕获技术和多用户检测（MUD）技术代表了目前扩频技术研究的现状。 1．码捕获 同步的实现是直扩系统中一个关键问题。只有在接收机将本地产生的伪码和接收信号中调制信息的伪码实现同步以后，才有可能实现直序扩频通信的各种优点。同步过程分为两步来实现:首先是捕获阶段，实现对接收信号中伪码的粗跟踪；然后是跟踪阶段，实现对伪码的精确跟踪。目前的研究主要集中在码捕获过程。 2, 多用户检测 CDMA系统容量受到来自其他用户的多址干扰的限制，多用户检测能够利用这些多址干扰来改善接收机的性能，因此是一种提高系统容量的有效方法。传统的CDMA 接收机是由一系列单用户检测器组成，每个检测器都是与特定扩频码对应的相关器，它并没有考虑多址干扰的结构，而是把来自其它用户的干扰当成加性噪声，因此当用户数量增加时，其性能急剧下降。通过对所有用户的联合译码可以极大地改善CDMA系统的性能。但是最优的多用户接收机，其复杂度随用户数量成指数增长，因此在实际通信系统中几乎不可能实现。这样寻找在性能和复杂度之间折中的次最优多用户检测器成为研究的热点 二、目的及意义 通过对该课题的研究，了解科研学术论文的撰写流程，并且将自己所学的理论知识运用到论文中，全面多角度的分析该领域的发展现状，同时提高自己的思维能力，对搜集的数据进行恰当处理和准确分析，对大学本科四年学习成果进行有效的检验，并且进一步提高自学能力和自主进行科学研究的水平。 三、课题的基本内容 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送端去扩展信号的频谱。而接收端，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。
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(-∞，+∞)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。也就是说在传输同样信息信号时所需要的射频带宽，远远超过被传输信息信号所必需的最小的带宽。扩展频谱后射频信号的带宽至少是信息信号带宽的几百倍、几千倍甚至几万倍。信息已不再是决定射频信号带宽的一个重要因素，射频信号的带宽主要由扩频函数来决定。 由此可见，扩频通信系统有以下两个特点： (1) 传输信号的带宽远远大于被传输的原始信息信号的带宽； (2) 传输信号的带宽主要由扩频函数决定，此扩频函数通常是伪随机（伪噪声）编码信号。 以上两个特点有时也称为判断扩频通信系统的准则。
扩频信号处理仿真技术 摘要 本文阐述了扩展信号处理过程的基本原理、主要性能指标及其工作特点，然后根据香农定理，利用MATLAB提供的可视化工具Simulink，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，并指出了仿真建模过程中所需注意的问题。通过建模深入理解MATLAB/Simulink基本建模仿真方法的实质性，掌握通信系统仿真的思维方法，增强系统建模和设计的自主能力和创造力。并根据给定的参数设置，仿真出结果，证明了所建仿真模型的正确性
Simulation Technology of spread-spectrum signal processing Abstract This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle, the main performance index and the operating feature, then act according to the Shannon theorem, provides visualization tool Simulink using MATLAB, has established the wide frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design, and had pointed out in the simulation model must pay attention question. Through the modeling further understanding the substantive of this simulation based on MATLAB, master the methods of communication system simulation. Enhance the independent ability and creativity of system modeling and design, and according to a given set of parameters, and the simulation the results. Had proven constructs the simulation model the accuracy. 目录 1 绪论 (1) 1.1选题的背景 (1) 1.2选题的主要任务 (2) 2 扩频通信系统 (3) 2.1扩频通信的基本原理 (3) 2.2扩频通信的特点 (3) 2.2.1抗干扰性强 (3) 2.2.2 抗干扰性强 (4) 2.2.3 抗多径干扰 (4) 2.2.4 保密性好 (4) 3 线性调频扩频系统 (5)
扩 频 通 信 及Matlab 仿 真 江西师范大学 物理与通信电子学院2009级通信工程（2）班姓名xxx 学号xxxxxxxx
目录 一、摘要 (3) 二、数字通信原理 (4) 三、衰落信道与抗衰落技术 (5) 四、多址通行 (6) 五、扩频通信原理 (6) 六、直接序列扩频通信 (8) 七、基于matlab的直接序列扩频仿真 (10) 八、结束语 (13) 九、参考书目 (14) 十、致谢 (15)
摘要 扩频通信即扩展频谱通信，它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究，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、报警等系统中。本文根据扩频通信的原理，利用MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。
数字通信原理： 1）所谓数字通信就是利用数字传输技术来进行的通信。它包括对模拟信号的编码和调制，传输媒介以及对数字信号的解调和解码。 2）典型的数字通信系统模型如图1-1： 图1-1 信源：信息的来源一般是模拟信号。 信源编码：模拟信号转变为数字信号； 信号压缩处理；信号的高效率编码。 信道编码：检错、纠错编码，提高信号抗干扰能力；
信息加密，防止信息被窃取。 调制变换：波形编码，信号调制，使基带信号适合在特定的 道中传输。 传输媒介：有线、无线信道，网络交互设备。 解调、信道译码、信源译码：对信号作上述处理相反对变换。 信宿：信息的最终传输目的地 衰落信道与抗衰落技术： 1）衰落信道的产生：无线通信是基于电磁波在空间中的传播来实现信息的传递的。无线信道的电波传播特性与电波传播的环境密切相关。电波环境主要包括：地形地貌、各种建筑物、气候气象、电磁干扰、移动体的运动速度和工作频段等。因此在实际应用中不可避免的产生衰落信道。 2）衰落信道主要包括：阴影衰落和多径衰落。 3）抗衰落技术主要包括：①空间分集技术 ②Rake接收方式 ③信道交织技术 ④多载波传输技术 ⑤信道均衡技术 ⑥扩频通信技术等等
重庆邮电大学 毕业设计（论文）开题报告题目：基于MATLAB的扩频通信系统仿真研究 学院通信与信息工程学院 专业电子信息工程 学生高洪涛 学号2009210314 班号0120901 指导教师曹建玲 开题报告日期2013.3.7 重庆邮电大学通信与信息工程学院一、选题依据
1.论文(设计)题目 基于Matlab的扩频通信系统的仿真研究。 2.研究领域 扩频通信系统简介：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。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。 3.论文(设计)工作的理论意义和应用价值 （1）理论意义：扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。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。扩频技术还具有保密性好、易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。 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。 （2）实践意义：通过对该课题的研究，了解科研学术论文的撰写流程，并且将自己所学的理论知识运用到论文中，全面多角度的分析该领域的发展现状，同时提高自己的思维能力，对搜集的数据进行恰当处理和准确分析，对大学本科四年学习成果进行有效的检验，并且进一步提高自学能力和自主进行科学研究的水平。
扩频通信基础知识
扩频通信基础知识 技术背景： 传统的模拟无线通信一般采用调频（FM）和调幅（AM）两种方式，不能适应高速数据通信的要求。进入八十年代后，数字无线数据通信方式成为主流，其调制方式有振幅键控（ASK）、移频键控（FSK）和相移键控（PSK），其优势是便于采用先进的数字信号处理技术，如均衡技术、编码技术等等，提高了数据传输速率和传输的可靠性。实际的系统如GSM、IS-54等。但是这些系统也存在一些缺陷。一方面，由于无线通信信道的开放性，通信环境不可避免地存在各种各样的突发干扰，使得信号传输的可靠性降低，同时，信道的时域和频域选择性衰落，使得数据传输速率的提高受到限制；另一方面，随着无线业务的快速增长，要求无线网络具备相当的灵活性，以适应业务的发展变化。这些都是常规的无线数字通信难以解决的。这些因素促成了对采用新技术的需求，以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。
扩频通信的基本原理和优势： 扩频通信就其调制方式而言，与传统的数据通信没有什么差别，也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速发展的QAM，不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节，把待传送符号用特征码进行扩展，扩展后的符号称为码片；在接收端同样增加了一个解扩处理的环节，将N个码片恢复为一个符号。这即是扩频通信的基本原理。扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码－伪随机序列（PN CODE）带来的。伪随机码具有双值自相关特性，它保证了同步相关操作获得的输出远大于非同步相关的输出值。这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此之间的干扰。这即是通常所说的扩频抗多径原理。同时，相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰，如一般的工业噪声、环境噪声等等。特别值得一提的是，由于解扩处理是对N 个码片的能量进行累加，因此，可以允许接收的信号电平在噪声以下，只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。这一性能使得扩频通
沈阳理工大学 毕业设计（论文）成绩评定 学生姓名：专业：通信工程学号： 题目：直接序列扩频通信仿真实现 毕业设计（论文）答辩委员会（小组）评语： 答辩评分：答辩委员会主任（组长）（签字）：年月日 毕业设计（论文）成绩 毕业设计（论文）总评成绩（等级）： 答辩委员会主任（签字）： 年月日
毕业设计（论文）评语
毕业设计（论文）任务书
学生毕业设计档案 *注：阶段成绩分A、B、C三级：A为全面完成任务、B为完成任务、C为完成
摘要 直接序列扩频通信系统因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分多址（CDMA）、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，在个人通信网、无线局域网、第三代移动通信、卫星通信以及军事战术通信等领域得到广泛应用。 本文以扩频通信理论为基础，用MATLAB工具箱中的Simulink通信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了仿真分析，在给定条件下运行了仿真程序，得到了预期的结果。本文具体介绍了扩频通信的国内外发展背景和发展趋势，阐明了扩频通信在当今社会的重要性，扩频通信是70年代中期迅速发展起来的一种新型的通信系统，它抗干扰能力、抗衰落能力、抗多径的能力是上述其它通信系统无与伦比的。根据扩频通信的特点和原理，对扩频通信进行具体分析如扩频同步，扩频码序列，扩频增益和抗干扰容限等相关问题进行了具体研究，同时介绍了扩频通信在各个领域的应用，说明了其重要性所在。 关键词：扩频通信；同步；调制；Simulink仿真；解调
Abstract The direct sequence spread spectrum communication system is widely used in various areas, such as personal communication, networks, wireless local area network, the third generation mobile communications, satellite communications and military tactical communications, because of its many advantages: strong anti-interference, good for hiding, easy to implement code division multiple access (CDMA), anti-multipath interference, and higher DSSS communication rate. Based on spread spectrum communication theory, By using Simulink, and MATLAB function,the direct sequence spread frequency communication was simulated, and under the given conditions, the simulation program running the expected results. The article specifically on the spread-spectrum communications background and the development of domestic and international development trends, clarify the spread spectrum communication in today's society of the importance of spread spectrum communication is the mid-1970s up to the rapid development of a new type of communications system, and its anti-interference capability, Anti-Fading capacity, multi-path resistance is the ability of these other communication systems incomparable. According to spread-spectrum communications features and principles of spread spectrum communications for a specific analysis such as spread spectrum synchronization, the spreading code sequences, Spreading Gain and interference tolerance, and other issues related to the specific research, Meanwhile on the spread spectrum communication in various fields of application, shows its importance lies. Finally, based on the simulation software MATLAB Simulink tools for dynamic simulation, come out with a complete simulation results, using Simulink summed up the basic methods and steps. Keywords: Spread spectrum communication; Synchronization; Modulation; Simulink; Demodulation
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41.步进电动机竹竿舞健身娱乐器材 42.单片机控制步进电机毕业设计论文 43.单片机汽车倒车测距仪 44.基于单片机的自行车测速系统设计 45.水电站电气一次及发电机保护 46.基于单片机的数字显示温度系统毕业设计论文 47.语音电子门锁设计与实现 48.工厂总降压变电所设计-毕业论文 49.单片机无线抢答器设计 50.基于单片机控制直流电机调速系统毕业设计论文 51.单片机串行通信发射部分毕业设计论文 52.基于VHDL语言PLD设计的出租车计费系统毕业设计论文 53.超声波测距仪毕业设计论文 54.单片机控制的数控电流源毕业设计论文 55.声控报警器毕业设计论文 56.基于单片机的锁相频率合成器毕业设计论文 57.基于Multism/protel的数字抢答器 58.单片机智能火灾报警器毕业设计论 59.无线多路遥控发射接收系统设计毕业论文 60.单片机对玩具小车的智能控制毕业设计论文 61.数字频率计毕业设计论文 62.基于单片机控制的电机交流调速毕业设计论文
扩频技术在CDMA中的应用研究 摘要：本文对CDMA扩频技术原理和扩频方法以及对CDMA通信技术的发展作了简单介绍，然后结合ＣＤＭＡ通信的技术特点对ＣＤＭＡ的基础技术即扩频技术做了具体的比较介绍和说明，并对其中的直接序列扩频技术进行了分析。 关键词：码分多址(ＣＤＭＡ) 扩频技术直接扩频伪随机序列
The Application Of Spread Spectrum Technique In CDMA Liu Dandan (Dept. of Computer and Information Science, Southwest Forestry College, Kunming, Y unnan, 650224, China) Abstract: Briefly introduces the principle of CDMA spetrum spread technique and different types of spectrum spread, and current developing situation of CDMA Communication. Then it introduces and discusses the spread spectrum technique, the basic technology in the CDMA, and finally, it analyses the direct sequence frequency-extending technology. Keywords：CDMA, Spread Spectrum, Direct Sequence Frequency-extending, Pseudo Random Sequence
扩频通信系统的MATLAB仿真 摘要 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。本文详细阐述了扩展频谱通信的理论基础和实现方法，并通过Matlab对直扩通信系统进行了仿真，并对各基本模块进行设计和仿真。此外，在给定仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。同时，利用建立的仿真系统，通过对比一般通信系统和基本扩频通信系统的仿真，研究了扩频通信系统抑制信道干扰和码间干扰的性能，结果表明，扩频通信系统确实能很好的提高通信系统的可靠性。 关键词：直扩通信；Matlab；Simulink；仿真
Spread spectrum communication system simulation with MATLAB Abstract . Spread spectrum communication, namely the spread spectrum communication (Spread Spectrum Communication), optical fiber communication and satellite communication is together known as the three high-tech communication transmission mode in the information age. This paper expounds the theoretical foundation and realization method of the spread spectrum communication. By the Matlab simulation platform, spread spectrum communication system is simulated, and each basic is designed and simulated as well. In addition, in a given simulation conditions, running the simulation program obtained the expected simulation results. At the same time, using the simulation system, by comparing the general communication system and the basic spread spectrum communication system simulation, studied the spread spectrum communication system to suppress channel interference and inter-symbol interference performance. The results showed that the spread spectrum communication system does good to improve the reliability of communication system. Key words: DSSS communication; Matlab ; Simulink ;Simulation
扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。 这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的： 一是信息的频谱扩展后形成宽带传输； 二是相关处理后恢复成窄带信息数据。 正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点： 抗干扰 抗噪音 抗多径衰落 具有保密性 功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率 可多址复用和任意选址 高精度测量等 正是由于扩频通信技术具有上述优点，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、报警等系统中。 2.1 扩展频谱通信的定义 所谓扩展频谱通信，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”。
这一定义包含了以下三方面的意思： 一、信号的频谱被展宽了。 我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。 例如人类的语音的信息带宽为300Hz --- 3400Hz，电视图像信息带宽为数MHz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。如用调幅信号来传送语音信息，其带宽为语音信息带宽的两倍；电视广播射频信号带宽也只是其视频信号带宽的一倍多。这些都属于窄带通信。 一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。扩展频谱通信信号带宽与信息带宽之比则高达100 --- 1000，属于宽带通信。 为什么要用这样宽的频带的信号来传输信息呢? 这样岂不太浪费宝贵的频率资源了吗? 二、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。 我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的。例如很窄的脉冲信号，其频谱则很宽。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比。1微秒的脉冲的带宽约为1MHz。因此，如果用限窄的脉冲序列被所传信息调制，则可产生很宽频带的信号。 如下面介绍的直接序列扩频系统就是采用这种方法获得扩频信号。这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。这里需要说明的一点是所采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦载波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。 三、在接收端用相关解调来解扩 正如在一般的窄带通信中，已调信号在接收端都要进行解调来恢复所传的信息。在扩频通信中接收端则用与发送端相同的扩频码序列与收到的扩频信号进行相关解调，恢复所传的信息。换句话说，这种相关解调起到解扩的作用。即把扩展以后的信号又恢复成原来所传的信息。这种在发端把窄带信息扩展成宽带信号，而在收端又将其解扩成窄带信息的处理过程，会带来一系列好处。弄清楚扩频和解扩处理过程的机制，是理解扩频通信本质的关键所在。
毕业论文 基于MATLAB的扩频通信系统仿真
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： - 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日
扩频通信的基本原理 所谓扩展频谱通信，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”。 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带宽（B），其比值称为处理增益（Gp）： 总之，我们用扩展频谱的宽带信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。 一、扩频通信系统的主要优点 ●易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率 ●抗干扰性强，误码率低。扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而接收端又采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。这祥，对于各种干扰信号，因其在收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。 ●保密性好，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，因此说其保密性好。 ●可以实现码分多址。扩频通信提高了抗干扰性能，代价是占用频带宽。但是如果许多用户共用这一宽频带，则可提高频带的利用率。由于在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号，提取出有用信号。这样在这一频带上许多对用户可以同时通话而互不干扰。 ●抗多径干扰。在无线通信中，长期以来，多径干扰始终是一个难以解决的问题之一。在扩频通信中利用扩频码的自相关特性，在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成，都可以起到抗多径干扰的作用。 按照扩展频谱的方式不同，现有的扩频通信系统可以分为以下几种：