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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 。
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。
2．多普勒扩展多普勒扩展描述了无线信道的时变性所引起的接收信号的频谱展宽程度。
当发射机在无线信道上发送一个频率为0f 的单频正弦波时，由于前述的多普勒效应，接收信号的频谱被展宽，将包含频率为0f -d f ～0f +d f 的频谱分量，其中d f 为多普勒频移，这一频谱称为多普勒频谱。
接收信号的多普勒频谱上不等于0的频率范围定义为多普勒扩展，用d B 来表示。
如果所传送的基带信号的带宽s B 远大于d B ，则在接收机中多普勒扩展的影响可忽略，这种信道可看作慢衰落信道。
通常，根据s B 和d B 的关系，我们将无线信道分为慢衰落信道（s B >d B ）和快衰落信道（s B <d B ）。
1.3 多载波技术1.3.1 多载波技术简介近年来受到人们广泛关注的一项宽带传输新技术是以正交频分复用（OFDM ）为代表的多载波传输技术[10 -12]。
多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，这样每个子数据流将具有低得多的比特速率，用这样的低比特率形成的低速率多状态符号再去调制相应的子载波，从而构成多个低速率符号并行发送的传输系统。
OFDM 是多载波传输方案的实现方式之一，在非对称数字用户线（ADSL ）中，OFDM 也被称为离散多音（DMT ）调制。
OFDM 利用逆快速傅立叶变换（IFFT ）和快速傅立叶变换（FFT ）来分别实现调制和解调，是实现复杂度最低、应用最广的一种多载波传输方案。
除了OFDM 方式之外，人们还提出了许多其他的实现多载波调制的方式，如矢量变换方式[13]、基于小波变换的DWMT 方式[14, 15]、采用滤波器组的滤波多音（FMT ）调制方式[16, 17]等，但这些方式与OFDM 相比，实现复杂度相对较高，因而在实际系统中很少采用。
在本文中主要讨论基于OFDM 的多载波传输技术。
与传统的单载波系统和CDMA 系统相比，OFDM 系统的主要优势在于： 1. 可以有效地对抗多径传播所造成的符号间干扰，与其他实现方法相比，多载波系统实现复杂度较低；2. 在变化相对较慢的信道上，多载波系统可以根据每个子载波的信噪比来优化分配每个子载波上传送的信息比特，从而大大提高系统传输信息的容量；3. 多载波系统可以有效对抗窄带干扰，因为这种干扰仅仅影响系统的一小部分子载波；4. 在广播应用中，利用多载波系统可以实现非常具有吸引力的单频网络。
《通信技术综合实验》实验报告基于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C = BL og 2 (1 + N S)b / s（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=nB ，则信道容量C可表示为：1《通信技术综合实验》实验报告C = BLog 2(1+S)b / s n0 B（2-2）由上式可以看出，B、n0、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。
基于Simulink的直接序列扩频通信系统抗干扰的仿真实现王玲【摘要】主要研究了直接序列扩频通信系统( DSSS)的抗干扰能力。
利用Simulink对直接序列扩频通系统的发射机模块和接收机模块进行仿真设计,在高斯信道中加入不同中心频率、幅度的窄带干扰。
通过传输过程中各个波形和频谱变换图,研究直扩系统误码率、信噪比和扩频增益的关系。
当窄带干扰强度超过系统抗干扰容限时,使用自适应滤波器中的LMS(最小均方差)和RLS(最小递推二乘)滤波器来抑制窄带干扰。
仿真结果表明：自适应滤波具有良好放任窄带干扰抑制效果,但RLS算法复杂仿真时间长,LMS收敛速度较慢。
%The visual simulation tool Simulink provided by Matlab is used to build transmitter module and receiver module of DSSS communication system and the narrow-band interference in different carrier fre-quency and amplitude is added to the AWNG channel. The relationship among BER,SNR and spreading gain of DSSS system is researched by means of every waveform and spectrum transformation diagram in the transmission process. When theNarrow -Band Interference overstep the tolerance of the DSSS sys-tem,we can use the adaptive filter such as LMS ( Least Mean Square ) filter and RLS( Recursive Least Square) filter to improve suppressing Narrow-Band Interference. The simulation confirmed that the adap-tive filter has a good effect onNarrow-Band Interference suppression. The RLS filter’ s algorithm is com-plex so its simulation time is long. The LMS filter’ sconvergence speed is slow.【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P21-27)【关键词】直接序列扩频;Simulink;窄带干扰;自适应滤波【作者】王玲【作者单位】中国传媒大学理工学部信息工程学院，北京100024【正文语种】中文【中图分类】TN911.4在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及很宽的使用频带而在军事通信领域中备受青睐。
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。
科技资讯２００９ＮＯ．３１ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ学术论坛Matlab/Simulink仿真实验在扩频通信课程教学中的应用张竞秋(长春理工大学电子信息工程学院吉林长春 130022)摘要:根据扩频通信课程的特点,分析了当前该课程教学存在的问题,提出了采用Matlab/Simulink仿真来弥补实验室实验设备等的不足,并给出了Matlab/Simulink仿真的方法与实例,这是教学改革进程中的有益尝试。
关键词:Matlab/Simulink仿真扩频通信仿真模型中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1672-3791(2009)11(a)-0236-02近年来,扩频技术迅猛发展,扩频通信不仅在军事通信中占有重要地位,在民用通信中也得到了越来越广泛的应用。
《扩展频谱通信》是一门多学科专业交叉渗透的综合课程,它涉及到通信基础理论,对于教授该门课程理论的高校教师来说如何能更充分地表达自己的教学思路,如何更生动形象地开展教学,让学生更形象、更直观地理解所讲授内容历来是探讨的热点,解决上述问题的有效方法是采用计算机仿真技术。
1 Matla/Simulink b仿真在实验教学中的作用1.1Matlab/Simulink仿真与传统实验比较通信系统仿真实质上就是把实验硬件搬进了计算机。
在实物实验系统中,用各种电子元器件制作出通信系统中的理论模型所规定的各个模块,再把它们通过导线或电缆等接在一起,然后再用示波器、频谱议、误码仪等通信仪表做各种测量,最后分析测量结果。
在仿真实验中也是这样做,只不过所有通信模块及通信仪表的功能都是用程序来实现的,即通信系统的全过程在计算机中仿真运行。
仿真实验不像实物实验那样让人感到“真实”,但对于许多通信问题的研究来说的确非常有效。
与实物实验相比,Matlab仿真具有如下一些优点。
(1)Matlab可以仿真许多通信系统,通过改变某些参数来观察通信系统的性能,加深学生对知识的理解,从而可以获得比较好的教学效果。
PINGDINGSHANUNIVERSITY毕业设计题目:基于matlab/simlink的多载波通信系统仿真分析院系:电气信息工程学院专业年级:电子信息工程2010级姓名:学号:指导教师:2014年4月13日原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属平顶山学院。
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如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为平顶山学院。
本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为平顶山学院。
论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：基于matlab/simlink的多载波通信系统仿真分析摘要随着科学技术的发展，在无线通信系统中可靠、高速的传输数据是无线通信技术的重要目标和要求。
OFDM技术能够大幅度的提高无线通信系统的传输速率和信道容量，并能有效地抑制干扰噪声和抵抗多径衰落，有着广阔的发展前景。
SIMULINK是MATLAB软件的扩展，它能够实现动态系统建模和仿真，它的模块库包含了许多不同功能的模块，使得研究者可以更方便地构建结构合理、功能清晰的仿真系统。
本文基于OFDM系统的基本原理，构建了基于SIMULINK的OFDM多载波无线通信系统的仿真平台，完成Simulink了模块设置，确定搭建系统的主要参数，并对主要模块的构建方式进行了说明，并在此平台上对OFDM的子载波信道估计算法、同步算法、调制方式作了比较全面的仿真和性能分析。
V ol.19 N o.2 74 航 天 器 工 程SPA CECR AF T EN GIN EERIN G第19卷 第2期2010年3月基于Simulink 的直接序列扩频通信系统的仿真倪琳娜 赵振岩 于海锋(北京空间飞行器总体设计部,北京 100094)摘 要 卫星通信系统测试扩频信号源需具备自检功能。
文章利用M ATLAB 的可视化工具箱Sim ulink 建立了直扩通信系统的仿真模型,为扩频信号源自检程序设计提供参考。
采用滑动相关捕获算法、单v 值非相干延迟锁定伪码跟踪环,实现了伪码同步。
仿真结果表明,该系统可无误码地恢复发端原始信息。
关键词 卫星通信 直接序列扩频 伪码捕获 伪码跟踪中图分类号:T N914142 文献标志码:A 文章编号:1673-8748(2010)02-0074-07Simulation of Direct Sequence Spread Spectrum C ommunicationSystem Based on SimulinkNI Linna ZH AO Zhenyan YU H aifeng(Beijing Institute of Spacecraft Sy stem Engineering,Beijing 100094,China)Abstract:T he spread spectrum signal source for testing the per for mance o f satellite communica -tion system must have the self -check functio n 1To pro vide the reference mo de to the self -check pro gram .s desig n of spread spectrum signal so urce,the simulation m odel of direct sequence spread spectrum com munication system has been built by using Simulink provided by MA TLAB 1Sliding correlation acquisition schem e and one -v no n -coherent delay -lock tracking lo op are adopt -ed to im plement the synchro nization of PN code 1The result show s that the simulated sy stem can recover the transm itted signal correctly 1Key words:satellite com munication;direct sequence spread spectrum;PN acquisition;PN tr acking收稿日期:2009-09-21;修回日期:2010-02-06作者简介:倪琳娜(1985-),女,中国空间技术研究院空间飞行器设计专业在读研究生。
基于MATLAB/Simulink的扩频通信系统仿真及抗干扰研究邹宁徐松涛牛建兵（空军工程大学工程学院，陕西西安710038）摘要本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，并通过MA TLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信系统进行了仿真，详细讲述了各模块的设计。
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，研究了抑制正弦干扰性能与系统信噪比的关系，结果表明，提高信噪比，系统可以有效抑制正弦信号干扰。
关键词直扩通信；信噪比；误码率；抗干扰1 引言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MA TLAB/Simulink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及其抑制正弦干扰性能进行了仿真，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。
2 扩展频谱技术2.1 理论基础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（1）式中：B为信号带宽；S为信号平均功率；N为噪声功率。
若白噪声的功率谱密度为n0，噪声功率N=n0B ，则信道容量C可表示为（2）由上式可以看出，B 、n0、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。
由Shannon公式可以看出：（1）信道容量C为常数时，带宽B与信噪比S/N可以互换，即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S/N 的要求。
（2）要增加系统的信息传输速率，则要求增加信道容量。
增加信道容量的方法可以通过增加传输信号带宽B，或增加信噪比S/N来实现。
由式（1）可知，B与C成正比，而C与S/N成对数关系，因此，增加B比增加S/N更有效。
2.2 m序列Shannon在证明编码定理的时候，提出了用具有白噪声统计特性的信号来编码。
白噪声是一种随机过程，它的瞬时值服从正态分布，功率谱在很宽的频带内都是均匀的，它有及其优良的相关特性。
但是至今无法实现对白噪声的放大、调制、检测、同步及控制等，而只能用具有类似带限白噪声统计特性的伪随机码来逼近它，并作为扩频系统的扩频码。
m序列是最长线性移位寄存器，是最重要的伪随机序列之一，这种序列易于产生，有优良的自相关特性。
m序列是由移位寄存器加反馈后形成的，其结构如图1所示。
图中αn-1（i=1，2，3，…，r）为移位寄存器中每位寄存器的状态；c i（i=1，2，3，…，r ）为第位寄存器的反馈系数。
当=0时，表示无反馈，将反馈线断开；当c i=1时表示存在反馈，将反馈线连起来。
在此结构中c0=c r=1，c0不能为0，c0为0就不能构成周期性序列，因为c0=0意味着无反馈，为静态移位寄存器。
c r也不能为0，即第r 位寄存器一定要参加反馈，否则，r级的反馈移位寄存器将减化为r-1级的或更低的反馈移位寄存器。
不同的反馈逻辑，即c i（i=1，2，3，…，r-1）取不同的值，将产生不同的移位寄存序列。
图1 反馈移位寄存器结构2.3 直扩系统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。
现以直接序列扩频系统为例说明扩频通信的实现方法。
图2为直接序列扩频系统的原理框图。
图2 直接序列扩频系统原理图由直扩序列扩频系统原理图可以看出，在发射端，信源输出的信号与伪随机码产生器产生的伪随机码进行模2加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，然后再用扩频序列去调制载波，这样得到已扩频调制的射频信号。
在接收端，接收到的扩频信号经高放和混频后，用与发射端同步的伪随机序列对扩频调制信号进行相关解扩，将信号的频带恢复为信息序列的频带，然后进行解调，恢复出所传输的信息。
3 系统仿真模型的建立3.1 Simulink简介MA TLAB最初是Mathworks公司推出的一种数学应用软件，经过多年的发展，开发了包括通信系统在内的多个工具箱，从而成为目前科学研究和工程应用的最流行的软件包之一。
Simulink是MA TLAB中的一种可视化仿真工具，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个集成环境，广泛运用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
它包括一个复杂的接收器、信号源、线性和非线性组件以及连接组建的模块库，用户也可以根据需要定制或者创建自己的模块。
Simulink的主要特点在于使用户可以通过简单的鼠标操作和拷贝等命令建立起直观的系统框图模型，用户可以很随意地改变模型中的参数，并可以马上看到改变参数后的结果，从而达到方便、快捷地建模和仿真的目的。
3.2 模型建立及主要模块设计基于MA TLAB /Simulink所建立的扩频通信系统的仿真模型，能够反映扩频通信系统的动态工作过程，可进行波形观察、频谱分析和性能分析等，同时能根据研究和设计的需要扩展仿真模型，实现以扩频通信为基础的现代通信的模拟仿真，为系统的研究和设计提供强有力的平台。
3.2.1 m序列反馈移位寄存器仿真模型图3为基于MA TLAB/Simulink的产生m序列反馈移位寄存器仿真模型。
图3 m序列产生器实现框图本文利用本原多项式101110001（式中1代表寄存器有反馈，0则代表无反馈）构建产生周期为255的m序列反馈移位寄存器。
单位寄存器（Unit Delay）：将信号进行寄存，在时钟到来时，将寄存的信号传递给下一个寄存器。
逻辑器件（Logical Operator）：将从寄存器反馈的信号进行异或逻辑运算，再传递给第一个寄存器。
零阶采样保持（Zero-Order Hold）：与频谱仪的采样时间保持一致，保证频谱仪可以正常工作。
频谱仪（Spectrum Scope）：可以观察到出入信号的频谱。
返回工作空间（To Workspace）：将产生的二进制m序列返回MA TLAB的工作空间，方便进行类似求相关函数的信号处理。
3.2.2 直接扩频通信系统仿真模型图4为基于MA TLAB/Simulink的直接扩频通信系统仿真模型。
随机整数发生器（Random Integer generator）：仿真系统的信源，随机整数发生器产生二进制随机信号，采样时间、初始状态可自由设置，从而满足扩频通信系统所需信源的要求。
PN序列牛成器模块（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。
通带M-PSK调制器及通带M-PSK解调器（M-PSK Modulator Passband & M-PSK Demodulator Passband）：使用二相相移键控PSK方式进行调制、解调。
调制由正弦载波与双极性扩频码直接相乘实现，采用相干解调法进行解调。
加性高斯白噪声（AWGN Channel）：传输信道为加性高斯自噪声信进。
在加性高斯自噪声信道模块中，可进行信号功率和信噪比的设置。
图4 直接扩频通信系统仿真模型误码仪（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。
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。
3.2.3 直接扩频通信系统在抑制正弦信号干扰的仿真模型通过Monte Carlo仿真，研究直接扩频通信系统在抑制正弦信号干扰方面的问题。
待仿真的系统方框图如图5所示。
图5 用于Monte Carlo仿真的直接扩频系统模型用一个均匀随机数发生器（RNG）产生某个二进制信息符号序列，每个信息比特重复L次，L相应于每个信息比特的PN码片数。
所得到的序列乘以PN序列，然后将高斯白噪声和形式为（3）的正弦干扰加到这个乘积序列上。
解调器完成与PN序列的互相关，并在构成每信息比特的L个信号样本上求和（积分）。
相加器的输出再返馈给检测器，差错计数器计算出由检测器产生的差错数。
4 仿真结果4.1 对产生m序列的仿真图6是对m序列的相关函数的仿真结果图。
因为本文是利用周期为255的m序列进行相关仿真，所以可以看到在周期点255处有很强的自相关特性，在其余点处有近似为0的互相管特性。
在实际应用中，我们希望序列的互相管幅度值越小越好。
图7是m序列频谱的仿真结果图。
m序列的相关函数和频谱之间形成一傅里叶变换对。
由于m序列的自相关函数是周期性的，则对应的频谱是离散的，并且对应离散谱包络为函数。
图6 m序列的相关函数特性图7 m序列的频谱图4.2 对直接扩频通信系统的仿真图4中误码仪（Error Rate Calculation）后接的显示器（Display）显示数为0.0061，说明该仿真扩频系统在没有差错控制的情况下，通过E/N（信噪比）为-20dB的传输环境可以达到误码率为0.61%的量级，具有较好的抗干扰性。
图8是图中示波器显示的波形，第一个为随机整数发生器（Random Integer generator）产生的波形，第二个为经过信道、解扩、解调最后产生的波形，从图中可以看出，该扩频系统的误码率很小。
图8 直接扩频通信系统仿真结果图4.3 对直接扩频通信系统在抑制正弦信号干扰的仿真图9为该系统对抑制正弦信号干扰的仿真结果图，对于L=20，可以从图中看到在3种不同的正弦干扰幅值下所得到的结果。
在这些仿真过程中，加性噪声的方差都保持不变，而在每次仿真运行中，所期望的信号电平都加权到能够实现所需的SNR。
图9 不同幅值的正弦干扰下的误码率仿真5 结论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，本文阐述了扩频通信的理论基础和实现方法，利用MA TLAB提供的可视化工具箱Simulink建立了扩频通信系统仿真模型，详细讲述了各模块的设计，并给出了仿真建模中需注意的问题。
