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5.1 直扩系统的组成与原理5.1.1 组成与原理前面已经说过：所谓直接序列(DS)扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端去扩展信号的频谱。
而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
图5－1为直扩系统的组成与原理框图。
图5－1在图5－1(a)中，假定发送的是一个频带限于fin以内的窄带信息。
将此信息在信息调制器中先对某一副载额fo进行调制(例如进行调幅或窄带调频)，得到一中心频率为fo而带宽为2fin的信号，即通常的窄带信号。
一般的窄带通信系统直接将此信号在发射机中对射频进行调制后由天线辐射出去。
但在扩展频谱通信中还需要增加一个扩展频谱的处理过程。
常用的一种扩展频谱的方法就是用一高码率fc的随机码序列对窄带信号进行二相相移键控调制见图5－1(b)中发端波形。
二相相移键控相当于载波抑制的调幅双边带信号。
选择fc ＞＞ fo＞ fin。
这样得到了带宽为2fc的载波抑制进行调制的宽带信号。
这一扩展了频谱的信号再送到发射机中去对射频fT后由天线辐射出去。
信号在射频信道传输过程中必然受到各种外来信号的干扰。
因此，在收端，进入接收机的除有用信号外还存在干扰信号。
假定干扰为功率较强输的窄带信号，宽带有用信号与干扰信号同时经变频至中心频率为中频fI 出。
不言而喻，对这一中频宽带信号必须进行解扩处理才能进行信息解调。
解扩实际上就是扩频的反变换，通常也是用与发端相同的调制器，并用与发端完全相同的伪随机码序列对收到的宽带信号再一次进行二相相移键控。
从图5－1(b)中收端波形可以看出，再一次的相移键控正好把扩频信号恢复成相移键控前的原始信号。
从频谱上看则表现为宽带信号被解扩压缩还原成窄带信号。
这一窄带信号经中频窄带滤波器后至信息解调器再恢复成原始信息。
但是对于进入接收机的变窄带干扰信号，在收端调制器中同样也受到伪随机码的双相相移键控调制，它反而使窄带干扰变成宽度干扰信号。
由于干扰信号频谱的扩展，经过中频窄带通滤波作用，只允许通带内的干扰通过，使干扰功率大为减少。
直接序列扩频系统的SIMULINK建模与仿真一．直接扩频发射机系统设数据传输率为100 bps，扩频码片速率为2000chip/s，采用m序列作为扩频序列，以BPSK为调制方式。
试建立扩频系统仿真模型并仿真观察其数据波形、扩频输出波形以及扩频调制输出的频谱。
仿真模型如图5-1所示。
Bernoulli Binary Generator用于产生数据流，其采样时间设置为0.01s，这样输出的数据速率为100bps。
PN Sequence Generator用于产生伪随机扩频序列，其采样时间设置为0.0005s，这样输出的码片速率为2000chip/s。
为了使扩频模块（乘法器）上的数据采样速率相同，需要对数据流进行升速率处理。
Unipolar yo Bipolar Converter用于完成数据和扩频序列的双极性变换。
乘法器输出就是扩频输出，其码速率等于采样速率，即每个采样点代表一个码片。
扩频输出信号以BPSK方式进行调制。
模型中采用了调制的等效低通模型来实现，调制输出信号是复信号，采样率为2000次/s。
调制也可采用通带模型来实现。
为了使频谱观察范围达到4kHz，需要被观察信号的采样率达到8000次/s，为此，以升速率模块配合采样保持模块将调制输出信号采样率提高到8000次/s。
图5-1 直接扩频发射机仿真系统模型仿真执行后，两个频谱仪将分别显示扩频前后的信号频谱，采用BPSK调制的等效低通模型时，调制前后的功率频谱相同，如图5-2所示。
可见，数据信号的带宽约100Hz，其功率峰值约为20dB处，而扩频输出信号带宽展宽了20倍，为2kHz，而功率峰值下降到约7dB处。
仿真输出的时域波形结果如图5-3所示，图中显示了数据流、PN序列以及扩频输出信号的波形，当数据为+1时，扩频输出就是对应的PN序列，当数据为-1时，扩频输出是PN序列的反相结果。
图5-2 直接扩频发射机扩频前后的信号频谱仿真结果分析：图5-2分别为扩频之前与扩频之后的频谱图，由图可知，数据信号的带宽约100Hz，其功率峰值约为20dB处，而扩频输出信号带宽展宽了20倍，为2kHz，而功率峰值下降到约7dB处。
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频通信系统是一种常用于无线通信中的传输技术，可用于提高通信质量和抗干扰能力。
其基本原理是将原始信号乘以一个扩频码序列，使得信号的带宽变宽，从而提高信号的抗干扰能力。
本文将对直接序列扩频通信系统进行仿真设计，包括系统结构、信号处理和性能评估等方面。
一、系统结构设计1.发送端设计发送端主要包括原始信号处理和扩频处理两个模块。
原始信号处理模块用于将待传输的信息编码成数字信号，可以采用各种调制技术（如二进制调制）；扩频处理模块将原始信号乘以扩频码序列，以实现信号的扩频。
2.接收端设计接收端主要包括解扩和信号恢复两个模块。
解扩模块对接收到的信号进行解扩，即将信号除以扩频码序列；信号恢复模块对解扩后的信号进行滤波和解调，最终得到原始信号。
二、信号处理设计信号处理是直接序列扩频通信系统中的关键环节，对其性能和抗干扰能力起着决定性作用。
下面将详细介绍信号处理的设计。
1.扩频码序列设计扩频码序列的设计非常重要，它直接影响到扩频通信系统的性能。
常用的扩频码序列有伪随机码（PN码）和正交码等，可以通过Matlab等工具进行生成和优化。
2.扩频处理设计扩频处理是将原始信号与扩频码序列进行乘积运算的过程。
可以采用数字乘法器或卷积器等方式实现，具体实现方式需要根据实际情况确定。
3.解扩和信号恢复设计解扩和信号恢复是接收端的重要环节，其中解扩模块用于将接收到的信号除以扩频码序列，信号恢复模块用于对解扩后的信号进行滤波和解调。
滤波器可以采用低通滤波器，解调方式可以根据信号特点选取。
三、性能评估设计对于直接序列扩频通信系统的性能评估，一般需要考虑以下几个方面：1.误码率评估误码率是衡量通信系统性能的重要参数。
可以通过对接收到的信号进行解码和比对的方式来评估误码率，并与理论值进行比较。
2.抗干扰性能评估扩频通信系统的抗干扰能力是其核心优势之一、可以通过仿真添加干扰信号，并比较接收到的信号与原始信号的相关性来评估抗干扰性能。
基于m序列的直接序列扩频扩频通信实验实验名称：基于m序列的直接序列扩频专业班级：通信111501班学⽣姓名：穆琦沈傲⽴孙琳王瑞学熊晓倩学号：指导教师：郑秀萍时间：1 需求分析在通信发射端将载波信号展宽到较宽的频段上;在接收端,⽤同样的扩频码序列进⾏解扩和解调,把展宽的信号还原成原始信息.通过扩展频谱的相关处理,⼤⼤降低了频谱的平均能量密度,可在负信噪⽐条件下⼯作,获得了⾼处理增益,从⽽降低了被截获和检测的概率,避免了⼲扰影响.通过仿真模型结果分析抗噪声性能结果。
2 概要设计扩频通信系统分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统和混合式扩频系统。
直接序列扩频系统，⼜称“平均”系统或伪噪声系统，就是采⽤⾼码率的扩频码序列PN 码(伪随机码),在发送端与编码数据信号进⾏模2 加,产⽣⼀扩频序列,这⼀码序列由于码元很窄,占⽤了很宽的频带,达到扩频的⽬的,然后⽤扩频序列去调制载波并予以传输。
在接收端接收到的扩频信号经⾼频放⼤混频之后,⽤与发端相同且同步的伪随机码对扩频信号进⾏相关解扩,由于收发端伪随机码的相关系数为1,故可以完全恢复所传的信息,⽽⼲扰和噪声由于与接收机伪随机码不相关,在相关解调时⼤⼤降低进⼊信号通频带内的⼲扰。
它是⽬前应⽤较⼴泛的⼀种扩展频谱系统。
在国外已获得成功的空间探测器“喷⽓推进实验室（JPL）测距技术”就是⼀种直接序列调制，TATS-1 军⽤卫星中的扩展频谱多址(SSMA)系统等都使⽤DSSS。
直接序列扩频系统的接收⼀般采⽤相关接收，并分成两步，即解扩和解调。
在接收端，接收信号经过数控振荡器放⼤混频后，⽤与发射端相同且同步的由M 序列发⽣器产⽣的伪随机码对中频信号进⾏相关解扩，把扩频信号恢复成窄带信号，然后再由基带滤波器进⾏解调，最后恢复出原始信息序列。
扩频与解扩过程中,利⽤PN序列⽣成器模块( PN Sequence Generator ) ,产⽣6级、传输速率500b/s的PN伪随机序列来达到扩频和多址接⼊效果,这⾥扩频增益为50倍.扩频的运算是信息流与PN码相乘或模⼆加的过程.解扩的过程与扩频过程完全相同,即将接收的信号⽤PN码进⾏第⼆次扩频处理.要求使⽤的PN码与发送端扩频⽤PN 码不仅码字相同,⽽且相位相同.否则会使有⽤信号⾃⾝相互抵消.解扩处理将信号压缩到信号频带内,由宽带信号恢复为窄带信号.同时将⼲扰信号扩展,降低⼲扰信号的谱密度,使之进⼊到信息频带内的功率下降,从⽽使系统获得处理增益,提⾼系统的抗⼲扰能⼒.调制与解调使⽤⼆相相移键控PSK⽅式.为了⽅便分析, 我们可对系统作如下假设: 系统各⽤户同步;系统各⽤户功率相同;仅考虑系统MAI和⽩噪声⼲扰引起的误码, 忽略信号传输、调制解调过程中的误码。
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是一种广泛应用于无线通信领域的通信技术，它通过将原始信号与伪随机噪声序列进行逐位相乘，从而将信号的带宽扩展到噪声频谱的宽度，从而实现抗干扰和保密性能的显著提高。
本文将通过仿真设计一个直接序列扩频通信系统，详细介绍其工作原理和仿真过程。
直接序列扩频通信系统由发送端和接收端组成。
在发送端，原始信号经过码片发生器生成伪随机噪声序列，并与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
扩频信号经过调制器进行调制，然后经过发射机发送到接收端。
在接收端，接收到的信号经过解调器进行解调，然后通过相关器与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
首先，需要设计码片发生器。
伪随机噪声序列在直接序列扩频通信系统中起到关键作用，它决定了信号的扩展带宽和抗干扰性能。
常用的伪随机噪声序列有伪随机码生成器（PN码）和高斯白噪声序列（AWGN）。
在仿真中，可以选择PN码作为伪随机噪声序列。
PN码的生成方式有很多，其中最常见的是使用移位寄存器和反馈电路生成的线性反馈移位寄存器（LFSR）。
其次，需要设计调制器和解调器。
在直接序列扩频通信系统中，常用的调制方式有二进制相移键控（BPSK）和四进制相移键控（QPSK）。
在仿真中，可以选择BPSK作为调制方式。
解调器与调制器相反，将接收到的扩频信号与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
最后，需要设计发射机和接收机。
发射机通过电路将调制后的扩频信号发射出去，接收机将接收到的信号通过电路进行放大和解调处理，从而得到原始信号。
在仿真中，可以使用MATLAB等仿真软件来实现直接序列扩频通信系统。
首先，定义参数包括信号的比特率、码片周期、发射功率等。
然后，生成随机的原始信号数据。
接下来，根据参数生成伪随机噪声序列。
将伪随机噪声序列与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
通过调制器进行调制，得到调制后的信号。
在接收端，通过解调器解调接收到的信号，得到解调后的扩频信号。
直接序列扩频通信系统仿真设计摘要：利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真，并对仿真结果做了详细的讲解分析。
先对直接序列扩频系统原理进行介绍，然后基于Simulink 的发射机和接收机的仿真，同时对直接序列扩频系统的抗干扰能力与直接序列扩频系统的同步方法进行了相关仿真，最后在该系统中加入特定的干扰，进行测试，研究整个系统的抗干扰性能。
关键词：通信系统；直接序列扩频；调制解调保密通信目录第一章绪论 11.1课题背景及意义 11.2 Simulink的简介 1第二章直接序列扩频通信原理 32.1扩频通信概念及分类 32.2直接序列扩频定义 32.3直接序列扩频的基本原理 32.4 直扩系统的性能分析 52.4.1 直扩系统的抗干扰性 52.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能 6第三章基于Simulink的发射机的仿真 73.1直接序列扩频通信系统发射机的设计 73.2基于Simulink的发射机的仿真 83.3基于Simulink的接收机仿真设计 12第四章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 17第五章 CDMA系统仿真设计 21第4章实验心得 27参考书目 28第一章绪论1.1课题背景及意义扩展频谱通信是建立在Claude E．Shannon的信息论基础之上的一种新型的通信体制。
由于扩频通信体制具有抗干扰能力强、截获率低、码分多址、信号隐蔽、测距和易于组网等一系列优点，自从问世之后便引起了世界各国的极大关注，并率先应用在军事通信中。
随着近年来大规模、超大规模集成电路和微处理器技的广泛应用，以及一些新型器件的应用，扩频技术的应用形成了新的高潮。
事实上，扩频通信已成为电子对抗环境下提高通信设备抗干扰能力的最有效的手段，并在近十几年来爆发的几场现代化战争中发挥了巨大的威力。
随着CDMA扩频通信技术在民用通信中的深入应用和不断渗透，以及在卫星通信、深空通信、武器制导、GPS全球定位系统和跳频通信等民用和国防民事通信的强烈需求下，扩谱通信的地位越来越重要了。
《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。
直接序列扩频系统的SIMULINK仿真—通信工程课程设计移动通信课程设计报告题目直接序列扩频系统的 SIMULINK仿真学院电子信息工程学院专业通信工程学生姓名学号年级指导教师职称讲师二〇一四年一月三日直接序列扩频系统的SIMULINK仿真摘要:本文介绍了直接序列扩频通信技术，利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真，并对仿真结果做了详细的讲解分析。
同时为了方便理解也对其原理进行了相关的说明，做到每个环节每个步骤都透彻明了。
本文也做了基于Simulink的发射机的仿真， Simulink的接收机的仿真，也介绍了在加入干扰后扩频通信仿真。
读者可以通过对本文的阅读对直接序列扩频的相关原理有一定的了解，同时也会了解到直接序列扩频系统的各种应用其中最重要的是可以用来抗干扰，从而提高通信性能。
关键字: 扩频通信;SIMULINK;直接序列扩频目录第1章绪论 (1)1.1 扩频通信的应用及仿真的意义 (1)1.2 扩频通信的背景 (1)1.4 扩频通信主要特点 .................................. 2 第2章MATLAB/SIMULINK简介 . (4)2.1 Matlab的简介 (4)2.2 Simulink的简介 .................................... 4 第3章直接序列扩频的原理 .. (7)3.1 扩频通信的定义 (7)3.2 扩频通信的分类 (7)3.3 直接序列扩频的定义与原理 (7)3.4 直接序列扩频通信技术特点: ....................... 10 第4章基于Simulink的发射机的仿真设计 (13)4.1 直接序列扩频通信系统发射机的设计 (13)4.2 直接序列扩频通信系统接收机的设计 ................. 14 第5章仿真的系统与结果 (17)5.1 基于Simulink的发射机的仿真 (17)5.2 基于Simulink的接收机的仿真 (19)5.3 直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 (23)第6章结束语 (27)I参考文献 (29)II成都学院(成都大学)课程设计报告第1章绪论1.1 扩频通信的应用及仿真的意义目前，我国电网中应用的通信方式主要有明线、电力线载波、电缆和新兴起的一点多址微波等。
扩展频谱（Spread Spectrum，SS）技术最初是为军用目的而开发出来的，应用于军事导航和通信系统中。
出于提高通信系统抗干扰性能的需要，扩频技术的研究得以广泛开展，使得一些民用领域也从扩频技术的独特性质中受益。
本章将概括性地描述扩频技术的基本概念、理论基础、系统组成及性能；介绍扩频系统的优点与应用。
以此阐明直接序列扩频系统（DS—SS）发射机的设计与实现的重要意义。
1.1 扩频的概念扩展频谱通信系统（Spread Spectrum Communication System）是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数（Spreading Function）扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，接收端再利用相应手段将其解扩，从而获取传输信息的通信系统。
为此，扩频函数（信号）必须满足以下的特性：扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号；它的带宽远大于欲传输信息（数据）带宽；具有类似于噪声的随机特性等。
由于扩频信号的上述特性，扩频系统具有许多的优点：（1）扩频信号的不可预测性，使得扩频系统具有很高的抗干扰（anti-jam，AJ）能力。
因为干扰者难以通过观测实施干扰，而只能采用发射大功率宽带的干扰信号进行干扰。
（2）扩频信号的功率相当均匀地被分布在很宽的频率范围，以致被传输信号功率密度很低，侦察接收机难以检测。
因此，扩频系统具有低截获概率性（Low Probability of Intercept，LPI），即信号有很好的隐蔽性。
（3）通过对宽带扩频信号的相关检测，可以使扩频系统具有很高的距离鉴别力，可用于测距。
（4）扩频通信系统具有良好的码分多址（CDMA）能力，对不同的用户使用不同的码，使得旁人无法窃听，因而具有高的保密性，可用于多址通信中。
1.2 扩频技术的应用与分类正因为这种种优点，扩频技术得到了迅速的发展，扩频系统也得到了越来越广泛的应用。
在通信、数据传输、信息保密、定位、测距和多址技术等方面，显示了它极强的生命力。
一、实验目的1.理解直接序列扩频系统基本原理和工作特点。
2.研究直接序列扩频频率扩展特点。
3.研究直接序列扩频系统抗干扰性能。
4.研究直接序列扩频系统中PN码的作用。
5.利用MATLAB中的仿真工具模拟直接序列扩频系统。
二、实验原理直接序列扩频系统（DS）又称为直接序列调制系统或伪噪声系统（PN系统），简称直扩系统，是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。
直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机（PN）序列扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接受到的扩频信号进行相关处理，恢复出原来的信息。
感染信号由于与伪随机序列不相关，在接收端被扩展，使落入信号频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了系统的输出信噪（干）比，达到抗干扰的目的。
三、实验系统组成及工作原理1.直扩系统组成框图上图为直扩系统组成原理框图。
由信源输出的信号a(t)，和伪随机码产生的伪随机码c(t)进行摸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，这样就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，用与发端同步的伪随机序列对中频的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a(t)的频带，即为中频调制信号。
然后再进行解调，恢复出所传输的信息a(t)，从而完成信息的传输。
2.直扩系统的信号分析信号源产生的信号为信息流，码元速率，码元宽度，＝1/ ，则为式中：为信息码，以概率P取＋1和以概率1-P取-1，为门函数。
即伪随机序列产生器产生的伪随机序列,速率为，每一伪随机码元宽度为，＝1/ 则。
式中：为伪随机码码元，取值＋1或－1；为门函数，定义与相似。
扩频过程实质上是信息流与伪随机序列的模2加或相乘的过程。
伪随机码速率比信息速率大得多，所以扩展后的序列的速率仍为伪随机码速率。
扩展的序列为式中：用此扩展后的序列去调制载波，将信号搬移到载频上去。
用于直扩系统的调制，原则上将大多数数字调制方式均可，但应视具体情况，根据系统的性能要求来确定，用地较多的调制方式有BPSK，MSK，QPSK，TFM等。
玉溪师范学院信息技术工程学院工程设计开发训练报告题目：直接序列扩频通信系统姓名：王XX学号：2009XXXXX专业：通信工程班级：09级通信XX班指导教师:XXXX时间: 2012年12月17日－2012年12月 25日目录一、课题内容 (2)二、设计目的 (2)三、设计要求 (2)四、实验条件 (2)五、系统设计 (2)1. 概念 (3)2. 理论基础 (3)3. 直接扩频通信系统组成及原理图 (4)4. 扩频通信系统的研究的意义 (5)5. 直接序列扩频通信技术特点 (20)六、系统仿真模型的建立 (8)七、详细设计和编码 (10)1. 设计方案 (11)2. 编程工具的选择本次仿真使用Matlab (12)3.设计步骤 (13)4. 运行结果及分析 (13)5. 直接序列扩频通信系统使用缺陷 (15)八、结论和设计心得 (15)八、参考文献 (17)一、课题内容直接序列扩频通信系统二进制随机信号+PN码扩频+M-PSK调制+加性高斯白噪声信道+解扩+M-PSK解调+误码率测试+信宿二、设计目的1.综合使用《Matlab编程和系统仿真》、《信号和系统》、《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.培养学生系统设计和系统开发的思想；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、Matlab软件、相关资料、网络五、系统设计直接序列扩频通信系统（1）概念直接序列扩频，就是在发送端直接使用高码率的扩频序列码去扩展待传信号的频谱，同时在接收端使用相同的扩频序列码进行解调，把接收到的以扩信号还原成原始的信号。
基于FPGA直接序列扩频系统的设计张波涛;赵榉云;李剑;姚金杰【摘要】General wireless communication system has many has many shortcomings,for example the poor ability of anti-interference,anti-jamming and anti-multipath performance.This paper proposes a direct sequence spread spectrum system based on FPGA.This design uses%针对一般无线通信系统抗干扰、抗噪声以及抗多径性能力差的缺点,提出了一种基于FPGA的直接序列扩频系统设计。
该设计采用63位的pn码作为扩频调制的码序列,在发送端,对信息码进行扩频调制;在接收端,对收到的扩频调制信号进行解扩,增强了系统的抗干扰性和可靠性。
同时在Altera公司的Quartus II软件中,使用硬件描述语言VHDL和原理图相结合的方法进行了电路的设计实现。
通过把电路下载到Altera公司的CycloneIII的EP3C10E144C8N芯片中调试,验证了扩频系统的可行性。
【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2011(024)007【总页数】3页(P27-29)【关键词】扩频;pn码;FPGA【作者】张波涛;赵榉云;李剑;姚金杰【作者单位】中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原030051;中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原030051;中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原030051;中北大学信息探测与处理技术研究所,山西太原030051【正文语种】中文【中图分类】TN914由于扩频通信系统具有抗干扰性好、抗多径衰落能力强，可高精度测量、多址复用等优良特性，多年来得到了迅速发展和广泛应用。
1 直扩系统基本原理直接扩频通信就是在发射端利用高速率扩频序列去扩展信息数据的频谱，包括伪码调制和载波调制这两个过程［1］。
扩频通信技术实现方法的研究和设计——DS直接序列扩频专业：通信工程班级：2002级1班姓名：佟岩引言31扩频通信系统61.1扩展频谱通信的定义6 1.2扩频通信的理论基础 6 1.3扩频通信的主要性能指标8 1.4扩频通信的主要特点10 1.5频谱扩展的实现和直接序列扩频13 1.6扩频系统需要满足以下几个条件17 1.7扩频通信特征172直序扩频通信系统18 2.1直序扩频通信系统框图18 2.2直接序列扩频信号的产生原理18 2.3直接序列扩频原理20 2.4直接序列扩频信号的实现方法21 3用编程来实现直序扩频通信系统23 3.1直接序列扩频系统与PSK调制233.2信号解调243.3差错概率264实验28 4.1 Monte Carlo仿真28 4.2 SIMULINK仿真30 结论 36 致谢37参考文献38附录1直扩程序M-文件40 附录2直扩-SIMULINK动态仿真模框图43扩频通信技术(简称扩频通信)是一种新兴的高科技通信技术，具有大容量、抗干扰、低截获功率等特点以及可实现码分多址(CDMA)等优点，在军事和民用通信系统中都得到了广泛的应用，并成为下一代移动通信的技术基础。
在扩频通信系统中，直序扩频的应用最为广泛。
首先介绍扩频通信的基本原理及组成，重点论述了直序扩频通信在通信系统中的使用。
MATLAB因具有强大的数学计算、算法推导、建模仿真和图形绘制等功能而广泛应用于各领域，本文利用MATLAB的M语言进行编程、仿真，从而对CDMA无线通信系统的性能进行了分析。
在此基础上，通过实例介绍了建立系统仿真模型的方法。
利用MATLAB 软件对CDMA无线通信系统的性能进行了分析。
可见利用MATLAB/SIMULINK进行系统仿真简单、方便、形象、具体，是系统仿真较好软件之一。
关键词：直序扩频通信系统；PN序列产生器；误码率；仿真；MATLAB；干扰Spread spectrum communication is a sort of new high-tech communication technique, it has a number of internal advantages, such as large capacity, interference immunity, low probability of intercept, code division multiple access(CDMA)etc ,which make it get broad applications in civilian as well as military environments ,and become the technical groundwork of next generation mobile communications, Direct sequencing spread-spectrum was widely used. This paper introduces fundamental and constitutes of spectrum communication.Second it emphasizes elaborating spread-spectrum’s technique in the application of system.MATLAB has been using in a variety of fields as its powerful and universal functions on mathematics calculation, algorithm interference , modeling and simulation, graphic structure, etc, w e are making use of MATLAB’s M language to design program and to make simulation on error rate performance and then to analyze the performance on CDMA wireless communication system .On this basis, the method to build system simulation model is introduced with a simple example. Meanwhile a spreading-spectrum communication system is built to simulate it and prove its validity. Obviously, to simulate with MATLAB/SIMULINK is simple, convenient, visualized, special, which is one of the best simulation software.人类社会进入到了信息社会，通信现代化是人类社会进入信息时代的重要标志。
怎样在恶劣的环境条件下保证通信有效地、准确地、迅速地进行，是当今通信工作者所面临的一大课题。
扩展频谱通信是现代通信系统中的一种新]1[兴的通信方式，其较强的抗干扰、抗衰落和抗多径性能以及频谱利用率高、多址通信等诸多优点越来越多的为人们所认识，并被广泛的应用于军事通信和民用通信的各个领域，从而推动了通信事业的迅速发展。
扩频通信，即(Spread Spectrum Communication)扩展频谱通信，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。
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：首先，信息在频谱扩展后形成宽带传输；其次，相关处理后恢复成窄带信息数据。
在扩展频谱系统中，伪随机序列起着很重要的作用。
在直扩系统中，用伪随机序列将传输信息扩展，在接收时又用它将信号压缩，并使干扰信号功率扩散，提高了系统的抗干扰能力；伪随机序列性能的好坏直接关系到整个系统性能的好坏，是一个至关重要的问题。
扩频信号的接收一般分为两步进行，即解扩与解调，这是关系到系统性能优劣的关键。
解扩是在伪随机码同步的情况下，通过对接收信号的相关处理从而获得处理增益，提高解跳器输入端的信噪比，使系统的误码性能得以改善。
解扩与解调的顺序一般是不能颠倒的，通常是先进行解扩后再进行解调，这是因为在未解扩之前的信噪比是很低的，一般的解调方法很难实现。
正是由于这些技术的应用，使扩频通信有如下的优点：①具有较强的抗干扰能力。
这种能力的大小与处理增益成正比。
②具有很强的隐蔽性和抗窃听的能力。
扩频信号的谱密度很低，可使信号淹没在噪声之中。
③具有选址能力，可实现码分多址。
扩频系统本来就是一种码分多址通信系统。
④抗衰落，特别是抗频率选择性好。
直序信号的频谱很宽，一小部分衰落对整个信号的影响不大。
⑤抗多径干扰。
利用伪随机码的相关特性，只要多径时延超过伪随机码的一个切谱，通过相关处理后可消除这种干扰影响。
⑥高精度测量等。
利用直扩系统伪随机码的相关特性，可完成精度很高的测距和定位。
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。
1 扩频通信系统1.1 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]2[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：⑴信号的频谱被展宽了。
⑵采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。
⑶在接收端用相关解调来解扩。
1.2 扩频通信的理论基础长期以来，人们总是想法使信号所占领谱尽量的窄，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( F)，其比值称为处理增益Gp。
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1.7 —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，Gp 值一般都在十多倍范围内，统称为“窄带通信”。
而扩频通信的Gp 值，高达数百、上千，称为“宽带通信”。
扩频通信的可行性，是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。
信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为：)/1(2N P WLog C +=(1-1)式中：C --- 信道容量(用传输速率度量)W --- 信号频带宽度P --- 信号功率N --- 白噪声功率式(1-1)说明，在给定的传输速率C 不变的条件下，频带宽度W 和信噪比P ／N 是可以互换的。
即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比P ／N(S ／N)情况下，传输信息。
扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，并由此为扩频通信的应用奠定了基础。
总之，我们用信息带宽的100倍，甚至1000倍以上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。
1.3 扩频通信的主要性能指标处理增益和抗干扰容]3[限是扩频通信系统的两个重要性能指标。
⑴处理增益G 也称扩频增益(Spreading Gain)它定义为频谱扩展前的信息带宽∆F 与频带扩展后的信号带宽W 之比：F WG ∆=/ (1-2)在扩频通信系统中，接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为∆F 的信息，而排除掉宽频带W 中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响。
