直接序列扩频通信系统的误码率仿真

目录摘要 (1)第一章绪论 (1)第二章扩展频谱基本原理 (2)第三章直接序列扩频基本模型 (5)第四章MATLAB对直接扩频系统的仿真 (10)码产生模块 (10).数据产生模块 (11)．扩频解扩模块 (12)．调制与解调模块 (14)调制在时域上是将信号与载波进行相乘，在频域上是将信号频谱进行搬移，搬到以载波频率为频域中心的频域轴上。

在这个系统中我采用的是QPSK调制解调方式,考虑到以后的仿真运算量等情况，系统的载波频率设为扩频码的频率，即扩频码的长度，这即是刚把扩频信号的频谱进行了搬移，其过程如下文所述。

(14)．相关模块 (15). 计算误码率模块 (15)第五章扩频系统抗干扰的研究 (17)白噪声干扰及其理论说明 (17)．扫频干扰的仿真 (24)．多频干扰 (35)．单频干扰 (40)摘要本文首先从香农定理分析，得到了无误差传输系统中信噪比和带宽是可以互换的。

接着介绍了扩频通信的几种方式，并把讨论的重点放在了直接序列扩频系统，还介绍了用QPSK调制方式对扩频信号进行调制。

本文用MATLAB对直接序列扩频系统进行了仿真，文中对所仿真的各个模块进行了叙述。

在对直接序列扩频系统进行分析时，用了不同形式的干扰测试了系统性能，这些方式中重点分析了白噪声干扰和扫频干扰。

并从仿真数据和理论上证实，直扩系统不能对白噪声干扰进行有效的抵抗。

在扫频干扰时，分别从连续扫频干扰方式和间断扫频干扰方式两个方面进行了分析仿真，并得出，对于一些扩频码，扫频干扰强于白噪声干扰，提出了以基带为干扰带宽的间断干扰方式的一种干扰形式，这种干扰形式的干扰效果强于其它干扰。

最后还做了多频干扰，单频干扰。

本文的关键词：直接序列扩频白噪声干扰扫频干扰多频干扰AbstractAccording to Shanon Theory, we got the inclusion that SNR and bandwidth can be offset mutually in the inerrant channel. signal should be widen. Then the conception of spread spectrum was produced. Some spread spectrum modes were introduced and the key point was put on the direct spread spectrum system. Modulating the spread spectrum signal using QPSK mode. Simulating the direct spread spectrum system using MATLAB. The paper depicted the modules need to be simulated in detail. Different noises were used to test the performance of the system, such as white noise and chirp. We can got the inclusion that the direct spread spectrum system can not resist the white noise efficiently. When using chirp, two modes were introduced: continuous mode and discontinuous mode. In some spread spectrum codes, chirp was more fierce than white noise. Multiple-Tone and Single-tone were included also..Keyword: direct spread spectrum system, white noise interfere, chirp, Multiple-Tone.第一章绪论21世纪，是信息技术与生物技术蓬勃发展的世纪，在刚进入这个世纪，一个振奋人心的好消息带给了我们，以大唐代表中国向ITU提交的第三代移动通信（3G）标准TD-SCDMA已经开始了实地测试，这是中国首次提出自己的标准和建议，而这也标志着我们正在进行着第四次科技革命――信息技术革命。

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。

1、生成m序列及m序列性质实验产生7位m序列，频率100Hz，模拟线性反馈移位寄存器序列，原理图如下：clear all;clc;X1=0;X2=0;X3=1;m=350; %重复50遍的7位单极性m序列for i=1:mY3=X3; Y2=X2; Y1=X1;X3=Y2; X2=Y1;X1=xor(Y3,Y1);L(i)=Y1;endfor i=1:mM(i)=1-2*L(i); %将单极性m序列变为双极性m序列endk=1:1:m;figure(1)subplot(3,1,1) %做m序列图stem(k-1,M);axis([0,7,-1,1]);xlabel('k');ylabel('M序列');title('移位寄存器产生的双极性7位M序列') ;subplot(3,1,2)ym=fft(M,4096);magm=abs(ym); %求双极性m序列频谱fm=(1:2048)*200/2048;plot(fm,magm(1:2048)*2/4096);if x_rand(i)>=0.5 %大于等于0.5的取1，小于0.5的取0x(i)=1;a=a+1;else x(i)=0;endendt=0:N-1;figure(2) %做信息码图subplot(2,1,1)stem(t,x);title('扩频前待发送二进制信息序列');tt=0:349;subplot(2,1,2)l=1:7*N;y(l)=0;for i=1:Nk=7*i-6;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);k =k+1;y(k)=x(i);k=k+1;y(k)=x(i);ends(l)=0;for i=1:350 %扩频后，码率变为100/7*7=100Hzs(i)=xor(L(i),y(i));endtt=0:7*N-1;stem(tt,s);axis([0,350,0,1]);title('扩频后的待发送序列码');N=400000;ybb=fft(s_bpskb,N); %无扩频信号BPSK调制频谱magb=abs(ybb);fbb=(1:N/2)*100000/N;subplot(2,1,1)plot(fbb,magb(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);title('扩频前调制信号频谱');xlabel('Hz');subplot(2,1,2)yb=fft(s_bpsk,N); %扩频信号BPSK调制频谱mag=abs(yb);fb=(1:N/2)*100000/N;plot(fb,mag(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);title('扩频后调制信号频谱');xlabel('Hz');title('扩频后经加噪过信道后的信号与原信号时域波形对比'); xlabel('t');axis([0.0675,0.0725,-1.2,1.2]);subplot(2,2,2)ybba=fft(s_bpskba,N); %无扩频调制信号经信道后频谱分析magba=abs(ybba);plot(fbb,magba(1:N/2)*2/N);title('扩频前经信道调制信号频谱');axis([1700,2300,0,0.8]);xlabel('Hz');subplot(2,2,4)yba=fft(s_bpska,N); %扩频调制信号经信道后频谱分析maga=abs(yba);fb=(1:N/2)*100000/N;plot(fb,maga(1:N/2)*2/N);axis([1700,2300,0,0.8]);xlabel('Hz');title('扩频后经信道调制信号频谱');幅，符合高斯白噪声的原理。

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。

直接序列扩频通信系统误码率的仿真分析
高丙坤;阎胜玉;袁静;朴晓光;姚鹏举
【期刊名称】《东北石油大学学报》
【年(卷),期】2002(026)002
【摘要】根据香农定理和柯捷尔尼可夫潜在抗干扰理论,借助MatLab工具箱和Monte Carlo仿真算法,建立了直接序列扩频通信系统仿真模型. 通过分析无干扰时的误码率仿真曲线与理论计算值,证明了所建仿真模型的正确性. 以此为基础,研究了扩频处理增益、正弦干扰信号振幅与误码率的关系,结果表明:在相同信噪比下,处理增益越大,误码率越小,特别是大信噪比时,这种差别尤为明显;而在处理增益不变时,正弦干扰信号振幅增加,误码率则增大.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】高丙坤;阎胜玉;袁静;朴晓光;姚鹏举
【作者单位】大庆石油学院,电气信息工程学院,黑龙江,安达,151400;大庆石油学院,电气信息工程学院,黑龙江,安达,151400;西安电子科技大学,通信工程学院,陕西,西安,710071;大庆石油学院,电气信息工程学院,黑龙江,安达,151400;大庆石油管理局,电力总公司,黑龙江,大庆,163453
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.71
【相关文献】
1.基于MATLAB的直接序列扩频通信系统性能仿真分析研究 [J], 张蕾;郑实勤
2.基于System View的直接序列扩频通信系统仿真分析 [J], 曾令国
3.基于MATLAB的直接序列扩频通信系统性能仿真分析 [J], 史玥
4.基于LabVIEW-USRP的直接序列扩频通信系统仿真实验 [J], 李毅;杨栋;李晓辉
5.基于Simulink的直接序列扩频通信系统仿真研究 [J], 王家明;於维程;何勇;王炜;孙晨
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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。

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。

基于matlab的直接序列扩频通信系统仿真基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真1.实验原理：直接序列扩频（DSSS）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解扩，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。

它是一种数字调制方法，具体说，就是将信源与一定的PN码（伪噪声码）进行摸二加。

例如说在发射端将"1"用11000100110，而将"0"用00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。

这样信源速率就被提高了11倍，同时也使处理增益达到 10DB以上，从而有效地提高了整机倍噪比。

1.1 直扩系统模型直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机码(PN码)扩展到一个很宽的频带上去，在接收端用与发送端相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信号。

对干扰信号而言，与伪随机码不相关，在接收端被扩展，使落入信号通频带内的干扰信号功率大大降低，从而提高了相关的输出信噪比，达到了抗干扰的目的。

直扩系统一般采用频率调制或相位调制的方式来进行数据调制，在码分多址通信中，其调制多采用BPSK、DPSK、QPSK、MPSK 等方式，本实验中采取BPSK方式。

直扩系统的组成如图1所示，与信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流，伪随机码产生器产生伪随机码c(t)，每个伪随机码的码元宽度为Tc (Tc<<Ta)。

将信息码与伪随机码进行相乘或模二加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，这时信息带宽已经被展宽(如图2b)，然后用扩频序列去调制载波，则信号频谱被搬移到射频上(如图2c )。

在接收端，接收到的信号经混频后，用与发射同步的伪随机码对中频信号进行相关解扩，将信号的频带恢复为信息的频带，然后再进行解调，恢复出所传送的信息a(t)。

直接序列扩频通信系统的误码率仿真1．引言扩展频谱通信系统是将基带信号的频谱扩展至很宽的频带上，然后再进行 传输的一种通信系统,即将待传送的信息数据用伪随机编码调制，实现频谱扩展后再传输，接收端则采用同样的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据。

扩频通信的基础理论根据信息论中的shannon 公式）（N S B C /1log 2+= 式中，C 是系统的信道容量，B 是系统信道带宽,N 是噪声功率,S 为信号的功率,S/N 即为信噪比。

Shannon 公式表明了一个系统信道无误差的传输信息的能力与存在于信道中的信噪比以及用于传输信息的系统信道带宽之间的关系。

该公式说明了两个极为重要的概念：一是在一定的信道容量条件下，可以用减少发送信号功率、增加带宽的方法来达到信道容量的要求；另一个是可以采用减少带宽而增加信号功率的方法来达到信道容量的要求。

这也就说明了信道容量可以通过带宽与信噪比的互换来保持不变。

在实际的工程应用中，改变信号的功率并不容易，相比较而言，扩展信号的带宽更容易操作，所以，要提高信道容量，采用增加信号的带宽比提高信号功率的方法要有效的多。

由于扩频通信系统可以在信号功率远低于噪声功率的环境中工作，因此扩 频通信系统具有抗干扰能力强，保密性强等优点，在现在通信领域内的应用越 来越广泛。

2．系统概述本次仿真实验是以MATLAB 为仿真平台，信号是8位双极性二进制信号,由 1和-1组成。

随后对产生的双极性信号进行时域抽样，得到基带信号s ，是一组1024位的信息码。

伪随机序列由mgen 函数产生，共有1024个码元。

对已得到的基带信号进行扩频调制，直接把基带信号S与产生的伪随机序列相乘，得到扩频信号。

然后对已作扩频处理的信号作BPSK 载波调制，得到发射信号。

发射信号通过存在高斯白噪声的信道，到达接到端，接收端首先对信号进行解调，将信号解调到中频段，然后将解调的信号与伪随机信号码作乘法运算，对解调信号进行解扩。

高等教育课程教育研究学法教法研究 43形和文字是广告设计中必要的元素，在长期的历史演变中留下了独特的文化意境。

设计中合理地运用这两种元素，会取得非常良好的视觉效果，更好地向观众传达作品所要表达的意义。

设计师以独特的设计形式展现民族文化的深刻内涵，用文字的底蕴来增加广告中的感染力，展现汉字丰富的美感，这是光该作品中独特的个性。

四、结语综上所述，将我国的传统文化融入到民俗文字符号中去，可以让更多人了解并主动认识我国的传统文化，并得以传承和发扬。

这些民俗艺术文字符号元素的运用，也有着独特的韵味和情感寄托，使得广告更具有文化底蕴，注重人文的情感问题。

同时文字符号更加生动又易于理解又兼具表现张力，广告设计更能让人接受并产生共鸣。

参考文献：[1]唐朝阳.论民俗艺术图形符号在现代广告设计中的应用[J].神州旬刊，2016，11（17）：130-130.[2]陈媛.吉祥符号在现代广告设计中的应用[J].美术教育研究，2017，34（6）：24-26.直接序列扩频通信系统仿真与分析刘馥嘉 孙杜娟 柏 羽（海军大连舰艇学院 辽宁 大连 116000）一、基本原理分析扩展频谱通信技术是一种信息传输方式，又称为扩频通信（Spread Spectrum communication ）[1]。

其中，直接序列扩频（DSSS —Direct Sequence Spread Spectrum ）技术是人们所熟知的扩频技术之一。

扩展频谱通信系统是指待传信息的频谱用某个待定的扩频函数扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，再利用相应手段将其压缩，从而获取传输信息的通信系统[1]。

目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统是直接序列扩展频谱系统。

扩频通信的基本原理：所谓扩频通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占用的频带宽度远远大于所传信息必须的带宽；在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据”。

实验五直接序列扩频系统的建模与仿真一．实验目的1.了解直接序列扩频系统的建模过程2.了解直接序列扩频系统的仿真过程二．实验内容1.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。

2.以扩频发射机为信号源，构建扩频传输和接收系统。

设传输信道为AWGN信道，在信道中加入 300Hz的单频正弦干扰信号，并设扩频接收机的同步系统是理想的。

要求观察信道传输后的信号频谱、解扩后和解调后的信号频谱和波形，并测试传输误码率。

三．实验原理直接序列扩频系统的数据序列是双极性波形，扩频所使用的伪随机序列也是双极性波形，伪随机序列的码元称为码片，码片速率通常是数据速率的整数倍，对于双极性波形而言，扩频过程等价于数据流与伪随机序列相乘的过程，扩频输出序列也是双极性波形，其速率等于码片速率。

扩频序列经过调制后得到调制输出信号送入信道。

由于PN码速率远远高于数据传输速率，所以调制输出信号的频带宽度将远远大于数据波形的带宽。

四．实验要求1.按要求设计仿真参数；2.按计算所得参数建立SIMULINK系统模型；3.设置各模块参数及仿真参数后仿真系统；4.分析仿真结果。

5.撰写实验报告。

五．实验过程及结果【实例5.1】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。

直序扩频通信系统SystemView仿真摘要：扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗干扰能力，并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点，正从军事应用向民用通信发展。

理论分析了直接序列扩频通信系统的原理，并用功能强大的仿真软件SystemView对直接序列扩频通信系统进行建模，仿真分析了系统的抗干扰和实现保密通信等特点，对扩频通信系统的实现有着重要意义。

关键词：通信系统；直接序列扩频；调制解调保密通信1、扩频通信及现代通信仿真手段扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗干扰能力，如抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干扰等，并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点，已从军事应用向民用通信应用迅速发展。

目前仿真研究主要是用Matlab和SystemView两种软件，SystemView软件是一种基于Windows平台对系统进行仿真分析的可视化EDA软件，它采用图形编码方式，编程简单，并提供了特别丰富的，包括通信、逻辑、数字信号处理、射频／模拟等专业库，非常适合于现代通信系统的设计、仿真和方案论证。

所以利用SystemView的强大功能设计一个简单实用可靠的直序扩频系统，研究直接序列扩频系统的抗干扰性等特点是非常必要的。

2、扩频通信的理论模型及其实现原理图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，整个仿真原理如图1和图2所示图1发射部分原理框图图2接收部分原理框图3、直序扩频通信系统仿真模型图3 直序扩频系统设计图图4 发射机子系统图5 一次变频子系统图6 二次变频子系统图7 科斯塔环解调器4、仿真及结果分析图 8 系统设置图仿真系统时间和采样频率设置如图8所示。

仿真结果如下：图 9 （t6）为输入信号（t8）为扩频后科斯塔解调系统的输入信号（t57）解调后为输出信号图 10 （t6 t8 t57）信号叠加眼图图 11 （图10）的放大效果图从整个系统的仿真可知，信号源经过扩频、调制，然后经有扰(设置了强脉冲干扰、高斯噪声、热噪声、单频干扰等)、衰落信道的传输，最后在接收端进行混频、解扩和解调后仍然能正确恢复出原来数字信号源的信息，误码率极低，可见用SystemView所构建的仿真模型简单、实用，具有强抗干扰的性能，且扩频信号的谱密度很低，可使信号淹没在噪声之中。

直接序列扩频通信系统的误码率仿真引言直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）通信系统是一种在无线通信中广泛应用的调制技术。

由于其抗干扰性能强，传输安全性好，被广泛应用于军事、无线局域网以及个人通信设备等领域。

误码率（Bit Error Rate，简称BER）是衡量通信系统性能的重要指标，通过对直接序列扩频通信系统进行误码率仿真，可以评估和改进其性能。

直接序列扩频通信系统概述直接序列扩频通信系统采用了扩频技术，即将原始信号进行扩频后再传输，以增加信号的带宽。

其基本结构包括信号发射端和信号接收端。

信号发射端将待传输的原始信号与伪随机序列进行异或操作，以实现信号的扩频。

信号接收端将接收到的扩频信号与接收端的伪随机序列进行异或操作，并经过解扩频处理后，恢复出原始信号。

误码率仿真方法误码率仿真可以通过建立数学模型和编写仿真程序来实现。

在直接序列扩频通信系统中，常用的误码率仿真方法有理论计算和蒙特卡洛仿真。

理论计算方法理论计算方法是通过数学模型计算得到的误码率。

在直接序列扩频通信系统中，误码率与多个因素相关，如信噪比、码长、码率等。

常用的理论计算方法有理论公式法和概率论方法。

其中，理论公式法可以通过系统的参数计算出误码率的具体值，而概率论方法则是通过概率分布函数来估计误码率。

蒙特卡洛仿真方法蒙特卡洛仿真方法是一种基于随机试验的仿真方法。

在直接序列扩频通信系统的误码率仿真中，可以通过生成一组随机比特序列并进行传输、接收和解码过程，统计出错误比特的个数，并计算误码率。

由于蒙特卡洛仿真方法可以模拟实际通信环境的复杂性，因此被广泛应用于误码率仿真中。

误码率仿真实例以下是一个简化的直接序列扩频通信系统的误码率仿真实例：## 误码率仿真实例### 1. 系统参数设置- 信噪比（SNR）: 10dB- 码长（Code Length）: 1024- 码速率（Code Rate）: 1Mbps### 2. 生成伪随机序列- 生成长度为1024的伪随机序列，作为信号发射端和信号接收端的扩频码。

南华大学通信原理课程设计设计题目：直接序列扩频通信系统仿真设计专业：通信工程学生姓名: 谭雪棋学号: 2012起迄日期: 2015年6月15日—2015年6月30日指导教师: 王明华系主任：邓贤君《通信原理课程设计》任务书1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：（1）技术要求1）该系统包括：数字信源、PN码发生器、扩频调制、BPSK调制、AWGN信道、扩频解调、信息解调；2）用matlab编程实现各功能模块；3）分析BER性能。

（2）工作要求：①查阅参考文献，利用通信原理基本理论，分析系统工作原理，设计系统方框图；②掌握计算机辅助设计方法，利用Matlab/Simulink、Systemview、Multisim、MaxPlusIII、QuartusII等软件进行仿真设计，具备独立设计能力；③熟悉通信系统的调试和测量方法；④掌握电子电路安装调试技术，选择合适的元器件搭接实际电路，掌握电路的测试和故障排除方法，提高分析问题和解决问题的能力。

⑤不能直接从网上或其他资料下载拷贝，一旦发现雷同35%以上，则相关雷同设计的成绩都为不及格。

⑥按时完成设计报告；提交的电子稿必须在附录中含有全套仿真源文件、或设计原图（电子稿是以“学生学号姓名”为命名的压缩文件）；并提交纸质设计报告书。

⑦随机抽查，并进行最后答辩。

2．对课程设计成果的要求〔包括图表（或实物）等硬件要求〕：写出设计说明书，语言流畅简洁，文字3500~5000字。

用软件编程语言实现时，写出详细的注释，并画出各种信号的时域频域波形，分析实验结果；硬件设计电路，需要详细分析安装调试过程，分析实验结果。

仿真设计类要求有仿真流程图、调试时的电脑屏幕截图；实物设计类要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件的选择要有计算依据。

3．主要参考文献：[1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：电子工业出版社,2012,12.[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京：国防工业出版社,2006,9.[3]刘学勇.详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：电子工业出版社,2011,11.[4]张水英,徐伟强.通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：人民邮电出版社,2012,9.[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：人民邮电出版社,2010,11.[6]赵静,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010,1.[7]黄智伟 .基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京：电子工业出版社,2011, 6.4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容2015.6.15～2015.6.20 查阅资料，系统方案设计2015.6.21～2015.6.24 用编程语言或者仿真软件进行设计2015.6.25～2015.6.28 程序、软件、实物的调试，排除故障，分析实验结果2015.6.29～2015.6.30 分析总结，整理设计报告主指导教师王明华日期： 2015 年 6 月 13 日摘要随着微处理器技术和大规模集成电路技术的快速发展，以及一些新的元器件的应用，扩频通信技术已经迈上了一个新的台阶，不仅在军事中占有重要的地位，在个人通信和计算机通信中也得到了广泛的应用，成为当今最具潜力的通信技术之一。

基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真08211107班 12号李帅学号0821019614号瞿欢学号082101981.实验目的：学习扩频通信系统技术理论基础及直接序列DS扩频系统基本原理，并设计出直扩通信系统模型。

此基带通信系统具体包括信源模块、、数据调制模块、扩频码产生模块、扩频模块、信道模块、解扩模块、解调模块，并在AWGN 信道下对系统进行性能仿真研究。

2.实验要求：输出结果：1、调通链路，能够按照要求实现各项基本功能。

2、给出误码率曲线并进行分析。

课设报告：1、目的与意义。

2、直接序列扩频通信系统基本原理。

3、详细介绍仿真平台结构；研究过程中遇到的问题以及解决方法。

4、给出分析结果、有待解决的问题以及自己的心得体会。

5、参考资料。

给出要求的DSSS（Direct Sequence Spread System）配置:%++++++++++++仿真参数++++++++++++++%调制方式：QPSK符号速率：256ksps符号数：100%++++++++++扩频码初值设定+++++++++++%用户数：1扩频序列：m序列/Gold序列/正交Gold序列选其一或做成可配序列阶数：3第一个线性移位寄存器的系数：[1 3]；第二个线性移位寄存器的系数：[2 3]；第一个线性移位寄存器的初始化：[1 1 1]第二个线性移位寄存器的初始化：[1 1 1]%++++++++++++++++++++++++++++++++++%信道：加性高斯白噪声（AWGN）另外本题是设计型题目，最好能自己设计一个可支持多种配置的基带通信系统：平台的一些关键参数应该能够可供配置（比如配置不同的扩频序列），并对比分析其对系统性能的影响。

3.实验原理：直接序列扩频系统又称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统)，简称为直扩系统，是目前应用较为广泛的一种扩展频谱系统。

人们对直扩系统的研究最早，如美军的国防卫星通信系统(AN-VSC-28)、全球定位系统(GPS)、航天飞机通信用的跟踪和数据中继卫星系统(TDRSS)等都是直扩技术应用的实例。