扩频系统的抗干扰性能分析
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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。
直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究摘要:当前,扩展频谱(Spread Spectrum,SS,简称扩频)技术在军事通信和民用系统中均有广泛的应用。
这是由于扩频技术具有多址能力、隐蔽性好、抗干扰能力等优点,因此特别适合于无线移动通信环境。
直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS,简称直扩)技术具有良好的保密性、灵活的信道分配能力以及较强的抗多径、多址干扰能力,不增加扩频增益的条件下,在接受机解扩之前借助信号处理的方式对接收信号进行预处理,可以显著增加系统的抗干扰能力。
本文首先介绍了扩频技术的基本理论,包括扩频技术的理论基础,扩频系统的特点、分类及应用,扩频通信的几种实现方式。
研究了直扩系统的数学模型,扩频用的处理增益和抗干扰容限等。
其次,分析了直扩系统的抗干扰性能,包括抗高斯白噪声干扰、窄带干扰、单频正弦干扰、多径效应干扰以及其他扩频信号干扰的性能。
最后利用MATLAB建立了扩频通信系统的仿真模型,并结合仿真结果分析了扩频通信系统的抗干扰性能。
关键词:直接序列扩频,窄带干扰,MATLAB仿真,抗干扰技术I目录摘要 ........................................................................... ..................................... 错误!未定义书签。
1 绪论 ........................................................................... . (1)1.1 抗干扰技术............................................................................ ............................................ 1 1.2 扩展频谱系统的分类及特点 ........................................................................... .. (2)1.2.1 扩频系统的分类 ........................................................................... .......................... 2 1.2.2 扩频系统的特点 ........................................................................... .. (2)2 扩展频谱通信技术............................................................................ . (3)2.1 扩频通信的定义 ........................................................................... ..................................... 3 2.2 扩频技术的理论基础 ........................................................................... .. (4)2.2.1 Shannon公式 ........................................................................... ............................... 4 2.2.2 处理增益与抗干扰容限 ........................................................................... .............. 5 2.3 直接序列扩频系统(DSSS系统) ......................................................................... .. (5)2.3.1 DS扩频通信系统的数学模型 ........................................................................... ..... 6 2.3.2 直扩信号的数学表示 ........................................................................... (7)3 直接序列扩频系统的抗干扰性能 ........................................................................... .. (7)3.1 抗高斯白噪声干扰能力 ........................................................................... ......................... 8 3.2 抗单频正弦干扰能力 ........................................................................... ............................. 9 3.3 抗窄带干扰能力 ........................................................................... ................................... 10 3.4 抗多径效应的能力 ........................................................................... ............................... 11 3.5 抗其它扩频信号干扰能力 ........................................................................... ................... 14 4 DSSS系统抗干扰性能仿真与分析 ........................................................................... . (15)4.1 抗正弦干扰仿真及结果分析 ........................................................................... (15)4.1.1 建立抗正弦干扰仿真模型 ........................................................................... ........ 15 4.1.2 仿真结果及其分析 ........................................................................... .................... 16 4.2 抗窄带干扰仿真及结果分析 ........................................................................... (17)4.2.1 建立抗窄带干扰仿真模型 ........................................................................... ........ 17 4.2.2 仿真结果及其分析 ........................................................................... .................... 18 4.3 抗多径效应仿真及结果分析 ........................................................................... (18)4.3.1 建立抗多径效应的仿真模型 ........................................................................... .... 18 4.3.2 仿真结果及其分析 ........................................................................... .................... 19 4.4 抗其他扩频信号干扰仿真及结果分析 (21)4.4.1 建立抗其他扩频信号干扰仿真模型 (21)4.4.2 仿真结果及其分析 ........................................................................... .. (21)5 DSSS系统的抗干扰技术 ........................................................................... .. (22)5.1 混合式扩展频谱系统 ........................................................................... ........................... 22 5.2 自适应天线抑制干扰技术 ........................................................................... ................... 23 5.3 自适应滤波器抑制窄带干扰 ........................................................................... ............... 23 6 结束语 ........................................................................... ............................................................. 25 参考文献 ........................................................................... . (26)1 绪论扩频通信技术是通信的一个重要分支和发展方向,它是扩展频谱技术与通信相结合的产物。
第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。
2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。
3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。
4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。
二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术,其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制,使得原始信号在频谱上扩展,从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
扩频通信的主要特点如下:1. 扩频:通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上,提高信号的隐蔽性。
2. 抗干扰:由于信号频谱较宽,抗干扰能力强,可抵抗多径干扰、噪声等影响。
3. 频谱利用率:扩频通信采用码分复用(CDMA)技术,可充分利用频谱资源。
4. 分集:通过扩频码的不同,可实现信号的分集接收,提高通信质量。
三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生(1)设置信号发生器,产生原始信号。
(2)选择合适的扩频码,进行扩频调制。
(3)观察扩频后的信号频谱,验证扩频效果。
2. 扩频信号的接收(1)设置通信控制器,模拟移动通信环境。
(2)将扩频信号发送到接收端。
(3)接收端对接收到的信号进行解扩频,恢复原始信号。
(4)观察解扩频后的信号,验证解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试(1)在接收端加入噪声,观察信号变化。
(2)调整噪声强度,测试扩频信号的抗干扰性能。
4. 频谱利用率测试(1)设置多个扩频信号,进行码分复用。
(2)观察频谱,验证频谱利用率。
五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明,通过扩频码调制,原始信号在频谱上得到了有效扩展,验证了扩频通信的基本原理。
2. 扩频信号的接收实验结果表明,接收端能够成功解扩频,恢复原始信号,验证了扩频通信的解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试实验结果表明,扩频信号在加入噪声后,信号质量仍然较好,证明了扩频通信的抗干扰性能。
直接扩频序列抗干扰能力1直接序列扩频1. 1 概念直接序列扩频Direct Sequence Spread Spectrum )工作方式,简称直扩方式(DS方式)。
就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制,要传送的数据信息需要经过信道编码后,与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。
接受机在收到发射信号后,首先通过伪码同步捕获电路来捕获发送来到伪码精确相位,并由此产生跟发送端的伪码相位完全致的伪码相位,作为本地解扩信号,以便能够及时恢复出数据信息,完成整个直扩通信系统的信号接收。
1. 2直接序列扩频系统的优点1.2. 1抗干扰能力强扩频解调器实际上是一个相关器,扩频信号通过相关器后能有效地恢复,干扰信号(包括瞄准性窄带干扰和宽带干扰)由于与本地PN码不相关而被相关器抑制掉。
1.2.2具有强的抗多径干扰能力由扩频序列的自相关函数的特性知道。
当两个接收信号序列相对时间超过码元宽度时,相关器输出只为码长的倒数,故被很大程度地抑制掉。
直序扩频技术还有一种更先进的接收技术,叫RAKE接收技术,它可以实现多径分集接收,不仅避免了多径干扰还增强了接收信号强度。
但是RAKE接收技术的实现比较复杂且昂贵。
1.2.3抗截获能力强理论分析表明,信号的检测概率与信号能量与噪声功率谱密度之比成正比,与信号的频带宽度成反比。
直扩信号正好具有这两方面的优势,它的功率谱密度很低,单位时间内的能量就很小,同时它的频带很宽。
因此,它具有很强的抗截获性。
1.2.4便于实现多址通信由于不同的扩频码是正交或接近正交的,彼此相互影响很小,所以可以把不同的扩频码作为用户的地址码,则很容易实现码分多址(CDM)A通信。
2理论分析基础2. 1直扩系统的抗干扰性直扩系统最重要的应用就是在军事通信中作为一种具有很强抗干扰性的通信手段。
直接序列扩频通信抗干扰性能分析摘要简述了直接序列扩频通信基本原理,讨论了直接序列扩频通信的特点,对直接序列扩频通信系统的抗干扰能力进行研究,最后提出了几种用于提高该通信系统抗干扰能力的具体方法。
关键词直接序列扩频通信抗干扰通信对抗1 引言扩频通信即扩展频谱通信(spread spectrum communication),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。
简单来说,扩频(调制)是这样一种通信技术:被发射的调制信号在发射到信道之前,被与传输信号无关的伪随机码进行频谱扩展,使之占有的带宽远远超过原有信息所需的带宽;而在接收端,接收信号则被本地伪随机码进行解扩处理,使其频带被缩小相同倍数。
在扩频通信中,信息已不再是决定调制信号带宽的一个重要因素,其调制信号的带宽主要由扩频信号来决定。
直接序列扩频通信具有很强的抗截获和抗干扰能力,近年来对该通信方式的研究也已成为通信对抗领域的重点。
本文在讨论直接序列扩频通信特点的基础上,分析直接序列扩频通信系统在不同干扰方式下的抗干扰性能,研究提高直接序列扩频通信系统抗干扰能力的具体措施。
2 直接序列通信系统2.1 直接序列的组成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,用与发端扩展相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息。
图1是直接序列系统的组成原理框图。
由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为ta的信息流,伪随机码产生器产生的伪随机码为c(t),每一伪随机码码元宽度或切普(chip)宽度为tc。
将信息码a(t)和c(t)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。
2005年8月第33卷 第4期现代防御技术MODERN DEFENCE TECHNOLOGYA ug 2005V o.l33 N o.4直接序列扩频通信抗干扰性能分析*朱永松,张海勇(海军大连舰艇学院信息工程系,辽宁大连 116018)摘 要:简述了直接序列扩频通信基本原理,讨论了直接序列扩频通信的特点,对直接序列扩频通信系统的抗干扰能力进行研究,最后提出了几种用于提高该通信系统抗干扰能力的具体方法。
关键词:直接序列扩频;通信抗干扰;通信对抗中图分类号:TN973.3+2 文献标识码:A 文章编号:1009 086X(2005)04 0050 04Anal ysis of antija mm i ng capabilities for direct sequencespread spectru m(DSSS)co mm unicationZ HU Y ong song,Z HANG H ai yong(D epart m ent o f Infor m ati on and Eng i neer of Da li an N ava lA cade m y,L iaon i ng D ali an116018,Ch i na)Abst ract:The pri n ciple of DSSS co mm unication is described,and its characteristic is d iscussed. Then the antija mm i n g capability o f DSSS co mm unication is studied,and severa l useful m ethods to i m prove the antija mm i n g capab ility o fDSSS co mm un icati o n are put for w ard at las.tK ey w ords:DSSS;Antija mm ing co mm un icati o n;M ilitary co mm un icati o n1 引 言在未来的现代化战争中,军事通信将受到严峻挑战。