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巴克码信号处理的计算机仿真侯民胜(北京航空工程技术研究中心 北京 100076)摘 要:巴克码信号是二相编码信号的一种,在PD 雷达中得到了广泛应用。
对巴克码信号进行匹配滤波处理可使输出信噪比达到最大。
介绍了匹配滤波器的设计原理,给出白噪声匹配滤波器的传递函数模型。
在Matlab/Simulink 平台上,建立雷达发射信号为巴克码信号时匹配滤波器的仿真模型。
计算机仿真表明,巴克码信号经匹配滤波器后脉冲宽度被压缩,信噪比得到了显著提高。
该滤波器的脉冲压缩功能,解决了一般脉冲雷达通过增加脉冲宽提高作用距离与距离分辨力下降的矛盾。
关键词:巴克码信号;信号处理;匹配滤波器;信噪比;计算机仿真中图分类号:TN95312 文献标识码:B 文章编号:10042373X (2008)232075203Computer Simulation of Signal Processing of B arker CodeHOU Minsheng(Beijing Aeronautical Technology Research Center ,Beijing ,100076,China )Abstract :Barker code signal ,one of the two 2phase code signal ,is used widely in PD radar.Matched filter processing can make the output SNR reach the maximum.The design principle of matched filter is introduced ,and the model of transfer func 2tion of matched filter for white noise is given.Based on Matlab/Simulink ,the simulation model of matched filter for Baker code signal is setup.The simulation show that the pulse width is pressed when the Baker code signal through a matched filter ,and the SNR is enhanced evidently.This matched filter solved the conflict between the raising of detection range and the falling of the range resolution in common pulse radar by pulse pressing.K eywords :Barker code signal ;signal processing ;matched filter ;SNR ;computer simulation收稿日期:2008205212 现代雷达要求既能探测远距离目标,又要有高的距离分辨力[1]。
摘要本课程设计介绍了一种简单的关于双音多频信号的产生与检测的方法。
首先设计了关于双音多频（DTMF）信号的产生与检测的电路图，其中核心部件是MT8870和MC74HC4511；然后通过matlab仿真软件完成对双音多频信号的检测，并采用Goertzel算法对信号进行频谱分析。
关键字：双音多频信号，matlab，Goertzel目录第1章绪论....................................... 错误！未定义书签。
第2章双音多频（DTMF）信号的设计 ................. 错误！未定义书签。
2.1设计目的及意义 .............................. 错误！未定义书签。
2.2双音多频（DTMF）信号的组成 .................. 错误！未定义书签。
2.3DTMF信号的应用 .............................. 错误！未定义书签。
2.4仿真软件介绍 ................................ 错误！未定义书签。
PROTEL软件概述 ................................. 错误！未定义书签。
MATLAB软件概述 ................................. 错误！未定义书签。
2.5电路设计中的核心器件 ........................ 错误！未定义书签。
2.6主要参数设置 ................................ 错误！未定义书签。
3.1双音多频信号的产生 .......................... 错误！未定义书签。
3.2双音多频信号检测 ............................ 错误！未定义书签。
3.3MATLAB工具箱函数GOERTZEL...................... 错误！未定义书签。
基于FPGA的巴克码相关器设计与研究张鑫;孙海青【摘要】分析巴克码的设计及其相关的特点与原理,用Verilog语言编写相关器,利用FPGA实现13位巴克码相关器,并对其用Modelsim仿真.仿真证明输出了最大功率主副比,有效抑制了旁瓣,并为雷达工程中巴克码的应用提供更坚实的理论基础.【期刊名称】《雷达与对抗》【年(卷),期】2015(035)004【总页数】4页(P39-42)【关键词】雷达;信号处理;FPGA;巴克码;相关器;旁瓣抑制【作者】张鑫;孙海青【作者单位】中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153;中国船舶重工集团公司第七二四研究所,南京211153【正文语种】中文【中图分类】TN911.7雷达系统最基本的任务是完成对目标的检测，从而实现对目标的跟踪和定位。
然而，由于雷达微弱目标回波信号总是处在各种各样的噪声环境中，其直接影响系统对目标回波的处理质量，如降低对目标的检测能力，降低目标的跟踪定位精度。
相关器根据信号和噪声相关函数的差异进行检波，周期信号的自相关函数仍然是周期的，且随时间衰减得很慢。
而噪声由于其随机性，在相关器中随时间衰减的很快，因此相关器可以从信号和噪声的混合波形中检测出目标信号[1]。
巴克码由于具有尖锐的自相关函数，从而可以将淹没在噪声下的基于巴克码波形的微弱目标信号有效相关出来，实现对信号与噪声的分离，因此常用于雷达信号波形设计中。
Verilog HDL是一种全方位的硬件描述语言，包括系统行为级、寄存器传输级、逻辑门级等多个设计层次，支持结构、数据流和行为3种描述形式的混合描述[2-3]。
将巴克码相关器采用Verilog语言在FPGA中实现，可以借助FPGA的并行性实现信号相关检测的高速实时特性。
m序列是最长线性移位寄存器序列的简称[4]。
它具有优良的自相关函数，易于产生和复制，在扩频通信中得到了广泛的应用。
m序列也是研究和构造其他序列的基础。
m序列是由线性反馈移位寄存器产生，如图1所示。
一种13位巴克码BPSK调制器的设计与实现王凡;张玉兴【摘要】介绍了一种用于脉冲压缩雷达系统中的13位巴克码BPSK调制器的原理与电路实现.该调制器对输入的巴克码序列进行BPSK调制,最终输出信号则要根据巴克码组的起止时刻对已调制信号进行导通和截止处理,并且通断比要求大于70 dB.提出了一种由计数器和触发器组成的简单稳定的数字逻辑控制方法控制射频开关,实现了上述功能.最后提出了该调制器的改进方向以及其他一些用途.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)007【总页数】3页(P69-71)【关键词】巴克码;BPSK;调制器;射频开关【作者】王凡;张玉兴【作者单位】电子科技大学,电子工程学院,四川,成都,610054;电子科技大学,电子工程学院,四川,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TN7611 引言相位编码信号是脉冲压缩雷达中常见的一种信号。
采用相位编码信号可以获得比较大的时宽带宽乘积，从而解决雷达检测能力和距离分辨力之间的矛盾。
其中具有较强实用意义的是二相编码信号。
巴克(Barker)码就是一种二相编码信号，他具有良好的非周期自相关特性，特别是13位巴克码1111100110101，主旁瓣比达到22.2 dB，因此在脉冲压缩中得到了很广泛的应用。
在数字通信系统当中，由于巴克码具有尖锐的自相关函数，便于与随机的数字信息相区别，易于识别，因此常常用于帧同步。
在实际应用中常常对巴克码信号进行BPSK调制，即二进制相移键控。
本文介绍了一种简易的13位巴克码BPSK调制电路，该电路具有结构简单、成本较低、性能稳定等特点。
2 BPSK调制器的设计2.1 总体设计该巴克码BPSK调制器主要的性能指标要求为：输入信号为13位巴克码(TTL电平，输入最大码率为6 Mb/s);载波频率为60 MHz;载波功率为10 dBm;电源电压为±5 V(+5 V由外部提供，-5 V由自身电路产生);信号接口为SMA接口。
巴克码—线性调频脉冲多普勒雷达matlab代码%% 雷达系统仿真 %%% 发射信号为13位巴克码和线性调频混合调制的信号，线性调频的中心频率为30MHz， % 调频带宽为4MHz，每一位码宽为10微秒，发射信号的帧周期为1毫秒 % 该雷达具有数字化正交解调、数字脉冲处理、固定目标对消、动目标检测(MTD)、 % 和恒虚警(CFAR)处理等功能close all;clear all;clc;%%%%%%%%%%%%%%% 产生雷达发射信号 %%%%%%%%%%%%% code=[1,1,1,1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1]; % 13位巴克码tao=10e-6; % 脉冲宽度10usfc=28e6; % 调频信号起始频率f0=30e6; % 调频信号中心频率fs=100e6; % 采样频率ts=1/fs; % 采样间隔B=4e6; % 调频信号调频带宽t_tao=0:1/fs:tao-1/fs; % 调制信号，对于线性调频来说，调制信号就是时间序列N=length(t_tao);k=B/fs*2*pi/max(t_tao); % 调制灵敏度，也就是线性调频的步进系数n=length(code);pha=0;s=zeros(1,n*N);for i=1:nif code(i)==1pha=pi;else pha = 0;ends(1,(i-1)*N+1:i*N)=cos(2*pi*fc*t_tao+k*cumsum(t_tao)+pha);endt=0:1/fs:n*tao-1/fs;figure,subplot(2,1,1),plot(t,s); xlabel('t(单位:S)'),title('混合调制信号(13为巴克码+线性调频)'); s_fft_result=abs(fft(s(1:N)));subplot(2,1,2),plot((0:fs/N:fs/2-fs/N),abs(s_fft_result(1:N/2)));xlabel('频率(单位:Hz)'),title('码内信号频谱');%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 产生脉冲压缩系数 %%%%%%%%%%%%%%%% %--------------------- 正交解调 --------------------% N=tao/ts;n=0:N-1;s1=s(1:N);local_oscillator_i=cos(2*pi*f0/fs*n); % I路本振信号local_oscillator_q=sin(2*pi*f0/fs*n); % Q路本振信号fbb_i = local_oscillator_i.*s1; % I路解调fbb_q = local_oscillator_q.*s1; % Q路解调window=chebwin(51,40); % 50阶cheby窗的FIR低通滤波器[b,a]=fir1(50,2*B/fs,window);fbb_i=[fbb_i,zeros(1,25)]; % 因为该FIR滤波器有25个采样周期的延迟，为了保证% 所有有效信息全部通过滤波器，故在信号后补25个0fbb_q=[fbb_q,zeros(1,25)];fbb_i=filter(b,a,fbb_i);fbb_q=filter(b,a,fbb_q);fbb_i=fbb_i(26:end); % 截取有效信息fbb_q=fbb_q(26:end); % 截取有效信息fbb=fbb_i+j*fbb_q;%-------- 产生理想线性调频脉冲压缩匹配系数 ---------% D = B*tao;match_filter_1=ts*fliplr(conj(fbb))*sqrt(D)*2/tao;NFFT = 131126;%2^nextpow2(length(s));match_filter_1_fft=fft(match_filter_1,NFFT); % 第一次脉冲压缩处理匹配系数 figure;subplot(2,1,1),plot(real(match_filter_1_fft)),title('脉冲压缩系数(实部)'); subplot(2,1,2),plot(imag(match_filter_1_fft)),title('脉冲压缩系数(虚部)');N=length(s);n=0:N-1;local_oscillator_i=cos(2*pi*f0/fs*n); % I路本振信号local_oscillator_q=sin(2*pi*f0/fs*n); % Q路本振信号fbb_i = local_oscillator_i.*s; % I路解调fbwindow=chebwin(51,40); % 50阶cheby窗的FIR低通滤波器[b,a]=fir1(50,0.5,window);fbb_i=[fbb_i,zeros(1,25)]; % 因为该FIR滤波器有25个采样周期的延迟，为了保证% 所有有效信息全部通过滤波器，故在信号后补25个0fbb_q=[fbb_q,zeros(1,25)];fbb_i=filter(b,a,fbb_i);fbb_q=filter(b,a,fbb_q);fbb_i=fbb_i(26:end); % 截取有效信息fbb_q=fbb_q(26:end); % 截取有效信息signal=fbb_i+j*fbb_q;clear fbb_i;clear fbb_q;clear local_oscillator_i;clearlocal_oscillator_q;signal_fft=fft(signal,NFFT);pc_result_fft=signal_fft.*match_filter_1_fft;pc_result=ifft(pc_result_fft,NFFT); figure,plot((0:ts:length(signal)*ts-ts),pc_result(1:length(signal)));xlabel('t(单位:S)'),title('回波脉冲压缩处理结果');t=tao*length(code);match_filter_2=2*ts*fliplr(conj(pc_result))*2/t;match_filter_2_fft=fft(match_filter_2,NFFT); % 第二次脉冲压缩处理匹配系数figure;subplot(2,1,1),plot(real(match_filter_2_fft)),title('脉冲压缩系数(实部)');subplot(2,1,2),plot(imag(match_filter_2_fft)),title('脉冲压缩系数(虚部)');%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 产生雷达回波 %%%%%%%%%%%%%%%%f_frame=1e3; % 雷达发射信号重复频率T_frame=1/f_frame;N_echo_frame=18;f_doppler=3.5e3; % 动目标的多普勒频率t_frame=0:ts:T_frame-ts;t_mobj=200e-6; % 动目标位置echo_mobj_pulse=[zeros(1,t_mobj/ts),s,zeros(1,(T_frame-t_mobj)/ts-length(s))];echo_mobj=repmat(echo_mobj_pulse,1,N_echo_frame);t_doppler=0:ts:N_echo_frame*T_frame-ts;s_doppler=cos(2*pi*f_doppler*t_doppler);s_echo_mobj=echo_mobj.*s_doppler;t_fobj=450e-6; % 固定目标位置echo_fobj_pulse=[zeros(1,t_fobj/ts),s,zeros(1,(T_frame-t_fobj)/ts-length(s))];echo_fobj=repmat(echo_fobj_pulse,1,N_echo_frame);t_clutter=700e-6; % 杂波位置t_clutter_pulse=39e-6;sigma=2; % 杂波瑞利分布参数sigmat1=0:ts:t_clutter_pulse-ts;u=rand(1,length(t1));echo_clutter=0.08*sqrt(2*log(1./u))*sigma; % 产生瑞利分布信号s_echo_clutter_pulse=[zeros(1,t_clutter/ts),echo_clutter,...zeros(1,(T_frame-t_clutter)/ts-length(echo_clutter))];s_echo_clutter=repmat(s_echo_clutter_pulse,1,N_echo_frame);s_noise=0.1*rand(1,N_echo_frame*T_frame/ts);s_echo=s_echo_mobj+echo_fobj+s_echo_clutter+s_noise;%--------------------- 正交解调 --------------------%N=N_echo_frame*T_frame/ts;n=0:N-1;local_oscillator_i=cos(2*pi*f0/fs*n); % I路本振信号local_oscillator_q=sin(2*pi*f0/fs*n); % Q路本振信号s_echo_i = local_oscillator_i.*s_echo; % I路解调s_echo_q = local_oscillator_q.*s_echo; % Q路解调window=chebwin(51,40); % 50阶cheby窗的FIR低通滤波器[b,a]=fir1(50,2*B/fs,window);s_echo_i=[s_echo_i,zeros(1,25)]; % 因为该FIR滤波器有25个采样周期的延迟 % 所有有效信息全部通过滤波器，故在信号后补25个s_echo_q=[s_echo_q,zeros(1,25)];s_echo_i=filter(b,a,s_echo_i);s_echo_q=filter(b,a,s_echo_q);s_echo_i=s_echo_i(26:end); % 截取有效信息s_echo_q=s_echo_q(26:end); % 截取有效信息s_echo_mf=s_echo_i+j*s_echo_q;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 脉冲压缩处理 %%%%%%%%%%%%%%%%%%s_pc_result = zeros(N_echo_frame,NFFT);for i=1:N_echo_frames_echo_fft_result=fft(s_echo_mf(1,(i-1)*T_frame/ts+1:i*T_frame/ts),NFFT);s_pc_fft_1=s_echo_fft_result.*match_filter_1_fft;s_pc_fft_2=s_pc_fft_1.*match_filter_2_fft;s_pc_result(i,:)=ifft(s_pc_fft_2,NFFT);ends_pc_result_1=s_pc_result';s_pc_result_1=reshape(s_pc_result_1,1,N_echo_frame*NFFT);figure,subplot(2,1,1),plot((0:ts:N_echo_frame*NFFT*ts-ts),real(s_pc_result_1));xlabel('t(单位:S)'),title('脉冲压缩处理后结果(实部)');subplot(2,1,2),plot((0:ts:N_echo_frame*NFFT*ts-ts),imag(s_pc_result_1)); xlabel('t(单位:S)'),title('脉冲压缩处理后结果(虚部)');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% 固定杂波对消处理 %%%%%%%%%%%%%%%%%%S_MTI_result = zeros(N_echo_frame-2,NFFT);for i=1:N_echo_frame-2S_MTI_result(i,:)=s_pc_result(i,:)+s_pc_result(i+2,:)-2*s_pc_result(i+1,:);endS_MTI_result_1=S_MTI_result';S_MTI_result_1=reshape(S_MTI_result_1,1,(N_echo_frame-2)*NFFT); figure,subplot(2,1,1),plot((0:ts:(N_echo_frame-2)*NFFT*ts-ts),real(S_MTI_result_1));xlabel('t(单位:S)'),title('固定杂波对消后结果(实部)');subplot(2,1,2),plot((0:ts:(N_echo_frame-2)*NFFT*ts-ts),imag(S_MTI_result_1));xlabel('t(单位:S)'),title('固定杂波对消后结果(虚部)');clear S_MTI_result_1;%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% MTD处理和求模 %%%%%%%%%%%%%%%%%%S_MTD_result_1 = fft(S_MTI_result,N_echo_frame-2);S_MTD_result=abs(max(S_MTD_result_1));figure,plot((0:ts:NFFT*ts-ts),S_MTD_result); xlabel('t(单位:S)'),title('MTD处理后求模结果(信号最大通道)');%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% CFAR处理 %%%%%%%%%%%%%%%%%%cfar_result = zeros(1,NFFT);cfar_result(1,1)=S_MTD_result(1,1)/(sqrt(2)/pi*mean(S_MTD_result(1,2 :17)));% 第1点恒虚警处理的噪声均值由其后面的16点的噪声决定for i=2:16% 第2点到第16点恒虚警处理的噪声均值由其前面和后面16点的噪声共同决定noise_mean=sqrt(2)/pi*(mean(S_MTD_result(1,1:i-1))+mean(S_MTD_result(1,i+1:i+16)))/2;cfar_result(1,i)=S_MTD_result(1,i)/noise_mean; endfor i=17:NFFT-17% 正常的数据点的恒虚警处理的噪声均值由其前面和后面各16点的噪声中的大者决定noise_mean=sqrt(2)/pi*max(mean(S_MTD_result(1,i-16:i-1)),mean(S_MTD_result(1,i+1:i+16)));cfar_result(1,i)=S_MTD_result(1,i)/noise_mean; endfor i=NFFT-16:NFFT-1% 倒数第16点到倒数第2点恒虚警处理的噪声均值由其前面16点和后面的噪声共同决 noise_mean=sqrt(2)/pi*(mean(S_MTD_result(1,i-16:i-1))+mean(S_MTD_result(1,i+1:NFFT)))/2;cfar_result(1,i)=S_MTD_result(1,i)/noise_mean; endcfar_result(1,NFFT)=S_MTD_result(1,NFFT)/(sqrt(2)/pi*mean(S_MTD_resu lt(1,NFFT-16:NFFT-1)));figure,plot((0:ts:NFFT*ts-ts),cfar_result); xlabel('t(单位:S)'),title('采用恒虚警处理结果');。
扩频通信抗干扰系统分析桂林航天工业学院论文扩频通信系统抗干扰分析Interference analysis of spread spectrum communication system专业：通信技术学生：刘经文指导教师：齐灿桂林航天工业学院电子工程系二零壹贰年六月毕业设计（论文）评语毕业设计（论文）答辩记录成绩及评语桂林航天工业学院电子工程系毕业设计任务书专业：年级： 2009041204装订线桂林航天工业学院电子工程系毕业设计开题报告装订线中文摘要扩频通信以其优越的抗干扰能力，受到了世界各国的青睐。
与常规的通信系统相比，扩频通信系统具有抗干扰能力强、保密性好、易于实现多址通信等优点。
近年来，扩频通信技术发展迅猛，不仅在军事通信中占有相当重要的地位，在民用通信中也得到了越来越广泛的应用。
无线传输极易受到各种其他无线电波的干扰，干扰的大量存在会极大地影响网络的通信质量和系统的容量。
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上的好处，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。
根据扩频通信的原理，利用MATALB提供的可视化仿真工具Simulink建立了扩频通信系统仿真模型，研究了扩频通信的特性和扩频增益与输出端信噪比的关系，目的是为以扩频通信为基础的现代通信的研究和设计提供依据。
关键词：扩频通信直接序列扩频通信仿真工具ABSTRACTSpread spectrum communication with its excellent anti-jamming capability, by the favor of countries in the world. Compared with the conventional communication systems, spread spectrum communication system has a strong anti-jamming capability, security and good, easy to realize the advantages of multi-access communication. In recent years, the spread spectrum communication technology is developing rapidly, not only plays an important role in military communications, has also been more widely used in civilian communications. The wireless transmission vulnerable to a variety of other radio wave interference, there are a lot of interference will greatly affect the network communication quality and capacity of the system.The superiority of the spread spectrum signal communication is to spread-spectrum method can return for the benefits of the signal to noise ratio, the receiver output signal to noise ratio relative to the input signal to noise ratio improved, thereby improving the system of antiinterference. Spread spectrum communication according to different ways of working are divided into direct-sequence spread-spectrum systems, frequency hopping spread spectrum system, time-hopping spread spectrum system, linear frequency modulation systems and mixed-FM system. According to the principle of spread spectrum communication, the use of the MATALB provide visual simulation tool Simulink simulation model of the spread spectrum communication system to study the characteristics and the spreading gain and output SNR of the spread spectrum communication purpose is to provide the basis for spread spectrum communications based research and design of modern communication.KEY WORDS：Spread spectrum communication, Direct Sequence Spread Spectrum Systems, Simulation tools目录第一章绪论 (1)第二章扩频通信系统 (2)2.1 扩频通信技术的概述 (2)2.2 扩频通信技术的特点 (2)2.2.1 抗干扰性能强 (2)2.2.2 误码率低、通信稳定可靠、保密性好 (2)2.2.3 抗多径干扰 (3)2.2.4 具有多址功能，易于实现码分多址 (3)2.3 扩频通信技术的分类 (3)2.3.1直接序列扩展频谱系统 (3)2.3.2跳频扩频通信系统 (3)2.3.3跳时扩频通信系统 (4)2.3.4线性脉冲调频系统 (4)2.3.5混合扩展频谱通信系统 (4)2.4扩频通信技术的发展 (4)第三章直接序列扩频通信 (6)3.1 直接序列扩频的原理 (6)3.2 直接序列扩频的特点 (6)3.3 直接序列扩频的基本模型 (7)3.4扩频系统抗干扰的研究 (8)3.5白噪声干扰及理论说明 (8)第四章 MATLAB对直接扩频系统的仿真 (13)4.1 PN码产生模块 (13)图4.1.1 m序列的反馈系数表 (14)4.2 数据产生模块 (14)4.3 调制与解调模块 (15)4.4相关模块 (16)4.5计算误码率模块 (16)第五章总结 (17)参考文献 (19)致谢 (20)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。
基于m序列的扩频通信系统的仿真设计摘要对于移动通信系统，总要受到功率和带宽的限制，而且CDMA扩频通信系统又是一个干扰受限系统，在确保通信质量的前提下要求支持高速率、大容量，这些技术上相互制约甚至相互矛盾的要求，导致采用了极其复杂的调制方式和脉冲成形技术，以及差错控制和高级信号处理技术。
目前，计算机仿真的基本内容包括系统、模型、算法、计算机程序设计与仿真结果显示、分析与验证等环节。
本篇论文拟定研究的目的是利用MATLAB软件对现代通信系统的关键环节进行计算机仿真，重点是移动通信系统中常用的CDMA扩频通信中伪随机码部分的仿真。
伪随机码设计是扩频通信的关键技术，随着计算机发展迅速，利用计算机实现伪码的生成和性能的评估是扩频通信系统的重要方式。
计算机辅助设计与分析方法已广为利用，特别是功能强大的通信系统软件包的开发，加速了仿真方法在通信领域的应用。
m序列是一种典型的伪随机序列，它在扩频通信、流密码、信道编码等领域有着十分广泛的应用。
本文介绍了m序列构造方法及基本性能，并利用Matlab中的Simulink 仿真系统及M语言编程实现它们的产生和分析。
仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。
关键词：扩频通信；m序列；Matlab仿真Design Of Spreading Spectrum Communication Systems SimulationBased On m SequenceAbstractNormaly mobile telecommunication systems always be restrict by power and bandwidth,and CDMA system is a interference-limited system.As keep the communications quality the same time high speed data transmition service and large system capacity are needed.These request even maybe restrict in technology,so these request need more complex radio technology and error control technology,also has high level signal processing technology.As the moment, the basic elements include computer simulation systems, models, algorithms, computer programming and simulation results show that analysis and verification aspects. The purpose of this paper is to use the development of MATLAB software, the key to modern communications systems by computer simulation, focusing on commonly used in mobile communication systems in CDMA spread spectrum PN code part of the simulation.Pseudo-random code design is the key to spread spectrum communication technology, along with the rapid development of computers, using computers to achieve the pseudo-code generation and performance assessment is an important way to spread-spectrum communication puter-aided design and analysis method has been widely used, in particular, which is a powerful communication system package of development, accelerated simulation method in communications applications.m sequence is a typical pseudo-random sequence,it has been widely used in spread-spectrum communications,stream cipher,channel coding,and other fields.the paper introduces m sequence construction method and the basic performance.m sequences have been produced and analysed by Simulink System and M Programming Language of Matlab.The simulation results show correctness and feasibility of the method.Key words: Spread Spectrum Communication；m Sequence；Matlab Design目录第1章绪论 01.1扩频通信的发展历史 01.2扩频通信研究阶段 01.3扩频通信系统的研究 (1)1.3.1扩频通信系统的概述 (1)1.3.2研究扩频通信目的和意义 (2)1.3.3研究扩频通信的思路 (2)第2章扩频通信的基本原理 (3)2.1扩频通信的定义 (3)2.2扩频通信的理论基础 (4)2.3扩频通信系统 (9)2.3.1扩展频谱系统分类 (9)2.3.2扩频通信系统的主要特点 (13)第3章伪随机编码理论 (15)3.1伪随机编码的基本概念 (15)3.2扩频系统使用的移位寄存器序列 (16)3.3 m序列 (17)3.3.1 m序列的定义 (17)3.3.2 m序列的性质 (18)3.3.3 m序列的构造 (23)第4章m序列仿真设计 (25)4.1通信系统仿真的必要性 (25)4.2 MATLAB与Siumlink (25)4.2.1 MATLAB简介 (25)4.2.2 Simulink简介 (26)4.3仿真模型建立与实现 (27)4.3.1仿真流程 (27)4.3.2编程实现m序列 (28)4.3.3 Simulink实现m序列 (31)4.4仿真注意事项 (37)第5章总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录 (42)附录1 Euler函数的计算 (42)附录2 Simulink建模和仿真基本模块 (42)在校学习期间获奖情况....................................... 错误!未定义书签。
CDMA扩频通信系统发送系统的搭建与调试实验一：实验目的1、了解CDMA通信系统架构及特性。
二：实验模块1、主控单元模块2、2号数据终端模块3、4号信道编码模块4、5号信道译码模块5、10号软件无线电调制模块6、11号软件无线电解调模块7、14号 CDMA扩频模块8、15号 CDMA解扩模块9、示波器三：实验原理1、实验原理框图14# 模块4# 模块主控&信号源频码2相同时，恢复数字源信号当解扩码与扩CDMA 扩频通信系统框图注：CDMA 扩频通信系统中，接收端根据不同扩频序列，来捕获跟踪不同码道上的信息。
2、实验框图说明我们扩频通信的实现机理为：在CDMA 扩频通信发送端，14号模块提供两路扩频码道，每个码道的输入序列为16K ，可由信号源模块提供，如框图中2号模块提供的数字源；另外，输入序列也可以是8K 的数字信号经4号模块的卷积编码得到，如框图中主控模块提供的数字信号。
两路输入数据与14号模块上的不同的512K 高速率扩频码进行扩频处理，再经过10号模块的调制单元搬移到一个适当的频段进行传输。
在CDMA 扩频通信接收端，接收信号由15号CDMA 解扩模块完成扩频码的捕获跟踪及同步过程；只有当解扩码与扩频码一致时，解扩单元才能根据序列的相关特性来进行同步解扩。
解扩后的信号送至11号模块，由11号模块完成码元恢复工作以及解调过程中所需的载波同步工作。
若输入序列为框图中的数字源，解扩码与扩频码2一致，则当系统联调后11号模块恢复输出的序列即为原始数字源；若输入序列为框图中的数字信号，解扩码与扩频码1一致，则当系统联调后11号模块恢复输出的序列，再经过5号模块的信道译码处理得到原始数字信号。
实验时需注意输入序列的速率要求、扩频码和解扩码是否一致等。
四：实验步骤（注：实验过程中，凡是涉及到测试连线改变或者模块及仪器仪表的更换时，都需先停止运行仿真，待连线调整完后，再开启仿真进行后续调节测试。
实验要求：1. 数字相关器子系统2.仿真结果分析实验原理与背景随着新技术的不断发展，数字相关器件有了越来越广泛的应用。
在扩频系统中，已开始研制数字相关解调器。
从理论上讲，数字相关解调必须有一个量化的环节，因此，与模拟器件相关解调器相比，系统的信噪比会略有降低。
但数字相关器与模拟相关器件相比有更多的优点。
模拟器件不容易做到大的时间带宽积，器件性能对温度的变化较为敏感，而其编程困难，所以，数字相关解调的方案有独特的吸引力。
直序扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）即所谓的直扩（DS）方式。
直接序列扩频系统的基本结构如下图所示。
输入的信息数据D，经过载波调制变成了带宽为B1的信号，再由伪随机码调制成为带宽B2的宽带信号后发送。
在接收端，首先通过同步电路捕捉发送来的PN码的准确相位，产生于发送来的伪随机码同相的本地参考伪码，以供接扩使用。
直序扩频是扩频中最典型、最常用的一种。
扩频通信基本原理图发射机输入信息数据D，被扩频序列扩频后形成告诉数字序列。
扩频后的信号通过载波调制器调制到载波信号上。
最常见的方式是采用BPSK调制方式，他的调制、解调设备相对简单，对采用长扩频码的系统较为适合。
本例就是PSK直序扩频信号数字相关解调方案在Systembiew上的仿真。
PSK直序扩频数字相关解调系统框图如下所示：PSK直序扩频数字相关解调系统框图该系统采用先解调再解扩方式。
经过扩频调制后的信息序列在PSK调制器中完成PSK 调制。
在接收端，用与调制载波相干的两个相互正交的载波与已调波信号相乘，并经过低通滤波，对已调信号进行相干解调，解调后的I、Q两路输出分别进入数字相关器与本地码进行相关运算，在输出端则进行平方相加在开根号的运算，以克服相干解调的本地载波相位误差的影响。
相关解调原理介绍：我们还可以得到：E[rk]=E(smk+nk)=smk噪声的功率为N0/2，所以我们有：我们通过计算这样一个概率，来判断发送的是哪一个码元。
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。
通信原理课程设计报告---CDMA 直接扩频通信系统仿真及gold码为扩频序列》第0页共26页CDMA直接扩频通信系统仿真——以6级GOLD码为扩频序列学生姓名：指导老师：蔡烁摘要此次课程设计的是模拟两位用户通过CDMA的直接扩频通信系统进行传送信息。
此次课程设计的开发平台为MATLAB中的Simulink。
通过仿真模拟两位用户同时进行信号的传输，每位用户的信号均利用6级GOLD码作为扩频序列进行扩频编码后再进行PSK调制、解调，在进行扩频解码以恢复原信号，实验中能够看到两位用户信号均能够还原，通过两次的输出与输入的波形比较，最终实验的结果和理论分析的基本一致，从而达到了设计的目的。
关键词CDMA系统直接扩频通信glod码信号的调制与解调MATLAB/Simulink；及gold码为扩频序列》第1页共26页1 引言信息作为一种资源，只有通过广泛地传播与交流，才能产生利用价值，促进社会成员之间的合作，推动社会生产力的发展，创造出巨大的经济效益。
在当今高度信息化的社会，信息和通信已成为社会的“命脉”。
而通过作为传输信息的手段或方式，与传感技术、计算机技术相互融合，已成为21世纪国际社会和世界经济发展的强大推动力。
数字通信，作为通信行业中的后起之秀，相对于传统的模拟通信,有抗干扰能力强，通信质量不受距离影响，信号易于调制、保密性高、可自动发现与控制差错、可与计算机相连接、支持多种通信业务。
但是，由于数字通信对同步要求高，因而系统设备复杂。
不过随着微电子技术、计算机技术的广泛应用以及超大规模集成电路的出现，数字系统的设备复杂程度大大降低。
同时高效的数据压缩技术以及光纤等大容量传输媒质的使用正逐步使带宽问题得到解决。
因此，数字通信的应用必将越来越广泛[1]。
1.1 课程设计目的此次通信原理课程设计的目的主要是仿真CDMA的直接扩频通信系统。
在MATLAB 的Simulink中选择相应的信号发生器模块，产生两段随机二进制基带信号，再分别利用不同的6级GOLD码作为扩频序列进行扩频编码后再进行PSK调制，在接收端对其进行PSK解调和扩频解码以恢复原信号，比较传输信号、已扩频信号，调制信号，解调信号和解扩频信号的功率谱密度，结合理论说明CDMA直接扩频系统的优势。
目录一、背景 (4)二、基本要求 (4)三、设计概述 (4)四、Matlab设计流程图 (5)五、Matlab程序及仿真结果图 (6)1、生成m序列及m序列性质 (6)2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 (7)3、对扩频前后信号进行BPSK调制,观察其时域波形 (9)4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (10)5、仿真经awgn信道传输后，扩频前后信号时域及频域的变化 (11)6、对比经信道前后两种信号的频谱变化 (12)7、接收机与本地恢复载波相乘,观察仿真时域波形 (14)8、与恢复载波相乘后,观察其频谱变化 (15)9、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (16)10、观察经过低通滤波器后无扩频与扩频系统的时域波形 (17)11、对扩频系统进行解扩，观察其时域频域 (18)12、比较扩频系统解扩前后信号带宽 (19)13、比较解扩前后信号功率谱密度 (20)14、对解扩信号进行采样、判决 (21)15、在信道中加入2040~2050Hz窄带强干扰并乘以恢复载波 (24)16、对加窄带干扰的信号进行低通滤波并解扩 (25)17、比较解扩后信号与窄带强干扰的功率谱 (27)六、误码率simulink仿真 (28)1、直接扩频系统信道模型 (28)2、加窄带干扰的直扩系统建模 (29)3、用示波器观察发送码字及解扩后码字 (30)4、直接扩频系统与无扩频系统的误码率比较 (31)5、不同扩频序列长度下的误码率比较 (32)6、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较 (33)七、利用Walsh码实现码分多址技术 (34)1、产生改善的walsh码 (35)2、产生两路不同的信息序列 (36)3、用两个沃尔什码分别调制两路信号 (38)4、两路信号相加,并进行BPSK调制 (39)5、观察调制信号频谱，并经awgn信道加高斯白噪和窄带强干扰.. 406、接收机信号乘以恢复载波，观察时域和频域 (42)7、信号经凯萨尔窗低通滤波器 (43)8、对滤波后信号分别用m1和m2进行解扩 (44)9、对两路信号分别采样，判决 (45)八、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (47)1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (48)2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (50)九、实验心得体会 (51)直接序列扩频系统仿真一、背景直接序列扩频通信系统（DSSS)是目前应用最为广泛的系统.在发送端，直扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去,在接受端又用相同的扩频序列进行解扩，回复出原有信息。
一种简易的13位巴克码BPSK信号产生电路
杨晓东;张国民;梁娟
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】1995(17)6
【摘要】介绍一种简易可行的１３位巴克码ＢＰＳＫ信号产生电路的原理、设计与声表面波１３位巴克码低副瓣滤波器的压缩结果。
【总页数】4页(P11-14)
【关键词】声表面波;巴克码;BPSK信号;电路;滤波器
【作者】杨晓东;张国民;梁娟
【作者单位】四川压电与声光技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN65;TN713
【相关文献】
1.一种基于跳频码和巴克码的新型LPI雷达复合信号波形设计 [J], 庄仕昂;崔昕莹
2.一种基于AD9854的BPSK信号产生设计 [J], 裴少俊;胥嘉佳;黄克平
3.一种13位巴克码BPSK调制器的设计与实现 [J], 王凡;张玉兴
4.一种简易的超宽带脉冲信号产生电路设计 [J], 缪颖;李震;梁伟成
5.一种BPSK信号接收机中PN码跟踪环同步锁定检测方法 [J], 章明明
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