直接序列扩频通信技术与systemview仿真分析
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2009-05-25
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直接序列扩频通信技术与 SystemView 仿真分析
摘要 扩频通信由于具有抗干扰能力强，隐蔽性好，容易实现多址传输等优点而在移动通信、无
线数据通信等领域得到越来越广泛的应用。其中直接序列扩频通信是目前使用最典型的扩频工作
方式。随着通信技术日益成熟，扩展频谱技术凭借其特有的优势，显示出了极强的生命力。尤其
在电子对抗的今天，它将为军事上开展联合指挥提供最先进的通信系统。因此，对其进行细致的
讨论是十分必要的，具有很大的实用价值。
论文的第一章介绍了扩频通信概述，逐步地介绍了扩频通信的发展以及在军事通信与民用通
信的应用，简要的介绍了扩频通信的理论基础，随后阐述了一下扩频通信的类别与主要特点。
第二章主要介绍了论文所涉及的直接序列扩频的数学模型。然后讲述了伪随机码的基本概念
以及直接序列扩频的抗干扰指标与优点。
第三章简明地介绍了通信仿真软件 SystemView，以及较详细的表述了从整体设计到各个
部分的子系统的说明，使用 QPSK 调制与解调技术恢复信号，并用该软件对扩频通信系统的模型
进行仿真分析与一般的通信技术进行对比分析，说明直接序列扩频通信技术的优越性。
关键字 通信技术 直接序列扩频 四进制移相键控 抗干扰 SystemView
1 引言
现代通信技术空前发展，无线电设备的使用越来越广泛，电磁环境变得异常复杂，电台、
接力通信受到的干扰愈来愈严重，对实现通信的迅速、准确、保密和不间断要求提出了严峻
的挑战。近年来，经各国专家的努力探索实践，终于找到了干扰的“克星”———扩频通信。
所谓扩频通信，是扩展频谱通信的简称。它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带
宽的一种通信方式，扩频通信系统的出现，被誉为是通信技术的一次重大突破。
从信息论角度看扩频通信更是异彩纷呈。20 世纪 40 年代，信息论的研究中得出了重要的
香农定理：即 C＝B log2（1＋S/ N）。该公式指出，要保持信息传输速率 C 不变，信号带宽
B 和信噪比 S／N 是可以互换的，这意味着不管信噪比多低，只要将信号带宽扩展得足够大，
仍能保证以相同的信息传输速率可靠地传输信息，从而为现代扩频通信技术的实现提供了重
要的理论基础。在过去的几十年中，由于技术的限制，人们还无法有效地扩展信号频谱，所
以只能一直在走增加信号功率、减少噪声、提高信噪比的发展道路。即使到了 20 世纪 70 年
代伪码技术已经出现，但关键环节未能突破仍是无济于事。近几年，由于超大规模集成电路
的发展，几十兆赫、甚至几百兆赫的伪码发生器及其相关部件都已成为现实，才使扩频通信
获得了极其迅速的发展，通信的发展史也开始进入全新的转折点，已由用信噪比换带宽的年
代进入了用带宽换信噪比的新时代。
我们再从最佳通信系统的角度来看扩频通信：最佳通信系统＝最佳发射机＋最佳接收机。几
十年来，最佳接收理论已经很成熟，但最佳发射问题一直没有很好解决，而伪码扩频技术却是一
种极
佳的信号形式和调制制度，构成了最佳发射机。因此产生了：最佳通信系统＝伪码扩频＋相关接
收。有了这种全新的认识，人们就已不难预测扩频通信的未来前景了。有人说，从 20 世纪 90 年
代开始无线通信已步入扩频通信的年代，并开始崭新的发展时期。此话不假，而今扩频通信的热
浪已波及短波、超短波、微波通信和卫星通信，大家已十分熟悉的码分多址（CDMA）技术，已
开始广泛用于蜂窝通信、无线通信和个人通信以及各种无线本地环路，并在造福于社会中大显身
手，将发挥越来越大的作用。
扩频通信的出现，还使军事通信在电磁环境复杂、干扰严重情况下实现顺畅指挥变为可能，
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