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基于matlab的扩频通信系统仿真研究.doc
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基于matlab的扩频通信系统仿真研究.doc
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沈阳理工大学学士学位论文
I
摘 要
自从扩频通信的概念在 50 年代开始成熟以后,此后的二十多年扩频通信技术仍得
到很大的发展,但都只是局部的发展,如硬件的改进和应用领域的拓展。一直到 80 年
代初期,扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用,这种状况到了 80 年代中
期才得到改变。扩频技术发展到现在,CDMA 技术成为目前扩频技术中研究最多的对象,
其中民用通信的直接序列扩频技术广为应用。
本文阐述了扩展频谱通信技术的基本原理、主要性能指标及其工作特点,然后根据
香农定理和柯捷尔尼科夫潜在抗干扰理论,通过 MATLAB 提供的 Simulink 仿真平台对
直扩通信系统进行了仿真,建立了扩频通信系统仿真模型,详细讲述了各个模块的设计,
并指出了仿真建模中要注意的问题。在给定的仿真条件下,运行了仿真程序,得到了预
期的仿真结果。
关键词:扩频通信;信噪比;MATLAB
沈阳理工大学学士学位论文
II
Abstract
Since the concept of spread spectrum communication became mature in the 50 s, After
twenty years of spread spectrum communication technology still get great development. But
only developed locally, such as hardware improvement and development in the field of
application. Until the early 80 s, The concept of spread spectrum communication was only
applied in the military communication system. The situation was changed until in the mid of
80s.Now, CDMA technology is the most studied objects in the spread spectrum technology,
One of civil communication widely used direct sequence spread spectrum technology.
This article elaborated the spread spectrum communication technology's basic principle,
the main performance index and the operating feature, then it act according to the Shannon
theorem and tan oak Jieer the Nikefu latent antijamming theory, provides visualization tool
Simulink and Monte using MATLAB the Carb simulation algorithm, has established the wide
frequency communications system simulation model, narrated in detail each module's design,
and had pointed out in the simulation modelling must pay attention question. In assigns under
the simulation condition, it moved the simulated program, obtained the anticipated simulation
result.
Key words: Spread Spectrum Communication; Signal-to-Noise; MATLAB
沈阳理工大学学士学位论文
III
目 录
1 绪论.......................................................................................................................................1
1.1 课题背景 ........................................................................................................................1
1.2 扩频通信的研究意义及现状 ........................................................................................1
1.3 本课题研究的主要内容 ................................................................................................2
2 扩频通信相关理论...............................................................................................................4
2.1 扩频通信的相关原理 ....................................................................................................4
2.1.1 扩频通信的理论基础 ..............................................................................4
2.1.2 扩频通信主要性能指标...........................................................................5
2.1.3 数字调制技术..........................................................................................6
2.1.4 扩频通信的工作原理 ..............................................................................7
2.1.5 扩频通信实现方法 ..................................................................................7
2.2 扩频通信系统的特点 ....................................................................................................8
2.2.1 性抗干扰强 .............................................................................................8
2.2.2 低截获性 .................................................................................................8
2.2.3 抗多路径干扰性能好 ..............................................................................9
2.2.4 保密性好 .................................................................................................9
3 MATLAB 简介.................................................................................................................10
3.1 MATLAB 的背景.......................................................................................................10
3.2 MATLAB 的组成.......................................................................................................12
3.3 Simulink 简介 .............................................................................................................12
3.4 MATLAB 的优势和特点...........................................................................................14
3.5 MATLAB 的主要功能...............................................................................................17
4 扩频通信系统的仿真.........................................................................................................18
4.1 对产生 m 序列的仿真 .................................................................................................18
4.2 扩频通信原理的仿真 ..................................................................................................23
4.3 对直接扩频通信系统的仿真 ......................................................................................26
结 论.........................................................................................................................................32
沈阳理工大学学士学位论文
IV
致 谢.........................................................................................................................................33
参考文献...................................................................................................................................34
附 录.........................................................................................................................................35
附录 A 英文原文 ...............................................................................................................35
附录 B 中文翻译................................................................................................................48
沈阳理工大学学士学位论文
1
1 绪论
1.1 课题背景
扩频通信的研究起源于第二次世界大战,目的是在地方控制区内提供一种保密通信
的方法,扩频通信系统利用了扩展频谱的技术,其占用的带宽远远大于要传输的原始信
号的带宽,并且与原始信号的带宽无关,这样就能获得一定程度的抗干扰能力和抗阻塞
能力。扩频通信系统能够在背景噪声中隐蔽传送信号,使窃听者的截获概率非常低,在
军事通信和民用通信领域中被广泛应用。
1.2 扩频通信的研究意义及现状
扩频技术(Spread Spectrum, SS)的历史可以追溯到 20 世纪 50 年代中期,但是直到
80 年代初,扩频技术仍然主要应用在军事通信和保密通信中。随着个人通信业务的发展
以及全球定位系统的应用,到现在为止,使用扩频技术的用户已经超过一亿。无线通信
已经成为电信产业最大的部门之一,经过十年多的稳步发展,俨然是 21 世纪中最有发
展潜力的领域。扩频技术在未来无线系统中的应用也再次成为人们关注的重点。扩频通
信系统是在 50 年代中期产生的,其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多
径实验系统以及其它方面。自从扩频通信的概念在 50 年代开始成熟以后,此后的二十
多年扩频通信技术仍得到很大的发展,但都只是局部的发展,如硬件的改进和应用领域
的拓展。而个人通信业务(PCS)的发展终于使扩频技术迎来了另一次大发展的机遇。
一直到 80 年代初期,扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用,这种状况到
了 80 年代中期才得到改变。美国联邦通信委员会(FCC)于 1985 年 5 月发布了一份关
于将扩频技术应用到民用通信的报告。从此,扩频通信技术获得了更加广阔的应用空间。
90 年代初,在第一代模拟蜂窝通信系统的基础上,出现了 PCS 研究的热潮。扩频技术
为共享频谱提供了可能。使用扩频技术能够实现码分多址,即在多用户通信系统中所有
用户共享同一频段,但是通过给每个用户分配不同的扩频码实现多址通信。利用扩频码
的自相关特性能够实现对给定用户信号的正确接收;将其他用户的信号看作干扰,利用
扩频码的互相关特性,能够有效抑制用户之间的干扰。随着 PCS 以及蜂窝移动通信的发
展,CDMA 技术已经成为不可或缺的关键技术。扩频通信技术也在民用通信中找到更为
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