直接序列扩频通信系统与MATLAB仿真

1、直接序列扩频通信系统与MATLA仿真0 引言 扩频通信（即扩展频谱通信），一般是指用比信号带宽宽得 多的频带宽度来传输信息的技术。 随着通信容量的不断增加， 频 率资源愈发紧张， 为了缓解这一突出问题， 通常在窄带通信系统 中，主要是通过频率划分来防止各信道之间的干扰。但是，随着 扩频通信的研究和运用， 由于其对接收端要求强相关性， 使得频 率可以重复使用， 提高了频率利用率。 同时扩频通信的抗干扰能 力强，现在已经广泛应用于移动电话、无线电微波通信、无线数 据通信、跟踪和报警等系统中。1 扩频通信的理论基础信息论中关于信息容量的仙农（Sha nnon）公式为 其中C为信道容量；W为信号频带宽

2、度；S/N为信噪比。 由式1可得到以下结论：在信道容量C不变的条件下，可用 不同带宽W和信噪比S/N组合来传输。即可以通过增加信号带宽， 实现在比较低的信噪比下传送信息。 这样使得有用信号的功率接 近噪声的功率甚至淹没在噪声之下， 从而具有很好的隐蔽性。 扩 频通信就是用扩展频谱来换取信噪比要求的降低， 这正是扩频通 信的主要特点和理论依据。扩频通信从早期用于军事保密通信， 到现在广泛用于民用通 信系统中， 并成为现代通信主要发展的方向， 是因为它具有窄带通信系统无法比拟的优良性能。1）抗干扰性强，误码率较低。接收机必须采用相关检测才能对PN码相同的扩频信号进行解扩，同频信号或其他干扰经解 扩

3、后，带宽被展宽， 具有良好的抑制能力。 因此误码率也比较低， 一般可低于 l0-10 ，完全能满足国内相关系统对通道传输质量的 要求。2）可以实现码分多址。因为在扩频通信中是采用扩频码序 进行扩频调制， 可以利用不同的扩频码序列之间较强的自相关性 和较弱的互相关性， 在接收端利用相关检测技术进行解扩。 可以 通过给不同的用户分配不同的用户扩频码型， 实现在一宽频带上 许多对用户可以同时通信而且互不干扰。3）抗多径干扰。由于扩频系统中利用不同的 PN可以很容易 从多种路径传输来的信号分离和提取出有用信号。 同时可以把不 同路径来的不同延迟、不同相位的信号在时间和相位上重新对 齐，形成用多个频率的

4、信号传送同一个信息， 从而提高了系统传 输的可靠性。可以使用不同技术对所传的信息进行扩频处理， 因此扩频通 信的方式可分为：直接序列扩频工作方式（ DS） , 跳变频率工作 方式（FH）,跳变时间工作方式（TH）和宽带线性调频脉冲（CHIRP 以及以上几种方法的组合。本文根据扩频通信的原理，利用 MATALB寸扩频通信中最常用的直接序列扩频系统进行了仿真。2 直接序列扩频系统直接序列扩频系统又称为直接序列调制系统或者伪噪声系统（PN系统），简称直扩（DS ,是当前应用较为广泛的一种 扩频通信系统。要传送的信息经过伪随机序列（或称伪噪声码） 扩频后再对射频载波进行调制。 伪随机序列的码元速率远高于传 送信号的码元速率， 因而调制后的信号频谱宽度远远大于原始信 息的频谱宽度。直扩技术广泛地应用于民用通信系统以及导航、 自控等其他领域方面，比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、码分多址卫星通信系统等。2.1 直扩系统模型直扩系