扩频系统课程设计

PAGEPAGE12目录TOC\o"1-2"\h\z\u一．概述 1二整体设计思路以及系统框图 2三基于systemview的直接序列扩频系统的仿真 31DSSS通信系统的发射端 32 DSSS通信系统的接收端 43 仿真结果 5四protel原理图 71七阶PN码 72乘法器 73正选波产生器 84低通滤波器 8五总结与体会 9附录 101 DSSS系统systemview整体框图 102protel原理图 11参考文献 12一．概述直接序列扩频（DSSS），（Directseqcuencespreadspectrdm）是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。直接序列扩频通信技术特点：1.抗干扰性强。抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100倍，窄带干扰基本上不起作用，而宽带干扰的强度降低了100倍，如要保持原干扰强度，则需加大100倍总功率，这实质上是难以实现的。因信号接收需要扩频编码进行相关解扩处理才能得到，所以即使以同类型信号进行干扰，在不知道信号的扩频码的情况下，由于不同扩频编码之间的不同的相关性，干扰也不起作用。2.隐蔽性好。因为信号在很宽的频带上被扩展，单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低，信号淹没在白噪声之中，别人难以发现信号的存在，加之不知扩频编码，很难拾取有用信号，而极低的功率谱密度，也很少对于其他电讯设备构成干扰。3.易于实现码分多址（CDMA）。直扩通信占用宽带频谱资源通信，改善了抗干扰能力，是否浪费了频段？其实正相反，扩频通信提高了频带的利用率。正是由于直扩通信要用扩频编码进行扩频调制发送，而信号接收需要用相同的扩频编码作相关解扩才能得到，这就给频率复用和多址通信提供了基础。充分利用不同码型的扩频编码之间的相关特性，分配给不同用户不同的扩频编码，就可以区别不同的用户的信号，众多用户，只要配对使用自己的扩频编码，就可以互不干扰地同时使用同一频率通信，从而实现了频率复用，使拥挤的频谱得到充分利用。发送者可用不同的扩频编码，分别向不同的接收者发送数据；同样，接收者用不同的扩频编码，就可以收到不同的发送者送来的数据，实现了多址通信。4.抗多径干扰。无线通信中抗多径干扰一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。5.直扩通信速率高。直扩通信速率可达2M，8M，11M，无须申请频率资源，建网简单，网络性能好。二整体设计思路以及系统框图在直接序列扩谱通信系统中，调制体制可以是任何一种数字相干调制。最常用的是BPSK、QPSK和MSK等。在直接序列系统中，通常进行相移键控（PSK）调制。由于PSK信号可以等效为抑制载波的双边带调幅波，因此直接序列系统常采用平衡调制方式。抑制载波的平衡调制不仅节约了发射功率与提高了发射机的工作效率，而且对提高扩频信号的抗侦破能力也有利。因此本次课程设计中采用BPSK调制的一个DSSS通信系统。图1（a）是发送设备的原理方框图。图1（b）是接收设备的原理方框图。在发射端，要传送的信息先转换成二进制数据或符号与伪随机码（PN码）进行模2加运算后形成复合码，再用复合码直接调制载波。通常为提高发射机的工作效率和发射效率。扩频系统中一般采用平衡调制器。抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破力也十分有利。在接收端，用与发射机完全同步的PN码对接收信号进行解扩后经解调器还原原始数据。（b）接收机（b）接收机模2加法器PN码产生器功率放大器载波发生器时钟数据调制器（a）发射机混频器调制器解调器数据输出本振中放时钟PN码发生器同步图图2.1DSSS通信系统原理方框图三基于systemview的直接序列扩频系统的仿真1DSSS通信系统的发射端数据信号源采用了一个较低的频率的随机序列，扩频用的PN码采用了7阶的PN码。通过乘法器直接用PN码调制数据信号，信息信号与伪随机码波形相乘后，去直接控制载波信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。用于频谱扩展的伪随机序列称为扩频码序列。合成后的扩频信号直接用更好的载波调制发射，省去了常规的平衡调制等步骤。图3.1DSSS系统的发送端DSSS通信系统的接收端在接收端，为了观察系统的干扰性能，使用了一个扫频脉冲信号源，作为干扰源。通过本地载波解调后的复合信号直接与原扩频PN码相乘后解扩，因为是使用原PN码，可以看做是收发两端是完全同步的。之后通过低通滤波器预处理，再通过抽样判决，设置抽样门限达到整形的作用，则准确的恢复了原始波形。图3.2DSSS系统的接收端仿真结果图1.原PN码随机序列图2.7阶PN码序列图3.扩频之后的波形图4.调制之后的波形图5.调制载波波形图6.加入干扰源之后的波形图7.解调时用的载波图8.通过滤波器预处理之后的波形图9.抽样判决整形之后复原的PN序列四protel原理图1七阶PN码m序列是有带型反馈移位寄存器产生的周期最长的一种序列。线性反馈移位寄存器由若干个串接的存储器所组成。在时钟信号的控制下，存储器的存储信号由上一级向下一级传递。如果让某些寄存器的输出反馈回来进行运算，运算结果作为第一级寄存器的输入，则可以得到一个移位寄存器序列。N阶移位寄存器的反馈函数：特征多项式：则七阶PN码为：图4.1七阶PN码产生器2乘法器图4.2MC1496乘法器3正选波产生器图4.3正选波产生器4低通滤波器图4.4低通滤波器五总结与体会通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我觉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。在做systemview仿真时，按照资料的一步步来，但是最后却没有得出想要的结果，慢慢的自己一点点找资料分析问题，发现原来是由于参数没有设置好导致的。然后根据出来的波形改变下参数，在得出复原波形的时候，内心真的很高兴。在画protel时也遇到很多问题因为很久没有用过了，很多元器件不记得了，只好上网去查找教程慢慢的找，虽然花了很多时间但是觉得很值得。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。经过两个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都