通信专业基于simulink的扩频调制模块设计本科学位论文

基于Simulink的扩频调制模块设计摘要本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，利用MATLAB提供的可视化工具Simulink建立了扩频通信系统仿真模型，详细讲述了各模块的设计，并指出了仿真建模中要注意的问题。在给定仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。同时，利用建立的仿真系统，研究了扩频增益与输出端信噪比的关系，结果表明，在相同误码率下，增大扩频增益，可以提高系统输出端的信噪比，从而提高通信系统的抗干扰能力。

关键词扩频，通信，matlabSimulinkmodulebasedonthedesignofspreadspectrummodulationZhangJunAbstract:Thetheorybaseandrealizingmethodsofthespreadspectrumcommunicationtechnologywaspresentedinthisstudy.ThesimulationmodelofthespreadspectrumcommunicationsystemwasbuiltbyusingSIMULINK,whichisprovidedbyMATLAB.Inaddition,eachmoduleofthesimulationmodelwasintroducedindetail，andpointedouttheproblemsthatmustbepayattentiontointhesystemsimulation.Onthebasisofthedesignedsimulationconditions,thesimulationprogramwasrunandtheanticipantresultsweregained.Moreover,therelationshipbetweenthespreadspectrumgainandthefan-outerrorratewasalsostudiedbyuseofthesimulationsystem.Theresultsshowedthatonthebaseofthesameerrorrate,ifthespreadspectrumgainwasenlarged,theSignal-to-Noiseofthesystemfan-outwouldbeenhancedandtheanti-jammingcapabilityofthecommunicationsystemwouldalsobeenhanced.Keywords:spreadspectrumcommunication,Signal-to-Noise,errorrate,spreadspectrumgain

前言扩频通信是指用于传输信号的信道带宽远远大于信号自身贷款的一种通信方式，它在抗噪声、抗干扰、抗多径衰落、码分多址、信号隐蔽性和保密性等方面具有较传统无线通信方式无可比拟的优势，从而与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代三大主流通信传输方式。由于扩频通信独具特色，自诞生之日起，就受到军方的极大重视。近十年来，随着信息技术的迅猛法发展与日益普及，扩频通信技术已在军用和民用通信领域得到广泛应用，并伴随GPS卫星定位、CDMA或3G手机等产品迅速进入大众生活。扩展频谱通信（简称扩频通信）与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，它是指发送的信息被展宽到一个很宽的频带上，在接收端通过相关接收，将信号恢复到信息带宽的一种系统。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。本文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。

第一章绪论1.1扩展频谱通信的发展及应用扩频通信，即扩展频谱通信(SpreadSpectrumCommunication)，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是随着在军事通信中的应用而发展起来的。扩频通信最早出现在第二次世界大战，作为美军使用的无线保密通信技术。自40年代末期开始发展以来，迄今己有50几年的历史了。扩频通信的基本理论和技术己达到了成熟阶段。80年代初期开始，已广泛应用于军事通信中。它在各种战略和战术通信中，以及通信、指挥、控制和情报系统中发挥着极其重要的作用。尤其在海湾战争中美军使用扩频技术对敌方实施的电子战，更是发挥了扩频通信电子反对抗、抗强干扰、反窃听的技术威力，成了克敌制胜的最有力的武器。现在扩频通信已成为电子战中通信反对抗的一种必不可少的十分重要的手段。扩频通信以其一系列独特的优点在民用通信中也获得了巨大的发展。除军事通信外，扩频通信技术也广泛应用于跟踪、导航、钡叮距、雷达、遥控等各个领域。并迅速成为引领通信发展的新的潮流。由于近二十年来的计算机技术的飞速发展，同时与其密切相关的半导体技术工艺也得到了本质的改变，特别是大规模集成电路设计、工艺的应用普及，使得扩频通信技术才在过去仅能在实验室完成的试验工作进入实用产品阶段。几十年来，通信技术不断发展和演变，从有线(铜线，电缆)通信，到无线(短波、VHF/UHF,微波和卫星)通信，再到光纤(缆)通信。然而，从通信技术的实质来看，从信息论的角度来看，上面所述基本上都是传输介质和信道的变化，突破性的进展并不多。扩频通信系统的出现，是通信技术的一次重大突破，通常的超短波(VHF/UHF)通信，10瓦电台能通20-30公里远:而伪码扩频设备，10毫瓦能通3。一~5。公里。也就是说扩频系统能带来30分贝以上的信噪比改善。当然，扩频通信技术的优点远不止这一点。1.2扩频通信技术的优点总的来说，扩频通信技术具有以下优点:1)抗干扰能力强。扩频通信将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，来恢复窄带信号。对于干扰信号而言，由于与扩频伪随机码不相关，被扩展到很宽的频带时，进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应的增加了相关器的输出信噪比，因此具有很强的抗干扰能力。而且，它的抗干扰能力与频带的扩展倍数成正比。2)隐蔽性好，安全保密。由于扩频系统将所传送的信息扩展到很宽的频带上，其功率密度随着频谱的展宽而降低，甚至可以将信号淹没在噪声中。因此保密性很强。只有在采用与发送端相同的扩频码并且与之同步之后才有可能截获或窃听。3)可以进行多址通信。扩频通信本身就是一种多址通信方式，实际上它是码分多址(CDMA)的一种，用不同的扩频码组成不同的网。尽管扩频系统占据了很宽的频带，但是由于各网可以在同一时刻共用同一频段，所以它的频率利用率甚至比单路单载波系统还要高。4)抗多径干扰。在移动通信、室内通信等环境下，信号的绕射、折射、反射等所形成的多径千扰始终是一个难以解决的问题，扩频技术利用扩频所用的扩频码的相关性来达到抗多径，千扰甚至可以利用多径能量来提高系统的性能。1.3论文主要研究内容与安排在研究扩频通信的原理的基础上，对其关键技术作了深入的探讨。本论文注重于讨论基于Simulink的扩频码的选择以及调制方法的选择。本论文的结构安排为:第一章介绍本论文的课题背景和论文的安排;第二章讨论扩频通信的基本原理和分析;第三章研究扩频通信中所需要的伪随机码的产生及其性质;第四章扩频通信中调制方法的选择;第五章研究扩频通信中伪随即码的同步:第六章针对Simulink的扩频调制模块的实现方案;第七章总结了全文工作，提出系统性能改进的方向以及需要进一步研究的扩频技术。第二章直扩系统的基本原理2.1扩频通信的理论基础所谓扩展频谱通信，可以简单的表述如下:扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占据的带宽远远大于所传输信息所必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成的，用编码及调制的方法来实现，与所传输的信息数据无关:在接收端用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。扩频系统的原理框图如图(2-1)所示:扩频码扩频码发生器本地扩频码本地射频射频发生器信息调制扩频调制射频调制变频扩频解调信息解调信息信息图(2-1)扩频系统原理框图首先发端输入的信息先经过信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。展宽以后的信号调制到射频发送出去。在接收端接收到宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发送端相同的扩频码序列去解扩。最后经信息解调，恢复成原始信息输出。相比较于我们通常所用的通信系统(窄带通信)，可以将扩频通信系统称“宽带通信”系统，因为传输信号所占据的带宽(W)远大于原始信息本身实际所需的最小(有效)带宽(AF)。扩频系统的可行性，是从信息论的基本公式引申而来的。信息论中有关信息容量的香农(Shannon)公式为:(2.1)式中;C为信道容量，W为信号频带宽度，P为信号功率，N为白噪声功率。式(2.1)说明，在给定的信息传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比PIN是可以互换的。即可以通过增加频带宽度的方法来降低信噪比。当带宽增大到一定程度，允许信噪比很低，有用信号功率接近噪声功率，甚至淹没在噪声中。扩频通信系统正是利用带宽的扩展来降低对信噪比的要求。这样就可以大大的提高通信系统的抗干扰能力。2.2扩频通信的工作方式按照扩展频谱的方式的不同，现有的扩频系统可以分为:1)直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum)工作方式，简称直扩(DS)方式。就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端扩展信号的频谱。而在接收端，采用相同的扩频码序列进行解扩，从而把展宽的扩频信号还原成原始的信息。本文所研究的就是这种扩频类型，所以在后面有更加详细的论述。2)跳变频率(FrequencyHopping)工作方式，简称跳频(FH)方式。所谓跳频，比较确切的意思是:用一定码序列进行选择的多频率移频键控，也就是用扩频码序列进行频移键控调制，使载波频率不断地跳变。而接收方也采用相同的频率跳变方式来接收信号。图(2-2)是跳频系统的简化框图。信息序列信息序列PN序列发生器频率合成器混频器FSK调制器编码器a)发射机

混频器混频器FSK解调器译码器时间同步频率合成器PN序列发生器输出b)接收机图(2-2)跳频系统原理框图3)跳变时间(TimeHopping)工作方式，简称跳时〔TH)方式。与跳频相似，跳时就是发射信号在时间轴上跳变。首先把时间轴分成许多时片，在一帧内哪个时片发射信号由扩频码序列去进行控制。可以把跳时理解为:用一定码序列进行选择的多时片的时移键控。4)宽带现行跳频(ChirpModulation)工作方式，简称Chirp方式。线性调频是指发射的射频脉冲信号在一个周期内，载频的频率做线性变化。当频率在较宽的频带内变化时，信号的频带也被展宽了。这种扩频方式主要用在雷达中，但在通信中也有应用。5)各种混合方式。在上述几种基本的扩频方式的基础上，可以组合起来，构成各种混合方式。常见的混合方式有:同时进行调频和直扩的混合调制(FH/DS);同时进行跳时和跳频的混合调制(TH/FH);同时进行跳时和直扩的混合调制(TH/DS);一般来说，采用混合方式在技术上要复杂一些，实现起来也要困难一些。但是，不同方式结合起来的优点是有时能得到只用其中一种方式得不到的特性。在以上所讨论的各种扩频方式中，直扩和跳频是应用最广的两种的基本扩频方式。例如，第三代移动通信和无线局域网IEEE802.l1b都是利用直扩的方式;而蓝牙技术则是跳频的最典型应用。2.3直接序列扩频系统的分析由前面的讨论我们知道，所谓直接序列(DS)扩频，就是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端扩展信号的频谱。然后在接收端用相同的扩频码序列来解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信号。直扩系统原理框图如图(2-3)所示，图中包括发送系统以及接收系统。相乘器相乘器中频载波相乘器射频调制PN序列产生器已扩展信号射频载波信码a)发射系统射频调节射频调节混频中放中频调节相乘器PN序列产生器输出信号本振b)接收系统图(2-3)接收系统直扩系统原理框图在图中，首先将我们要发送的信号进行中频调制，将信号频谱搬移到一个中频.f处，这就是通常的窄带信号。在扩频通信系统中还要进行频谱的扩展。常用的一种扩展频谱的方法是用一高码率f的随机码序列对窄带信号进行二相相移键控调制。然后将这一扩展了频谱的信号再送到发设计中去对射频进行调制后由天线辐射出去。而再接收端，现对接收到的信号进行射频解调，来实现下变频。然后用与发送端同步的相同的PN码序列去反向键控本振，然后再用此己调本振去混频，就得到窄带的仅受信码调制的中频信号。它经过中放后就可以进入普通的移相信号解调器解调出信码。第三章扩频系统中的伪随机码的选择由前面对于扩频系统的讨论可以知道，在扩展频谱通信中需要用到高码率的窄脉冲序列。这是指扩频码序列的波形而言，而并没有提及码的结构以及码是如何产生的问题。实际上，目前使用的最多的是伪随机码，或者称为伪噪声码(PN).这种码序列最重要的特性就是具有近似于随机信号的性能。而因为噪声具有完全的随机性，所以我们也可以说它具有近似噪声的性能。但是，真正的噪声序列是不能重复再现和产生的，我们只能产生一种周期性的脉冲信号来近似随机噪声的性能，所以就称为伪随机码或者PN码。我们选用随机信号或具有噪声性能的信号来传输信息是因为，理论研究表明，在信息传输中各种信号之间的差别越大越好，这样两个信号就不容易混淆，也就是说，相互之间不易发生千扰，所以就不会发生误判。理想的传输信息的信号形式应该是类似噪声的随机信号，因为取任何时间上的两段噪声来比较都不会完全相似，当用它们来代表两种信号的时候，其差别就最大。在设计扩频码时应该具有的如下理想特性:1)有尖锐的自相关特性;2)有处处为零的互相关:3)不同码元数平衡相等;4)有足够的编码;5)有尽可能的复杂度:6)工程上易于实现。目前，几乎所有的扩频序列都要用到移位寄存器来产生。利用它能用简单的硬件来产生极长的序列，而目前常用的伪随机序列有m序列、Gold序列、类Gold序列、Kasami序列等等。下面将分别介绍一下移位寄存器序列，m序列和Gold序列。3.1移位寄存器序列前面己经提及，目前几乎所有的扩频序列要用到移位寄存器来产生，利用它能用简单的硬件来产生极长的序列。移位寄存器用来产生序列由三种方法:线性反馈法，发线性反馈发，非线性前馈法。线性反馈移位寄存器是在17世纪提出来的线性递归概念的基础上提出来的用来产生最大长度序列的方法。由移位寄存器产生的序列中，我们主要研究由线性反馈移位寄存器生成的0,1二值序列，其相应的信号波形为(+1，-1)的矩形波。图(3-1)给出了一个简单的移位寄存器序列生成器。++123456序列输出移位时钟图(3-1)移位寄存器序列生成器它由模二加法器和反馈线路组成。其中模二加法器是按照。0+0=1+1=0,1+0=0+1=1运算法则进行，如果相加相超过2，可按照该法则两两相加来处理，得到最后的相加输出。移位寄存器是由外部时钟来控制的，来一个时钟脉冲移位一次，同时相加反馈一次。如果假定移位寄存器的初始状态为:1,2,3,4,5寄存器为“0",6寄存器为，..1.,。当一个移位时钟作用时，6寄存器的，"1”移出(输出)，并送给模二加法器，与5寄存器送来的，"0”相加为，.11,，反馈送入1寄存器。这样数出+1"，而移位寄存器的状态由原来的000001变100000,当第二个脉冲时钟作用时，重复上述过程。这样的话，在连续不断的时钟的作用下，不断进6移位寄存器输出的序列如下所示：100000100001100010100111101000111001001011011101100110l01011111，这个序列的长度为63，到第64开始重复这个长度为63的序列，也就是说这个序列的周期是63.下面我们讨论一下线性反馈移位寄存器的一般形式。其图如图(3-2)所示:加法器(模2)加法器(模2)C1C2C3C4……Cn1234n……X1X2X3X4Xn图(3-2)线性反馈移位寄存器的一般形式如图中所示，一共有1,2,3，…，n个移位寄存器，它们的状态分别为:(i=1,2，…，n)，分别与(i=1,2,3,...,n)相乘以后到模2加法器中相加，然后反馈。这里，仅仅取值0或者1,其中乘法规则示0*0=0*1=1*0=0,1*1=10实际上，可以将取值为0时表示断开不通，取值为1时表示闭合连接1可以传送数据。因此，反馈移位寄存器的反馈函数是:(3.1)这个移位寄存器称为n阶移位寄存器。而一个移位寄存器生成的序列叫做移位寄存器序列，该序列与移位寄存器的阶数n、反馈函数F()还有移位寄存器的初始状态有关系。移位寄存器序列分为两种，分别是:最大长度序列、非最大长度序列。如果一个移位寄存器是n阶移位寄存器，那么它能产生的序列的最大长度为，也就是说序列的最大周期是。也就是说周期是的移位寄存器序列是最大长度序列，否则就是非最大长度序列。当一个移位寄存器给定以后，它是否能产生最大长度序列取决于反馈函数以及移位寄存器的初始状态。移位寄存器序列具有以下生成特性:1)如果移位寄存器的反馈函数的系数中有奇数个不为0的话，那么该移位寄存器序列不是最大长度序列。它可能生成6钟序列，但是没有一个是最大长度序列。2)如果序列，序列是由阶数为n的一个线性移位寄存器生成的两个序列，那么产生的序列应该也是这个移位寄存器生成的一个序列。3)如果移位寄存器的反馈函数的系数,并且有其它系数不为0(即一个列有(n一2)个系数为0，则它生成的最大长度序列与另外一个,不为0的移位寄存器生成的最大长度序列互为倒序序列。4)如果一个最大长度序列与自身序列的循环相移序列相加，所得的序列也是该序列的另一个循环相移序列。对于线性移位寄存器来进行数学描述用的是移位寄存器的特征多项式。例如，对于图(3-2)所示的线性移位寄存器的特征多项式定义为:(3.2)其中，。而图(3-1)所示的移位寄存器的特征多项式为:（3.3）特征多项式中的是与移位寄存器的第i个寄存器相对应的，它明白的确定了线性移位寄存器的反馈特性，是研究线性移位寄存器序列的重要的数学工具。扩频通信要求扩频序列具有较好的伪随机特性，即要选择伪随机序列或伪噪声序(PN)序列。周期为N的二值序列是伪随机序列的条件是:1)在每一个序列周期当中，“+1”的码元数目和“-1”的码元数目要相同或者相差很小。2)在每一个序列周期当中，连续出现++1"或"-1”的码元长(游程)为，那么码元数为1的游程有个，码元数为2的游程有个，码元长为3的游程有个，。其中“+1”和“-1"的游程数目相同。3)序列的(周期)自相关函数是二值的，即(3.4)满足上述三个条件的伪随机序列有好几种，其中最主要的是线性反馈移位寄存器的最大长度序列，也就是m序列，还有Gold序列等，下面将分别加以介绍。3.2最大长度序列二序列3.2.1m序列是最大长度线性移位寄存器序列的简称。也就是说m序列是由多级移位寄存器或其它延迟元件通过线性反馈产生的最大长度序列。如前所述在二进制移位寄存器发生器中，如果级数为n，则所能产生的最大长度的码序列的长度为。由于m序列容易产生、规律性强、有许多优良的性能，因而在扩频通信中最早获得广泛的应用。3.2.2m序列具有很多有用的性质，下面将分别进行讨论。1)m序列具有平衡性。也就是说在最大长度序列中，“1”的个数比“0”的个数多1个，并且“1”的个数是，而“0”的个数是。这是因为n级移位寄存器一共有个状态，去掉一个全零状态，还有个非零的状态。而“0”和“1”出现的机会均等，因此,“0”出现的次数是，而“1”出现的次数是。这个性质很重要，这是因为码序列或者码序列调制信号中的直流分量将决定码的平衡性。另外，由于载波抑制度决定与调制信号的对称性。当用一个码序列去调制载波的时候0-1平衡性将限制可达到的载波抑制度。2)m序列具有移位可加性。也就是说，一个m序列与自身相移为任何值的同一个m序列的模2和是另外一个相移的m序列。这是因为，m序列与其移位的序列的模2和满足同一个线性递归关系，又由于任何两个起始状态的模2和是另一个起始条件。所以对于一个最大长度序列产生器，不同的起始状态只能产生不同相移的m序列。所以，某个m序列同相移为任意值的同一个m序列的模2和是令一个相移的m序列。3)连续出现长度特性(游程特性)。也就是说在在每一个周期内，共有个元素游程，其中0的游程和1的游程的游程数目各占一半，并且。当时,长为的游程占游程总数的，其中“0”的游程和“1”的游程各占一半。长为的游程只有一个，为0游程，长为n的游程也只有一个，为1游程。总之，连续出现长度n的相同频率，对于时，为。对于时是。连续出现长度不可能出现。4)m序列的自相关函数是二值函数，其归一化的自相关函数是(3.5)3.2.3当我们利用m序列作为扩频码的时候，每一个码元有一定的宽度，假设是。下面我们来推导码元宽度为时扩频码的相关函数。假设二元脉冲序列幅度是+1,-1的概率各为1/2，所有脉冲幅值相互独立。脉冲波形的起始时间是,在之间均匀分布。任意取两个时刻和，并且有,,具体如图(3-3)所示。显然,当延时日的时候，m序列的自相关函数是:(3.6)其中，是m序列的长度，也就是它的周期。即有。当的时候，如图所示，和可以是在同一个脉冲区间内，也可以是在相邻的两个脉冲区间内。对于上述两种情况，可以得到周期为的m序列的扩频码的自相关函数是:000图(3-3)求扩频码的相关函数的时间关系(3.7)由上式可以看出，m序列扩频码的自相关函数是周期为的周期的三角函数，如图(3-4)所示。11图(3-4)m序列扩频码的自相关函数由维纳——辛钦定理可以知道，信号的功率谱密度和它的相关函数是一对傅立叶变换对。由图(3-4)可见，m序列的扩频码的自相关函数可以看成是高度为的三角形脉冲减去一个幅度是的直流分量。假设周期三角形脉冲的傅立叶变化为，幅度为的直流分量的傅立叶变换为。显然，m序列的功率谱密度为(3.8)因为三角形脉冲的傅立叶变换是抽样函数的平方。周期三角形脉冲的傅立叶变化是以抽样函数平方为包络的离散谱线，相邻谱线的间隔为。这样可表示为(3.9)而直流分量的傅立叶变换为(3.10)所以，m序列的功率谱密度函数为(3.11)若，则功率谱密度为连续形(如图3-5所示)。(3.12)图(3-5)m序列的功率谱由式(3.13)可以看出，m序列扩频码的功率谱具有以下特性:1)m序列扩频码是周期函数，它的自相关函数也是相同周期的周期函数，所以相应的功率谱就应该是离散的，也就是线状谱，相邻谱线的间隔是。2)由于m序列波形是幅度恒定的矩形波，所以具有恒定的功率。除了零频率分量以外，各条谱线的强度与序列的长度成反比。3)零频率分量的强度为，与序列长度的平方成反比。4)由图(3-5)可知，功率谱的第一个零点在处，主瓣宽度为。这说明，m序列扩频码的功率谱密度的包络由码元宽度决定而与序列周期无关。这就说明传送m序列伪随机信号的频带宽度取决于码元的宽度下面我们简单讨论一下两个m序列的互相关函数。假设和是两个周期相同的不同m序列，那么m序列的离散互相关函数可以定义为(3.14)如果m序列用宽度是的脉冲函数调制以后的波形是(3.15)其中，是m序列，是存在于0～的单位脉冲函数，是码元的宽度。同理，对于另外一个m序列有(3.16)定义周期波形的互相关函数为(3.17)将式(3.15)和式(3.16)代入式(3.17)可以得到(3.18)我们在讨论m序列的性质时已经指出m序列的自相关函数是双值函数。但是，长度相同的不同二序列之间的互相关函数不再是双值函数，而是一个多值函数。m序列的互相关函数除了具有多值性以外，它的互相关函数值也不像m序列的自相关函数值那样具有简明的公式。3.2.4m在实际工程应用中，m序列既可以用硬件产生，也可以用软件产生，将产生的m序列保存在ROM中，通过相应的时钟同步输出。硬件方面可使用移位寄存器或用声表面滤波器件等延迟线来产生m序列。在3.1节中己经讲过了，一个线性移位寄存器可以用一个特征多项式来表示，即(3.19)另外，线性移位寄存器产生的序列也可以用一个多项式来表示。假设，存器产生的序列为定义以二元有限域的元素为系数的多项式是(3.20)这个多项式称为序列多项式。式中，取0,1两个值，符号的幂次表示序列元素的位置。并且有(3.21)线性移位寄存器产生m序列的充要条件是:如果一个级线性移位寄存器序列所产生的是周期为的m序列，它的特征多项式必然是本原多项式。所谓本原多项式也就是说特征多项式是不可约的,可以整除，而除不尽。所以当我们选定了一个合适的本原多项式，就可以得到所需的移位寄存器，就可以产生m序列。3.3Gold序列由上节的分析可知，m序列的性能非常接近理想的伪随机序列，有很好的自相关特性，且产生m序列的方法简单易行，所以受到人们的重视和应用。但是，我们也看到，n阶线性移位寄存器产生的m序列的数目并不多。而且，使用m序列作为码分多址通信的地址码时，其主要问题是由m序列组成的互相关特性好的互为优选的序列集很小。而Gold序列具有良好的自、互相关特性，而且可以用作地址码的数量远远大于m序列的地址数，并且结构简单，易于实现，所以在码分多址通信、组网工作的雷达以及报警系统的许多工程领域得到较为广泛的应用。3.3.1m假设和是由n级本原多项式和产生的m序列，当他们的互相关函数满足(3.22)我们称由和产生的m序列和构成一对优选对。例如，n=6的本原多项式:和。的本原多项式是，的本原多项式是,经过计算得到它们的互相关数值是:由上式可见,它们满足优选对的条件，所以和构成优选对。而本原多项式，和的互相关数值是，所以，和不是一对优选对。通常，寻找m序列优选对的方法通常有以下三种:1)陪集划分法;2)序列抽样法;3)相关验证法。3.3.2G1967年R.Gold提出了利用优选对来组成复合码，这就是我们现在所讲的Gold码。Gold指出:“给定移位寄存器的级数时，总是可以找到一对互相关函数值是最小的码序列，采用移位相加的方法来构成新的码组，其互相关旁瓣都很小，而且自相关函数和互相关函数都是有界的。”设线性移位寄存器的特征多项式,若是阶本原多项式，则能生成周期为的最大长度序列;若是阶本原多项式，则能生成周期为的最大长度序列:那么生成的序列周期是也就是说N是的最小公倍数。如果及是n阶的不同的本原特征多项式，即它们生成不同的m序列(非移位等价)，那么由所生成的序列的周期也是。我们知道，n阶本原特征多项式能生成周期是的m序列，那么由m序列的移位等价性，a的循环相移序列也是m序列。这里T表示循环相移，表示循环相移i次，m序列有个循环相移序列。另一个n阶本原多项式能生成同样周期的序列，那么是特征多项式生成的周期为的N个序列，如果把“a、b包括在内，形成新序列集合共有个序列，即为个。当序列a与序列b满足优选对的条件时，则把序列集合中的所有序列叫做Gold序列。因此，序列集合中的任意两个序列之间的互相关，等于构成序列集合中的两个m序列a,b之间的互相关。Gold序列不再具有m序列的性质，即Gold序列循环移位后不是Gold序列。显然，具有与m序列相同的相关特性的Gold序列的序列数，比m序列及m序列优选对的数目要多的多，这也是Gold的显著优点。产生Gold码可以有两种方法。一种是将对应于优选对的两个移位寄存器串联成级的线性移位寄存器;另外一种方法是将两个移位寄存器并联然后模2相加。例如对应于本原多项式的串联型和并联型Gold码产生器的框图如图(3-6)所示。其中，串联型结构的本原多项式是：x1x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12++++++a)串联型XX1X2X3X4X5X6++X1X2X3X4X5X6++++b)并联型图(3-6)Gold码产生器框图Gold码具有三值互相关函数，其值为(3.23)其中，(3.24)当n为奇数的时候，Gold码族中大约有50%的码序列的归一化互相关函数值为。而n为偶数又不是4的整数倍的时候，大约有75%的码序列的归一化互相关函数值是。Gold码的自相关函数值也是三值函数，但是出现的频率不同。另外，同族Gold码的互相关函数是三值的，但是不同族之间的互相关函数式多值函数。3.3.3G在实际应用中,我们所关心的Gold序列的性质有以下三点:1)相关特性。由Gold序列定义可以看出，对于周期是的m序列优选对生成的Gold序列具有与m序列优选对类同的自相关特性和互相关特性。Gold序列的自相关函数在时与m序列相同，具有尖锐的自相关峰;当时，与m序列所有差别，相关函数不再是(归一化相关值)，而是取式(3.23)中的三值，即最大旁值是。Gold序列具有与m序列一样的优良互相关特性。同一对m序列优选对产生的所有Gold序列连同这两个m序列在内，任意两个序列的互相关特性都和m序列优选对的一样，其互相关只取式(3.23)中的理想三值，即最大旁瓣值不超过(归一化)。2)Gold序列的数量。由Gold序列定义的可以知道，周期是的m序列优选对总共能产生个序列。随着n的增加，Gold序列数以2的n次幂增长，而m序列的数目为，其中φ为欧拉函数;随着n的增加，m序列的数目的增加很慢;可见，同样长度的Gold序列数要比m序列数多的多，能够满足工程实际的需求。3)Gold序列的平衡性。Gold序列的序列数目较多，互相关值低，这是它的主要优点。但它的平衡性不一致。Gold序列的平衡性有三种，也就是Gold序列有三种不同的，“0”和“1”的数目情况。一种是“1”码元数目仅比“0”码元数目多一个，这就是平衡Gold序列;另一种是，“1”码元过多;再一种是，“1”码元过少;这后两种序列是非平衡Gold序列。当n为奇数时，在周期的个Gold序列中，有个序列是平衡的，即有1/2的序列是平衡的。当n是偶数时(不为4的倍数)，在周期的个Gold序列中，有个序列是平衡的，即有3/4的序列是平衡的。序列的平衡性与平衡调制器的载波抑制度有密切的关系。非平衡码将使扩频系统载漏增大，将破坏扩展频谱通信系统保密、抗千扰和抗侦破能力。3.3.4平衡Gold序列的产生在上一小节中我们已经提到了Gold码分为平衡Gold码和非平衡Gold码。这一小节我们将简要讨论一下平衡Gold码的产生。为了产生平衡Gold码需要选择两个原始的，序列的特定的相对状态,即所谓的特征相位。当序列处于特征相位的时候,对该序列每隔一位进行抽样所得的抽样序列仍然是原序列。确定特征相位的方法如下所述。假设是产生原m序列的本原多项式,m序列的特征相位由确定，其中，是生成函数，是一个次数小于或者等于的次数的多项式，假设的次数是n，那么确定的算式如下:(3.25)令(3.26)由长除可以得到序列多项式，由对应的序列可以确定特征相位。在求得序列的特征相位以后，还要研究两个处于特征相位的m序列优选对的相位关系，以便寻找平衡Gold码。第四章扩频通信中调制方法的选择在扩频通信系统中，宽带扩频信号是通过扩频调制产生的。一般，对于扩频信号的讨论只研究两种调制方式:PSK和FSK.PSK适用于收发信号间相位相干能保持较长一段时间的场合，该段时间比发送信号带宽的倒数长。另一方面，FSK适用于因信道时变对通信链路影响而不能保持这种相位相干的场合。这可能是两个高速航空器之间通信链路情况或高速航空器与地面终端之间通信链路情况。在直接序列扩频系统中通常采用对载波进行相移键控调制。最简单的也是最常用的相移键控是二相相移键控(BPSK)。较为复杂的移相键控是四相移相键控(QPSK)和偏移四相移相键控(OQPSK).除此之外还采用最小频移键控(MSK)。由于平衡调制能抑制发送信号的载波，使干扰者难以实现瞄准式干扰，而发送者可以用较多的功率来传送信息，并做到在一定带宽内发射效率最高。因此，扩频系统中通常采用平衡调制。下面在本章中将分别介绍一下几种相移键控调制方式并且对它们进行性能分析。4.1.相移键控4.1.1二相相移键控(BPSK)二相相移键控调制是受键控的载波相位按照基带脉冲而改变的一种数字调制方式。假设扩频码为，载波频率是，那么调相波形可以表示为(4.1)式中，是相位调制指数。如果规定在扩频码序列中当时，;而当时，，那么这种调制方式称为二相相移键控。这种二相相移键控信号可以表示为(4.2)因为在扩频码序列中(0,1)和(1,-1)同构，所以，BPSK信号可以用如下平衡调制信号表示(4.3)其中，是以“+1”,“-1”表示的扩频码序列。4.1.2四相相移键控(QPSK)和偏移四相相移键控(OQPSK)四相相移键控(QPSK)扩频信号可以用下式表示(4.4)式中,和是相互独立的正交扩频码,在这里假设它们只取值码元宽度相同，在时间上同步。DS/QPSK调制器的框图如图(4-1)所示。QPSKQPSK信号PN发生器模2加法器平衡调制器编码器串并转换器本地振荡器加法器模2加法器PN发生器平衡调制器数据图(4-1)QPSK调制器框图前面己经提及和是取值为的二元数字序列。在QPSK调制中和的符号改变发生在同一时刻，所以，就有下列四种情况:(1,1)(1,-1)(-1,1)(-1,-1)。因此，QPSK信号的相位可能改变。在上图中同相同道和正交通道的数据是由原数据经过串并转换器的来的。所谓偏移四相相移键控式(4.4)中的相对于延迟半个码原宽度。这样的话，的符号发生变化的时候的符号不发生变化。因此，OQPSK调制信号的相位只能改变或者。OQPSK调制器的框图如图(4-2)所示。QPSKQPSK信号PN发生器模2加法器平衡调制器编码器串并转换器本地振荡器加法器模2加法器PN发生器平衡调制器数据Tc/2延时图(4-2)OQPSK调制器框图由上图可见，OQPSK只是在QPSK的基础上加了一个延时器。由上述讨论可以看出，在BPSK调制中，只有和两种相位。也就是说二进制序列中的每一个码元对应两个可能的相位。四相相移键控信号有4个可能的相位，可以把它看成是载波相互正交的两个BPSK信号值和。如果二进制码元宽度是的话，可以把这个二进制序列经过数据分离器分成奇数序列和偶数序列两路，每路的码元宽度扩展为。然后将奇数路码序列经过延时送入信道，对载波进行BPSK调制，偶数路送入信道，对载波进行BPSK调制，将这两个二相相移信号相加得到QPSK信号。同样的道理，只要将奇数路码序列延时，再作上述同样的处理就可以得到OQPSK信号。4.1.3最小频移键控(MSK)前曲讨论的BPSK,QPSK,OQPSK信号都有相位突变，这种相位的突变造成信号在主要频段之外有较大的频谱旁瓣。因此用这些方法传输信号是需要较大的频带。为了避免使用具有较大频谱旁瓣的信号，应该使得到的调制信号具有连续的相位。而最小频移键控(MSK)是在OQPSK的基础上发展起来的连续相位路径数字调制技术，它消除了相位突跳。4.2各种相移键控信号的功率谱为了便于推导出各种调制信号的功率谱，可以将信号表示成复信号(4.5)式中(4.6)(4.7)这里，和是相互独立同分布(iid)的随机序列，其均值是零，均方值分别为(4.8)和是脉冲波形函数，是脉冲列的重复周期，也就是码元宽度，是在内均匀分布的随机变量。如果和的傅立叶变换分别是和的话，的功率谱密度可以表示为(4.9)复信号其实是实信号的等效低通表示形式。它们的关系是(4.10)这里Re表示取实部。的功率谱密度是(4.11)我们利用上述结果来计算BPSK,QPSK,OQPSK和MSK信号的功率谱。对于BPSK信号，它的正交分量，脉冲波形函数是(4.12)式中，是比特宽度，对于BPSK信号的傅立叶变换是(4.13)由式(4.9)可知，BPSK的基带功率谱是(4.14)对于QPSK信号，脉冲波形函数是(4.15)对于OQPSK信号(4.16)脉冲信号相对于时移，所以，频谱将要比增加一个相位项，但这一项并不影响功率谱，所以OQPSK和QPSK信号具有相同的功率谱。利用傅立叶变换对，可以得到(4.17)再有对于QPSK信号和OQPSK信号有,所以，QPSK和OQPSK的基带功率谱为(4.18)而MSK的脉冲波形是(4.19)再利用，以及傅立叶变换对(4.20)我们可以得到MSK的基带功率谱为(4.21)由各种信号的基带功率谱的表达式可以看出，QPSK和OQPSK的第一个零点在频率处，BPSK的第一个零点在频率处，而MSK的第一个零点在频率处。通常定义上述值的两倍为对应调制信号的频谱宽度。由此可见，MSK基带功率谱主瓣宽度宽于QPSK和OQPSK的基带功率谱主瓣。第五章扩频通信系统的同步扩频通信系统是利用扩频序列对信息数据进行频谱扩展的，因此发射机除了载波调制以外还要进行扩频序列调制。调制器比较简单，只要将扩频序列产生器生成的扩频序列送给调制器使用就行了，但扩频通信系统的接收机就比较复杂了。当接收机接收到扩频信号以后，首先要进行解扩，也就是解除扩频序列对发送的信息数据的频谱扩展，然后进行载波解调，从而得到要传输的信息。要实现扩频解调，就必须使得接收机的本地扩频序列和相位都与发送来的扩频序列完全一致。因此，对发送来的扩频序列的捕捉与同步对于扩频接收机来讲是非常重要的。下面，本章将详细讨论扩频系统的扩频码的同步问题。扩频码的同步分为两步来进行:即码的捕获与跟踪。捕获是指在接收机刚开始工作时在一定的频率和时间范围内搜索有用信号，也就是要把对方发过来的信号与本地信号的相位之差纳入同步保持范围之内，即在PN码的一个时片内。而跟踪是指在完成捕获后继续保持同步，不因外界的影响而失去同步。5.1扩频序列的捕捉在第三章已经讨论过了，扩频系统采用伪随机序列来作为扩频码，其中，最简单、最常见的是，序列和Gold序列。己经讨论过了，m序列是由n级线性移位寄存器按照n阶本原多项式产生的。不同的。序列具有不同的n级线性移位寄存器反馈结构，所以就有不同的。序列码元结构。但是有同样长度的移位寄存器，就可能出现同样的移位寄存器状态。因此，对于不同的二序列来说，连续码元长度为n或者n以下的时候，不同的.序列的这种码元列是有可能在某些相位上彼此相同的，但比n大的码元列是各不相同的。另外，m序列的循环项移序列并不改变二序列的码元结构，但是在相同的时刻各循环项移序列的对应码元列也有可能是个不相同的。二序列以外的其他伪随机序列也具有这种特性，只是n变成了序列的等效线性长度而已。基于伪随机序列的这种码元结构特性，再加上序列的自相关旁瓣和互相关值极低的优异的相关性能，就能实现扩频序列的捕捉与同步。扩频序列的捕捉是指接收机在开始接收发送来的扩频信号的时候，调整和选择接收机的本地扩频序列相位，使得它与发送来的扩频信号相位一致，也就是接收机捕捉住发送来的扩频序列相位的过程，这一过程又称为扩频序列的初始同步。常用的捕捉方法有:滑动相关捕捉法、序贯估值器捕捉法和匹配滤波器捕捉法。下面将分别加以介绍。5.1.1滑动相关捕捉法所谓滑动相关法就是当本地码产生器同发射码产生器产生的伪随机序列的钟频不相同时，在示波器上可以看到两个序列在相位上相互滑动。这种滑动的过程就是两个码序列逐位进行相关检测的过程。总有一个时候，两个序列的相位会滑动到一致的时候，如果在这个时候停止滑动，就完成了搜捕的过程，就可以转入跟踪过程，这时系统达到同步。图(5-1)是滑动相关法的原理框图以及滑动相关器的流程图。相乘器相乘器接收信号积分器门限检测器PN码发生器搜索控制钟同步脉冲a)滑动相关法的原理框图放慢时钟放慢时钟接收机是否锁定？是停止搜索失掉同步进入跟踪系统继续搜索否跟踪b)滑动相关器流程图图(5-1)滑动相关法原理框图及流程图将接收到的信号与本地PN码相乘后进行积分，也就是求出它们的互相关值，然后在门限检测器中与某一个门限值进行比较，来判断是否捕获到有用信号。这里是利用PN码序列的相关特性，当两个相同的PN码序列在相位上一致的时候，它们的相关值最大。当搜捕完成的时候，搜索控制时钟调整PN码发生器的产生的PN码的重复频率和相位，使之与接收到的信号保持同步。滑动相关法的优点是十分简单，但是当接收码同本地码之间的失配量很大的时候，搜索的过程可能很长，因为要识别截获总是需要一定的时间，因此搜索速度不可能过快。滑动相关法虽然有上述问题，但在实际中，这种方法总是采用的，不过一般都是和别的方法结合起来使用。就是先用别的方法是两个码序列接近到一定的程度，再使用滑动相关法。5.1.2序贯估值器捕捉法序贯估值器捕捉法是为了解决长码捕捉时间过长的问题而提出来的。对于由线性反馈移位寄存器产生的伪随机序列，在每一个时刻，移位寄存器所处的状态都可以在它所产生的伪随机序列当中找到。如果能由接收信号准确的估计出接收信号时刻移位寄存器应有的状态，并从这一状态开始产生伪随机序列，那么这一伪随机序列将和接受序列匹配。而缩短本地伪随机码与外来伪随机码在相位取得一致所需要的时间的一种简单的办法是，把收到的伪随机码序列直接注入到本地码发生器的移位寄存器当中，强迫改变各级移位寄存器的起始状态，使它产生的伪随机码刚好与接收到的伪随机码在相位上一致，那么系统可以立即进入同步跟踪状态。图(5-2)是序贯估值器的原理框图。相乘器相乘器相关器门限比较器开关n级PN码发生器时钟搜索控制PN码检测器接收码信号图(5-2)序贯估值器原理框图由图中可以知道，我们从接收到的码序列当中，先把伪随机码检测出来，并且通过开关送到n及伪随机码发生器中，等到整个码序列全部进入填满的时候，开关将移位寄存器产生的序列送入相乘器，与收到的码序列相乘后进入相关器进行相关运算。然后把所得到的结果送入门限比较器中与门限值进行比较。如果没有超过门限，则继续上述过程。如果超过门限值，则停止搜索，系统转入跟踪状态。在最理想的情况下，捕捉时间，其中，是PN码片的时间宽度。序贯估值器方法的捕捉时间虽然很快，但是，有两个主要的问题，一是它的先决条件是对于接收到的PN码要先进行检测然后才能注入移位寄存器。要做到这一点有时是比较困难的。二是这种方法对于噪声和干扰很脆弱，原因是它是一个时片一个时片进行估值和判决的，并没有利用PN码的抗干扰性能。但不管怎么说，在没有敌对干扰的条件下，它仍然具有良好的起始同步性能。5.1.3匹配滤波器捕捉法一个任意的滤波器的输出是输入信号和滤波器的冲激响应的卷积，即(5.1)而所谓匹配滤波器是，就是与信号相匹配的滤波器，它能在多种信号或者干扰当中把与之匹配的信号检测出来，这相当于是一种“用相片找人”的方法。对于视频矩形脉冲序列来说，无源匹配滤波器就是抽头延迟线再加上加法累加器，有时称为横向滤波器。图(5-3)示出了延迟线匹配滤波器的结构。接收接收信号延迟Tc延迟Tc延迟Tc延迟Tc延迟Tc延迟Tc加权图(5-3)延迟线匹配滤波器用滤波器实现同步的最大的优点是速度快。除了噪声和干扰极强的情况下利用匹配滤波器只需要经过几个扩频码周期即可以实现捕获。匹配滤波器可以使用表面声波(SAW)和电荷祸合(CAD)器件来构成。5.2扩频序列的跟踪一旦扩频接收机捕捉到有用信号以后，也就是说本地产生的PN码和接收到的PN码的相位差在半个时片以内时，同步系统转入同步保持阶段，也称为跟踪。本地参考信号的跟踪包括频率和码相位的跟踪。频率跟踪采用锁相技术。而实现码相位跟踪的方法类似于实现频率跟踪所采用的相位锁定技术。它们的主要区别在于相位鉴别器。对于载波跟踪，相位鉴别器就是一个简单的乘法器。而对于码跟踪回路的相位鉴别器通常需要几个乘法器、一对滤波器和包络检波器。伪随机信号的跟踪电路可以分为两大类，一类是利用接收信号相位信息的相干码跟踪回路;另一类是不利用接收信号相位信息的非相干码跟踪回路。不管哪一种，相位鉴别器都要利用接收信号和本地参考信号两个不同相位(超前和滞后)之间的相关运算。相关运算可以利用两个独立相关器，也可以利用时分单相关器来完成。利用两个独立相关器的码跟踪回路称为全时间超前一滞后跟踪回路。而利用单个相关器的码跟踪回路称为抖动超前滞后跟踪回路。当我们在设计有噪声环境下的码跟踪回路的带宽时要在均方跟踪误差和跟踪动态性能之间进行折衷。当发射机和接收机之间有相对运动时，传输延迟实际上是时间t的函数。码跟踪回路就是要跟踪这个时间函数。如果码跟踪回路的带宽大的话，跟踪动态性能就好;如果带宽窄的话，跟踪抖动小。码时钟的不匹配对码的跟踪有严重的影响，有可能引起系统失锁，使得系统要重新进入搜索捕捉状态。这一节将先讨论直接序列扩频系统的最佳跟踪回路，然后将分别讨论全时间超前滞后跟踪回路和抖动超前滞后跟踪回路。5.2.1宽带信号的最佳跟踪相乘法低通过滤器延迟估值误差微分器可变延迟线相乘法低通过滤器延迟估值误差微分器可变延迟线图(5-4)宽带最佳跟踪回路为了简单起见，假设接收信号是基带扩频波形再加上高斯白噪声，也就是(5.2)式中，是未知延迟，的最大似然估计由求解似然方程来给出。(5.3)式中，是似然函数，是的估值。因为。所以式(5.3)变成。(5.4)这就说明了通过接收波形同本地参考的时间导数的相关就能够获得的最佳估计。5.2.2全时间超前-滞后非相干跟踪回路通常，基带码跟踪回路用于实际扩频系统的时候会遇到两个问题。首先，码跟踪回路的输入是扩频码。这个扩频码必须在跟踪之前就从载波当中提取出来，也就是说接收信号必须在码跟踪之前被解调。通常扩频系统工作于非常低的信噪比环境当中，要完成这种解调是非常困难的。另外，调制是相千的，所以解调之前必须产生相干参考载波。在信噪比非常低的条件下产生这种相干参考载波也是非常困难的。第二个问题是，任何一个扩频通信系统都要从发射机向接收机传送信息。这就意味着要用某种方式把信息调制在载波上。为了避免上述问题的发生，我们可以采用非相干的方法。这一小节我们将讨论一种全时间超前一滞后非相干跟踪回路。它不要求先产生相干载波，另外，在它的鉴别器中用的是能量检波器，对数据调制和载波相位都不敏感。图(5-5)是适用于BPSK调制的跟踪回路框图，稍作修改后也可以适用于其它直接序列调制。假设接收数据是有数据调制的扩频信号和加性高斯白噪声之和，它可以表示为(5.5)式中，P是接收信号的功率，是任意数据相位调制，是传输延迟，是载波的随机相位，是载波的角频率。噪声是带限零均值高斯白噪声，它的双边功率谱密度是。可以表示为功分器相乘器中频带通滤波器平方包络检波低通滤波器相乘器中频带通滤波器平方包络检波低通滤波器-功分器相乘器中频带通滤波器平方包络检波低通滤波器相乘器中频带通滤波器平方包络检波低通滤波器-回路滤波器相乘器功分器相乘器本地振荡器扩频码生成器压控振荡器扩频码时钟延迟镇定鉴别器图(5-5)全时间超前-滞后非相干码跟踪回路接收信号经过功分器后分成两路:一路和受超前扩频码调制的本地参考码信号相关；另一路和受滞后扩频码调制的本地参考信号相关。参量是前、后鉴别器通道之间的归一化时间差。本地振荡器的输出信号是（5.7）经过前、后扩频码调制的本地参考信号分别是(5.8)(5.9)式中式中频角频率，是随机本地振荡相位，是从输入到平方器之间的传输增益。如果中频带通滤波器的中心频率是，单边等效噪声带宽是。那么，滤波器的输出应该是混频器输出的差频分量。它们是（5.10）（5.10）相关器的输出由上两式中第一项的信号分量和第二三项的噪声分量产生。为了得到鉴别器的特性，先考虑没有噪声的情况。假设扩频码、数据调制和载波相位相互独立。假设中频滤波器能无畸变的通过有用的分量，也就是平方电路的输入信号。平方电路的输出是基带分量和的倍频分量。低通滤波器只允许基带分量通过。这样的话就可以得到延时锁定器的输出，由它通过回路滤波器产生信号来控制压控振荡器调节扩频码的时钟，从而达到跟踪的目的。这里就不再详细介绍了。5.2.3-抖动超前-滞后非相干跟踪回路上一小节讨论的超前一滞后非相干跟踪回路虽然在扩频系统中得到了广泛的应用。但是它存在两个中频通道必须精确平衡和代价较高的问题。超前和滞后通道的不平衡将引起进别特性的失配误差。本小节将要讨论的丁一抖动超前一滞后非相干跟踪回路就是为了克服上述缺点而提出来的。这种时分单相关通道跟踪回路虽然结构比较简单，但是它分析起来比较复杂。-抖动超前-滞后非相干踉踪路的框图示子图(5-6)。相乘器相乘器扩频码产生器平方包络检波低通滤波器相乘器回路滤波器相乘器开关中频带通滤波器本地振荡器压控振荡器扩频码时钟抖动延迟锁定鉴别器图(5-6)-抖动超前-滞后非相干码跟踪回路由图可见，除了鉴别器以外，这个回路和全时间超前一滞后非相干跟踪回路一样。-抖动超前-滞后非相干码跟踪回路只有一个相关通道，通过开关信号使这个单相关通道顺序的作前通道和后通道使用。开关信号是取值为的频率为的方波，当的时候，时分单相关器作为后相关器使用，当的时候，时分单相关器作为前相关器使用。开关信号还加在平方电路输出端的乘法电路上，这个相乘器起了符号翻转的作用。假设回路的输入信号同上一小节中的具有同样的表达形式。本地参考振荡器的数出是（5.12）信号与有关，它的表达式是(5.13)的频率相对于中频滤波器的带宽低很多，所以滤波器的瞬变效应可以忽略。在这种情况下，单通道鉴别器可以等效为双通道鉴别器。如图(5-7)所示。相乘器相乘器相乘器相乘器中频带通滤波器中频带通滤波器平方包络检测平方包络检测低通滤波器低通滤波器相乘器相乘器-++回路滤波器相乘器扩频码产生器本地振荡器压制振荡器扩频码时钟等效抖动延迟锁定鉴别器图(5-7)等效双通道非相干跟踪回路第六章针对Simulink的扩频调制模块的实现方案本章主要讲述如何实现扩频调制模块的实现方案，前几章主要是介绍了扩频通信的理论基础，而在我们实际的扩频调试中是让我们更加熟悉的掌握这一调制技术，从而达到我们可以在实际工作中有所应用此项技能，为我们以后打下过硬的技术基础。6.1仿真参数设置扩频调制组成部分为信源，PN码发生器等。仿真参数设定为：数码率为1Kb/s，扩频码长为255bit，扩频码率为255kb/s。6．2扩频调制模块pn_mod打开Mat1b界面，选择Simulk子软件，打开SimulinkLibraryBrowser,输入关键词,如PNSequenceGenerator,只需要输入PN即可，SimulinkLibraryBrowser会自行搜索包含这两个字母的模块。依次查找出所需要的模块：PN码发生器（PNSequenceG