直接擴(kuò)頻通信畢業(yè)設(shè)計(jì)含實(shí)現(xiàn)代碼

1、1 緒 論1.1 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)發(fā)展概述擴(kuò)頻通信(spread spectrum communication)是近幾年內(nèi)迅速發(fā)展起來的一種通信技術(shù)。在早期研究這種技術(shù)的主要目的是為提高軍事通信的保密和抗干擾的性能，因此這種技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用一直是處于保密狀態(tài)。美國在20世紀(jì)50 年代中期，就開始了對擴(kuò)頻通信的研究，當(dāng)時(shí)主要側(cè)重在空間探測、衛(wèi)星偵察和軍用通信等方面。以后，隨著民用通信的頻帶擁擠日益嚴(yán)重，又由于近代微電子技術(shù)、信號處理技術(shù)、大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，與擴(kuò)頻通信有關(guān)的器件的成本大大地降低，從而進(jìn)一步推動(dòng)了擴(kuò)頻通信在民用領(lǐng)域的發(fā)展金額應(yīng)用，而且也使擴(kuò)頻通信的理論和技術(shù)也得到了進(jìn)

2、一步的發(fā)展。目前在軍事上，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信的系統(tǒng)中，成為電子戰(zhàn)中反干擾的一種重要的手段。擴(kuò)頻技術(shù)在軍事應(yīng)用上的最成功的范例可以以美國和俄國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS和GLONASS)以及美軍的聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)分布系統(tǒng)(JTIDS)為代表；GPS和GLONASS在民用上也都得到了廣泛的應(yīng)用，這些系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)就是擴(kuò)頻技術(shù)。擴(kuò)頻的碼分多址技術(shù)應(yīng)用于蜂窩移動(dòng)通信中時(shí)，大大降低了噪聲和衰落的影響，同時(shí)還避免了復(fù)雜的頻率分配和時(shí)隙劃分等技術(shù)上的困難，并可以省去保護(hù)頻帶或時(shí)隙，極大地提高了蜂窩通信系統(tǒng)中小區(qū)的頻率復(fù)用度，使信號頻譜利用率得到提高。1990年1月，國際無線電咨詢委員會(huì)(CCIR,現(xiàn)

3、為ITUR)在研究未來民用陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)的計(jì)劃報(bào)告中已明確地建議采用擴(kuò)頻通信技術(shù)5。美國已制定出了基于CDMA蜂窩技術(shù)的IS-95標(biāo)準(zhǔn)，Samsung、Motorola等公司也已相繼推出了各自的CDMA移動(dòng)通信商用實(shí)驗(yàn)網(wǎng)已開通運(yùn)行，并取得了良好的效果。擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用，到目前為止，其最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)，而跳頻系統(tǒng)與直擴(kuò)系統(tǒng)則分別是在這兩個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用最多的擴(kuò)頻方式。一般而言，跳頻系統(tǒng)主要在軍事通信中對抗故意干擾，在衛(wèi)星通信中也用于保密通信，而直擴(kuò)系統(tǒng)則主要是一種民用技術(shù)。面對全世界范圍內(nèi)對移動(dòng)通信日益增加的要求，CDMA將是無線通信

4、中最主要的多址介入手段。在本世紀(jì)，擴(kuò)頻技術(shù)將得到更加廣泛的應(yīng)用。從擴(kuò)頻技術(shù)的歷史可以看出，每一次技術(shù)上的大發(fā)展都是由巨大的需求驅(qū)動(dòng)的。軍事通信抗干擾的驅(qū)動(dòng)以及個(gè)人通信業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)使得擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾性能和碼分多址能力得到最大限度的挖掘。展望未來，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的驅(qū)動(dòng)無疑會(huì)使擴(kuò)頻技術(shù)傳輸高速數(shù)據(jù)的能力得到更大的拓展。1.2 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及其優(yōu)越性在傳統(tǒng)的無線電通信系統(tǒng)中，信號的格式的設(shè)計(jì)是：在保證通信質(zhì)量的前提下，為了在系統(tǒng)所能使用的射頻頻帶中能盡可能多地傳輸信息，所以要求信號的帶寬不要過寬，一般信號帶寬與信息的帶寬是接近的，傳統(tǒng)的無線電通信系統(tǒng)就是采用這種窄帶信號(Sn)概

5、念的系統(tǒng)，稱之為窄帶系統(tǒng)。在擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，信號格式的設(shè)計(jì)思想與窄帶概念是信息論的奠基者Claude E.Shannon在20世紀(jì)40年代提出的。根據(jù)無線傳輸信道容量的理論公式5：式中：C是信道可能傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾?，即信道容量；W為信道帶寬；N為白噪聲的平均功率；P是信號的平均功率。從上式中可以看出：在信噪比很小的條件下，可以用增加帶寬的辦法來提高系統(tǒng)的抗干擾性能，以保證信道容量不變。換句話講，在信道容量相同的條件下，寬帶系統(tǒng)比窄帶系統(tǒng)的抗干擾性能要好，所以當(dāng)信噪比太小而且不能保證通信質(zhì)量時(shí)，可以采用增加帶寬的方法來改善通信質(zhì)量。設(shè)Bs表示傳輸信號時(shí)所占有的帶寬(信號帶寬)，B0表示原始信號

6、(信息帶寬)，則可以把通信系統(tǒng)按Bs/B0的比值分為三類5：由于擴(kuò)頻技術(shù)在傳輸擴(kuò)頻信號時(shí)，并不增加發(fā)射信號的平均功率，僅是將要傳輸?shù)男盘柕念l帶擴(kuò)展后，再進(jìn)行傳輸?shù)?。因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在信道上傳輸?shù)男盘柟β首V密度就很低。這種系統(tǒng)可以在信噪比很小的情況下，甚至在信號已被噪聲淹沒的情況下，仍可保持可靠的通信。另外，根據(jù)柯捷爾尼可夫關(guān)于信息差錯(cuò)傳輸概率的公式13為：式中：為差錯(cuò)概率，E為信號能量，N0為噪聲功率譜密度。式中：為T為信息持續(xù)時(shí)間，F(xiàn)為信息帶寬因此，可通過提高處理增益GP降低對S/N的要求，在強(qiáng)干擾條件下保證可靠安全的通信。擴(kuò)頻通信的基本特點(diǎn)是傳輸信息所用的信號帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬，也因

7、為如此，擴(kuò)頻通信具有一些其它通信方式無法比擬的優(yōu)越性：（1）擴(kuò)頻通信最為顯著的優(yōu)越性是其極強(qiáng)的抗干擾性。理論上講它可以在信噪比為負(fù)值，即信號被噪聲淹沒的情況下，將信號提取出來。對于單頻及多頻都有比較強(qiáng)的抑制作用，即使采用同類型的信號干擾，也由于擴(kuò)頻碼序列之間的不相關(guān)性，干擾不起太大作用。（2）擴(kuò)頻通信的另一個(gè)優(yōu)越性是其隱蔽性好。由于擴(kuò)頻信號的頻帶較寬，所以信號的功率譜密度很低，敵方不容易發(fā)現(xiàn)信號的存在，在戰(zhàn)爭中，擴(kuò)頻信號的被截獲率很低，可以進(jìn)行隱蔽通信。從民用通信方面來說，由于擴(kuò)頻信號的隱蔽性好，它對目前使用的各中窄帶通信系統(tǒng)干擾很小。理論和實(shí)驗(yàn)證明，在原有的窄帶通信的頻帶內(nèi)同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)頻通信，

8、不需要分配另外的頻段，即可實(shí)現(xiàn)。（3）擴(kuò)頻通信可以很容易地實(shí)現(xiàn)碼分多址，提高頻帶的利用率。由于擴(kuò)頻通信中存在擴(kuò)頻碼序列的擴(kuò)頻調(diào)制，利用不同碼型的擴(kuò)頻碼序列之間優(yōu)越的自相關(guān)性和互相關(guān)性，對不同的用戶分配不同的碼型，使多個(gè)用戶公用一個(gè)寬頻帶，提高了系統(tǒng)的容量。同時(shí)還有利于組網(wǎng)、選呼、增加保密性及解決新用戶隨時(shí)入網(wǎng)的問題。除此之外，擴(kuò)頻通信還具有良好的抗多經(jīng)干擾的能力，使無線通信的性能變得更加可靠。除通信以外，擴(kuò)頻系統(tǒng)還可用于定時(shí)、定位及測距，應(yīng)用在導(dǎo)航、雷達(dá)等系統(tǒng)中。1.3 仿真軟件MATLAB概述MATLAB原意為“矩陣實(shí)驗(yàn)室MATrixLABoratory”，它是目前控制界國際上最流行的軟件，

9、它除了傳統(tǒng)的交互式編程之外，還提供了豐富可靠的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)和圖象處理、Windows編程等便利工具。MATLAB還配備了大量工具箱，特別是還提供了仿真工具軟件SIMULINK。MATLAB在80年代一出現(xiàn)，首先是在控制界得到研究人員的矚目。隨著MATLAB軟件的不斷完善，特別是仿真工具SIMULINK的出現(xiàn)，使MATLAB的應(yīng)用范圍越來越廣。隨著MATLAB庫函數(shù)和仿真工具箱的不斷擴(kuò)充，使其在系統(tǒng)仿真與分析、信號處理、圖像處理等方面的應(yīng)用越來越廣泛。MATLAB 具有 3 大特點(diǎn)：（1）功能強(qiáng)大，包括數(shù)值計(jì)算和符號計(jì)算，計(jì)算結(jié)果和編程可視化，數(shù)學(xué)和文字統(tǒng)一處理，離線和在線皆可計(jì)算；

10、（2）面友好，語言自然。MATLAB 以復(fù)數(shù)矩陣為計(jì)算單元，指令表達(dá)與標(biāo)準(zhǔn)教科書的數(shù)學(xué)表達(dá)式相近；（3）開放性強(qiáng)。MATLAB 有很好的可擴(kuò)充性，可以把它當(dāng)作一種更高級的語言去使用，可容易地編寫各種通用或?qū)Ｓ脩?yīng)用程序。正是由于 MATLAB 的這些特點(diǎn)，使它獲得了對應(yīng)用學(xué)科（特別是邊緣學(xué)科和交叉學(xué)科）的極強(qiáng)適應(yīng)力，并很快成為應(yīng)用學(xué)科計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)、仿真、教學(xué)乃至科技文字處理不可缺少的基礎(chǔ)軟件，成為歐美高等院校、科研機(jī)構(gòu)教學(xué)與科研必備的基本工具。在 MATLAB 中，Simulink 是一個(gè)比較特別的工具箱，它具有兩個(gè)顯著的功能：Simu（仿真）與 Link（鏈接），是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真

11、的一個(gè)集成環(huán)境。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點(diǎn)，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性；同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)展了 MATLAB 的功能，可實(shí)現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。Simulink 提供了友好的圖形用戶界面（GUI），模型由模塊組成的框圖來表示，用戶建模通過簡單的單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)的動(dòng)作就能完成。Simulink 的模塊庫為用戶提供了多種多樣的功能模塊，其中有連續(xù)系統(tǒng)（Continuous）、離散系統(tǒng)（Discrete）、非線性系統(tǒng)（Nonlinear）等幾類基本系統(tǒng)構(gòu)成的模塊，以及連接、運(yùn)算模塊。而輸入源模塊（Sources）和接收模塊（Sinks）則為模型仿真提供了信號源

12、和結(jié)果輸出設(shè)備。本文就是利用編制MATLAB仿真m文件進(jìn)行DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能仿真及其分析。 1.4 本文主要工作擴(kuò)頻通信技術(shù)本身的優(yōu)越性，使其成為未來通信方式的主流。而DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)實(shí)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)應(yīng)用廣泛的一種方式，本文主要分析了DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的基本通信原理，說明其抗干擾的性能。并根據(jù)數(shù)學(xué)分析模型建立MATLAB仿真模型進(jìn)行系統(tǒng)性能分析，主要有：抗正弦干擾、窄帶干擾、多經(jīng)干擾，進(jìn)而對仿真結(jié)果進(jìn)行分析說明DS系統(tǒng)的性能。本文第1章主要說明了擴(kuò)頻通信的發(fā)展和其通信的理論基礎(chǔ)，以及大概說明了擴(kuò)頻通信系統(tǒng)得優(yōu)越性，接著介紹了本文用到的仿真軟件MATLAB的基本情況。本文重點(diǎn)和主要工作是第2章和

13、第3章。第2章在一般DS擴(kuò)頻通信的組成框圖上，通過定量和定性分析來說明DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的抗干擾性能原理。第3章是在第2章的數(shù)學(xué)模型上建立起DS擴(kuò)頻系統(tǒng)抗各種干擾的仿真模型，并運(yùn)行仿真程序得出DS系統(tǒng)在抗干擾方面的有效性的曲線圖，并且進(jìn)行結(jié)果分析，這章也是本文的亮點(diǎn)之處。雖然，擴(kuò)頻系統(tǒng)自身處理增益的存在，使其具有較好的抗干擾性能。但是，隨著現(xiàn)代通信的發(fā)展及其通信環(huán)境的變化，使得處理增益已不能滿足現(xiàn)在通信的需要。這樣，在本文的第4章，我們概括介紹了幾種擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)，具體包括：混合式擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)、自適應(yīng)天線抑制干擾技術(shù)、自適應(yīng)濾波器抑制窄帶干擾等技術(shù)來提高其抗干擾能力。2 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)分

14、析在一般擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，發(fā)端輸入的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的

15、函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對信號相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點(diǎn)。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)按其工作方式可分為以下幾種：（1）直接序列擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)(DS-SS)：它是由于待傳輸信息信號與高速率的偽隨機(jī)碼波形相乘后，去直接控制射頻信號的某個(gè)參量，擴(kuò)展了傳輸帶寬而得名。（2）跳頻擴(kuò)頻系統(tǒng)(FH-SS)：數(shù)字信息與二進(jìn)制偽碼序列模二相加后，去離散地控制射頻載波振蕩器的輸出頻率，使發(fā)射信號的頻率隨偽碼的變化而跳變。跳變系統(tǒng)可以隨機(jī)選取得頻率數(shù)通常是幾千到個(gè)離散頻率。每次頻移是根

16、據(jù)信息和偽碼序列的狀態(tài)加權(quán)所得到的隨機(jī)數(shù)來選取頻率。（3）跳時(shí)擴(kuò)頻系統(tǒng)(TH-SS)：跳時(shí)是用偽碼序列來啟閉信號的發(fā)射時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間。（4）混合式：以上三種基本擴(kuò)頻方式中的兩種或多種結(jié)合起來，便構(gòu)成了一些混合擴(kuò)頻體制。2.1 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)模型以偽隨機(jī)碼序列作為擴(kuò)頻函數(shù)的直接序列擴(kuò)展頻譜通信為例，來研究其系統(tǒng)模型，圖2-1為其基本組成框圖，由信號源輸出的信號a(t)是碼元持續(xù)為時(shí)間Ta的信息流，偽隨機(jī)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生高速偽隨機(jī)碼C(t)，碼元寬度為Tc將信息碼a(t)與偽隨機(jī)碼C(t)進(jìn)行相乘或模二加，產(chǎn)生一個(gè)速率與偽隨機(jī)碼速率相同的擴(kuò)頻信號，信號的頻帶得到擴(kuò)展，再去調(diào)制載波，這樣就可以得到已擴(kuò)

17、頻的射頻信號s(t)。在接收端，接收到的擴(kuò)頻信號經(jīng)高頻放大和混頻后(圖中已經(jīng)略去)，用與發(fā)端同步的、且完全相同的偽隨機(jī)碼對中頻擴(kuò)頻信號進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)(相乘)，將信號的頻帶恢復(fù)為信息碼a(t)的頻帶，恢復(fù)出所傳輸?shù)男畔(t)，完成信息的傳輸。對于干擾和噪聲，由于與偽隨機(jī)碼不相關(guān)，接收機(jī)的相關(guān)解擴(kuò)相當(dāng)于又進(jìn)行了一次擴(kuò)頻，將干擾信號和噪聲的頻譜擴(kuò)展，降低了功率譜密度，這樣就大大降低了進(jìn)入信號通頻帶內(nèi)的干擾功率，使解調(diào)器的輸入信噪比提高，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。信 源擴(kuò)頻調(diào)制PN碼振蕩器帶通濾波器基帶濾波器信息解調(diào)器相位調(diào)制器本地振蕩器PN碼產(chǎn)生器同步C(t)帶寬 B=2R帶寬r(t)接受端發(fā)送端

18、圖2-1 直接序列擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)基本組成框圖2.2 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性能分析我們從擴(kuò)頻信號的頻域來討論它的抗干擾性，首先討論下在沒有干擾情況下擴(kuò)頻信號的功率密度譜函數(shù)。設(shè)擴(kuò)頻以后的信號是強(qiáng)度為1的雙極性矩形脈沖隨機(jī)序列，其碼元寬度即為偽隨機(jī)碼的寬度T，發(fā)1碼和發(fā)0碼的概率p相等，都是1/2, 直接系列擴(kuò)頻信號的功率譜密度：得： 式中：和是0碼和1碼信號頻譜。信號占用帶寬為R=1/Tc，當(dāng)偽隨機(jī)碼速越高，信號帶寬越寬。如果用隨機(jī)碼對載波進(jìn)行調(diào)制，得到相位鍵控信號P(t)，根據(jù)調(diào)制定理，已調(diào)信號的功率譜密度可寫成：式中：A是數(shù)字信號與載波相乘后的總振幅；為發(fā)端載波頻率，調(diào)制后信號占用頻帶為

19、2R。可求出隨機(jī)序列的自相關(guān)函數(shù)。在圖2-1擴(kuò)頻接收機(jī)中，PN碼發(fā)生器發(fā)出的偽碼為K(t)，相位調(diào)制器輸出(系數(shù)2是為了使輸出信息信號完全恢復(fù))。為接收端本振頻率?；鶐V波器帶寬為r(等于信息速率)。如果接收到有用信號： 式中：S為信號功率；C(t)為信息碼；m(t)為發(fā)送擴(kuò)頻隨機(jī)碼；為發(fā)端信號載波頻率；為發(fā)端信號載波頻率相位。很容易看出，當(dāng)K(t)=m(t)即收發(fā)偽碼相同時(shí)，且達(dá)到同步,K(t)m(t)=1。若此時(shí)收發(fā)載波同步,則：基帶濾波器濾除高頻分量，則接收信號：信息全部恢復(fù)出來，功率等于S。收信號的能量全部恢復(fù)出來。如果輸入信號是各種干擾信號，則形成干擾。下面將分別討論之。2.2.1

20、抗白色高斯干擾能力設(shè)白色高斯噪聲雙邊功率譜密度為，暫不考慮輸入寬帶濾波器的帶寬，相關(guān)器輸出的干擾：令：則有：(雙邊譜)結(jié)果表明，白色高斯噪聲通過相關(guān)器后功率譜密度不改變。因輸入濾波器帶寬2R，輸出濾波器帶寬為r，處理增益： 。擴(kuò)頻系統(tǒng)對于白噪聲處理增益很高，正比于偽碼速率和信息速率之比。這是它抗干擾能力很強(qiáng)的根本原因。2倍是雙邊帶調(diào)制系統(tǒng)(DSB)引起的處理增益。一般偽隨機(jī)碼的速率是兆的數(shù)量級，有的甚至達(dá)到幾百兆，目前國外已有1000Mbps的超高速偽隨機(jī)碼1，而待傳信息流經(jīng)編碼器編碼后的碼速率較低，如數(shù)字話音信號一般為3264kbps，甚至更低采用這些偽隨機(jī)碼擴(kuò)頻，就擴(kuò)展了信息的頻譜，處理增

21、益是很高的。如果考慮輸入是一個(gè)寬帶濾波器，計(jì)算結(jié)果的差別只是積分限制在偽碼頻譜主瓣之內(nèi)，計(jì)算較復(fù)雜，但按前面結(jié)果來估算系統(tǒng)的抗干擾性能應(yīng)是足夠滿足要求了1。2.2.2 抗單頻正弦干擾能力設(shè)單頻正弦干擾，其功率為，相關(guān)器輸出：取差頻項(xiàng)，若差頻落入通頻帶內(nèi)，則形成干擾根據(jù)前面的功率譜公式和調(diào)制定理，不難求出輸出的功率譜密度：若正好落入接收機(jī)相關(guān)器后面的基帶低通濾波器內(nèi)，就會(huì)形成干擾。認(rèn)為干擾信號譜密度為雙邊譜，近似地取其峰值，則通過基帶濾波器的干擾功率。相關(guān)器輸入的信噪比；輸出信噪比處理增益。對于單頻正弦干擾信號處理增益等于偽碼速率和信息速率之比(對該干擾無2倍DSB處理增益)。一般情況下如前所述

22、，偽隨機(jī)碼的速率是兆的數(shù)量級有的甚至達(dá)到幾百兆1,所以DS系統(tǒng)對單頻正弦干擾信號的處理增益很高。2.2.3 抗窄帶干擾能力對于窄帶干擾而言，單頻正弦干擾可看為它的特殊形式，窄帶干擾信號可看為包絡(luò)服從瑞利分布，相位服從均勻分布的隨機(jī)過程。由于從頻域定量分析DS擴(kuò)頻系統(tǒng)對它的抗干擾性比較復(fù)雜，我們這里從頻域定性的分析其性能。設(shè)窄帶干擾信號中心頻率為，帶寬為，且，。輸入相關(guān)器的干擾功率為，功率譜密度為，那么解擴(kuò)后干擾信號的輸出功率為：由于的帶寬為，的帶寬(主瓣帶寬)為，而，因此與卷積后的帶寬應(yīng)為，可以認(rèn)為是將干擾信號的功率重新分配到頻帶上，且基本上是均勻的10，圖2-2所示為直擴(kuò)系統(tǒng)對干擾信號的相關(guān)

23、處理過程。干擾信號輸出f相關(guān)前輸出干擾信號輸出f相關(guān)后輸出干擾信號輸出f濾波后輸出圖2-2 直擴(kuò)系統(tǒng)對干擾信號的相關(guān)處理過程對干擾而言，干擾功率在解擴(kuò)后基本不變，則解擴(kuò)后干擾信號功率譜密度必然降低，與其擴(kuò)頻的頻帶的倍數(shù)成反比。所以：由此可得直擴(kuò)系統(tǒng)抗窄帶干擾的能力為：此式是在干擾與有用信號同頻等帶寬條件下得到的，如果干擾信號的頻率和帶寬與有用信號相偏離，其結(jié)論需要一定的修正，但總之，直擴(kuò)系統(tǒng)抗窄帶干擾的性能可由系統(tǒng)得處理增益描述10。同樣，在窄帶干擾的情況下，系統(tǒng)得到了高的處理增益，所以DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)對窄帶干擾也有很好的抑制作用。2.2.4 抗多徑效應(yīng)的能力多徑干擾是一種在通信中，尤其是移動(dòng)

24、通信中常見的且影響很嚴(yán)重的干擾，它屬于乘性干擾10。多徑干擾是由于電波在傳播過程中遇到各種反射體(如電離層，對流層，高山和建筑物等)引起的反射或散射，在接收端收到的直接路徑信號與反射路徑信號產(chǎn)生的群反射信號之間的隨機(jī)干涉形成的，如圖2-3所示。直射路徑反射路徑圖2-3 多經(jīng)效應(yīng)示意圖圖2-4為多徑傳輸基帶合成波形。多徑的形成與電臺(tái)所處的環(huán)境，地形，地物等有關(guān)。由于多徑干擾信號的頻率選擇性衰落和路徑差引起的傳播時(shí)延，使信號產(chǎn)生嚴(yán)重的失真和波形展寬并導(dǎo)致信息波形重疊。這不但能引起噪聲增加和誤碼率上升，使通信質(zhì)量降低。而且可能使某些通信系統(tǒng)無法工作。先到波形后到波形合成波形圖2-4 多徑傳輸基帶合成

25、波形設(shè)接收機(jī)收到的信號為，發(fā)射信號為，則：式中分別為第i條路徑的接收信號的振幅，傳播時(shí)延，附加相位，大量觀察表明，與隨時(shí)間的變化與發(fā)射載波的周期相比通常要緩慢得多，因此上式可寫為：由于與認(rèn)為是緩慢變化的隨機(jī)過程。因此，V(t)與以及Xc(t)與Xs(t)均為緩慢變化的隨機(jī)過程，r(t)為一窄帶過程。由式可知：第一，從波形上看，多徑傳播的結(jié)果使單一頻率的確知信號變成了包絡(luò)和相位受到調(diào)制的信號，這樣的信號程為衰落信號；第二，從頻譜上看，多徑引起了頻率彌散，即由單一頻率變?yōu)榱艘粋€(gè)窄帶頻譜。一般情況下，V(t)服從瑞利分布，服從均勻分布，則可將r(t)看為窄帶高斯過程。多徑傳播造成了衰落及頻率彌散，同

26、時(shí)還可能發(fā)生頻率選擇性衰落，即信號頻譜中某些分量的一種衰減現(xiàn)象，其與多徑傳播的相對時(shí)延差有關(guān)。設(shè)最大多徑時(shí)延差為，則定義為多徑傳播媒質(zhì)的相關(guān)帶寬。如果傳輸波形的頻譜寬于，則該波形將產(chǎn)生明顯的頻率選擇性衰落。由此可見，為了不引起明顯的頻率選擇性衰落，傳輸波形的頻帶必須小于多徑傳輸媒質(zhì)的相關(guān)帶寬。直擴(kuò)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗多徑干擾的能力，其抗多徑效應(yīng)的機(jī)理：(1) 直擴(kuò)系統(tǒng)是一種寬帶系統(tǒng)，盡管在通信中一部分頻譜可能被衰落，但不會(huì)帶來太大的惡化。從這點(diǎn)講，頻譜擴(kuò)展可以是一種頻率分集。(2) 偽隨機(jī)序列具有尖銳的自相關(guān)性，因而對多徑效應(yīng)不敏感。當(dāng)多徑時(shí)延擴(kuò)散小于一個(gè)偽碼寬度Tc時(shí)，反射信號與有用信號疊加，被

27、視為信號的一部分，對有用信號幅度有影響，但不產(chǎn)生對偽碼寬度的展寬或壓縮。當(dāng)多徑時(shí)延超過一個(gè)偽碼寬度Tc時(shí)，可把多徑信號視為噪聲處理，相關(guān)接收后多徑信號就可以去掉。(3) 當(dāng)碼元Tc相當(dāng)窄且偽碼碼長很長時(shí)，系統(tǒng)的頻譜很寬，反射回來的多徑頻率分量不可能同時(shí)到達(dá)接收點(diǎn)，形成的多徑干擾信號就被削弱，對接收有用信號影響不大。綜上所述，由于DS系統(tǒng)得寬帶傳輸和PN碼優(yōu)良的特性，使其具有抗多徑效應(yīng)的能力。這為一直困擾著無線通信的多徑效應(yīng)問題提出了一種很好的通信方式，即擴(kuò)頻通信。2.2.5 抗其它擴(kuò)頻信號干擾能力隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的發(fā)展，頻譜資源越來越寶貴和顯得短缺，所以在傳統(tǒng)通信技術(shù)上人們總是試圖使發(fā)射信

28、息的帶寬足夠窄，我們稱之為窄帶通信。但擴(kuò)頻通信恰與此相反，它是個(gè)寬帶傳輸系統(tǒng)。由于它的接入方式是碼分多址，所以多個(gè)用戶可以在同一個(gè)頻率下進(jìn)行通信，只用碼型來區(qū)分用戶，所以它的容量很大。但與此同時(shí)由于多個(gè)用戶是在一個(gè)頻率下進(jìn)行通信的所以存在多址干擾的問題。這部分我們對此進(jìn)行討論，我們只討論簡單的情況，即只有一個(gè)干擾用戶的情況。對于進(jìn)入接收機(jī)的其它擴(kuò)頻信號干擾，。式中:m(t)是其它擴(kuò)頻碼，碼速率與本地參考碼相同，但不相關(guān)，幅度已歸一化；l是其信號功率，是干擾信號載波，其自相關(guān)函數(shù)為：設(shè)本地參考信號為同上法可求得自相關(guān)函數(shù)為：相關(guān)器輸出因兩信號不相關(guān)(設(shè)兩碼元寬度相等)，其相關(guān)函數(shù)為各相關(guān)函數(shù)之乘

29、積(其中是本地信號波)。功率譜為相關(guān)函數(shù)的付氏變換，即：式中：，當(dāng)時(shí)達(dá)到最大值。如果恰好落在頻內(nèi)，引起干擾輸出。仍取其極大值來估算干擾功率通過基帶濾波器的干擾功率：，也就是輸出信噪比：，S是恢復(fù)的信號功率。不難求出，此時(shí)的處理增益：可見系統(tǒng)對擴(kuò)頻干擾的抑制同樣有效。這是由于其它擴(kuò)頻干擾信號受到相關(guān)器再次擴(kuò)頻的緣故。2.3 DS系統(tǒng)的處理增益與干擾容限 通常在衡量擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)抗干擾能力優(yōu)劣時(shí)，我們引入“處理增益” ，（Processing Gain）的概念來描述，其定義為接收機(jī)解擴(kuò)器輸出信噪功率比與接收機(jī)的輸入信噪比之比。即：它表示經(jīng)擴(kuò)頻接收系統(tǒng)處理后，使信號增強(qiáng)的同時(shí)抑制輸入接收機(jī)的干擾信號能

30、力的大小。越大，則抗干擾能力愈強(qiáng)。因此討論擴(kuò)頻系統(tǒng)抗干擾能力，就要分析它的處理增益。換句話說，處理增益的物理意義表明采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)后，該系統(tǒng)接收信號的信噪比在相關(guān)處理后與相關(guān)處理前的數(shù)值差異。根據(jù)香農(nóng)定理，在保持信息容量不變時(shí)，可以把系統(tǒng)輸入與輸出信號噪聲功率之比，轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)擴(kuò)頻帶寬與信息帶寬之比，或換為偽碼速率與信息速率之比。用數(shù)學(xué)表示式表示為：工程上可按下面式子計(jì)算，對于DS（直擴(kuò)）系統(tǒng)：R為信號數(shù)據(jù)的速率；為信號的射頻帶寬Hz。對 BPSK、QPSK、OQPSK、PAM調(diào)制9，(為偽碼速率,chip rate;或稱PN碼時(shí)鐘速率，code clock rate）；對典型的MSK調(diào)制，。

31、若沒有以上參數(shù)，可按 來估算。擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)的處理增益的大小,決定了系統(tǒng)抗干擾能力的強(qiáng)弱。目前國外在工程上能實(shí)現(xiàn)的處理增益對DS-SS可以達(dá)到70d B9 。并不是說當(dāng)干擾信號的功率電平與有用信號的功率電平之比，等于系統(tǒng)的處理增益時(shí)，相關(guān)處理后還能實(shí)現(xiàn)通信功能。例如，設(shè)系統(tǒng)處理增益為50d B時(shí)，而輸入到接收機(jī)的干擾功率電平為信號電平的10倍，即信噪比為-50d B時(shí)，顯然此時(shí)系統(tǒng)就不能正常工作了。因此這里引入一個(gè)“干擾容限”的概念，用它來表示擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)在干擾環(huán)境中的工作能力。干擾容限（Jamming Margin）考慮了一個(gè)可用系統(tǒng)輸出信噪比的要求，而且顧及了系統(tǒng)內(nèi)部信噪比損耗（包括：射頻濾

32、波器的損耗，相關(guān)處理器的混頻損耗，放大器的信噪比損耗等）。因此干擾容限定義為9:在滿足所需要的輸出信噪比或誤碼率不考慮系統(tǒng)的內(nèi)部噪聲的條件下，接收機(jī)允許輸入干擾信號超過有用電平的值。式中：為干擾容限；為系統(tǒng)的處理增益；為擴(kuò)頻系統(tǒng)的內(nèi)部損耗（解擴(kuò)非線性造成的）；為相關(guān)解擴(kuò)輸出端（即基帶濾波器輸出）要求的信噪比。例如，一個(gè)擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益為35d B，要求進(jìn)入基帶解調(diào)器的最小輸出信噪比,系統(tǒng)損耗，其干擾容限為:這就是說擴(kuò)頻系統(tǒng)的輸入干擾功率電平，最多只能比信號高22d B條件下，系統(tǒng)才能正常工作。亦即具有35d B處理增益的擴(kuò)頻系統(tǒng)，在考慮保證基帶數(shù)字解調(diào)器要求有10d B信噪比以及系統(tǒng)損耗為3

33、d B的條件下，系統(tǒng)要正常工作的輸入信噪比應(yīng)為-22d B。 在實(shí)際工程應(yīng)用中，擴(kuò)頻接收機(jī)的相關(guān)解擴(kuò)和解調(diào)器中的乘法器，達(dá)不到理想的線性要求，其非線性及碼元跟蹤誤差導(dǎo)致信噪比損失，且在輸入信噪比很低時(shí)存在門限效應(yīng)。因此擴(kuò)頻接收機(jī)實(shí)際上容許輸入的干擾與信號功率比，較干擾容限還要低。當(dāng)實(shí)際的輸出S/N值比理論值下降1d B時(shí)，所對應(yīng)的干擾信號與有用信號比值稱為干擾門限。應(yīng)用上述判斷條件應(yīng)注意接收機(jī)的干擾門限問題，當(dāng)干擾信號與有用信號比值超過一定值時(shí)，實(shí)際的輸出S/N值急劇下降，與理論計(jì)算得出的值相比存在較大的差距。若則擴(kuò)頻接收機(jī)將受到不可接受的干擾。3 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)性能分析仿真3.1 抗正弦干

34、擾仿真及結(jié)果分析3.1.1 建立抗正弦干擾仿真模型由于在AWGN(高斯噪聲)信道中,直擴(kuò)BPSK方式的誤碼率和傳統(tǒng)的未擴(kuò)頻BPSK調(diào)制方式的誤碼率相同19，同時(shí)由于本文討論的是擴(kuò)頻為系統(tǒng)帶來的性能，故為了簡化仿真模型，我們省略BPSK調(diào)制，以下幾個(gè)模型作了同樣的省略。同時(shí)我還假設(shè)系統(tǒng)的PN碼同步問題是理想狀態(tài)，即PN碼是完全同步的，同樣以下幾個(gè)模型也作了同樣的假設(shè)。我們在上面的理論基礎(chǔ)上建立起DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗正弦干擾仿真模型如圖3-1所示。模型中隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一系列二進(jìn)制(1)信息數(shù)據(jù),每個(gè)信息比特重復(fù)Lc次,Lc對應(yīng)每個(gè)信息比特所包含的偽碼碼片數(shù)。包含每一比特Lc次重復(fù)的序列與另一個(gè)隨機(jī)

35、數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的PN序列c(n)相乘，相當(dāng)對信息進(jìn)行了擴(kuò)頻調(diào)制。由于我們討論的是在加性白噪聲環(huán)境下的信道，所以用WGN產(chǎn)生高斯白噪聲。然后加入方差為的高斯白噪聲和形式為的正弦干擾,其中0,且正弦干擾信號的振幅滿足條件ALc,在解調(diào)器進(jìn)行與PN序列的互相關(guān)運(yùn)算, 并且將組成各信息比特的Lc個(gè)樣本進(jìn)行求和(積分運(yùn)算)。加法器的輸出送到判決器,將信號和門限值0進(jìn)行比較,確定傳送的數(shù)據(jù)為+1還是-1,計(jì)數(shù)器用來記錄判決器的錯(cuò)判數(shù)目。仿真結(jié)果如圖3-2所示，誤碼率用對數(shù)表示。 均勻RNG 重復(fù)Lc次檢測器PN碼比較差錯(cuò)計(jì)數(shù)器WGN正弦發(fā)生器圖3-1 DS擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗正弦干擾仿真模型3.1.2 編寫仿真代

36、碼主函數(shù)： echo onLc=20; %每個(gè)信息比特為對應(yīng)的PN碼片數(shù)A1=3; %第一個(gè)正弦干擾信號的幅度A2=7; %第二個(gè)正弦干擾信號的幅度A3=12; %第三個(gè)正弦干擾信號的幅度A4=0; %無正弦干擾情況下W0=1; %正弦干擾信號的頻率SNRindB=0:2:30; %要求的信噪比范圍%計(jì)算在不同幅度正弦干擾信號的誤碼率for i=1:length(SNRindB) smld_err_prb1(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc,A1,W0); smld_err_prb2(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc,A2,W0); smld_err_prb3(

37、i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc,A3,W0);echo offend;%計(jì)算在無正弦干擾信號情況下的誤碼率echo onSNRindB4=0:1:8;for i=1:length(SNRindB4)mld_err_prb4(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc,A4,W0);echo offend;%繪制仿真結(jié)果曲線，誤碼率用對數(shù)表示semilogy(SNRindB,smld_err_prb1,SNRindB,smld_err_prb2,SNRindB,smld_err_prb3,SNRindB4,smld_err_prb4);xlabel(信噪比Eb/N0);y

38、label(誤碼率Pb);title(DS系統(tǒng)在不同振幅的正弦干擾下的誤碼率曲線)子函數(shù)：%計(jì)算誤碼率的m文件function p=wubitlv(snr_in_dB,Lc,Ac,W0)snr=10(snr_in_dB/10);sgma=1;Eb=2*sgma2*snr; %每位信息比特的能量E_chip=Eb/Lc; %每個(gè)碼片的能量N=10000; %待傳輸?shù)男畔⒎枖?shù)num_of_err=0;%生成一個(gè)待傳的隨機(jī)信息符號for i=1:N temp=rand; if (temp0.5) data=-1; else data=1; end; % 將一位信息比特重復(fù)LC次 for j=1:L

39、c repeat_data(j)=data; end; % 生成PN碼 for j=1:Lc temp=rand; if (temp0.5) pn_seq(j)=-1; else pn_seq(j)=1; end; end; % 待傳輸?shù)臄U(kuò)頻信號 trans_sig=sqrt(E_chip)*repeat_data.*pn_seq; noise=sgma*randn(1,Lc); %高斯白噪聲 % 生成單頻率正弦干擾信號 n=(i-1)*Lc+1:i*Lc; interference=Ac*sin(W0*n); %接收機(jī)接收的信號 rec_sig=trans_sig+noise+interfe

40、rence; temp=rec_sig.*pn_seq; %進(jìn)行解擴(kuò) %進(jìn)行輸出判決 decision_variable=sum(temp); if (decision_variable0) decision=-1; else decision=1; end; if (decision=data) num_of_err=num_of_err+1; %誤碼計(jì)數(shù) end;end;p=num_of_err/N; %誤碼率計(jì)數(shù)器 3.1.3 仿真結(jié)果及其分析圖3-2 DS系統(tǒng)在不同振幅的正弦干擾下的誤碼率曲線仿真結(jié)果給出了由3個(gè)不同的正弦干擾振幅干擾下的誤碼率,同時(shí)也繪出無干擾時(shí)的誤碼率。在誤碼率運(yùn)算

41、中加性噪聲的方差是固定的,總共進(jìn)行了10000次運(yùn)算而且在每次運(yùn)算中,信號能量取值都是所需的信噪比要求。參考附錄122，由仿真結(jié)果可知,在無干擾的情況下S/N=3dB時(shí)，系統(tǒng)就可達(dá)到語音質(zhì)量為3(即PE10-3)的要求,在S/N=4dB時(shí)誤碼率就可達(dá)到0；在有干擾的情況下，從仿真曲線上可看出，對于不同的干擾幅度，當(dāng)S/N達(dá)到一定值后，彎曲部分就比較彎，也就是說信噪比只要增加一點(diǎn)誤碼率就急劇下降?？梢奃SSS系統(tǒng)對單頻正弦干擾有較強(qiáng)的抑制作用。3.2 抗窄帶干擾仿真及結(jié)果分析3.2.1 建立抗窄帶干擾仿真模型DS擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗窄帶性能仿真模型和上面模型大體相同，只是干擾信號不同罷了。這里我們用的是

42、窄帶高斯隨機(jī)過程，由于其特性為，包絡(luò)服從瑞利分布，相位服從均勻分布，股我們可以間接的產(chǎn)生窄帶高斯隨機(jī)過程。由于MATLAB沒有直接產(chǎn)生瑞利分布的函數(shù)，這里我們借助均勻隨機(jī)過程到瑞利分布隨機(jī)過程映射的辦法來產(chǎn)生服從瑞利分布的包絡(luò)，具體過程參考附錄12。仿真模型如圖3-3所示。仿真的結(jié)果同樣也是在不同信噪比下其誤碼率的曲線。同樣誤碼率用對數(shù)表示。仿真結(jié)果如圖3-4所示。 均勻RNG 重復(fù)Lc次檢測器PN碼比較差錯(cuò)計(jì)數(shù)器WGN窄帶信號圖3-3 DS擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗窄帶性能仿真模型3.2.2 編寫仿真代碼主函數(shù)：echo onLc=20;W0=1; %窄帶干擾信號的中心頻率SNRindB=0:2:30;f

43、or i=1:length(SNRindB) smld_err_prb(i)=wubitlv(SNRindB(i),Lc,W0); echo offend;% 繪制仿真結(jié)果曲線，誤碼率用對數(shù)表示echo onsemilogy(SNRindB,smld_err_prb);axis(0,10,0,10-1);xlabel(信噪比Eb/N0);ylabel(誤碼率Pb);title(DS系統(tǒng)在窄帶干擾下的誤碼率曲線)子函數(shù)：%計(jì)算誤碼率的m文件function p=wubitlv(snr_in_dB,Lc,W0)snr=10(snr_in_dB/10);sgma=1;Eb=2*sgma2*snr;E

44、_chip=Eb/Lc;N=10000;num_of_err=0;%生成一個(gè)待傳的隨機(jī)信息符號for i=1:N temp=rand; if (temp0.5) data=-1; else data=1; end;% 將一位信息比特重復(fù)LC次 for j=1:Lc repeat_data(j)=data; end; % 生成PN碼 for j=1:Lc temp=rand; if (temp0.5) pn_seq(j)=-1; else pn_seq(j)=1; end; end;% 待傳輸?shù)臄U(kuò)頻信號trans_sig=sqrt(E_chip)*repeat_data.*pn_seq;%高斯白

45、噪聲noise=sgma*randn(1,Lc);% 生成窄帶高斯隨機(jī)過程zhongzi=20;ray_fudu=ray_sig(zhongzi); %調(diào)用由均勻隨機(jī)變量到瑞利分布 %變量的函數(shù)，具體過程見附錄12 junyun_xiangwei=rand(1,zhongzi); %產(chǎn)生窄帶干擾信號的均勻相位%產(chǎn)生窄帶干擾信號n=(i-1)*Lc+1:i*Lc;interference=ray_fudu.*cos(W0*n+junyun_xiangwei);%接收機(jī)接收的信號rec_sig=trans_sig+noise+interference;%進(jìn)行解擴(kuò)temp=rec_sig.*pn_s

46、eq;%進(jìn)行輸出判決decision_variable=sum(temp);if (decision_variable0) decision=-1; else decision=1; end; if (decision=data) num_of_err=num_of_err+1; %誤碼計(jì)數(shù) end;end;p=num_of_err/N; %誤碼率計(jì)數(shù)器3.2.3 仿真結(jié)果及其分析圖3-4 DS系統(tǒng)在窄帶干擾下的誤碼率曲線仿真結(jié)果曲線如圖3-4所示，同樣參考附錄122，從圖可以看出當(dāng)S/N=6dB后，系統(tǒng)得語音質(zhì)量就可達(dá)到3。而且從曲線可以看出，S/N=2dB后曲線就比較彎曲，也就是說，當(dāng)S/

47、N=2dB后，信噪比增加一點(diǎn)就可以很大程度上減小誤碼率，提高系統(tǒng)的語音質(zhì)量。且在S/N大約為8dB時(shí)誤碼率大約為0?？梢娤到y(tǒng)對窄帶干擾具有較好的抑制作用。3.3 抗多徑效應(yīng)仿真及結(jié)果分析3.3.1 建立抗多徑效應(yīng)的仿真模型 多徑效應(yīng)的時(shí)域表示實(shí)際上就是不同路徑來的信號存在隨機(jī)的時(shí)延差。這樣我們就在仿真模型上加個(gè)時(shí)延單元，讓帶傳輸信號經(jīng)過它進(jìn)行時(shí)延，然后將其和傳輸信號一起送給接收端進(jìn)行解擴(kuò)檢測。同以上仿真模型部分相同，只是信道不分一樣?？苟鄰叫?yīng)仿真模型如圖3-5所示，仿真結(jié)果如圖3-6所示。它是一時(shí)延為橫坐標(biāo)的，在不同信噪比要求下到曲線，誤碼率不用對數(shù)。均勻RNG 重復(fù)Lc次檢測器PN碼比較差

48、錯(cuò)計(jì)數(shù)器WGN延時(shí)圖3-5 抗多徑效應(yīng)仿真模型3.3.2 編寫仿真代碼主函數(shù)：echo onLc=20;Tc=0:20; %多徑信號延時(shí)時(shí)間SNRindB1=0 ; %不同信噪比下的干擾情況SNRindB2=5; SNRindB3=10; SNRindB4=12;SNRindB5=15;SNRindB6=17;for i=1:length(Tc) smld_err_prb1(i)=wubitlv(SNRindB1,Lc,Tc(i); smld_err_prb2(i)=wubitlv(SNRindB2,Lc,Tc(i); smld_err_prb3(i)=wubitlv(SNRindB3,Lc,

49、Tc(i); smld_err_prb4(i)=wubitlv(SNRindB4,Lc,Tc(i); smld_err_prb5(i)=wubitlv(SNRindB5,Lc,Tc(i); smld_err_prb6(i)=wubitlv(SNRindB6,Lc,Tc(i); echo offend;subplot(6,1,1); %繪制仿真結(jié)果曲線圖plot(Tc,smld_err_prb1);title(DS系統(tǒng)在不同多徑信號的干擾下的誤碼率曲線);ylabel(誤碼率Pb);subplot(6,1,2);plot(Tc,smld_err_prb2);subplot(6,1,3);plot

50、(Tc,smld_err_prb3);subplot(6,1,4);plot(Tc,smld_err_prb4);subplot(6,1,5);plot(Tc,smld_err_prb5);subplot(6,1,6);plot(Tc,smld_err_prb6);xlabel(延遲Tc);子函數(shù)：function p=wubitlv(snr_in_dB,Lc,Tc) %計(jì)算誤碼率的m文件snr=10(snr_in_dB/10);sgma=1;Eb=2*sgma2*snr;E_chip=Eb/Lc;N=10000;num_of_err=0;%生成一個(gè)待傳的隨機(jī)信息符號for i=1:N tem

51、p=rand; if (temp0.5) data=-1; else data=1; end; for j=1:Lc repeat_data(j)=data; end; for j=1:Lc %生成PN碼 temp=rand; if (temp0.5) pn_seq(j)=-1; else pn_seq(j)=1; end; end; trans_sig=sqrt(E_chip)*repeat_data.*pn_seq; %待傳輸?shù)臄U(kuò)頻信號 noise=sgma*randn(1,Lc); %白噪聲 % 生成延時(shí)信號 a=zeros(1,Tc); delay_sig=a,trans_sig; rec_sig=trans_sig,a+noise,a+delay_sig; %接收機(jī)接收的信號 temp=rec_sig.*pn_seq,a; %進(jìn)行解擴(kuò) decision_variable=sum(temp);