擴頻系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一．概述1</b></p><p>　　二 整體設計思路以及系統(tǒng)框圖2</p><p>　　三 基于systemview的直接序列擴頻系統(tǒng)的仿真3</p><p>　　1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端3</p>

2、<p>　　2DSSS通信系統(tǒng)的接收端4</p><p><b>　　3仿真結果5</b></p><p>　　四 protel原理圖7</p><p>　　1 七階PN碼7</p><p><b>　　2 乘法器7</b></p><p>

3、　　3 正選波產(chǎn)生器8</p><p>　　4 低通濾波器8</p><p>　　五 總結與體會9</p><p><b>　　附錄10</b></p><p>　　1DSSS系統(tǒng)systemview整體框圖10</p><p>　　2 protel原理圖11</p&g

4、t;<p><b>　　參考文獻12</b></p><p><b>　　一．概述</b></p><p>　　直接序列擴頻（DSSS），（Direct seqcuence spread spectrdm）是直接利用具有高碼率的擴頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴展信號的頻譜，而在收端，用相同的擴頻碼序去進行解碼，把擴展寬的擴頻信

5、號還原成原始的信息。</p><p>　　直接序列擴頻通信技術特點：</p><p>　　1.抗干擾性強?？垢蓴_是擴頻通信主要特性之一，比如信號擴頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強度降低了100倍，如要保持原干擾強度，則需加大100倍總功率，這實質(zhì)上是難以實現(xiàn)的。因信號接收需要擴頻編碼進行相關解擴處理才能得到，所以即使以同類型信號進行干擾，在不知道信號的擴頻碼的情況下

6、，由于不同擴頻編碼之間的不同的相關性，干擾也不起作用。</p><p>　　2.隱蔽性好。因為信號在很寬的頻帶上被擴展，單位帶寬上的功率很小，即信號功率譜密度很低，信號淹沒在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號的存在，加之不知擴頻編碼，很難拾取有用信號，而極低的功率譜密度，也很少對于其他電訊設備構成干擾。</p><p>　　3.易于實現(xiàn)碼分多址（CDMA）。直擴通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗

7、干擾能力，是否浪費了頻段？其實正相反，擴頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴通信要用擴頻編碼進行擴頻調(diào)制發(fā)送，而信號接收需要用相同的擴頻編碼作相關解擴才能得到，這就給頻率復用和多址通信提供了基礎。充分利用不同碼型的擴頻編碼之間的相關特性，分配給不同用戶不同的擴頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號，眾多用戶，只要配對使用自己的擴頻編碼，就可以互不干擾地同時使用同一頻率通信，從而實現(xiàn)了頻率復用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴頻

8、編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)； 同樣，接收者用不同的擴頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了多址通信。</p><p>　　4.抗多徑干擾。無線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問題，利用擴頻編碼之間的相關特性，在接收端可以用相關技術從多徑信號中提取分離出最強的有用信號，也可把多個路徑來的同一碼序列的波形相加使之得到加強，從而達到有效的抗多徑干擾。</p><p>　　5.直擴

9、通信速率高。直擴通信速率可達 2M，8M，11M，無須申請頻率資源，建網(wǎng)簡單，網(wǎng)絡性能好。</p><p>　　二 整體設計思路以及系統(tǒng)框圖</p><p>　　在直接序列擴譜通信系統(tǒng)中，調(diào)制體制可以是任何一種數(shù)字相干調(diào)制。最常用的是BPSK、QPSK和MSK等。在直接序列系統(tǒng)中，通常進行相移鍵控（PSK）調(diào)制。由于PSK信號可以等效為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，因此直接序列系統(tǒng)常采用平衡調(diào)制

10、方式。抑制載波的平衡調(diào)制不僅節(jié)約了發(fā)射功率與提高了發(fā)射機的工作效率，而且對提高擴頻信號的抗偵破能力也有利。因此本次課程設計中采用BPSK調(diào)制的一個DSSS通信系統(tǒng)。</p><p>　　圖1（a）是發(fā)送設備的原理方框圖。圖1（b）是接收設備的原理方框圖。在發(fā)射端，要傳送的信息先轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)據(jù)或符號與偽隨機碼（PN碼）進行模2加運算后形成復合碼，再用復合碼直接調(diào)制載波。通常為提高發(fā)射機的工作效率和發(fā)射效率。擴頻系

11、統(tǒng)中一般采用平衡調(diào)制器。抑制載波的平衡調(diào)制對提高擴頻信號的抗偵破力也十分有利。在接收端，用與發(fā)射機完全同步的PN碼對接收信號進行解擴后經(jīng)解調(diào)器還原原始數(shù)據(jù)。</p><p>　　三 基于systemview的直接序列擴頻系統(tǒng)的仿真</p><p>　　1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端</p><p>　　數(shù)據(jù)信號源采用了一個較低的頻率的隨機序列，擴頻用的PN 碼采用了

12、7階的PN碼。通過乘法器直接用PN碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號，信息信號與偽隨機碼波形相乘后，去直接控制載波信號的某個參量，來擴展傳輸信號的帶寬。用于頻譜擴展的偽隨機序列稱為擴頻碼序列。合成后的擴頻信號直接用更好的載波調(diào)制發(fā)射，省去了常規(guī)的平衡調(diào)制等步驟。</p><p>　　圖3.1 DSSS系統(tǒng)的發(fā)送端</p><p>　　DSSS通信系統(tǒng)的接收端</p><p>　　在接

13、收端，為了觀察系統(tǒng)的干擾性能，使用了一個掃頻脈沖信號源，作為干擾源。通過本地載波解調(diào)后的復合信號直接與原擴頻PN碼相乘后解擴，因為是使用原PN碼，可以看做是收發(fā)兩端是完全同步的。之后通過低通濾波器預處理，再通過抽樣判決，設置抽樣門限達到整形的作用，則準確的恢復了原始波形。</p><p>　　圖3.2 DSSS系統(tǒng)的接收端</p><p><b>　　仿真結果</b>

14、;</p><p>　　圖1.原PN碼隨機序列</p><p>　　圖2.7階PN碼序列</p><p>　　圖3.擴頻之后的波形</p><p>　　圖4.調(diào)制之后的波形</p><p><b>　　圖5.調(diào)制載波波形</b></p><p>　　圖6.加入干擾源之后的波

15、形</p><p>　　圖7.解調(diào)時用的載波</p><p>　　圖8.通過濾波器預處理之后的波形</p><p>　　圖9.抽樣判決整形之后復原的PN序列</p><p>　　四 protel原理圖</p><p><b>　　1 七階PN碼</b></p><p>

16、　　m序列是有帶型反饋移位寄存器產(chǎn)生的周期最長的一種序列。線性反饋移位寄存器由若干個串接的存儲器所組成。在時鐘信號的控制下，存儲器的存儲信號由上一級向下一級傳遞。如果讓某些寄存器的輸出反饋回來進行運算，運算結果作為第一級寄存器的輸入，則可以得到一個移位寄存器序列。</p><p>　　N階移位寄存器的反饋函數(shù)：</p><p><b>　　特征多項式：</b><

17、/p><p><b>　　則七階PN碼為：</b></p><p>　　圖4.1 七階PN 碼產(chǎn)生器</p><p><b>　　2 乘法器</b></p><p>　　圖4.2 MC1496乘法器</p><p><b>　　3 正選波產(chǎn)生器</b>

18、</p><p>　　圖4.3正選波產(chǎn)生器</p><p><b>　　4 低通濾波器</b></p><p><b>　　圖4.4低通濾波器</b></p><p><b>　　五 總結與體會</b></p><p>　　通過這次課程設計，加強了我

19、們動手、思考和解決問題的能力。在設計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。我覺得做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。</p><p>

20、;　　平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件映象深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。</p><p>　　在做systemview仿真時，按照資料的一步步來，但是最后卻沒有得出想要的結果，慢慢的自己一點點找資料分析問題，發(fā)現(xiàn)原來是由于參數(shù)

21、沒有設置好導致的。然后根據(jù)出來的波形改變下參數(shù)，在得出復原波形的時候，內(nèi)心真的很高興。在畫protel時也遇到很多問題因為很久沒有用過了，很多元器件不記得了，只好上網(wǎng)去查找教程慢慢的找，雖然花了很多時間但是覺得很值得。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。</p>

22、<p>　　經(jīng)過兩個星期的實習，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時滿富盛激情到最后汗水背后的復雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。</p><p>　　同時我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導

23、致整個工作失敗。團結協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。對我們而言，知識上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實習必將成為我人生旅途上一個非常美好的回憶!</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　DSSS系統(tǒng)systemview整體框圖</p>