直接序列扩频通信.pdf

.

ＭＡＴＬＡＢ仿真直接序列扩频通信

1.摘要

直接序列扩频通信系统（DS-CDMA）因其抗干扰性强、隐蔽性好、易于实现码分
多址（CDMA）、抗多径干扰、直扩通信速率高等众多优点，而被广泛应用于许多
领域中。针对频通信广泛的应用，本文用MATLAB工具箱中的SIMULINK通信仿真
模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信系统进行了分析和仿真，使其更加形象和
具体。

关键字：扩频通信m序列gold正交序列matlab仿真

2.引言
直接序列扩频(DSSS—DirectSequenceSpreadSpectrum)技术是当今人们所熟知的
扩频技术之一。这种技术是将要发送的信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽
的频带上去，在接收端，用与发端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进
行相关处理，恢复出发送的信息。
它是二战期间开发的，最初的用途是为军事通信提供安全保障,是美军重要的
无线保密通信技术。这种技术使敌人很难探测到信号。即便探测到信号，如果不知
道正确的编码，也不可能将噪声信号重新汇编成原始的信号。有关扩频通信技术的
观点是在1941年由好莱坞女演员HedyLamarr和钢琴家GeorgeAntheil提出的。
基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专利#2.292.387。不幸的
是，当时该技术并没有引起美国军方的重视，直到十九世纪八十年代才引起关注，
将它用于敌对环境中的无线通信系统。
直序扩频解决了短距离数据收发信机、如：卫星定位系统(GPS)、3G移动通信
系统、WLAN(IEEE802.11a,IEEE802.11b,IEE802.11g)和蓝牙技术等应用的关键问题。
扩频技术也为提高无线电频率的利用率(无线电频谱是有限的因此也是一种昂贵的
资源)提供帮助。

3.直接序列扩频DS-SS是直接用具有高码率的扩频码序列在发送端去扩展信

号的频谱。而在收端，用相同的扩频码序列去进行解扩，把展宽的扩频信号还原成

原始的信息。

.
.

4.DS-CDMA通信系统原理图

在实验中，我们采用；两种扩频码进行仿真。M序列和正交Gold序列，扩频后的
数据通过脉冲成型滤波器后通过信道同时到达接收端，在接收端分别对不同用户信
息数据进行解扩，恢复各个用户的原始信息。

5.仿真设计步骤

1、m序列的DS-CDMA在AWGN下的性能的仿真。

2、正交Gold序列的DS-CDMA在AWGN下的性能的仿真。

3、对比两个扩频码在AWGN信道下的性能曲线，分析哪种扩频码更适合在

.
.

AWGN信道中传输，传输衰减最小，对比m序列和正交Gold序列的抗干扰能力。

6.实验仿真运行结果

从图中可以看出，由于正交Gold序列在完全同步时，它们的互相关值为0，因

此其BER性能并不随着用户数的增加而恶化。在信噪比为2、4、6时误比特率基

本相同。由图可以看出来当误比特率仿真时候小于10-3时结果就会有一定的偏差。

但还是可以看出正交Gold序列比M序列的性能要好。

所以，初步得出结论：正交Gold序列在AWGN信道下的抗干扰能力更强，衰
减比,序列要小。

.
.

对比图4-1和图4-3，显然M序列在瑞利衰落信道下的性能要比能过AWGN信
道下的性能要差

7.总结

对于本仿真而言，已基本完成了设计任务书的设计和研究目的，通过用MATLAB

对DS-CDMA系统的仿真调试、结果分析，让我组熟悉了DS-CDMA的工作原理，

加深了对扩频通信的认识，并深刻的了解PN码在不同信道的衰落情况。通过仿真
结果中波形的直观方式，更让我们了解到了系统衰减的规律。

但是在本设计中也存在着缺陷与不足

1、在本设计中过程中可能由于程序过于复杂，信息本身所占用的带宽偏大，

用来传输信息的带宽相对不够大，造成结果并不明显，信息衰减严重。

2、在设计中只考虑到加性高斯信道所带来的干扰，在实际通信信道却是复杂

多变，存在着各种各样的情况，所以最后的接收信号是在很简单的干扰下得出。要

想应用于实际中，必须加入各种噪声来考虑，以实现真实系统的设计。

.
.

3、实验中，我们选择加大传输带宽，来弥补其他干扰带来的影响，可能会造

成消耗过大，浪费带宽的结果，实际应用中是不实用的。只能作为仿真，进行研究。

即使如此，在本次设计的整个过程中，以上的结果已经令我们受益匪浅。

通信系统的性能分析和仿真，随着通信技术、信息技术和计算机技术的发展以

及网络系统的大量应用，显得越来越重要。

参考文献

[1]刘学勇,编著.通信系统建模与仿真(电子工业出版社)

[2]邓薇，编著.MATALB函数速查手册（人民邮电出版社）

[3]【美】Will