扩频通信系统性能分析与仿真

本科生毕业论文(设计)CDMA通信系统中的接入信道部分进行仿真与分析院系电信学院专业电子信息工程班级05电信一班学号0612050527学生姓名孙登高联系方式13782330153指导教师殷志峰职称：副教授2009年5月目录摘要..........................................................................................1Abstract..................................................................................7第一章直接扩频通信概述..............................................11.1基本原理..............................................................................11.2扩频通信的主要特点........................................................21.3直接序列扩频通信系统...................................................3第二章扩频码（m序列）...............................................52.1引言.......................................................................................52.2最长线性反馈移位寄存器序列——m序列.................52.2.1m序列的性质.........................................................................52.2.2m序列扩频码的自相关函数...............................................62.2.3m序列扩频码的功率谱密度...............................................72.2.4m序列的的互相关函数........................................................82.2.5m序列信号的产生.................................................................82.2.6m序列优选对.......................................................................10第三章硬件系统设计与实现........................................113.1设计思想与系统参数......................................................113.2发射电路............................................................................123.2.1时钟信号产生......................................................................123.2.2信息码的产生......................................................................133.2.3m序列的产生.......................................................................153.2.4扩频信号的产生..................................................................163.2.5信号调制...............................................................................17目录3.2.5.1二相相移键控(BPSK).............................................173.2.5.2平衡调制器...............................................................183.3接收电路............................................................................223.3.1接收滤波...............................................................................223.3.1.1BPSK信号的功率谱.................................................223.3.1.2接收滤波器设计......................................................233.3.2扩频信号的相关解调.........................................................253.3.3扩频信号的相关解扩.........................................................263.3.4抽样判决电路......................................................................29第四章直接扩频通信系统的性能分析......................324.1抗干扰能力........................................................................324.2信噪比和误码率...............................................................354.3多址能力............................................................................39第五章SystemView软件仿真....................................435.1SystemView动态软件简介.........................................435.2直接扩频通信系统仿真（无噪声情况）..................435.2.1系统模型及主要模块参数.................................................435.2.2主要输出点波形..................................................................455.3直接扩频通信系统抗干扰性分析...............................475.3.1加入高斯白噪声后系统性能。........................................475.3.1.1加入高斯白噪声后系统模型................................475.3.1.2系统误码率的理论值与测量值的比较...............475.3.2扩频序列对窄带噪声及宽带噪声的影响比较..............515.4直接扩频通信系统多址能力分析...............................535.4.1系统模型及主要模块参数.................................................535.4.2系统多址干扰分析..............................................................54目录结束语....................................................................................56致谢........................................................................................57参考文献................................................................................58摘要扩频通信由于具有抗干扰能力强，隐蔽性好，容易实现多址传输等优点而在移动通信、无线数据通信等领域得到越来越广泛的应用。其中直接序列扩频通信是目前使用最典型的扩频工作方式。本论文以开发一个通信实验综合系统为目的，从硬件实现和系统仿真两个方面对直接扩频工作方式进行了研究。在硬件方面设计并实现了一个简单的直接扩频系统，鉴于m序列具有许多优良特性，是最常用的扩频序列，因此本设计选用m序列作为扩频序列，信号调制选用二进制移相键控方式。在系统仿真中采用SystemView作为仿真平台，得到了系统的误码特性，并与理论值进行了比较，同时简单分析了系统的多址能力。论文第一章介绍了直接序列扩频基本原理；第二章比较详细的论述了m序列的相关理论，包括m序列的生成方法及相关特性等；论文的第三章阐述了硬件系统的设计思想，详细讨论了发送端时钟，载波发生，m序列产生，扩频，调制等模块及接收端解调，解扩，采样判决等模块电路的基本原理及实现方法；论文第四章比较详细分析了直接扩频系统的抗干扰能力及多址能力；第五章用SystemView软件进行了系统仿真，得到了系统主要输出点波形，同时把系统在高斯白噪声情况下的误码率理论值和测量值进行了比较，分析了扩频序列对高斯白噪声和窄带噪声的影响，最后简单分析了在不同扩频序列情况下，系统的多址干扰情况。关键词：扩频；m序列；二进制移相键控；抗干扰摘要AbstractSpreadSpectrumCommunicationsisusedmoreandmorewidelyinmobilecommunications,wirelessdatacommunicationsandotherareasforitshighperformanceinanti-jammingandsecurity.Moreover,itisveryeasilytorealizemultipleaccesstransmissiononthebasisofspreadspectrumcommunications.Directsequence(DS)spreadspectrumcommunicationsisoneofthemosttypicalspreadspectrummodes.Aimingatdevelopingacommunicationsystememployedintheintegratedexperiments,thethesishasstudieddirectsequencespreadspectrummodefromthepointsofviewofboththehardwareimplementationandthesoftwaresimulation.Asthehardwarepart,asimplifieddirectsequenc