扩频通信系统的建模仿真与频谱分析
扩频通信系统的仿真与分析课程设计报告
任务书一.设计题目扩频通信系统的仿真与分析二.设计的要紧内容扩频通信技术以其抗干扰、隐蔽、保密和多址等优越性已普遍应用于电力通信、导航、测距、定位等领域。
本设计通MATLAB 仿真软件，针对直接扩频系统，成立仿真模型，熟悉该系统的大体原理，进行特性分析，进一步了解扩频通信在CDMA 通信系统中的应用。
1 、DS 直接序列扩频通信系统的仿真分析，在理论上论述扩频通信的大体原理和理论基础，说明扩频通信的优势，和相关概念的综述，并对抗多径干扰做了详细的分析；二、扩频通信的关键技术-----扩频编码的概念、分类、相关性的意义及各类码型的特性一一加以介绍和分析；3、设计一个扩频通信系统，利用MATLAB 中SIMULINK 仿真工具进行建模和分析，重点对PN 码，m 序列进行验证分析，加深对扩频通信技术的明白得。
三. 目的1）把握MATLAB 的程序设计方式；2）学会利用SIMULINK 仿真工具进行建模和分析，能熟练利用MATLAB 的通信工具箱；3） 熟悉扩频通信技术的大体原理和特性分析；4） 明白得扩频通信在CDMA 通信系统的应用。
四、具体要求必做内容：（小组七）设计m 序列发生器，码序列为N=12 m 位 m ＝8单用户，信道信噪比SNR=4dB ，, 5dB ， dB ，多途径传输中设计两途径。
对所设计码型的自相关和相互关特性，不同情形下的通信性能指标（如信噪比等）分析。
选做内容：1 在各自基础上，设计不同的Gold序列发生器，Walsh序列发生器，并与原m序列发生器进行比较。
2扩频通信在IS-95 CDMA通信中的应用分析和仿真验证。
如前向通道和反向通道中，地址码的选用分析，性能分析。
目录任务书 (I)第一章绪论 (1)课程设计目的和意义 (1)设计要紧内容 (1)第二章扩频通信技术 (2)扩频通信大体概念 (2)扩频通信的要紧参数分析 (2)2．3扩频通信要紧特点 (3)扩频技术及扩频码 (3)CDMA扩频通信系统 (4)第三章M序列发生器及通信系统设计 (6)M序列简介 (6)M序列的产生 (6)M序列性质 (7)M序列自相关性分析 (11)M序列相互关性分析 (13)第四章M序列通信系统设计 (15)M序列扩频通信系统大体要求 (15)M序列扩频通信系统组成 (15)M序列扩频通信系统仿真分析 (17)M序列扩频通信系统总结 (19)第五章 GOLD序列发生器设计 (19)GOLD序列简介 (19)G OLD序列的大体性质 (20)GOLD序列发生器设计 (21)G OLD序列自相关系数分析 (24)G OLD序列相互关函数分析 (25)第六章 WALSH序列发生器设计 (28)码简介 (28)码发生器编程实现 (29)W ALSH码自相关系数分析 (32)W ALSH码相互关函数M ATLAB编程实现 (34)第六章总结 (36)参考文献 (37)说明 (38)摘要 最近几年来，扩频通信技术被普遍应用于移动通信、导航、卫星通信、电力通信等诸多领域，因其自身所具有的抗干扰能力强、隐蔽性好、可实现码分多址等特点，以后应用前景将加倍广漠。
扩频通信系统仿真实验报告
扩频通信系统仿真实验报告一、引言扩频通信是一种通过扩展信号带宽来传输信息的技术。
在扩频通信系统中，发送方将待传输的信息数据序列与扩频码序列相乘，再通过信道传输到接收方。
接收方通过与发送方使用相同的扩频码序列相乘，并将结果进行积分操作，从而将扩频信号提取出来。
本文通过MATLAB软件使用数字仿真的方法，对扩频通信系统进行了仿真实验，包括扩频信号的产生、传输和提取等过程，最后通过性能指标评估扩频通信系统的性能。
二、实验内容1.扩频信号的产生：首先生成待传输的数字信息序列，然后与扩频码进行点乘产生扩频信号。
2.信道传输：模拟信道传输过程，包括加性高斯白噪声（AWGN）等噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，从而提取出扩频信号。
4.性能评估：通过比较接收信号与发送信号的相关性和误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
三、实验步骤1.扩频信号的产生：首先生成随机的数字信息序列，然后使用伪随机序列作为扩频码与数字信息序列相乘，产生扩频信号。
2.信道传输：将扩频信号通过信道传输，并添加加性高斯白噪声模拟噪声影响。
3.扩频信号的提取：接收方使用与发送方相同的扩频码对接收到的信号进行点乘与积分操作，提取出扩频信号。
4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
实验结果展示4.性能评估：通过计算接收信号与发送信号的相关性和统计误码率等性能指标来评估扩频通信系统的性能。
相关性较高且误码率较低表示系统性能较好。
四、实验结论通过本次扩频通信系统的仿真实验，我们可以得出以下结论：1.扩频通信系统能够有效抵抗噪声影响，提高信道的抗干扰能力。
2.扩频码的选择对系统性能有较大影响，合适的扩频码可以提高系统性能。
3.扩频通信系统的误码率与信噪比有关，当信噪比较高时，系统的误码率较低。
总之，扩频通信系统在信息传输中具有较好的性能和鲁棒性，通过对其进行仿真实验可以更好地理解其工作原理和性能特点。
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频通信系统是一种常用于无线通信中的传输技术，可用于提高通信质量和抗干扰能力。
其基本原理是将原始信号乘以一个扩频码序列，使得信号的带宽变宽，从而提高信号的抗干扰能力。
本文将对直接序列扩频通信系统进行仿真设计，包括系统结构、信号处理和性能评估等方面。
一、系统结构设计1.发送端设计发送端主要包括原始信号处理和扩频处理两个模块。
原始信号处理模块用于将待传输的信息编码成数字信号，可以采用各种调制技术（如二进制调制）；扩频处理模块将原始信号乘以扩频码序列，以实现信号的扩频。
2.接收端设计接收端主要包括解扩和信号恢复两个模块。
解扩模块对接收到的信号进行解扩，即将信号除以扩频码序列；信号恢复模块对解扩后的信号进行滤波和解调，最终得到原始信号。
二、信号处理设计信号处理是直接序列扩频通信系统中的关键环节，对其性能和抗干扰能力起着决定性作用。
下面将详细介绍信号处理的设计。
1.扩频码序列设计扩频码序列的设计非常重要，它直接影响到扩频通信系统的性能。
常用的扩频码序列有伪随机码（PN码）和正交码等，可以通过Matlab等工具进行生成和优化。
2.扩频处理设计扩频处理是将原始信号与扩频码序列进行乘积运算的过程。
可以采用数字乘法器或卷积器等方式实现，具体实现方式需要根据实际情况确定。
3.解扩和信号恢复设计解扩和信号恢复是接收端的重要环节，其中解扩模块用于将接收到的信号除以扩频码序列，信号恢复模块用于对解扩后的信号进行滤波和解调。
滤波器可以采用低通滤波器，解调方式可以根据信号特点选取。
三、性能评估设计对于直接序列扩频通信系统的性能评估，一般需要考虑以下几个方面：1.误码率评估误码率是衡量通信系统性能的重要参数。
可以通过对接收到的信号进行解码和比对的方式来评估误码率，并与理论值进行比较。
2.抗干扰性能评估扩频通信系统的抗干扰能力是其核心优势之一、可以通过仿真添加干扰信号，并比较接收到的信号与原始信号的相关性来评估抗干扰性能。
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院：通信工程学院专业：电子与通信工程姓名：李小瑜学号：1501120442摘要在当今信息快速传递的时代，在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源，而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。
随着通信技术的不断发展，第三代移动通信系统已经趋于成熟，扩频通信技术正是其中的关键技术，使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。
本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍，然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述，最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析，实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。
关键词：扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域，直到80年代初才被应用于民用通信领域。
为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。
1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。
不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。
在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。
下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。
（1）直接序列扩频系统直接序列扩频是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
毕业设计扩频通信系统仿真
电气信息学院毕业设计说明书题目：扩频通信系统的仿真专业：通信工程年级：通信 10-1学生：吕盼学号：312010*********指导教师：李斌完成日期：年月日扩频通信系统的仿真摘要：扩频通信系统是指待传输信息的频谱用伪随机序列扩展成为宽频带信号送入信道，再经同步的伪随机序列进行解扩解调，从而获得传输信息的通信系统。
MATLAB中的simulink组件带来了交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图。
在本次仿真设计中用simulink让设计更加方便的进行动态系统建模、仿真和分析。
设计包括发射模块、扩频模块、BPSK调制模块、信道传输干扰模块、解扩模块、解调模块和误码统计模块，组成发射机和接收机,并通过仿真说明扩频通信系统具有强抗干扰性和在移动通信中的重要意义。
关键词：伪随机序列,宽频带,抗干扰性,Simulink,BPSK调制Abstract:Direct sequence spread spectrum system is that the source code to be transport firstly expanded to the wide band signal by the pseudo-random sequence and send into the information channels，secondly demodulated by the pseudo-random sequence that the same as the sender,so that we can get the original code.The Interactive graphic editor that Simulink brings provides visual combination and management module diagram.It is convenient to modeling, simulating and analysing the dynamic system.The sysdem contains the transmitting module, the DSSS module, modulation module, channel interference module, dispreading module, demodulation module and error statistics module,forming transmitters and receivers,and proving that it has he important significance of strong anti-jamming and in mobile communication spread spectrum communication system by the simulation results.Keywords:Pseudo random sequence, Broadband, Anti-interference, Simulink, BPSK modulation目录1绪论 (1)1.1扩频通信的应用 (1)1.2 直序扩频通信系统的优点 (1)1.2.1 抗干扰能力强 (1)1.2.2 抗多径干扰能力强 (1)1.2.3 抗截获能力强 (2)1.2.4 可同频工作 (2)1.2.5 便于实现多址通信 (2)1.2.6 直扩通信速率高 (2)1.3 直扩通信系统的不足 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 方案比较 (3)2.1.1 直接序列扩展频谱系统 (3)2.1.2 跳频扩频系统（FH-SS） (3)2.1.3 跳时系统（TH-SS） (4)2.2 方案论证与选择 (5)3 直接序列扩频通信系统 (6)3.1 直接序列扩频通信系统组成 (6)3.2 伪随机编码 (8)3.3 m序列 (9)3.4 扩展频谱信号的解扩和解调 (10)4各单元模块功能介绍 (13)4.1 伯努力二进制发生器（Bernoulli Binary Generator） (13)4.2 PN序列发生器（Pseudo-Noise Code） (14)4.3 速率转换器（rate transition） (15)4.4 单极性-双极性转换器（Unipolar to Bipolar Converter） (15)4.5 乘法器（product） (16)4.6 双极性-单极性转换器（Bipolar to Unipolar Converter） (17)4.7 BPSK调制器(BPSK modulator baseband) (17)4.8 单位延迟模块（unit delay） (18)4.9 示波器（scope） (18)4.10 频谱示波器（spectrum scope） (19)4.11 加成性高斯白噪声（AWGN） (20)5 仿真总体设计 (22)5.1 发射部分 (22)5.1.1 发射部分系统结构 (22)5.1.2 发射部分仿真模型 (22)5.2 接收部分 (23)5.2.1接收部分系统结构 (23)5.2.2 接收部分仿真模型 (24)5.3 仿真参数 (25)5.3.1 发射部分 (25)5.3.2 接收部分 (26)6 仿真结果 (29)6.1 发射部分仿真 (29)6.1.1 扩频前后频谱图 (29)6.1.2 扩频前后波形图 (30)6.2.1 信道干扰频谱图 (30)6.2.2 解扩后频谱图 (31)6.2.3 解调后的频谱和波形图 (32)7 总结与体会 (34)8 谢辞 (35)9 参考文献 (36)附录1：扩频通信系统仿simulink真图 (37)附录2：外文资料翻译 (39)译文： (39)原文： (42)1绪论1.1扩频通信的应用现如今的通信技术已经发展的非常迅速，它包括了光纤通信、扩频通信和卫星通信。
直接序列扩频通信系统仿真设计
直接序列扩频通信系统仿真设计直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）通信系统是一种广泛应用于无线通信领域的通信技术，它通过将原始信号与伪随机噪声序列进行逐位相乘，从而将信号的带宽扩展到噪声频谱的宽度，从而实现抗干扰和保密性能的显著提高。
本文将通过仿真设计一个直接序列扩频通信系统，详细介绍其工作原理和仿真过程。
直接序列扩频通信系统由发送端和接收端组成。
在发送端，原始信号经过码片发生器生成伪随机噪声序列，并与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
扩频信号经过调制器进行调制，然后经过发射机发送到接收端。
在接收端，接收到的信号经过解调器进行解调，然后通过相关器与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
首先，需要设计码片发生器。
伪随机噪声序列在直接序列扩频通信系统中起到关键作用，它决定了信号的扩展带宽和抗干扰性能。
常用的伪随机噪声序列有伪随机码生成器（PN码）和高斯白噪声序列（AWGN）。
在仿真中，可以选择PN码作为伪随机噪声序列。
PN码的生成方式有很多，其中最常见的是使用移位寄存器和反馈电路生成的线性反馈移位寄存器（LFSR）。
其次，需要设计调制器和解调器。
在直接序列扩频通信系统中，常用的调制方式有二进制相移键控（BPSK）和四进制相移键控（QPSK）。
在仿真中，可以选择BPSK作为调制方式。
解调器与调制器相反，将接收到的扩频信号与伪随机噪声序列相乘得到原始信号。
最后，需要设计发射机和接收机。
发射机通过电路将调制后的扩频信号发射出去，接收机将接收到的信号通过电路进行放大和解调处理，从而得到原始信号。
在仿真中，可以使用MATLAB等仿真软件来实现直接序列扩频通信系统。
首先，定义参数包括信号的比特率、码片周期、发射功率等。
然后，生成随机的原始信号数据。
接下来，根据参数生成伪随机噪声序列。
将伪随机噪声序列与原始信号进行逐位相乘得到扩频信号。
通过调制器进行调制，得到调制后的信号。
在接收端，通过解调器解调接收到的信号，得到解调后的扩频信号。
基于某MATLAB地WCDMA扩频通信系统地仿真设计与分析报告
基于MATLAB的WCDMA扩频通信系统的仿真设计与分析学院：通信工程学院专业：电子与通信工程姓名：小瑜学号：1501120442摘要在当今信息快速传递的时代，在频带资源有限的情况下仍要求更高的通信功能和通信资源，而扩频通信技术应用频谱展宽原理使频带利用率大大提高。
随着通信技术的不断发展，第三代移动通信系统已经趋于成熟，扩频通信技术正是其中的关键技术，使得第三代移动通信具有很好的频谱效率和更大系统容量等优点。
本文首先对扩频通信技术的理论基础、基本原理及其优点进行了简单的介绍，然后对WCDMA系统的基本原理以及扩频技术在WCDMA中的应用进行了简单论述，最后通过Simulink对WCDMA扩频通信系统进行了仿真模型的建立并对仿真结果进行了比较分析，实现了信号的扩频、解扩、加扰、解扰、调制、解调等部分。
关键词：扩频WCDMA Simulink 仿真1. 扩频通信技术1.1 扩频通信技术的发展扩频通信技术最先主要应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域，直到80年代初才被应用于民用通信领域。
为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术现已广泛应用于蜂窝、数字通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等系统中。
1.2 扩频通信系统的分类扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。
不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同干扰的抵抗能力是不同的。
在民用中应用较为广泛的是直接序列扩频系统和跳频扩频系统。
下面主要对这两种扩频技术进行简单介绍。
（1）直接序列扩频系统直接序列扩频是直接利用具有高码率的扩频码系列采用各种调制方式在发端与扩展信号的频谱，而在收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。
直接序列扩频通信系统建模仿真分析
直接序列扩频通信系统建模仿真分析直接序列扩频（Direct-Sequence Spread Spectrum，DSSS）通信系统是一种广泛应用于无线通信、通信安全加密、以及定位任务中的基本通信技术。
它在一定范围内使用频率，把本应几百到几千赫兹范围内的信号不断扩展到数兆赫兹，从而使其能够穿过更多的干扰、降低传送信号的复杂性和重复率、提高传送信号的安全性，也就是广播信号的功率被平分到更宽的频带，其中的信息非常难以被拦截和窃取，该抽波提高了信号的吞吐量。
构成直接序列扩频通信系统的主要硬件组件包括，数据源，编码器，抽波器，线路，解抽波器以及解码器，以及接收数据的终端设备。
数据源可以是任何数据，例如电脑传出的文本，照片，视频甚至声音。
编码器是一个负责将原始数据信号编码为无关信号块的系统。
抽波器用于将无关信号增广，并将其扩展至较宽的频带。
经过线路，即传输介质，将传输数据从发射端送达接收端，通常利用电磁波来传输信号，例如无线频段等。
接收端的解抽波器可以将扩频数据恢复到原始数据，解码器可以将接收到的数据进行解码，以便终端能够解析处理该数据。
直接序列扩频通信系统建模仿真分析，主要是通过建立系统建模，利用仿真软件，来模拟系统的运行流程，然后对模拟的结果进行分析。
首先，先构建系统模型，采用现有的数学工具，如矩阵方程、微积分知识和计算机技术，建立系统的数学模型，即构建系统建模。
接着，根据构建好的模型，可以使用各种仿真软件，比如matlab，来模拟系统的运行，使用仿真技术可以更好地发现系统中存在的问题。
最后，对模拟结果进行分析，比如观察系统的信噪比、传输的错误率曲线等，进而追踪出系统中可能存在的问题，从而提出相应的改进建议，提高系统的性能。
通过模型仿真分析，我们可以看到，直接序列扩频通信系统是一种表现优异的技术，它能够有效抑制扰乱，提高传输介质上的信号安全性，这种技术特别适用于无线通信中传输质量有要求的应用，诸如GSM、CDMA等。
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目录第一章绪论 (1)1.1 扩频通信系统简介 (1)1.2 扩频通信发展综述 (1)1.2.1 扩频技术的历史 (1)1.2.2 扩频技术的现状 (2)1.2.3 扩频技术的未来展望 (2)1.3 课题研究意义和研究内容 (2)第二章扩频通信系统 (3)2.1 扩频通信技术基本原理 (3)2.2 目前常用的扩频通信系统 (3)2.2.1 直接序列扩频系统原理 (3)2.2.2 跳频扩频系统原理 (5)2.2.3 直扩/跳频扩频系统原理 (6)第三章扩频通信系统的仿真实现 (8)3.1 MATLAB软件的相关知识 (8)3.1.1 MATLAB简介 (8)3.1.2 Simulink简介 (9)3.2 扩频通信系统的仿真模型 (9)3.2.1 基于Simulink的直接序列扩频通信系统的仿真 (9)3.2.2 基于Simulink的跳频扩频通信系统的仿真 (10)3.3 扩频通信系统的仿真结果及分析 (11)3.3.1 直接序列扩频系统 (11)3.3.2 跳频扩频系统 (15)第四章扩频通信系统的特点和用途 (18)4.1 直扩系统的特点和用途 (18)4.2 跳频系统的特点和用途 (19)4.3 混合扩频系统的特点和用途 (19)结论 (20)主要参考文献 (21)致谢 (22)第一章绪论1.1扩频通信系统简介扩频通信系统具备3 个主要特征：①载波是一种不可预测的，或称之为伪随机的宽带信号；②载波的带宽比调制数据的带宽要宽得多；③接收过程是通过将本地产生的宽带载波信号的复制信号与接收到的宽带信号相关来实现的。
频谱扩展的方式主要有以下几种:直序扩频(DS-SS)使用高速伪随机码对要传输的低速数据进行扩频调制；跳频系统则利用伪随机码控制载波频率在一个更宽的频带内变化；跳时则是数据的传输时隙是伪随机的；线性调频系统中的频率扩展则是一个线性变化的过程。
几种方式组合的混合系统也经常得到应用衡量扩频系统最重要的一个指标就是扩频增益，又称为处理增益。
正是因为扩频系统本身具有的特征使其性能具有一系列的优势：①低截获概率；②抗干扰能力强；③高精度测距；④多址接入；⑤保密性强。
也正是这些特性使其获得了广泛的应用。
1.2扩频通信发展综述1.2.1扩频技术的历史扩频通信系统是在50 年代中期产生的，其最初的应用包括军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统以及其它方面。
真正实用的扩频通信系统是在50 年代中期发展起来的。
麻省理工学院林肯实验室开发的扩频通信系统F9C-A/Rake 系统被公认为第一个成功的扩频通信系统，在该系统的研制过程中，首次提出了瑞克(RAKE)接收的概念并成功应用，该系统也是第一个真正实用的宽带通信系统。
一直到80 年代初期，扩频通信的概念都只是在军事通信系统中得到应用，这种状况到了80 年代中期才得到改变。
美国联邦通信委员会（FCC）于1985 年5 月发布了一份关于将扩频技术应用到民用通信的报告。
从此，扩频通信技术获得了更加广阔的应用空间。
扩频技术最初在无绳电话中获得成功应用，因为当时已经没有可用的频段供无绳电话使用，而扩频通信技术允许与其它通信系统共用频段，所以扩频技术在无绳电话的通信系统中获得了其在民用通信系统中应用的第一次成功经历。
而真正使扩频通信技术成为当今通信领域研究热点的原因是码分多址（CDMA）的应用。
90 年代初，在第一代模拟蜂窝通信系统的基础上，出现了PCS 研究的热潮。
随着PCS 以及蜂窝移动通信的发展，CDMA 技术已经成为不可或缺的关键技术。
扩频通信技术也在民用通信中找到更为广阔的应用空间,而关于CDMA 技术的研究热潮也一直延续到现在。
1.2.2扩频技术的现状扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，其最主要的两个应用领域仍是军事抗干扰通信和移动通信系统,而跳频系统与直扩系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
一般而言，跳频系统主要在军事通信中对抗故意干扰，在卫星通信中也用于保密通信，而直扩系统则主要是一种民用技术。
对跳频系统的分析，现在仍集中在其对抗各种干扰的性能方面，如对抗部分边带干扰以及多频干扰等。
而直扩系统，即DS-CDMA 系统，在移动通信系统中的应用则成为扩频技术的主流。
欧洲的GSM 标准和北美的以CDMA 技术为基础的IS-95 都在第二代移动通信系统（2G）的应用中取得了巨大的成功。
而在目前所有提议的第三代移动通信系统（3G）标准中都采用了某种形式的CDMA。
因此CDMA 技术成为目前扩频技术中研究最多的对象。
1.2.3扩频技术的未来展望从扩频技术的历史可以看出，每一次技术上的大发展都是由巨大的需求驱动的。
军事通信抗干扰的驱动以及个人通信业务的驱动使得扩频技术的抗干扰性能和码分多址能力得到最大限度的挖掘。
展望未来，第四代移动通信系统（4G）的驱动无疑会使扩频技术传输高速数据的能力得到更大的拓展。
3G 设计的目标主要是支持多媒体业务的高速数据传输，因此其研究主要集中在新标准和新硬件的开发。
而对于3G 以后的发展，不同的研究者有不同的观点。
但是从用户的观点看，4G 应该具备以下的主要特征：①最大的灵活性,应该能够满足在任何时间和地点，通过任何设备都可以实现通信；②降低成本，4G 在实现比3G 的传输速率高1~2 个数量级的同时，还应该使成本降为3G 时的1/10 或1/100 ；③个性化和综合化的业务，不仅仅是保证每个人都能通过一个终端进行通信，而要在人周围的家庭、办公室以及热点地区建立一个通用的信息环境，使每个人都可以根据需要以各种方式获得信息。
1.3课题研究意义和研究内容本课题的研究意义主要在于：在扩频通信系统发展的越来越快，也被人们越来越认可的情况下，我们来研究基于MATLAB的扩频通信系统的建模仿真与频谱分析是十分必要的。
采用扩频通信系统，有抑制抗干扰能力强，信号的功率谱密度低，信号便于隐蔽和隐藏，可实现随意选址能力的码分多址的通信，可进行高分辨率的测距的优势。
本文先介绍扩频系统的发展状况，得到扩频技术在现代通信系统中应用是很广泛的，在目前正高速发展的3G 通信中得到应有，并且会受到未来4G 技术的青睐。
用MATLAB/Simulink 对直接序列扩频系统和跳频扩频系统进行仿真，通过建模仿真和频谱分析达到进一步了解扩频通信系统的目的，具有一定的实用价值。
本论文主要研究扩频通信系统的分类及各类的建模仿真与频谱分析，其研究内容主要有：1、进行扩频通信系统的简要介绍和两种具体的扩频通信系统的工作原理的介绍。
2、介绍MATLAB及Simulink模块的特点，然后对直接序列扩频系统和跳频扩频系统进行了仿真和结果分析。
3、简要介绍几种扩频通信系统的特点和用途。
第二章扩频通信系统2.1扩频通信技术基本原理扩频通信系统的理论基础是仙农定理:=+og S NC WL2(1/)（公式1）式中：C——信道容量，W——传输带宽，/S N——信号功率/噪声功率。
在信息速率一定时，可以用不同的信号带宽和响应的信噪比来实现传输，即信号带宽越宽则传信噪比可以越低，甚至在信号被噪声淹没的情况下也可以实现可靠通信。
因此，将信号的频谱扩展，则可以实现低信噪比传输，并且可以保证信号传输有较好的抗干扰性和较高的保密性。
2.2目前常用的扩频通信系统主要有直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)系统，跳频扩频（FH-SS）系统，跳时扩频（TH-SS）系统，直扩/调频系统等方式.2.2.1直接序列扩频系统原理直接序列扩频系统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。
直扩系统的原理框图如图2-1所示：(a)发射端(b)接收端图2-1直扩系统组成框图图2-1为直扩系统的组成原理框图。
在发送端，由信源输出的信号()a t 是码元持续时间Ta 的信息流，伪随机码产生器产生的伪随机码为()c t ，每一伪随机码元宽度为Tc ，将信码()a t 与伪随机码()c t 进行模二加，产生一速率与伪随机速率相同的扩频序列，然后再用扩频序列去调制载波，这样就得到已扩频调制的射频信号。
在接收端，接收到的扩频信号经高放和混频后，用与发端同步的伪随机序列对中频的扩频调制信号进行相关解扩，将信号的频带恢复为信息序列()a t 的频带，即为中频调制信号；然后再进行解扩，恢复出所传输的信息()a t ,从而完成信息的传输。
直扩系统的主要性能指标:直扩系统的两个重要的抗干扰指标是处理增益和干扰容限。
（1）处理增益：在扩频系统中，传输信号在扩频和解扩的扩频过程中，扩频系统的抗干扰性能得到提高，这种扩频处理得到的好处，就称之为扩频系统的处理增益。
其定义为接收机处理器输出与输入信噪比的比值， 即输出信噪比与输入信噪比的比值,即SoGp=输入信噪比/输出信噪比=(/No)/(Si/Ni)（公式1）一般用分贝表示，为=Gp Log So No Si Ni10(/)/(/)（公式2）对于直扩系统，解扩器的输出信号功率不变，但对于干扰信号而言，由于解扩过程相当于干扰信号的扩展过程，干扰功率被分散到很宽的频带上，进入解调器输入端的干扰功率相对解扩器输入端下降很大，即干扰功率在解扩前后发生了变化。
因此，对于直扩系统而言，器处理增益就是干扰功率减小的倍数。
（2）干扰容限：所谓干扰容限，是指在保证系统正常工作地条件下，接收机能够承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数，用Mj表示，有=-+Mj Gp Ls So No dB[(/)]（公式3）式中，Ls为系统内部损耗；(/)So No为系统工作时要求的最小输出信噪比，即相关器的输出信噪比或解调器的输入信噪比；Gp为系统的处理增益。
干扰容限直接反映了扩频系统接收机可能抵抗的极限干扰强度，即只有当干扰机的干扰功率超过干扰容限后，才能对扩频系统形成干扰。
因而，干扰容限往往比处理增益能更确切地反映系统的抗干扰能力。
2.2.2 跳频扩频系统原理跳频也是一种扩频方式，跳频系统的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可看成载频按照一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。
与直扩系统相比较，跳频系统中的伪随机序列并不直接传输，而是用来选择信道。
跳频系统从20 世纪60 年代后期开始，发展便非常迅速。
跳频系统的原理框图如图2-2所示：(a)发送端（b）接收端图2-2跳频系统组成框图图2-2所示，在发送端，用信源产生的信息流a（t)去调制频率合成器产生的载频，得到射频信号。
频率合成器产生的载频伪随机码的控制，按一定规律跳变。
跳频系统的解跳多采用非相干解调，因而调制方式多用FSK、ASK 等可进行非相干解调的调制方式。