直接序列扩频通信系统仿真程序
直接序列扩频通信系统研究及仿真
（ｃ ｏ ｌ ｆｎｔｕ ｎ ｃｅ ｃ ｎ ｙ ａ ｃｔｓｉｇｏ ｅｋ ｙｌｂ ｒｔ ｒ Ｎｏｔ ｉｅｓｙｏ ｉａ Ｔａｙ ａ Ｓ ｈ ｏ ｓ ｍｅ ｔ ｉｎ ｅａ ｄｄ ｎ ｍｉ ｅｔ ｆｈ ｅ ｏ ａｏ ｙ， ｒｈＵｎｖ ｒｉ ｆ ｎ ， ｉｕ ｎ ｏｉ ｒ ｓ ｎ ｔ ａ ｔ Ｃｈ
（ ）多址通信系统指的是许多 用户组 成的一个 ３ 通信 网 ，网中任何 两个用户都可 以通信 ，而且许 多
对用 户同时通信 时互不不扰 。应用直扩系统就很容
的功率 谱密度很低 ，单位时间 内的 能量就很 小 ，同 时它 的频带很宽 。因此 ，它具有很强 的抗截获性 。
简称扩频通信 ，是一种信息处理传输 技术 ，它将待 传输的信息数据经扩频序列调 制 ，实现频 带扩展后
再传输 ，由于采用 了伪随机编 码作为 扩频调制的基 本信号 ，使它具有很多独特 的优 点 ： 干扰 能力强 ， 抗
ｃ ｏｍｍ ｕ ｃ ｔｏ ｎｄ ｍ ｉｔｒ ａ ｔｃ ｌｃ ｎｉａｉ ｎｓａ ｌ ａ ｔｃｉ ａ ｏｍ ｍ ｕｎｃ ｔｏ ，ｂｅ ａ ｓ ｔ ａ ｙ ｄ ａ ａ ｅ ：ｓｒ ｇ ａ ｉ ｎｔｒｅｅ ｅ ｏｏｄ ｉｙ ｉａｉ ｎｓ ｃ ｕ ｅ ｏｆｉ ｍ ｎ ａ ｖ ｎｔｇ ｓ ｔｏｎ ｎｔ—ｉ ｅ ｆｒ ｎｃ ，ｇ ｓ
中 图分 类 号 ： Ｔ １ ．２ 文 献 标 识 码 ：Ａ Ｎ９ ４４
Ｒ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎｄ ｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｆ ｄ ｒ ｃ ｅ ｓａ ｃ ａ ｓｍ ｌ ｔｏ ｏ ｉ ｅ ｔｓ ｑｕｅ ｅ ｎｃ
ｓ ｅ ｄ ｓ ｃｒ ｐｒ ａ ｐｅ ｔ ｕｍ ｏｍ ｍ ｕｎｉ ａ ｉ ｎ ｙｓ ｅ ｃ ｃ ｔｏ ｓ ｔ ｍ
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。
移动通信课程设计 直接序列扩频系统仿真
信息与通信工程学院移动通信课程设计实验报告题目：直接序列扩频系统仿真班级：姓名：学号：班内序号：日期：目录一、背景 (3)二、要求： (3)三、设计概述 (3)四、直接序列扩频系统仿真 (3)1、基本扩频系统仿真流程图 (3)2、matlab程序及仿真结果图 (5)2.1、生成m序列及m序列性质 (5)2.2、生成50位随机待发送二进制比特序列，并进行扩频编码 (6)2.3、对扩频前后信号进行BPSK调制，观察其时域波形 (8)2.4、计算并观察扩频前后BPSK调制信号的频谱 (9)2.5、接收机与本地恢复载波相乘，比较扩频与否的时域波形 (11)2.6、与恢复载波相乘后，观察其频谱变化 (12)2.7、仿真观察信号经凯萨尔窗低通滤波后的频谱 (14)2.8、观察解扩后的信号波形、频谱 (15)2.9、比较扩频系统解扩前后信号带宽、信号功率谱 (16)2.10、对解扩信号进行采样判决 (18)五、仿真产生不同的伪随机序列 (21)1、m序列（跟四、2.1一样） (21)2、产生随机序列Gold码和正交Gold码 (22)2.1、产生Gold码并仿真其自相关函数 (23)2.2、产生正交Gold码并仿真其互相关函数 (25)六、验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力 (27)1、加窄带干扰的直扩系统建模 (28)2、不同扩频序列长度下的误码率比较 (29)3、扩频序列长度N=7时，不同强度窄带干扰下的误码率比较 (30)七、分工 (30)八、心得体会 (30)一、背景直接序列扩频通信系统(DSSS)是目前应用最为广泛的系统。
在发送端，直扩系统将发送序列用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去，在接受端又用相同的扩频序列进行解扩，回复出原有信息。
由于干扰信息与伪随机序列不相关，扩频后能够使窄带干扰得到有效的抑制，提高输出信噪比。
系统框图如下图所示：二、要求：1. 通过matlab建模，对直扩系统进行仿真2. 研究并仿真产生不同的伪随机序列3. 验证直扩系统对窄带干扰的抑制能力，给出误码率等仿真曲线三、设计概述本次课设按要求完成，利用matlab进行直接扩频系统的仿真，利用BPSK调制，仿真了扩频、调制、解调、解扩过程，并对是否使用直接扩频进行了对比。
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。
直接序列扩频通信系统仿真设计—移动通信课程设计
直接序列扩频通信系统仿真设计摘要：综合利用前期相关课程及移动通信课程所学的各种知识，设计扩频通信系统，利用Matlab/Simulink对直接序列扩频系统进行了仿真，并对仿真结果做了详细的讲解分析。
先对直接序列扩频系统原理进行介绍，然后基于Simulink 的发射机和接收机的仿真，同时对直接序列扩频系统的抗干扰能力与直接序列扩频系统的同步方法进行了相关仿真，最后在该系统中加入特定的干扰，进行测试，研究整个系统的抗干扰性能。
关键词：通信系统；直接序列扩频；调制解调保密通信目录目录 (II)第1章绪论 (1)1.1背景 (1)1.2 实验目的及总体介绍 (2)1.3 本次设计任务与要求 (2)第2章直接序列扩频通信原理 (3)2.1扩频通信概念及分类 (3)2.1.1扩频通信概念 (3)2.1.2扩频通信分类 (3)2.2直接序列扩频定义 (5)2.3直接序列扩频的基本原理 (6)2.4 直扩系统的性能分析 (7)2.4.1 直扩系统的抗干扰性 (7)2.4.2 直扩系统的抗多径干扰性能 (8)第3章扩频码序列 (10)3.1 码序列的相关性 (10)3.2 m序列 (11)第4章基于Simulink的仿真 (12)4.1 MATALB及SIMULINK的介绍 (12)4.1.1 MATLAB简介 (12)4.1.2 SIMULINK简介 (12)4.2发射机部分的Simulink的仿真 (13)4.3接收机部分的Simulink仿真 (16)第5章直接序列扩频通信系统的抗干扰性能分析 (20)第6章 CDMA系统仿真设计 (24)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)第1章绪论1.1背景扩展频谱(SS，Spread Spectrum)通信简称为扩频通信。
扩频通信的定义可简单表述如下：扩频通信技术是一种信息传输方式，在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必需的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解扩以恢复所传信息数据。
直接序列扩频(DS-SS)通信系统的仿真与实现 开题报告
南京师范大学毕业设计（论文）开题报告姓名:学号：学院: 泰州学院专业: 通信工程题目: 直接序列扩频通信系统的仿真与实现指导教师：2012 年 3月 10日一．本课题的目的及研究意义现代军事通信面临着纷繁复杂的干扰环境，因此具备足够的抗干扰能力，是未来通信发展至关重要的因素，这要求能够识别和抑制各种干扰。
扩频通信早期主要应用于军事目的，从世纪年代末、年代初开始，扩频技术在民用通信方面的应用逐渐兴起并迅速发展，例如在蜂窝数字移动通信系统中，扩频技术被用于克服多路径效应和抑制同信道干扰，新一代移动通信系统利用技术进一步提高频谱利用率和系统性能。
直接序列扩频系统是目前应用最广泛的一种扩频通信系统。
它最突出的优点是当扩频增益足够大时，系统具有良好的抗干扰能力。
直接序列扩频是高安全性高抗扰性的一种无线序列型号传输方式。
英文全称Direct Sequence Spread Spectrum，简称直扩方式（DS方式）。
通过利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。
直接序列扩频技术在军事通信和机密工业中得到了广泛的应用，现在甚至普及到一些民用的高端产品，例如信号基站、无线电视、蜂窝手机、无线婴儿监视器等，是一种可靠安全的工业应用方案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,而跳频系统与直接序列扩频系统则分别是在这两个领域应用最多的扩频方式。
直接序列扩频系统，及DS-CDMA，主要是一种民用技术，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。
而在目前所有建议的第三代移动通信系统（3G）标准中（除了EDGE）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。
直接序列扩频和解扩通信matlab代码
序列扩频和解扩通信是数字通信中的重要技术之一，通过扩频技术可以实现信息的加密传输和抗干扰能力的提高。
Matlab是一种强大的科学计算软件，它提供了丰富的工具和函数，非常适合用来实现序列扩频和解扩通信系统的模拟和仿真。
本文将通过实际的代码示例，介绍如何使用Matlab实现直接序列扩频和解扩通信系统。
一、直接序列扩频通信系统在直接序列扩频通信系统中，发送端的数据序列经过扩频码序列的点对点乘积，实现信号的扩频。
接收端利用相同的扩频码序列对接收到的信号进行点对点乘积，实现信号的解扩。
以下是Matlab代码示例：1. 生成随机的发送数据序列```matlabN = 1000; 数据序列长度data = randi([0,1],1,N); 生成随机的0/1序列```2. 生成随机的扩频码序列```matlabchip_seq = 2 * randi([0,1],1,N) - 1; 生成随机的±1序列作为扩频码```3. 进行数据序列和扩频码序列的点对点乘积```matlabspread_data = data .* chip_seq; 数据序列点对点乘以扩频码序列```4. 绘制发送端的信号波形```matlabt = 0 : 1/N : 1-1/N; 时间序列subplot(3,1,1);plot(t,data);title('原始数据序列');subplot(3,1,2);plot(t,chip_seq);title('扩频码序列');subplot(3,1,3);plot(t,spread_data);title('扩频后的信号波形');```二、直接序列解扩通信系统在直接序列解扩通信系统中，接收端利用与发送端相同的扩频码序列对接收到的信号进行解扩。
以下是Matlab代码示例：1. 接收到的扩频信号经过与扩频码序列的点对点乘积```matlabreceived_data = spread_data .* chip_seq; 接收到的信号点对点乘以扩频码序列```2. 进行积分处理得到解扩后的数据序列```matlabintegrated_data = sum(reshape(received_data,[],10)); 对接收数据进行10倍超采样和积分处理output_data = integrated_data > 0; 得到解扩后的数据序列```3. 绘制接收端的信号波形和解扩后的数据序列```matlabsubplot(2,1,1);plot(t,received_data);title('接收到的信号波形');subplot(2,1,2);stem(output_data);title('解扩后的数据序列');```通过以上代码示例，我们实现了直接序列扩频和解扩通信系统的Matlab仿真。
直接序列扩频通信仿真
function dscdmamodem(user,snr_in_dbs) %建立模型：用户信息，snr_in_dbs为信噪比%设置初始参数user=[0 1 0 1 1 0 1];close all%定义步长变量%length_user=length(user); %改变用户数据中的0为-1for i=1:length_userif user(i)==0;user(i)=-1;endend%用户传输前设置fc=3; %载频eb=2; %每个字符的能量tb=1; %每个信息比特所占的时间%用户输入的数据信息t=0.01:0.01:tb*length_user;basebandsig=[];for i=1:length_user;for j=0.01:0.01:tb;if user(i)==1;basebandsig=[basebandsig 1];elsebasebandsig=[basebandsig -1];endendendfigure(1)plot(basebandsig)axis([0 100*length_user -1.5 1.5]);title('用户输入的信息')Y=fft(basebandsig);figure(2)plot(abs(Y))axis([0 100 0 300]);title('扩频前的频域图')%用户的BPSK调制过程bpskmod=[];for i=1:length_user;for j=0.01:0.01:tb;bpskmod=[bpskmod sqrt(2*eb)*user(i)*cos(2*pi*fc*j)]; endendlength(bpskmod)W=fft(bpskmod);%用户BPSK调制后的波形图输出figure(3)plot(bpskmod)axis([0 100*length_user -3 3]);title('用户经BPSK调制之后的波形')%扩频%PN码发生器seed=[1 -1 1 -1]; %设PN码初始值为1000 spreadspectrum=[];pn=[];for i=1:length_userfor j=1:10; %PN码和数据比特码的比率设为10：1pn=[pn seed(4)];if seed(4)==seed(3) temp=-1;else temp=1;endseed(4)=seed(3);seed(3)=seed(2);seed(2)=seed(1);seed(1)=temp;endspreadspectrum=[spreadspectrum user(i)*pn];end%扩频过程pnupsampled=[];len_pn=length(pn);for i=1:len_pnfor j=0.1:0.1:tbif pn(i)==1pnupsampled=[pnupsampled 1];elsepnupsampled=[pnupsampled -1];endendendlength_pnupsampled=length(pnupsampled); sigtx=bpskmod.*pnupsampled;%扩频码波形输出figure(4)plot(pnupsampled)axis([0 100*length_user -2 2]);title('PN码波形图')%扩频后的波形图输出figure(5)plot(sigtx)axis([0 100*length_user -3 3]);title('用PN码扩频后的波形图')composite_signal=sigtx;%扩频后的频域波形图Z=fft(sigtx);figure(6)plot(abs(Z))axis([0 100 0 300]);title('扩频后的频域图')%高斯白噪声信道传输snr_in_dbs=20; %设信噪比为20composite_signal=awgn(composite_signal,snr_in_dbs);%从信道中解扩出用户的信息rx=composite_signal.*pnupsampled; figure(7)plot(rx)title('用户解扩后的波形')%BPSK解调过程demodcar=[];for i=1:length_userfor j=0.01:0.01:tbdemodcar=[demodcar sqrt(2*eb)*cos(2*pi*fc*j)];endendbpskdemod=rx.*demodcar;figure(8)plot(bpskdemod)title('用户经BPSK解调之后的波形')len_dmod=length(bpskdemod);sum=zeros(1,len_dmod/100);for i=1:len_dmod/100for j=(i-1)*100+1:i*100sum(i)=sum(i)+bpskdemod(j);endend%检波过程rxbits=[];for i=1:length_userif sum(i)>0rxbits=[rxbits 1];elserxbits=[rxbits 0];endendlength_rxbits=length(rxbits);t=0.01:0.01:tb*length_rxbits;savbandsig=[];for i=1:length_rxbitsfor j=0.01:0.01:tbif rxbits(i)==1savbandsig=[savbandsig 1];elsesavbandsig=[savbandsig -1];endendendfigure(9)plot(savbandsig)axis([0 100*length_user -1.5 1.5]); title('用户经检波之后的波形')。
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直接序列扩频通信系统仿真程序
杨晶超s2*******
>> code_length=20; %信息码元个数
>> N=1:code_length;
>> rand('seed',0);
>> x=sign(rand(1,code_length)-0.5); %信息码
>> for i=1:20
s((1+(i-1)*800):i*800)=x(i); %每个信息码元内含fs/f=800个采样点end
生成的信息码的波形图如图1所示。
图1 信源信息码
>> %产生伪随机码，调用的mgen函数见附录
>> length=100*20; %伪码频率5MHz,每个信息码内含5MHz/50kHz=100个伪码>> x_code=sign(mgen(19,8,length)-0.5); %把0,1序列码变换为-1,1调制码
>> for i=1:2000
w_code((1+(i-1)*8):i*8)=x_code(i); %每个伪码码元内含8个采样点
end
生成的PN码波形如图2所示。
>> %扩频
>> k_code=s.*w_code; %k_code为扩频码扩频码如图3所示。
图2 PN码
图3 扩频码>> %调制
>> fs=20e6;
>> f0=30e6;
>> for i=1:2000
AI=2;
dt=fs/f0;
n=0:dt/7:dt; %一个载波周期内采样八个点
cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs);
signal((1+(i-1)*8):i*8)=k_code((1+(i-1)*8):i*8).*cI;
end
PSK调制后的波形如图4所示。
图4 PSK调制后的波形
>> %解调
>> AI=1;
>> dt=fs/f0;
>> n=0:dt/7:dt; %一个载波周期内采样八个点>> cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs);
>> for i=1:2000
signal_h((1+(i-1)*8):i*8)=signal((1+(i-1)*8):i*8).*cI;
end
解调后的波形如图5所示。
图5 解调后的波形
>> %解扩
>>jk_code=signal_h.*w_code;
>> %低通滤波
>> wn=5/10000000; %截止频率wn=fn/(fs/2),这里的fn为信息码(扩频码)的带宽5M
>> b=fir1(16,wn);
>> H=freqz(b,1,16000);
>> signal_d=filter(b,1, jk_code);
解扩并滤波后的波形如图6所示。
图6 解扩并滤波后的波形
从图形整体看，解扩出来的信息码与信源信息码基本相同。
输入与输出对比如图7所示。
图7 输入与输出对比
附录：
%mgen.m
function[out]=mgen(g,state,N)
gen=dec2bin(g)-48;
M=length(gen);
curState=dec2bin(state,M-1)-48;
for k=1:N
out(k)=curState(M-1);
a=rem(sum(gen(2:end).*curState),2);
curState=[a curState(1:M-2)];。