DS／BPSK扩频系统单频干扰方法研究及仿真实现
基于MATLAB_Simulink 的扩频通信系统仿真及抗干扰研究
基于MATLAB/Simulink的扩频通信系统仿真及抗干扰研究邹宁徐松涛牛建兵（空军工程大学工程学院，陕西西安710038）摘要本文阐述了扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，并通过MA TLAB提供的Simulink仿真平台对直扩通信系统进行了仿真，详细讲述了各模块的设计。
在给定仿真条件下，运行了仿真程序，得到了预期的仿真结果。
同时，利用建立的仿真系统，研究了抑制正弦干扰性能与系统信噪比的关系，结果表明，提高信噪比，系统可以有效抑制正弦信号干扰。
关键词直扩通信；信噪比；误码率；抗干扰1 引言扩展频谱通信具有很强的抗干扰性能，其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注，被广泛地应用于军事通信和民用通信中。
扩频通信系统利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。
对干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应增加了相关器输出端的信号/干扰比，对大多数人为干扰而言，扩频通信系统都具有很强的对抗能力。
本文利用MA TLAB/Simulink对扩频系统中的m序列的产生、频谱、相关函数，以及整个扩频系统工作原理及其抑制正弦干扰性能进行了仿真，为今后扩频通信系统在各个领域的应用和研究提供了依据。
2 扩展频谱技术2.1 理论基础Shannon定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（或称信道容量）为（1）式中：B为信号带宽；S为信号平均功率；N为噪声功率。
若白噪声的功率谱密度为n0，噪声功率N=n0B ，则信道容量C可表示为（2）由上式可以看出，B 、n0、S确定后，信道容量C就确定了。
由Shannon第二定理知，若信源的信息速率小于或等于信道容量C，通过编码，信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。
为使信源产生的信息以尽可能高的信息速率通过信道，提高信道容量是人们所期望的。
直接序列扩频通信的设计与仿真设计
摘要本次课程设计利用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。
首先对直接序列扩频系统原理进行介绍，然后基于Simulink做了扩频仿真模型；AWGN信道模型；BPSK的调制与解调的仿真模型，还有它们的仿真波形和频谱分析，以与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；频谱分析目录前言11.设计原理11.1扩频通信概念与分类11.2直接序列扩频的基本原理22.详细设计步骤32.1扩频模块的概述32.2扩频仿真模型的设计42.3AWGN信道的设计52.4BPSK的调制解调的设计53.扩频码序列73.1码序列的相关性73.2 m序列103.3 Gold码序列144.仿真结果与其分析174.1扩频仿真模型结果与分析184.2AWGN信道仿真结果与分析184.3BPSK调制解调仿真结果与分析19总结20参考文献21前言直接序列扩频(DSSS— Direct Sequence Spread Spectrum)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，用与发端扩展用的一样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Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil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。
基于Simulink的直接序列扩频通信系统抗干扰的仿真实现
基于Simulink的直接序列扩频通信系统抗干扰的仿真实现王玲【期刊名称】《中国传媒大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】主要研究了直接序列扩频通信系统( DSSS)的抗干扰能力。
利用Simulink对直接序列扩频通系统的发射机模块和接收机模块进行仿真设计,在高斯信道中加入不同中心频率、幅度的窄带干扰。
通过传输过程中各个波形和频谱变换图,研究直扩系统误码率、信噪比和扩频增益的关系。
当窄带干扰强度超过系统抗干扰容限时,使用自适应滤波器中的LMS(最小均方差)和RLS(最小递推二乘)滤波器来抑制窄带干扰。
仿真结果表明：自适应滤波具有良好放任窄带干扰抑制效果,但RLS算法复杂仿真时间长,LMS收敛速度较慢。
%The visual simulation tool Simulink provided by Matlab is used to build transmitter module and receiver module of DSSS communication system and the narrow-band interference in different carrier fre-quency and amplitude is added to the AWNG channel. The relationship among BER,SNR and spreading gain of DSSS system is researched by means of every waveform and spectrum transformation diagram in the transmission process. When theNarrow -Band Interference overstep the tolerance of the DSSS sys-tem,we can use the adaptive filter such as LMS ( Least Mean Square ) filter and RLS( Recursive Least Square) filter to improve suppressing Narrow-Band Interference. The simulation confirmed that the adap-tive filter has a good effect onNarrow-Band Interference suppression. The RLS filter’ salgorithm is com-plex so its simulation time is long. The LMS filter’ sconvergence speed is slow.【总页数】7页(P21-27)【作者】王玲【作者单位】中国传媒大学理工学部信息工程学院，北京100024【正文语种】中文【中图分类】TN911.4【相关文献】1.直接序列扩频通信系统仿真与实现 [J], 周芸;张华2.基于Simulink的直接序列扩频通信系统的仿真 [J], 倪琳娜;赵振岩;于海锋3.基于Simulink的直接序列扩频通信系统仿真设计 [J], 马小青4.基于Simulink的扩频通信系统抗干扰性能研究 [J], 王林暄;王遇琦;陈卓平;张萌5.基于Simulink的直接序列扩频通信系统仿真研究 [J], 王家明;於维程;何勇;王炜;孙晨因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
DS-CDMA移动通信系统的仿真设计与实现
XXXXXXXXX毕业设计（论文）DS-CDMA移动通信系统的仿真设计与实现摘要随着移动通信的迅猛发展，扩频通信技术在移动通信领域的应用已经步入了一个新的阶段，扩频通信不仅在军事通信方面发挥着不可取代的优势，而且广泛渗透到民用通信的各个方面。
而作为扩频通信技术之一的直接序列扩频是在扩频通信中应用最多，技术最成熟的一种频谱扩展方式，是目前应用最广泛的扩频系统。
本课题是对直接序列扩频通信系统的仿真设计与实现的研究，通过对系统模型的建立，仿真参数的设计以及系统波形的分析来分析系统的各项性能指标。
直接序列扩频通信系统的关键问题是扩频码和地址码的选择及系统的同步，论文采用的扩频编码信号(PN码)由发射机产生，并同载有实际信息的信号同时发送；为了达到伪码的同步，接收端采用同样的伪随机序列进行相关处理，然后采用科斯塔斯环法实现载波同步和伪码的同步。
并且在最后对设计仿真结果中的时域波形，系统的频谱图，系统的误码率以及抗干扰性能都做了分析，从而体会并了解到DS-CDMA系统的优势。
最终在对各种噪声干扰中，对仿真结果与理论值进行比较，可以得出本系统的仿真设计基本符合要求，并且可以深刻地体会到直接序列扩频通信系统具有良好的抗干扰性能，在未来的移动通信中具有决定性的应用前景。
关键词：DS-CDMA；扩频；System view仿真；码分多址；伪随机序列；系统同步- I -DS-CDMA移动通信系统仿真设计与实现Simulation Design and Implementation of the DS-CDMAMobile Communication SystemAbstractWith the rapid development of mobile communications, the technology of spread spectrum communication has entered a new phase in the field of mobile communications application , it not only plays an irreplaceable advantages in military communications, but also penetrates into a wide range of civilian communications The direct sequence spread spectrum as one of Spread-spectrum communication a way of spread spectrum which is applied most and trusty in technology ,which is applied most widely.This issue focus on the study of design and implementation of the simulation direct sequence spread spectrum communication systems, According to the setting of system model design of simulation parameters and analysis of system waveform it will analyse all kinds of index of the system. The key of direct sequence spread spectrum communication system is the choice of the code of spreading codes and addresses and system synchronization. spread spectrum encoding signal (PN code) which is used in this paper is generated by the transmitter, and sent with the signal which contain actual information simultaneity; in order to achieve synchronization of pseudo-code, the receiver process the status with the same pseudo-random sequence, and then using Costas Loop Carrier Synchronization Method for Synchronous and pseudo-code and the time-domain waveform, The system's frequency spectrum, the system's bit error rate anti-interference performance and the anti-interference performance of design and simulation results are analyzed finally ,I know the advantages of the DS-CDMA system.We could get that the design of the system simulation of the basic qualification requirements are met ,and realize the direct sequence spread spectrum communication system has a good anti-interference performance when simulation results are compared with the theoretical value in all kinds of noiseKey words:spread spectrum communication；System view simulation；pseudo-random sequence；the system synchronization；code division multiple access- II -XXXXXXXXX毕业设计（论文）目录第1章绪论 (1)1.1 扩频产生的背景及意义 (1)1.2 扩频的发展与应用 (1)1.3 各章内容安排 (2)第2章直接扩频通信系统的原理 (3)2.1 直接扩频通信系统的组成原理 (3)2.1.1 理论基础 (3)2.1.2 扩频原理 (4)2.2 性能分析 (5)2.2.1 抗干扰性能 (6)2.2.2 信噪比和误码率 (7)2.2.3 多址功能 (9)2.3 直接扩频通信系统关键技术研究 (10)2.3.1 伪随机序列 (10)2.3.2 编码与解码 (11)2.3.3 调制与解调 (12)2.3.4 扩频信号的解扩 (14)2.3.5 系统同步原理 (15)2.4 本章小结 (17)第3章DS-CDMA系统仿真设计与实现 (19)3.1 System view动态软件简介 (19)3.2 仿真系统的设计 (19)3.3 系统的参数计算与设定 (25)3.4 分析调试与实现 (28)3.5 本章小结 (37)结论与展望 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A-1 英文文献 (42)附录A-2 英文文献翻译 (47)附录B 主要参考文献的题录及摘要 (50)- III -DS-CDMA移动通信系统仿真设计与实现插图清单图1-1 扩频通信系统组成框图 (1)图2-1 信道容量和带宽的关系 (3)图2-2 直接扩频通信系统组成框图 (4)图2-3 直接扩频通信系统主要波形和相位 (5)图2-4 DS-CDMA系统简化接收电路 (6)图2-5 扩频通信系统误码率特性曲线 (9)图2-6 直接扩频码分多址系统模型 (9)图2-7 线性移位寄存器 (10)图2-8 m序列的自相关函数 (11)图2-9 2FSK信号的相干解调原理 (13)图2-10 Costas环解调原理图 (14)图2-11 扩频码捕获原理框图 (15)图2-12 PN的跟踪原理图 (16)图2-13 平方变换法提取载波原理图 (16)图2-14 平方环法提取载波原理框图 (17)图3-1 参考法直接序列扩频通信系统原理框图 (20)图3-2 直接序列扩频仿真电路图 (21)图3-3调制子系统仿真电路图 (22)图3-4 混频子系统仿真电路图 (22)图3-5 解扩子系统仿真电路图 (23)图3-6 解调子系统仿真电路图 (24)图3-7 RC环路滤波器电路图 (24)图3-8由运放组成的放大器电路 (24)图3-9 经过220MHz的本振调制后的频谱图 (29)图3-10 发射点输出频谱图 (29)图3-11 解扩前两路信号的频谱图 (30)图3-12 解扩后信号的图形 (31)图3-13 经过Costas环解调后的输出波形与原始信号的比较 (31)图3-14 加入信道的仿真原理图 (32)图3-15 加入高斯噪声的Rice衰落信道模型 (32)图3-16 加入信道后的解扩前的频谱 (33)图3-17 加入信道后解扩输出的波形与频谱图 (34)图3-18 加入信道后输入输出波形 (34)图3-19 误码率曲线 (35)图3-20 不同情况下系统的眼图 (37)- IV -XXXXXXXXX毕业设计（论文）表格清单表3-1 系统图参数列表 (26)表3-2 调制子系统参数列表 (26)表3-3 混频子系统参数列表 (27)表3-4 解扩子系统参数列表 (27)表3-5 解调子系统参数列表 (28)- V -XXXXXXXXX毕业设计（论文）第1章绪论1.1 扩频产生的背景及意义扩频通信方式早在20世纪40年代就提出来了。
DSB调制解调系统设计与仿真通信原理
DSB调制解调系统设计与仿真通信原理概述：DSB调制解调系统是一种常用的调制解调技术，用于在通信系统中传输模拟信号。
本文将详细介绍DSB调制解调系统的设计原理和仿真方法，包括调制器和解调器的设计流程、相关参数的计算和仿真结果分析。
一、DSB调制器设计原理：1. 调制器功能：DSB调制器用于将基带模拟信号调制为高频信号，实现信号的传输。
其主要功能包括信号的频带变换、频谱的移频和功率的放大。
2. 调制器设计流程：（1）信号采样和量化：从模拟信号源中采样并将其转换为数字信号，以便进行后续处理。
（2）滤波器设计：设计低通滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声和不必要的频谱成分。
（3）频带变换：使用频率乘法器将信号的频带变换到较高的频率范围，以便进行高频传输。
（4）功率放大：使用功率放大器将信号的幅度放大，以增加传输距离和抵抗噪声干扰。
3. 调制器参数计算：（1）采样率：根据信号的最高频率成分，选择适当的采样率，以避免采样失真和混叠现象。
（2）滤波器截止频率：根据信号的带宽和滤波器的设计要求，计算滤波器的截止频率。
（3）频率乘法器的倍频系数：根据需要将信号的频带变换到较高的频率范围，选择适当的倍频系数。
（4）功率放大器的放大倍数：根据传输距离和接收端的灵敏度要求，计算功率放大器的放大倍数。
4. 调制器仿真分析：使用MATLAB或其他仿真工具，搭建DSB调制器的仿真模型，并进行以下分析：（1）时域波形分析：观察信号在调制器各个模块中的时域波形变化，检查是否存在失真现象。
（2）频谱分析：计算信号在调制器输出端的频谱，验证频带变换和滤波器设计的效果。
（3）功率分析：计算信号在调制器输出端的功率，验证功率放大器的放大效果。
（4）误码率分析：通过引入噪声信号，计算解调器输出信号的误码率，评估系统的性能。
二、DSB解调器设计原理：1. 解调器功能：DSB解调器用于将接收到的高频信号解调为基带模拟信号，实现信号的恢复和处理。
扩频通信中滤除线性调频干扰的实现方法
Wx ( t , f) =
-∀
x ( t+ !
∀ * ∀ - j 2 f∀ )x ( t )e d ∀ ( 2) 2 2
将 WVD 用于单个信号的分析, 在时频平面上可以 得到信号的能量分布, 对于线性调频信号 , 其在时 频平面就是一条能量集中的直线。 WVD 是一种双 线性变换, 用于多个信号分析时, 信号之间存在着 交叉项
总第 161 期 2007 年第 5 期
舰船电子工程 Ship E lectronic Eng inee ring
Vo. l 27 N o . 5 76
扩频通信中滤除线性调频干扰的实现方法
罗小宝
( 中国船舶重工集团公司第七二 二研究所 摘 要 武汉 430079)
*
针对扩 频通信中存在线性调频干扰的 影响 , 提出利 用 W igner- H ough 变换 对线性 调频干 扰信号 进行参 数估
2
( n) =
1- ∋ = 4
对于输入端的白噪声 n( t ), 经过陷波器后 , 均值仍 然是 0 , 而方差则变为: !y n ( k) = !w
2 2 2 2 h ( n ) = 1 + ∋!w ∃ 2 n= 0 ∀
( 16 )
通过以上分析可以得出输出信号的均值和方差 : E [ y (k ) | s(k ) = + 1] = - E [ y (k ) | s(k) = - 1] = 1 + ∋ 2
-1 -2
H (z) =
WH x (f, g ) =
N -1
∃ ∃
陷波深度和带宽 , 表达式如下 :
- j 4 k (f+g n)
x (n + k )x (n - k) e
扩频通信系统的抗干扰研究
扩频通信系统的抗干扰研究
李大军
【期刊名称】《郑州轻工业学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2011(026)006
【摘要】由于BPSK解调技术存在频谱泄露和瞬态效应等问题,为了提高通信系统的抗干扰能力,针对直接序列扩频通信系统中的窄带干扰,利用申农公式和改进的DFT(RT-DFT)算法优化BPSK调制解调技术,从RT-DFT算法的数学模型上分析优化后的BPSK调制解调技术抗干扰的理论可行性.仿真分析结果表明,采用该算法后的BPSK解调可有效抑制窄带干扰,改善系统的误码性能,提高系统的抗干扰能力.【总页数】5页(P107-111)
【作者】李大军
【作者单位】成都理工大学信息工程学院,四川成都610059
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于FFT的扩频通信系统抗干扰技术研究 [J], 张银蒲;孙茂松;窦桂华
2.直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究 [J], 张凤晓;张子刚;王文峰
3.基于Simulink的直接序列扩频通信系统抗干扰的仿真实现 [J], 王玲
4.基于Simulink的扩频通信系统抗干扰性能研究 [J], 王林暄;王遇琦;陈卓平;张萌
5.直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究 [J], 张凤晓;张子刚;王文峰;
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直接扩频通信系统SystemView仿真
《基于SystemView直接扩频系统的设计》通信原理课程设计报告学院：信息科学与技术学院专业：电子信息工程班级： 2012级 2 班学号： 2012508161姓名: 周键家指导教师：卢佩2015年7月13日目录第一章前言 (2)第二章开发环境 (3)2.1、仿真软件介绍 (3)第三章直接扩频系统的设计 (4)3.1、扩频通信系统 (4)3.2、扩频通信的理论模型及其实现原理图 (4)3.3、直序扩频通信系统仿真模型 (5)3.4、仿真及结果分析 (6)第四章总结 (8)体会与建议 (9)参考文献 (10)第一章前言直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum）工作方式，简称直扩方式（DS方式）。
就是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。
直接序列扩频方式是直接用伪噪声序列对载波进行调制，要传送的数据信息需要经过信道编码后，与伪噪声序列进行模2和生成复合码去调制载波。
扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗干扰能力，并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点，正从军事应用向民用通信发展。
理论分析了直接序列扩频通信系统的原理，并用功能强大的仿真软件SystemView对直接序列扩频通信系统进行建模，仿真分析了系统的抗干扰和实现保密通信等特点，对扩频通信系统的实现有着重要意义。
扩频解调器实际上是一个相关器，扩频信号通过相关器后能有效地恢复，干扰信号（包括瞄准性窄带干扰和宽带干扰）由于与本地PN码不相关而被相关器抑制掉。
表示扩频通信特性的一个重要参数是扩频增益G(Spreading Gain),其定义为扩频前的信号带宽B1与扩频后的信号带宽B2之比。
G=B2/B1扩频通信中，接收端对接收到的信号做扩频解调，只提取扩频编码相关处理后带宽为B1的信号成份，而排除了扩展到宽带B2中的干扰、噪声和其他用户通信的影响，相当于把接收信噪比提高了G倍。
直扩系统仿真报告资料
基于MATLAB 的直接序列扩频通信仿真系统概述直接序列调制扩展频谱通信系统（direct sequence spread spectrum communication system, DS-SS ），简称直接序列系统或直扩系统，是用待传输的信息信号与高速率的伪噪声（伪随机）码波形相乘后，去直接控制载波信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。
而在接收端，用相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始的信息。
用于频谱扩展的伪随机序列称为扩频码序列。
扩频通信技术是一种具有优良抗干扰性能的技术，它主要具有抗干扰性能好、选择性寻址能力强、保密性性能好、频谱密度低、高分辨率测距等一系列优点。
本次实验通过MATLAB 程序仿真来观察信息码、扩频码的产生以及信息码的恢复，并计算不同信噪比情况下系统的误码率，分析系统的性能。
技术指标码率：10B信息码长度：20信息码的码元宽度：0.1s扩频码的码元宽度：0.001s信息码处理增益：100M 序列级数：7级系统结构图3.1直扩仿真系统结构框图系统工作原理直接序列扩频系统是将基带信号d(t)与一个高速的伪码信号c(t)进行时域相乘，得到一个扩频码流，然后对此扩频码流进行载波调制后，送入信道。
设基带信号的码元宽度为Td ，伪码的码元宽度为Tc ，伪码码元通常又称为切普(Chip)，由于伪码的速率远远大于基带信号的速率，即Tc<<Td ，因此伪码信号的频谱宽度远大于基带信号的频谱宽度。
将基带信号与伪码信号进行时域相乘(模二加)，也就相当于在频域进行频谱的卷积，信号的频谱被拓宽。
在接收端，本地伪码产生器产生一个与发送端相一致的本地伪码，用此伪码对混频器的输出信号进行时域相乘，即所谓的解扩，恢复出原始信号d(t)。
对于信道中的干扰，这些干扰包括：窄带干扰、多径干扰、多址干扰等。
由于这些干扰与伪随机码不相关，所以在进行相关处理时被削弱。
实际上干扰信号和本地参考伪噪声码相关处理后，其频带被扩展，也就是干信息码产生扰信号的能量被扩展到整个传输频带之内，降低了干扰信号的功率谱密度，这样就大大改善了系统的输出信噪比，从而提高了系统的抗干扰能力。
浅析超短波扩频通信技术的实现方法——DS直接序列扩频
浅析超短波扩频通信技术的实现方法——DS直接序列扩频冉钦川摘要趨短波扩频通信具有信息容量大、传输性稳定、可靠性强等特点，同时可以运用码分多址支术，由此广泛应用于军事通信和民用通信中，而在扩频通信系统中，DS直接序列扩频应用最广泛.文章对直扩的基本原理和实现方法进行了介绍.关键词直接序列扩频；PN序列；干扰中图分类号TN91文献标识码A文章编号1674-6708（2019）231-0076-02通信已经成为了现在人类社会的一个重要标志，如何在恶劣的环境条件下保证通讯的有效性、准确性、迅速性是一个难题，超短波扩频通信是一种独特的通信方式，因为该方式抗干扰，传播稳定性好，防多径干扰，抗衰减和利用率高等多个优点，被广泛的使用到军事和民用通信中，推动了通信事业的快速发展。
本文主要对DS（直扩方式）进行了初步的简介。
1扩频通信系统扩频通信系统是把需要传送的数据信息通过和伪随机码（PN码）进行调制处理再进行传输，接收机内部接收到信息后通过相关的编码进行解调处理，达到通信成功的目的。
这种通信用很窄的脉冲序列调制所传的信息，可产生很宽的频宽信号，扩频码序列则是很窄（码速率很高）的脉冲码序列。
而理论原理基础来源于“信息论和抗干扰理论”，总体可以通过香农（Shannon）公式体现：C=Wlog2（1+S/N）公式中，C为信道容量，单位为bit/s；W为信号频带宽度，单位为Hz；S为信号平均功率，单位为W；N为噪声平均功率，单位为W；C容量保持不变，而W和S/N可以互换，及当信号W频宽宽度增加，那么S/N的信噪比下降，系统的抗干扰能力增强。
为了实现信息在外部复杂环境下安全的通信，扩频通信通常使用比信息宽度高上百倍或者千倍以上的宽带信息来进行传输，这也 正是该通信方式的重要特点之一，及使用频谱的扩展获得较低的信噪比。
另外扩频信号的重要性能指标：处理增益Gp,它表示为扩频信号带宽W与信息带宽B之比。
®指的是整个系统中信噪比的优劣程度，由数学表达式Mj=G p-（L s+S/N）中。
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ＤＳ／ＢＰＳＫ扩频系统单频干扰方法研究及仿真实现
作者：刘剑锋
来源：《现代电子技术》2008年第01期
摘要：介绍了DS/BPSK扩频系统的基本原理，分析了单频干扰下的抗干扰性能，给出了单频干扰DS/BPSK扩频系统的最佳频率位置，建立了基于Simulink的单频干扰下的DS/BPSK 扩频系统仿真模型，通过Simulink仿真分析，给出了单频干扰下系统各个阶段的频谱图及不同信噪比下的误码率,仿真结果表明：该方法对DS/BPSK扩频信号中心频率区域的干扰效果极其明显。
关键词：DS/BPSK扩频系统;单频干扰;Simulink仿真;误码率
中图分类号：TN911 文献标识码：A
文章编号：
Research on the Method of Single-
LIU Jia
Abstract：This paper introduces the basic principle of DS/BPSK spread spectrum
system,analyses performance of single-tone jamming,provides perfect location of frequency of interfering DS/BPSK spread spectrum system,and creates a model of simulation of DS/BPSK spread spectrum system under the condition of single-tone jamming.It also provides PSD of every stages and BER under different SNR.The result demonstrates that interfering central frequency of DS/BPSK
Keywords：DS/BPSK spread spectrum system;single-tone jamming;simulink simulation;bit
1 引言
在军事通信中，干扰技术和干扰方法越来越受到人们的重视，世界上许多国家都投入了大量的人力和物力，采用
各种不同的方式对此进行研究。
然而随着通信技术的发展，抗干扰技术也日益成熟,因此
研究新的、高效的干扰方法成为研究人员面前的一个重要课题。
我国对干扰技术也开展了研究，但计算机仿真技术在其中的比重较小，还远不够深入和广泛。
如何将两者有机地结合起来,充分利用计算机仿真工具开展研究,加快我国干扰技术体制和装备的发展,满足未来高技术战争的需求,将是非常有意义的课题。
基于此,本文应用Simulink仿真工具对典型单频干扰技术作了
性能仿真分析研究，给出了单频干扰DS/BPSK扩频系统的最佳频率位置。
2 DS/BPSK扩频通信系统模型
直接序列扩展频谱系统是用待传输的信息信号与高速率的伪随机码波形相乘后，去直接控制射频信号的某个参量，来扩展传输信号的带宽。
用于扩展频谱的伪随机序列称为扩频码序列,直接序列扩展频谱通信系统的简化方框图参见图1。
在直接序列扩频通信系统中，通常对载波进行相移键控调制。
为了节约发射功率和提高发射机的工作效率，扩频通信系统常采用平衡调制器,抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破能力也有利。
在发送端，待传输的数据信号与伪随机码(扩频码)波形相乘(或与伪随机码序列模2加)，形成的复合码对载波进行调制，然后由天线发射出去。
在接收端，要产生一个和发送端中的伪随机码同步的本地伪随机码对接收信号进行解扩，解扩后的信号送到解调器解调，恢复出传送的信息。
3 误码率分析及系统建模
单频干扰是一类特殊的干扰，可将其作为带宽为零的窄带干扰来处理，假设系统是线性的，且同步已经建立，所用扩频通信系统模型见图1。
对于单频干扰信号
，假设φ是在内均匀分布的随机变量，则自相
关函数为：
则伪随机扩频码序列的功率谱密度为：
文献[2]指出，未编码DS/BPSK通信系统在随机干扰和白噪声环境下的系统误比特率为：
所以DS/BPSK扩频通信系统存在单频干扰信号时的误比特率为：
从式(7)可以看出，对于单频干扰信号而言，当时，既当单频干扰信号中心频率和DS/BPSK扩频信号中心频率重合时，误比特率最高，干扰效果最佳；当单频干扰信号中心频率偏离DS扩频信号中心频率时，误比特下降，干扰效果变弱。
偏离中心频率越远，干扰效果越差。
根据上述单频干扰性能分析，建立如图2所示的DS/BPSK扩频系统的单频干扰模型。
首先，截获敌方扩频信号，对其进行频谱分析，检测出DS扩频信号中心频率，然后在敌方DS扩频信号中心频率最接近的位置，即在区域发送强功率单频干扰信号，这样就可形成最佳干扰，导致敌方DS扩频
系统高的误比特率，从而阻碍甚至终止通信，达到干扰目的。
4 仿真实现及结果分析
根据DS/BPSK扩频系统基本原理，针对上述提出的干扰方法，构建如图3所示的基于Simulink的在单频干扰下的DS/BPSK扩频系统。
结合Matlab语言，给出了在不同信噪比，不同频率的单频干扰下的误码率和频谱图。
DS/BPSK扩频系统的信源来自Simulink模块库的Randon Integer Generator随机整数产生器，数据以基于帧的方式输出，比特率为0.1 kb/s，其频谱图如图4所示。
数据经扩频、调制之后的频谱图如图5所示，扩频后的宽带信号经过无线信道传输，受单频干扰，其扩频信号谱图如图6所示，为分析方便没考虑多径干扰问题等其他非敌意干扰。
最后解扩得到的接收端数据频谱如图7所示。
从上面不同阶段的信号频谱图可以看到：信源数据信号(见图4)受强功率单频干扰后到达接收端的数据(见图的功率谱密度有明显的降低，功率损失达80%以上。
同时比较单频干扰前的扩频信号频谱(如图5所示)和单频干扰之后的扩频信号频谱(如图6所示)发现：在扩
频信号频谱中心附近出现了一个功率很强的干扰信号，这就是单频干扰所致。
为了进一步说明本文提出的DS/BPSK扩频系统的单频干扰方法的有效性，给出了在不同信噪比，不同单频干扰频率条件下的误码率。
从图5可以看到，发送数据信号经扩频之后频谱展宽，而且展宽频谱的中心频率主要集中在零频附近，因此可以在其中心频率附近(零频附近)发射一个强功率单频干扰信号对DS/BPSK扩频系统实施干扰。
如图8所示的是频率在扩频信号频谱中心附近即零频附近的单频信号干扰下的误码率。
从图8可以看到系统在单频干扰下的误码率明显高于没有单频干扰下的误码率，干扰效果明显。
假设单频干
扰信号中心频率偏离DS扩频信号中心频率很远，此时的频谱如图9所示，误码率如图10所示。
从图9,图10可知，当单频干扰信号中心频率偏离DS扩频信号中心频率很远时，基本上起不到效果，误码率和频谱很接近没有单频干扰时的情况。
因此单频干扰信号频率的选择是关键，必须根据截获的敌方信号频谱特性来确定单频干扰信号的频率，这种干扰方法实质上是一种瞄准式干扰方式。
5 结语
从仿真结果来看，对DS/BPSK扩频系统的中心频率实施单频干扰是一种最佳的干扰方法，可以大大降低其通信能力，前提条件是必须对截获的敌方扩频宽带信号进行分析，探测出敌方扩频信号的中心频率，然后用接近其中心频率的单频干扰信号以极强的功率干扰敌方扩频信号。
一般来说，敌方扩频信号的截获的难度较大，且即便是截获了敌方信号，其中心频率的
确定也有难度，因此对于敌方扩频信号的截获需要做进一步的研究。
参考文献
［1］Roger L Peterson,Rodger E Ziemer,David E Borth.Introduction to Spread Spectrum
［2］张邦宁,魏安全,郭道省.通信抗干扰技术[M].北京:机械工业出版社
［3］田日才.扩频通信[M].北京:清华大学出版社,2007.
作者简介
刘剑锋男，1980年出生，湖北天门人，在读硕士研究生。
从事通信干扰与抗干扰方向的研究。
注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
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