DS扩频通信系统抗正弦干扰仿真及结果分析

射频干扰对消技术的系统设计与仿真分析

第５３卷第３期
２０１３年３月
电讯技术
ＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｉｔｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．５３Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０ｌ３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ —８９３ｘ．２０１３．０３．００６
术的系统设计方案，重点研究了信号调整、信号检测和系统控制３个主要单元的设计和系统控制算
法。系统仿真结果验证了该系统设计方法的正确性。该系统设计方法可用于进行后续的样机研制。关键词：电子信息系统；共址干扰；射频干扰对消；系统设计；信号调整；信号检测；系统控制
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏ — ｓｉｔｅＲＦｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｈｅｔｅｍｉｓｓｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｈｅｔｒｅｃｅｉｖｉｎｇｅｕｉｑｐｍｅｎｔｉｎｔｈｅＣＡＩＳＲｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅＲＦｉｎｔｅｆｅｒｒｅｎｃｅｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｎａａｌｙｓｉｓｏｆｈｅｔｔｈｅｏｒｙｍｏｄｅｌ，ａｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｎｇｍｅｔｈｄｏｏｆｈｅｔｈｒｔｅｅｍａｉｎｕｎｉｔ，ｓｉｎａｇｌａｄ－

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。

直接序列扩频通信系统误码率的仿真分析

基础，究了扩频处理增益、弦干扰信号振幅与误码率的关系，果表明：相同信噪比下，理增益越大，码率越研正结在处误小，别是大信噪比时，种差别尤为明显；在处理增益不变时，特这而正弦干扰信号振幅增加，码率则增大．误关键词：接序列；扩频；通信；真；码率直仿误文献标识码：Ａ文章编号：００—１９（Ｏ＇０一Ｏ４０１０８１２０）２２ＯＯ一３
对于二进制信息序列的扩频通信，设信息速率为Ｒ，元间隔为Ｔ＝假码１，输信息的有效带宽为传
Ｓ
Ｂ（ｃ尺）ｃＢ》．
在直扩系统中，采用Ｍａａ工具箱中的伪随机序列函数来生成伪随机码序列．中的ＰｔｂＬ此Ｎ码是具有多个码位的０１列，，序它们是经过严格挑选的，具有良好的自相关性，彼此之间却近似是相互正交，线但与
问题．
直接序列扩频简称直扩（ＳＳ，目前应用较为广泛的一种扩频方式＿．常用的直接序列扩频技术ＤＳ）是】是选用一个伪随机码（Ｐ即Ｎ码）传送信号直接调制，于干扰信号，于与伪随机码不相关，对对由因此，在接收端被扩展后，落人信号通频带内的干扰信号功率大大降低，到了抗干扰的目的．此，达故它具有一般窄带通信难以替代的优良性能，者把其应用于大庆电力系统的关口变电所，作实现了一点多址通信．

第三章扩频通信系统的解调和解扩 (2)

跳频器的主要参数 (1)频率范围：指频率合成器输出信号的频率范围。越宽越好。 (2)频率间隔：频率合成器输出的两个相邻频率之间的最小间隔。为避免相邻频带相互干扰，频率间隔应不小于基带信号带宽的2倍。 (3)频率转换时间：频率合成器输出信号的频率改变后，达到稳定状态所需要的时间，记为Tt。频率转换时间越短，可达到的调频速度就越高，并且越有利于抑制干扰。通常要求Tt远小于驻留时间Ts。
每增加一级混频分频基本单元输出信号的频率间隔就减少为前一级频率间隔的1n0一种实现混频分频基本单元的门电路和频分频式频率合成器能够提供的频率总数与参考频率的数目及混频次数有关如果有m个混频分频基本单元级联参考信号的频率数为k则最后输出的频率总最小输出频率间隔
第三章扩频通信系统的解调和解扩
3.1直接序列扩频系统的解调和解扩
3.2 跳频扩频系统
3.2.1简单回顾
跳频系统各点信号波形示意图(未考虑信息信号)
3.2.2 跳频系统的频谱
信道间隔△f≥2B
△f<2B

例3.2-1若允许射频带宽BRF＝10MHz，信源的数据速率是1kb/s，为确保邻近频道不发生串扰，求跳频频道数。
3.2.3 跳频信号的产生

3.1.4直扩信号的频谱特性

直扩信号频谱特性的推导
3.1.5 载波同步

由于相干解调是高斯白噪声环境的最佳解调器，所以通常都是采用相干解调的方法。这就需要在接收端产生与发送端载波同频同相的载波信号。在接收端产生本地载波通常都采用锁相环 (Phase Lock Loop, PLL)。

缺点：存在转换时间与频率分辨率之间的矛盾。锁相环中环路滤波器的带宽越窄，输出信号的频谱越纯，相位噪声越小，但频率捕获的时间就越长，从而增加频率转换时间。因此一般的锁相频率合成器难以同时满足频率合成器在频带带宽、频率分辨率和频率转换时间等多方面的性能要求。

DS-SS通信扩频码特性分析

DS-SS通信扩频码特性分析宋成瑞;叶伟;盛世强【摘要】对直扩信号扩频码的特性进行了深入研究,概述了传统扩频码的基本特性,针对目前在直扩通信中应用越来越广泛的混沌码,重点讨论了混沌扩频码映射的选取,在此基础上,深入分析了混沌码的初值敏感性、平衡性以及自相关特性,并从平衡性、游程特性和相关特性三个方面对混沌扩频码和传统扩频码的性能进行了对比分析和仿真验证,讨论了各自的优缺点,为DS-SS通信中扩频码的选择和应用提供了理论支撑.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】5页(P1-5)【关键词】直扩;扩频码;混沌码;自相关【作者】宋成瑞;叶伟;盛世强【作者单位】航天工程大学航天指挥学院,中国北京 101416;航天工程大学航天指挥学院,中国北京 101416;航天工程大学电子与光学工程系,中国北京 101416【正文语种】中文【中图分类】TN911.60 引言目前，直接序列扩频 (Direct Sequence Spread Spectrum，DS-SS)技术因其良好的隐蔽性、抗干扰能力和码分多址特性而被广泛地应用于GPS、北斗卫星导航、航天测控以及战场指挥系统等军事和民用通信领域中[1]。

与常规通信不同，DS-SS通信发射端通过扩频码调制实现频谱扩展，接收端利用本地同相扩频码相关解扩。

因此，扩频码是DS-SS通信系统的核心和关键所在。

目前DS-SS通信中广泛应用的扩频码是以m码、Gold码为代表的线性生成码，具有明确的线性逻辑结构。

随着抗侦察和抗干扰的需要，以及近年来混沌理论的不断发展，混沌码作为扩频码在 DS-SS通信中得到了越来越广泛的应用[2]，但目前缺乏对DSSS通信中混沌码特性的深入研究，尤其是与传统扩频码的对比分析。

针对上述问题，本文将在简要介绍DS-SS通信传统扩频码的基础上，深入研究混沌码的统计特性，并与传统扩频码进行对比分析，讨论各自的优缺点，为其在DS-SS通信中的应用提供理论和参数支撑。

多进制直接序列扩频系统性能分析及仿真

．
ｏｎＭ— ａｒｙＤｉｒｅｃｔＳｅｑｕｅｎｃｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＳｙｓｔｅｍ，ａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｔｈｅｏｙ，ｒｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎｄｃｈａｎｎｅｌｃｏｄｉｎｇ．ＲｅｓｕｌｔｓｏｆｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅＭ－ａｒｙｄｉｒｅｃｔｓｅｑｕｅｎｃｅｓｐｒｅａｄｓｐｅｃｔｕｍｒｓｙｓｔｅｍｈａｓ
ＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＭ－ａｒｙＤｉｒｅｃｔ
ＳｅｑｕｅｎｃｅＳｐｒｅａｄＳｐｅｃｔｒｕｍＳｙｓｔｅｍ
ｇｏｏｄｐｅｒｆｏｍａｒｎｃｅａｎｄｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｂａｎｄｗｉｄｔｈｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄｓｙｓｔｅＭ－ａｒｙｄｉｒｅｃｔｓｅｑｕｅｎｃｅｓｐｒｅａｄｓｐｅｃｔｒｕｍ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｇａｉｎ；ｅｒｒｏｒｃｏｎｔｒｏｌｃｏｄｉｎｇａｎｄｉｎｔｅｒｌｅａｖｉｎｇ

基于m序列的直接序列扩频

基于m序列的直接序列扩频扩频通信实验实验名称：基于m序列的直接序列扩频专业班级：通信111501班学⽣姓名：穆琦沈傲⽴孙琳王瑞学熊晓倩学号：指导教师：郑秀萍时间：1 需求分析在通信发射端将载波信号展宽到较宽的频段上;在接收端,⽤同样的扩频码序列进⾏解扩和解调,把展宽的信号还原成原始信息.通过扩展频谱的相关处理,⼤⼤降低了频谱的平均能量密度,可在负信噪⽐条件下⼯作,获得了⾼处理增益,从⽽降低了被截获和检测的概率,避免了⼲扰影响.通过仿真模型结果分析抗噪声性能结果。

2 概要设计扩频通信系统分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、跳时扩频系统和混合式扩频系统。

直接序列扩频系统，⼜称“平均”系统或伪噪声系统，就是采⽤⾼码率的扩频码序列PN 码(伪随机码),在发送端与编码数据信号进⾏模2 加,产⽣⼀扩频序列,这⼀码序列由于码元很窄,占⽤了很宽的频带,达到扩频的⽬的,然后⽤扩频序列去调制载波并予以传输。

在接收端接收到的扩频信号经⾼频放⼤混频之后,⽤与发端相同且同步的伪随机码对扩频信号进⾏相关解扩,由于收发端伪随机码的相关系数为1,故可以完全恢复所传的信息,⽽⼲扰和噪声由于与接收机伪随机码不相关,在相关解调时⼤⼤降低进⼊信号通频带内的⼲扰。

它是⽬前应⽤较⼴泛的⼀种扩展频谱系统。

在国外已获得成功的空间探测器“喷⽓推进实验室（JPL）测距技术”就是⼀种直接序列调制，TATS-1 军⽤卫星中的扩展频谱多址(SSMA)系统等都使⽤DSSS。

直接序列扩频系统的接收⼀般采⽤相关接收，并分成两步，即解扩和解调。

在接收端，接收信号经过数控振荡器放⼤混频后，⽤与发射端相同且同步的由M 序列发⽣器产⽣的伪随机码对中频信号进⾏相关解扩，把扩频信号恢复成窄带信号，然后再由基带滤波器进⾏解调，最后恢复出原始信息序列。

扩频与解扩过程中,利⽤PN序列⽣成器模块( PN Sequence Generator ) ,产⽣6级、传输速率500b/s的PN伪随机序列来达到扩频和多址接⼊效果,这⾥扩频增益为50倍.扩频的运算是信息流与PN码相乘或模⼆加的过程.解扩的过程与扩频过程完全相同,即将接收的信号⽤PN码进⾏第⼆次扩频处理.要求使⽤的PN码与发送端扩频⽤PN 码不仅码字相同,⽽且相位相同.否则会使有⽤信号⾃⾝相互抵消.解扩处理将信号压缩到信号频带内,由宽带信号恢复为窄带信号.同时将⼲扰信号扩展,降低⼲扰信号的谱密度,使之进⼊到信息频带内的功率下降,从⽽使系统获得处理增益,提⾼系统的抗⼲扰能⼒.调制与解调使⽤⼆相相移键控PSK⽅式.为了⽅便分析, 我们可对系统作如下假设: 系统各⽤户同步;系统各⽤户功率相同;仅考虑系统MAI和⽩噪声⼲扰引起的误码, 忽略信号传输、调制解调过程中的误码。

(完整word版)扩频通信

扩频通信第一讲扩频通信系统概述扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication），它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。

扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码（扩频序列：Spread Sequence）调制，实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据.这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的：一是信息的频谱扩展后形成宽带传输；二是相关处理后恢复成窄带信息数据。

正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点：抗干扰抗噪音抗多径衰落具有保密性功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率可多址复用和任意选址高精度测量等正是由于扩频通信技术具有上述优点,自50年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、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，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中第二讲扩展频谱通信的基本概念2.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。

这一定义包含了以下三方面的意思：一、信号的频谱被展宽了。

我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。

例如人类的语音的信息带宽为300Hz --— 3400Hz，电视图像信息带宽为数MHz。

为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。

在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。