擴(kuò)頻通信實(shí)驗(yàn)綜合系統(tǒng)開(kāi)發(fā)
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摘要 1
Abstract 9
第一章 直接擴(kuò)頻通信概述 1
1.1 基本原理 1
1.2 擴(kuò)頻通信的主要特點(diǎn) 2
1.3 直接序列擴(kuò)頻通信系統(tǒng) 3
第二章 擴(kuò)頻碼（m序列） 5
2.1 引言 5
2.2 最長(zhǎng)線性反饋移位寄存器序列——m序列 5
2.2.1 m序列的性質(zhì) 5
2.2.2 m序列擴(kuò)頻碼的自相關(guān)函數(shù) 6
2.2.3 m序列擴(kuò)頻碼的功率譜密度 7
2.2.4 m序列的的互相關(guān)函數(shù) 8
2.2.5 m序列信號(hào)的產(chǎn)生 8
2.2.6 m序列優(yōu)選對(duì) 10
第三章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 11
3.1 設(shè)計(jì)思想與系統(tǒng)參數(shù) 11
3.2 發(fā)射電路 12
3.2.1 時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生 12
3.2.2 信息碼的產(chǎn)生 13
3.2.3 m序列的產(chǎn)生 15
3.2.4 擴(kuò)頻信號(hào)的產(chǎn)生 16
3.2.5 信號(hào)調(diào)制 17
3.2.5.1 二相相移鍵控(BPSK) 17
3.2.5.2 平衡調(diào)制器 18
3.3 接收電路 22
3.3.1 接收濾波 22
3.3.1.1 BPSK信號(hào)的功率譜 22
3.3.1.2 接收濾波器設(shè)計(jì) 23
3.3.2 擴(kuò)頻信號(hào)的相關(guān)解調(diào) 25
3.3.3 擴(kuò)頻信號(hào)的相關(guān)解擴(kuò) 26
3.3.4 抽樣判決電路 29
第四章 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能分析 32
4.1 抗干擾能力 32
4.2 信噪比和誤碼率 35
4.3 多址能力 39
第五章 System View軟件仿真 43
5.1 System View動(dòng)態(tài)軟件簡(jiǎn)介 43
5.2 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)仿真（無(wú)噪聲情況） 43
5.2.1 系統(tǒng)模型及主要模塊參數(shù) 43
5.2.2 主要輸出點(diǎn)波形 45
5.3 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾性分析 47
5.3.1 加入高斯白噪聲后系統(tǒng)性能。 47
5.3.1.1 加入高斯白噪聲后系統(tǒng)模型 47
5.3.1.2 系統(tǒng)誤碼率的理論值與測(cè)量值的比較 47
5.3.2 擴(kuò)頻序列對(duì)窄帶噪聲及寬帶噪聲的影響比較 51
5.4 直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)多址能力分析 53
5.4.1 系統(tǒng)模型及主要模塊參數(shù) 53
5.4.2 系統(tǒng)多址干擾分析 54
結(jié)束語(yǔ) 56
致謝 57
參考文獻(xiàn) 58


摘要
擴(kuò)頻通信由于具有抗干擾能力強(qiáng)，隱蔽性好，容易實(shí)現(xiàn)多址傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)而在移動(dòng)通信、無(wú)線數(shù)據(jù)通信等領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中直接序列擴(kuò)頻通信是目前使用最典型的擴(kuò)頻工作方式。
本論文以開(kāi)發(fā)一個(gè)通信實(shí)驗(yàn)綜合系統(tǒng)為目的，從硬件實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)仿真兩個(gè)方面對(duì)直接擴(kuò)頻工作方式進(jìn)行了研究。在硬件方面設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的直接擴(kuò)頻系統(tǒng)，鑒于m序列具有許多優(yōu)良特性，是最常用的擴(kuò)頻序列，因此本設(shè)計(jì)選用m序列作為擴(kuò)頻序列，信號(hào)調(diào)制選用二進(jìn)制移相鍵控方式。在系統(tǒng)仿真中采用System View作為仿真平臺(tái)，得到了系統(tǒng)的誤碼特性，并與理論值進(jìn)行了比較，同時(shí)簡(jiǎn)單分析了系統(tǒng)的多址能力。
論文第一章介紹了直接序列擴(kuò)頻基本原理；第二章比較詳細(xì)的論述了m序列的相關(guān)理論，包括m序列的生成方法及相關(guān)特性等；論文的第三章闡述了硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，詳細(xì)討論了發(fā)送端時(shí)鐘，載波發(fā)生，m序列產(chǎn)生，擴(kuò)頻，調(diào)制等模塊及接收端解調(diào)，解擴(kuò)，采樣判決等模塊電路的基本原理及實(shí)現(xiàn)方法；論文第四章比較詳細(xì)分析了直接擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾能力及多址能力；第五章用System View軟件進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，得到了系統(tǒng)主要輸出點(diǎn)波形，同時(shí)把系統(tǒng)在高斯白噪聲情況下的誤碼率理論值和測(cè)量值進(jìn)行了比較，分析了擴(kuò)頻序列對(duì)高斯白噪聲和窄帶噪聲的影響，最后簡(jiǎn)單分析了在不同擴(kuò)頻序列情況下，系統(tǒng)的多址干擾情況。

關(guān)鍵詞：擴(kuò)頻 ；m序列；二進(jìn)制移相鍵控；抗干擾
Abstract
Spread Spectrum Communications is used more and more widely in mobile communications, wireless data communications and other areas for its high performance in anti-jamming and security. Moreover, it is very easily to realize multiple access transmission on the basis of spread spectrum communications. Direct sequence(DS) spread spectrum communications is one of the most typical spread spectrum modes.
Aiming at developing a communication system employed in the integrated experiments, the thesis has studied direct sequence spread spectrum mode from the points of view of both the hardware implementation and the software simulation. As the hardware part, a simplified direct sequence spread spectrum(DSSS) system is designed and realized, in which BPSK modulation scheme is adopted and m sequence is employed as the spreading sequence for its excellent characteristics and common use. For the software part, bit error performance is obtained on the basis of SystemView simulation software platform and compared with the theoretical values, along with the brief analysis of the multiple access ability.
The basal principle of DSSS is introduced briefly in the first chapter of the thesis. In the second chapter, the theory of m sequences including the generation method and the correlation properties is discussed in detail. The scheme and architecture of the hardware system is covered in the third chapter. The implementation of the transmitter, which composed of the clock module, the carrier generator, the m sequence generator, the spreader and the modulator, and the receiver composed of the demodulator, the despreader, the sampler and the judging module are introduced and discussed in detail. In the forth chapter, the anti-jamming and multiple access ability are elaborated. In the fifth chapter, the DSSS simulation system is built and the waveforms of a variety of output points are presented. At the same time, the results of the bit error rate obtained by simulation is compared with the theoretical values in the case of the Additive White Gauss Noise(AWGN) channel. In the end, the multiple access jamming is analyzed simply when different spreading sequences are allocated to different users.

Key Words: Spreading spectrum；m sequence；BPSK； Anti-jamming

參考文獻(xiàn)
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