基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真杨晶超中北大学电子测试.DOC

基于MATLAB的直接序列扩频通信系统仿真 杨晶超 (中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原，030051) 摘要： 关键词：TN914.42 文献标识码：A Simulation of Direct Sequence Spread Spectrum Communication System Based on MATLAB YANG Jing-chao (National Key Laboratory of Electronic Testing Technology, North University of China, Taiyuan, 030051, China) Abstract: This article first introduced the model of direct sequence spread spectrum system, then summarized the pseudo random code in common use and the advantage of spread spectrum technology, finally made a simulation of direct sequence spread spectrum communication system based on MATLAB. Key words: DSSS; pseudo random code; simulation 1 引言2.1 直扩系统模型 [1] 图1 直扩系统组成框图 图2 直扩系统频谱图 2.2 扩频通信常用的伪随机码 常用的伪随机码主要有m序列、GOLD序列、WALSH码和OVSF码，其中最常见的是m序列。GOLD码是m序列的复合码，是由2个码长相等，码时钟速率相同的序列优选对模2加构成，每改变2个序列相对位移就可得到一个新的GOLD序列。GOLD序列具有良好的自、互相关特性，且地址数远远大于m序列地址数，结构简单，易于实现，在工程上得到较为广泛的应用。WALSH函数是一种非正弦的完备正交函数系，具有理想的互相关特性，两两之间的互相关函数为0，亦即它们是正交的，因而在码分多址通信中，WALSH函数可以作为地址码使用，在IS-95中，正向传输信道就使用了64阶WALSH函数。OVSF码是一种正交可变扩频因子码，保证在不同时隙上的不同扩频因子的扩频码正交，而在每个时隙上可使用的码的数目不固定，与每个物理信道的数据速率和扩频因子有关，OVSF码在TD-SCDMA系统中得到了广泛使用。[2] 2.3 扩频通信技术的优点 扩频通信之所以得到重视和发展，并成为近代通信主要研究和发展的方向，是因为它具有其它通信系统不能与之相比的独特性能。 1) 抗同频干扰性能好。接收机采用相关运算只接收PN码相同的扩频信号，对所有载波频率相同的信号或干扰具有很强的抑制能力。 2) 良好的抗衰落性能。一般信道中的衰落是有频率选择性的，不会对宽频带的扩频信号接收产生太大的影响。 3) 抗多径干扰能力强。由于扩频系统中采用的PN码具有很好的自相关性，互相关性很弱，不同的路径传输来的信号能容易地被分离开，并在时间和相位上重新对齐，形成几路信号功率的叠加，从而改善了接收系统的性能，增加了系统的可靠性。[3] 3 程序仿真及结果 信息码的频率设为50kHz，采样频率设为40MHz。假设信源信息码的总长度为20，则每个信息码内含40MHz/50kHz＝800个采样点。通过sign函数，把20个(0，1)区间内的随机数变成20个只用“1”与“－1”表示的信息码，而后再通过一个循环，对每一个信息码采样800次，共生成16000个采样点，每个点之间的间隔为0.025μs。伪随机码频率设为5MHz，信息码频率为50kHz，所以每个信息码内包含5MHz/50kHz＝100个伪码。通过调用一个产生m序列的子函数mgen.m，与一个长度为20×100的循环，就得到了伪随机序列PN码。 程序如下： 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 %产生伪随机码 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