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基于MATLAB的扩频通信仿真

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1.仿真原理

扩展频谱通信具有很强的抗干扰性，其多址能力、必威体育官网网址、抗多径等功能也倍受人们的关

注，被广泛的应用于军事通信和民用通信中。扩频技术，将信号扩展到很宽的频谱上，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的降低，

具有很强的对抗能力。

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设

计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建

模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必

须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传

统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。使用MATLAB进行通信仿真有两种

方式，分别是使用m文件编写程序和用SIMULINK进行可视化建模。

长期以来,人们总是想法使信号所占频谱尽量的窄,以充分利用十分宝贵的频谱资源。为

什么要用这样宽频带的信号来传送信息呢?简单的回答就是主要为了通信的安全可靠。扩频

通信的基本特点是传输信号所占用的频带宽度(W)远大于原始信息本身实际所需的最小

(有效)带宽(DF),其比值称为处理增益G:

p

G=W/△F(1)

p

众所周知,任何信息的有效传输都需要一定的频率宽度,如话音为1.7kHz～3.1kHz,电

视图像则宽到数兆赫。为了充分利用有限的频率资源,增加通路数目,人们广泛选择不同调制

方式,采用宽频信道(同轴电缆、微波和光纤等),和压缩频带等措施,同时力求使传输的媒介

中传输的信号占用尽量窄的带宽。因现今使用的电话、广播系统中,无论是采用调幅、调频

或脉冲编码调制制式,G值一般都在十多倍范围内,统称为“窄带通信”。而扩频通信的G

pp

值,高达数百、上千,称为“宽带通信”。

扩频通信的可行性,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。

信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为:

C=Wlog2(1+P/N)(2)

其中:C——信道容量(用传输速率度量),W——信号频带宽度,——信号功率,N——

白噪声功率。式(2)说明,在给定的传输速率C不变的条件下,频带宽度W和信噪比P/N是

可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法,在较低的信噪比P/N(S/N)情况下,传输信

息。扩展频谱换取信噪比要求的降低,是扩频通信的重要特点,并由此为扩频通信的应用奠定

了基础。

整理为word格式

扩频通信与一般的通信系统相比，主要是在发射端增加了扩频调制，而在接收端增加了

扩频解调的过程，扩频通信按照其工作方式不同主要分为直接序列扩频系统、跳频扩频系统、

跳时扩频系统、现行调频系统和混合调频系统。现以直接序列扩频系统为例说明扩频通信的

实现方法。下图1为直接序列扩频系统的原理框图。

图1直接序列扩频系统原理图

由直扩序列扩频系统原理图可以看出，在发射端，信源输出的信号与伪随机码产生器产

生的伪随机码进行模2加，产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列，然后再用扩频序列

去调制载波，这样得到已扩频调制的射频信号。在接收端，接受到的扩频信号经高放和混频

后，用与发射端同步的伪随机序列对扩频调制信号进行相关解扩，将信号的频带恢复为信息

序列的频带，然后进行解调，恢复出所传输的信息。

2．SIMULINK模型建立

基MATLAB/Simulink所建