资源描述
直接序列扩频通信系统抗干扰性能仿真一直接扩频发射机系统信源速率为10kbps,因为扩频因子（扩频后chip速率和扩频前信号速率的比值）为64, 所以扩频码片速率为640kchip/s，采用m序列作为扩频序列，以BPSK为调制方式。试建立 扩频系统仿真模型并仿真观察其数据波形、扩频输出波形以及扩频调制输出的频谱。仿真模型如图1-1所示。Bernoulli Binary Generator用于产生数据流，其采样时间 设置为0.0001s,这样输出的数据速率为10kbps。PN Sequence Generator用于产生伪随机 扩频序列，其采样时间设置为1/640000s,这样输出的码片速率为640kchip/s。为了使扩频 模块（乘法器）上的数据采样速率相同，需要对数据流进行升速率处理Unipolar yo Bipolar Converter用于完成数据和扩频序列的双极性变换。乘法器输出就是扩频输出，其码速率等 于采样速率，即每个采样点代表一个码片。扩频输出信号以BPSK方式进行调制。模型中采 用了调制的等效低通模型来实现，调制输出信号是复信号，采样率为10000 次/s。调制也可 采用通带模型来实现。为了使频谱观察范围达到640kHz,需要被观察信号的采样率达到 4000000次/s,为此，以升速率模块配合采样保持模块将调制输出信号采样率提高到4000000 次/s。图1-1直接扩频发射机仿真系统模型仿真执行后，两个频谱仪将分别显示扩频前后的信号频谱，采用BPSK调制的等效低通 模型时，调制前后的功率频谱相同，如图1-2和1-3所示。可见，数据信号的带宽约10kHz, 其功率峰值约为26dB处，而扩频输出信号带宽展宽了 64倍，为640kHz,而功率峰值下降 到约11dB处。仿真输出的时域波形结果如图5-4所示，图中显示了数据流、PN序列以及扩 频输出信号的波形，当数据为+1时，扩频输出就是对应的PN序列，当数据为-1时，扩频 输出是PN序列的反相结果。图1-2直接扩频发射机扩频前信号频谱仿真结果图1-3直接扩频发射机扩频后信号频谱仿真结果分析：图1-2和1-3分别为扩频之前与扩频之后的频谱图，由图可知，数据信号的带宽约 10kHz，其功率峰值约为26dB处，而扩频输出信号带宽展宽了 64倍，为640kHz，而功率 峰值下降到约11dB处。图1-4直接扩频发射机扩频前后的信号波形仿真结果分析：图1 -4仿真输出的时域波形结果分别显示了数据流、PN序列以及扩频输出信号的波 形，由图可见当数据为+1时，扩频输出就是对应的PN序列，当数据为-1时，扩频输出是 PN序列的反相结果。二. 直接扩频传输系统仿真模型如图2-1所示。信道由AWGN Channel模块、采样率为10k次/s的300Hz离散 正弦波源以及加法器模块组成。接收机的本地PN序列由和发射机中完全相同参数的PN Sequence Generator模块和单极性转换模块构成，其同步的双极性伪随机码送入解扩器中与 接收信号相乘进行解扩，然后送入BPSK解调器等效基带模型进行解调和解码。接收机中以 BernoullBinaryGenerator产生与发送数据相同的数据流，并延迟2个数据码元宽度以补偿 接收延时，然后对比解调数据流，显示数据波形并统计误码率。图2-1直接扩频传输系统仿真模型执行仿真后得到的信道传输信号频谱、解扩输出信号频谱如图5-5所示。AWGN 信道 中信噪比设置为5dB。可见，经过信道传输并添加单频干扰后，扩频信号被淹没在噪声和干 扰中。图2-2 (b)直接扩频传输系统频谱仿真结果：解扩信号频谱图2-3 BPSK解调输出信号的频谱图图2-4直接扩频传输系统收发数据流波形分析:图2-4图的仿真波形图为发送数据流与接收数据流,从波形图中可以发现误码的位置， 误码出现的位置是随机的。三. 扩频码的自相关性能图3-1扩频码自相关性能系统框图图3-2扩频码自相关性能图四. 在高斯信道下的误码率性能表4-1高斯信道下有无扩频码的误码率SNR（dB）0123456789Data10.08280.05810.03830.02470.01310.00670.00280.00090.00020.0001Data20.08080.05770.03780.02320.01280.00730.00310.000100注：data1为有扩频码得到的误码率，data2为无扩频码得到的误码率图4-1高斯信道下有无扩频码误码率曲线注：BER为取对数后的数值 分析：在无单音干扰下的信道传输，有无扩频码对系统误码率影响不大。五. 在单音干扰下的误码率性能-L-FlVWAwxMir信道信号频谱Uni polar to BipolarUnipolar to Bipolar ConverterBipolar to Unipolar ConverterUnipolar to Bipolar Converter解扩信号掘谱Unipolar to Bipolar ConverterPN Sequence _ GeneratorUnipolar to Bipolar ConverterPN Sequence * GeneratorL0 解调数据输出频诰解调数据输出.频谱1wwTltBPSKPN Sequence GeneratorBPSKPN Sequence GeneratorBernoulli Binary皿皿s图5-1有无单音干扰下的直接序列扩频误码率对比系统图图5-2调用的m文件图5-3有无单音干扰对直接序列扩频系统误码率的影响六. 计算处理增益与干扰容限6.1处理增益：在衡量扩频系统抗干扰能力的优劣时，引入处理增益的概念，也称为扩频增 益，定义为接收机相关器输出信噪比和接收机相关器的输入信噪比之比，即解扩出信噪比虹 IVG = c= 64 = 10 log（64） = 18.0618dB解扩入信噪比$/泓Rb6.2干扰容限：为了描述扩频系统在干扰环境下的工作性能，引入干扰容限的概念，干扰容 限定义为叫=区+ （岛鬲。）式中，上二为输出信噪比；-:为系统损耗；G为扩频增益。干扰容限可以解释为当干扰功 率超过信号功率-（dB）时，系统就不能正常工作。七. 讨论如何进一步增强抗干扰性能1. 增加自适应滤波器2. 采用QPSK调制方式3. 采用长伪码序列4. 采用智能天线技术5. 采用直扩/跳频混合扩频技术
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