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沈阳化工大学科亚学院毕业论文文献综述

扩频通信系统的仿真与性能研究文献综述

姓名：陈军班级：1001指导教师：张琳琳

摘要

扩展频谱通信技术最早起源和应用于军事通信，随着IS-95标准的颁布，扩频通

信技术逐渐广泛地应用在移动通信和室内无线通信等各种商业应用系统，为用户提供

可靠通信。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。扩频通信具有如下特点：①易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率。②

抗干扰性强，误码率低。③隐蔽性好，对各种窄带通信系统的干扰很小。④多个用户

在同一信道内传输信号，即多址通信{1}。⑤适合数字话音和数据传输，以及开展多种

通信业务。

本文重点研究了扩频通信中的直接序列扩频系统。文章首先介绍了扩频系统的发

展和理论基础，以扩频通信系统理论为基础，用MATLAB工具箱中的SIMULINK通

信仿真模块和MATLAB函数对直接序列扩频通信统进行了仿真分析，详细地讲述了各

模块的设计。利用建立的仿真系统，研究了扩频增益与输出端信噪比的关系。结果表

明，在相同误码率下，增大扩频增益，可以提高系统输出端的信噪比，从而提高通信

系统的抗干扰能力。

关键词：扩频通信；信噪比；MATLAB仿真；SIMULINK模块

正文：

1.课题背景与意义

扩频通信是在通信中的抗干扰条件下产生的。在军事应用中，敌对的双方为了降

低对方的通信效能而人为的释放的强干扰。为了解决这种干扰就不断的发展通信。

故，产生了扩频通信。扩频通信发送功率极低(1—650mW，采用了相关接收这一高技

术，且可工作在信道噪声和热噪声背景中，易于在同一地区重复使用同一频率,也可与

现今各种窄道通信共享同一频率资源。它易于重复使用频率，提高了无线频谱利用

率。

扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而收端又采用相关检测的办法来

解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后

通过窄带滤波技术提取有用的信号。这样，对于各种干扰信号，因其在收端的非相关

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性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。

近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元

器件的应用，扩频通信在技术上已经迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重

要的地位，而且正迅速地渗透到个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有

潜力的通信技术之一。因此研究扩频通信具有深远的意义。

2.扩频通信的性能

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

关于信息容量的仙农(Shannon公式为:C=Blog2(1+SN其中:C为信道容量(即极限传输

速率,B为信号频带宽度,S为信号功率,N为噪声功率。Shannon公式说明,在给定的传

输速率不变的条件下,频带宽度和信噪比P可以互换,即可以通过增加频带宽度,在信噪

比较低的情况下传输信息。

扩展频谱以换取信噪比要求的降低,正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。扩频通信的一个重要参数是扩频增益,反映了系统抗干扰能力的强

弱,是对信噪比改善程度的度量,定义为接收机相关器输出信噪比和输入信噪比之比,即

其中:Rs为扩频码的传输速率,Rd为信息数据的传输速率,Bs为扩频码的带宽,Bd为

信息数据的带宽。

按照扩展频谱的方式不同,现有的扩频通信系统可分为直接序列(DS扩频、跳频

(FH、跳时(TH、线性调频(chirp以及上述几种方式的组合。扩频通信常用的扩频码

主要有PN序列、GOLD序列、WALSH码和OVSF码。PN码即伪噪声序列也称之为伪随

机序列,是用确定性方法产生的序列,但它却近似具有随机产生序列所希望的某些关键

随机特性。其中最常见的伪随机序列是m序列。而扩频通信调制方式一般采用频率调制

(FM或相位调制(PM的方式来进行数据调制,在码分多址通信中,其调制多采用

BPSK、DPSK、QPSK、MPSK等方式。在码分多址通信中最常用BPSK(二相移相键

控。

3.MATLAB/SIMULINK简介

MATLAB是矩阵实验室MatrixLaboratory的简称，是由美国MATHW