擴(kuò)頻系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一．概述1</b></p><p>　　二 整體設(shè)計(jì)思路以及系統(tǒng)框圖2</p><p>　　三 基于systemview的直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真3</p><p>　　1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端3</p>

2、<p>　　2DSSS通信系統(tǒng)的接收端4</p><p><b>　　3仿真結(jié)果5</b></p><p>　　四 protel原理圖7</p><p>　　1 七階PN碼7</p><p><b>　　2 乘法器7</b></p><p>

3、　　3 正選波產(chǎn)生器8</p><p>　　4 低通濾波器8</p><p>　　五 總結(jié)與體會(huì)9</p><p><b>　　附錄10</b></p><p>　　1DSSS系統(tǒng)systemview整體框圖10</p><p>　　2 protel原理圖11</p&g

4、t;<p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　一．概述</b></p><p>　　直接序列擴(kuò)頻（DSSS），（Direct seqcuence spread spectrdm）是直接利用具有高碼率的擴(kuò)頻碼系列采用各種調(diào)制方式在發(fā)端與擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，而在收端，用相同的擴(kuò)頻碼序去進(jìn)行解碼，把擴(kuò)展寬的擴(kuò)頻信

5、號(hào)還原成原始的信息。</p><p>　　直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)特點(diǎn)：</p><p>　　1.抗干擾性強(qiáng)?？垢蓴_是擴(kuò)頻通信主要特性之一，比如信號(hào)擴(kuò)頻寬度為100倍，窄帶干擾基本上不起作用，而寬帶干擾的強(qiáng)度降低了100倍，如要保持原干擾強(qiáng)度，則需加大100倍總功率，這實(shí)質(zhì)上是難以實(shí)現(xiàn)的。因信號(hào)接收需要擴(kuò)頻編碼進(jìn)行相關(guān)解擴(kuò)處理才能得到，所以即使以同類型信號(hào)進(jìn)行干擾，在不知道信號(hào)的擴(kuò)頻碼的情況下

6、，由于不同擴(kuò)頻編碼之間的不同的相關(guān)性，干擾也不起作用。</p><p>　　2.隱蔽性好。因?yàn)樾盘?hào)在很寬的頻帶上被擴(kuò)展，單位帶寬上的功率很小，即信號(hào)功率譜密度很低，信號(hào)淹沒(méi)在白噪聲之中，別人難以發(fā)現(xiàn)信號(hào)的存在，加之不知擴(kuò)頻編碼，很難拾取有用信號(hào)，而極低的功率譜密度，也很少對(duì)于其他電訊設(shè)備構(gòu)成干擾。</p><p>　　3.易于實(shí)現(xiàn)碼分多址（CDMA）。直擴(kuò)通信占用寬帶頻譜資源通信，改善了抗

7、干擾能力，是否浪費(fèi)了頻段？其實(shí)正相反，擴(kuò)頻通信提高了頻帶的利用率。正是由于直擴(kuò)通信要用擴(kuò)頻編碼進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制發(fā)送，而信號(hào)接收需要用相同的擴(kuò)頻編碼作相關(guān)解擴(kuò)才能得到，這就給頻率復(fù)用和多址通信提供了基礎(chǔ)。充分利用不同碼型的擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，分配給不同用戶不同的擴(kuò)頻編碼，就可以區(qū)別不同的用戶的信號(hào)，眾多用戶，只要配對(duì)使用自己的擴(kuò)頻編碼，就可以互不干擾地同時(shí)使用同一頻率通信，從而實(shí)現(xiàn)了頻率復(fù)用，使擁擠的頻譜得到充分利用。發(fā)送者可用不同的擴(kuò)頻

8、編碼，分別向不同的接收者發(fā)送數(shù)據(jù)； 同樣，接收者用不同的擴(kuò)頻編碼，就可以收到不同的發(fā)送者送來(lái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了多址通信。</p><p>　　4.抗多徑干擾。無(wú)線通信中抗多徑干擾一直是難以解決的問(wèn)題，利用擴(kuò)頻編碼之間的相關(guān)特性，在接收端可以用相關(guān)技術(shù)從多徑信號(hào)中提取分離出最強(qiáng)的有用信號(hào)，也可把多個(gè)路徑來(lái)的同一碼序列的波形相加使之得到加強(qiáng)，從而達(dá)到有效的抗多徑干擾。</p><p>　　5.直擴(kuò)

9、通信速率高。直擴(kuò)通信速率可達(dá) 2M，8M，11M，無(wú)須申請(qǐng)頻率資源，建網(wǎng)簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)性能好。</p><p>　　二 整體設(shè)計(jì)思路以及系統(tǒng)框圖</p><p>　　在直接序列擴(kuò)譜通信系統(tǒng)中，調(diào)制體制可以是任何一種數(shù)字相干調(diào)制。最常用的是BPSK、QPSK和MSK等。在直接序列系統(tǒng)中，通常進(jìn)行相移鍵控（PSK）調(diào)制。由于PSK信號(hào)可以等效為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，因此直接序列系統(tǒng)常采用平衡調(diào)制

10、方式。抑制載波的平衡調(diào)制不僅節(jié)約了發(fā)射功率與提高了發(fā)射機(jī)的工作效率，而且對(duì)提高擴(kuò)頻信號(hào)的抗偵破能力也有利。因此本次課程設(shè)計(jì)中采用BPSK調(diào)制的一個(gè)DSSS通信系統(tǒng)。</p><p>　　圖1（a）是發(fā)送設(shè)備的原理方框圖。圖1（b）是接收設(shè)備的原理方框圖。在發(fā)射端，要傳送的信息先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)或符號(hào)與偽隨機(jī)碼（PN碼）進(jìn)行模2加運(yùn)算后形成復(fù)合碼，再用復(fù)合碼直接調(diào)制載波。通常為提高發(fā)射機(jī)的工作效率和發(fā)射效率。擴(kuò)頻系

11、統(tǒng)中一般采用平衡調(diào)制器。抑制載波的平衡調(diào)制對(duì)提高擴(kuò)頻信號(hào)的抗偵破力也十分有利。在接收端，用與發(fā)射機(jī)完全同步的PN碼對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)后經(jīng)解調(diào)器還原原始數(shù)據(jù)。</p><p>　　三 基于systemview的直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)的仿真</p><p>　　1 DSSS通信系統(tǒng)的發(fā)射端</p><p>　　數(shù)據(jù)信號(hào)源采用了一個(gè)較低的頻率的隨機(jī)序列，擴(kuò)頻用的PN 碼采用了

12、7階的PN碼。通過(guò)乘法器直接用PN碼調(diào)制數(shù)據(jù)信號(hào)，信息信號(hào)與偽隨機(jī)碼波形相乘后，去直接控制載波信號(hào)的某個(gè)參量，來(lái)擴(kuò)展傳輸信號(hào)的帶寬。用于頻譜擴(kuò)展的偽隨機(jī)序列稱為擴(kuò)頻碼序列。合成后的擴(kuò)頻信號(hào)直接用更好的載波調(diào)制發(fā)射，省去了常規(guī)的平衡調(diào)制等步驟。</p><p>　　圖3.1 DSSS系統(tǒng)的發(fā)送端</p><p>　　DSSS通信系統(tǒng)的接收端</p><p>　　在接

13、收端，為了觀察系統(tǒng)的干擾性能，使用了一個(gè)掃頻脈沖信號(hào)源，作為干擾源。通過(guò)本地載波解調(diào)后的復(fù)合信號(hào)直接與原擴(kuò)頻PN碼相乘后解擴(kuò)，因?yàn)槭鞘褂迷璓N碼，可以看做是收發(fā)兩端是完全同步的。之后通過(guò)低通濾波器預(yù)處理，再通過(guò)抽樣判決，設(shè)置抽樣門(mén)限達(dá)到整形的作用，則準(zhǔn)確的恢復(fù)了原始波形。</p><p>　　圖3.2 DSSS系統(tǒng)的接收端</p><p><b>　　仿真結(jié)果</b>

14、;</p><p>　　圖1.原PN碼隨機(jī)序列</p><p>　　圖2.7階PN碼序列</p><p>　　圖3.擴(kuò)頻之后的波形</p><p>　　圖4.調(diào)制之后的波形</p><p><b>　　圖5.調(diào)制載波波形</b></p><p>　　圖6.加入干擾源之后的波

15、形</p><p>　　圖7.解調(diào)時(shí)用的載波</p><p>　　圖8.通過(guò)濾波器預(yù)處理之后的波形</p><p>　　圖9.抽樣判決整形之后復(fù)原的PN序列</p><p>　　四 protel原理圖</p><p><b>　　1 七階PN碼</b></p><p>

16、　　m序列是有帶型反饋移位寄存器產(chǎn)生的周期最長(zhǎng)的一種序列。線性反饋移位寄存器由若干個(gè)串接的存儲(chǔ)器所組成。在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)信號(hào)由上一級(jí)向下一級(jí)傳遞。如果讓某些寄存器的輸出反饋回來(lái)進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果作為第一級(jí)寄存器的輸入，則可以得到一個(gè)移位寄存器序列。</p><p>　　N階移位寄存器的反饋函數(shù)：</p><p><b>　　特征多項(xiàng)式：</b><

17、/p><p><b>　　則七階PN碼為：</b></p><p>　　圖4.1 七階PN 碼產(chǎn)生器</p><p><b>　　2 乘法器</b></p><p>　　圖4.2 MC1496乘法器</p><p><b>　　3 正選波產(chǎn)生器</b>

18、</p><p>　　圖4.3正選波產(chǎn)生器</p><p><b>　　4 低通濾波器</b></p><p><b>　　圖4.4低通濾波器</b></p><p><b>　　五 總結(jié)與體會(huì)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我

19、們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實(shí)際接上電路，總是實(shí)現(xiàn)不了，因此耗費(fèi)在這上面的時(shí)間用去很多。我覺(jué)得做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們了解了很多元件的功能，并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。</p><p>

20、;　　平時(shí)看課本時(shí)，有時(shí)問(wèn)題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問(wèn)題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時(shí)看課本，這次看了，下次就忘了，通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐讓我們對(duì)各個(gè)元件映象深刻。認(rèn)識(shí)來(lái)源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　在做systemview仿真時(shí)，按照資料的一步步來(lái)，但是最后卻沒(méi)有得出想要的結(jié)果，慢慢的自己一點(diǎn)點(diǎn)找資料分析問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)原來(lái)是由于參數(shù)

21、沒(méi)有設(shè)置好導(dǎo)致的。然后根據(jù)出來(lái)的波形改變下參數(shù)，在得出復(fù)原波形的時(shí)候，內(nèi)心真的很高興。在畫(huà)protel時(shí)也遇到很多問(wèn)題因?yàn)楹芫脹](méi)有用過(guò)了，很多元器件不記得了，只好上網(wǎng)去查找教程慢慢的找，雖然花了很多時(shí)間但是覺(jué)得很值得。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p>

22、<p>　　經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的實(shí)習(xí)，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。</p><p>　　同時(shí)我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開(kāi)團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。某個(gè)人的離群都可能導(dǎo)致整項(xiàng)工作的失敗。實(shí)習(xí)中只有一個(gè)人知道原理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須讓每個(gè)人都知道，否則一個(gè)人的錯(cuò)誤，就有可能導(dǎo)

23、致整個(gè)工作失敗。團(tuán)結(jié)協(xié)作是我們實(shí)習(xí)成功的一項(xiàng)非常重要的保證。而這次實(shí)習(xí)也正好鍛煉我們這一點(diǎn)，這也是非常寶貴的。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶!</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　DSSS系統(tǒng)systemview整體框圖</p>