直接序列扩频报告

1、一、 实验目的：1、熟悉 MATLAB 语言的基本用法； 2、掌握 MATLAB 语言中数据信号的产生； 3、掌握直接序列扩频信号的产生； 4、掌握直接序列扩频信号的解扩方法； 5、掌握 MATLAB 语言中信号频谱的绘制方法。二、 实验原理：利用 MATLAB 随机产生数据比特；利用 MATLAB 随机生成 PN 序列；将数据比特与PN序列相乘完成信号扩频；将扩频信号与PN序列再次相乘完成解扩。图1 直接序列扩频系统原理图三、 实验步骤：仿真程序sequence_spread.m:%说明：%产生5个数据bit%进行10倍扩频，即一个数据bit对应10个chipclear all% 参数len

2、 = 5; %要产生的数据长度；N = 10; %一个符号用10个采样点表示% 产生原始数据5bit,10倍过采样signal = randi(0 1,1,len); %randi 产生的数据范围0,1,产生的大小 1*lensignal2 = 2*signal-1; %将数据范围变为-1,1signal3 = repmat(signal2,N,1); %将数据进行复制，将signal2复制为N行1列signal4 = reshape(signal3,1,N*len); %将signal3变形为1行N*len列% 利用移位寄存器产生m序列作为PN码,长度为N*Lenconnection=0 0

3、 1 0 1 1; register =0 0 1 0 1 1; mseq=m_sequence(connection,register)%利用移位寄存器产生m序列PN=mseq(:,1:N*len)%选取m序列中与与扩频后信号相同长度前N*len列% 进行扩频ds1 = signal4.*PN;% 给扩频信号添加噪声SNR=16;ds2=awgn(ds1,SNR,measured);%对扩频信号叠加高斯白噪声，信噪比为16% 解扩K=0;ds3 =1*(ds2.*PNK); ds3=2*ds3-1;% 画信号图t=length(signal4);figure(1);subplot(4,1,1

4、),stem(signal4);title(原始采样信号);subplot(4,1,2),stem(PN);title(PN序列);subplot(4,1,3),stem(ds1);title(直接序列扩频信号);subplot(4,1,4),stem(ds3);title(解扩信号);% 画频谱Ns =1024;%fft点数fft_signal4 = fft(signal4,Ns);fft_PN = fft(PN,Ns);fft_ds1 = fft(ds1,Ns);fft_ds3 = fft(ds3,Ns);figure(2);subplot(4,1,1);plot(-Ns/2+1):Ns/

5、2,abs(fftshift(fft_signal4);title(原始采样信号频谱);subplot(4,1,2);plot(-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_PN);title(PN码频谱);subplot(4,1,3);plot(-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_ds1);title(扩频信号频谱);subplot(4,1,4);plot(-Ns/2+1):Ns/2,abs(fftshift(fft_ds3);title(解扩信号频谱);移位寄存器法m序列的产生m_sequence.m:function mseq=m_sequenc

6、e(connection,register)n = length(connection);N = 2n-1; %m序列的长度temp = 0;for i = 1:N mseq(i) = register(n); %新的寄存器输出 for j=1:n temp = temp + connection(j)*register(j); temp = (mod(temp,2); %模2 end for t = n:-1:2 register(t)= register(t-1);%移位 end register(1) = temp; %移位后的寄存器 temp = 0;endmseq=2*mseq-1;

7、 %转化为双极性m序列end四、 结果与分析：1.实验结果：Figure 1Figure22.实验分析从图上可见原始采样信号与解扩信号没有较大差别，再同步PPN序列的条件下信号的扩频与解扩并没有对信号带太大的损失。扩频技术就是扩展频谱通信技术，主要是使用伪随机序列码对基带信号进行频谱的扩展，提高信号抗干扰性能和信号的隐蔽性，并且能够使得信号在较差的环境下传输。通过对扩频技术的了解，以及理论分析，最后通过使用 Matlab 软件对直接序列扩频的仿真，得到以下结论：实现了信号的频谱扩展。扩频通信使用高速率的伪随机码序列对基带信号进行扩频调制，低速码元被调制在了高速的伪随机码序列上。在频谱图上分析可知，基带信号的频谱被扩展到一个更宽的频谱上，使得信号的频谱均匀的分布在很宽的频谱上，从而提高了信号的抗干扰能力，以及信号的隐蔽性。 提高了信号的安全性能。在进行扩频调试时采用的是 m 序列伪随机码，由于 m 序列是一组随机码序列，当信息被截获后，如果不知道扩频调制时使用的 m 序列，是有用的信息无法被解扩出，对于截获方来说，其实收到的只是无用的噪声信号而已。 五、 心得体会通过该课题设计, 加强我对信号与系统课程的理解和掌握。Matlab是一种高性能的用于工程计算的编程软件,它具有强大的数学计算、算法推导、建模仿真、图形绘制等功能。课程设计不仅是对