基于MATLAB的扩频通信系统仿真(3)
图1 典型扩频通信系统模型框图
1.2 扩频通信系统的分类
扩频通信系统的在于发信机模块如何产生宽带的扩频信号，在收信机部分如何解调扩频信号。根据通信系统扩频信号不同产生方式，可以分为下列几类：①直接序列扩展频谱（DS）；②跳频扩展频谱（FH）；③跳时扩展频谱（TH）；④混合方式（以上三种扩频方式的不同组合）。
本文主要介绍直接序列扩展频谱的基本原理以及基于MATLAB模拟扩频通信系统并仿真，实现得出结论。
1.2.1 直接序列扩展频谱系统
直接序列扩展频谱通信系统（Direct Sequence Spread Spectrum Communication Systems，DS-SS），通常简称为直扩通信系统，是用将要传输的信号与高速率高带宽的伪随机码相乘后，直接或间接的控制输入信号的某个参量，来扩展输入信号的带宽。用于频谱扩展的伪随机码序列又可以称为扩频码序列，它关系扩频系统的性能。如下图2所示为直扩通信系统的简化方框图。在直接序列扩频通信系统中，通常需要对载波进行相移键控（PSK）调制。
图2 直接序列扩频通信系统框图
在发信机端，待传输的数据信号与伪随机扩频码相乘，形成的复合码对载波调制，然后经由天线去发射出去，以空气作为信息传输信道。而在收信机端，需要产生一个和发信机中的伪随机扩频码同步的随机码，对接收信号进行处理，这一个过程通常称为解扩。而解扩后的信号需要送到解调器进行解调，然后恢复出传送的信息。
1.2.2 直接序列扩频通信系统的参数
扩频增益是扩频通信系统的重要参数，它反应的是扩频通信系统整体抗干扰性力的强弱程度，可以定义为系统输出信噪比和输入信噪比之比，即
（5）
如（5)式中所示，Si和S0分别为输入、输出端信号的功率；Ni和N0输入、输出端噪声功率；Rs为伪随机序列码的信息传输速率，Rd定义为基带信号的信息传输速率；Bs为扩展频谱后的信号带宽，Bd扩展频谱前的信号带宽。
1.3扩频通信的技术特点
①容易重复使用频率，提高无线频谱利用率；
②误码率低，抗干扰性强；
③隐蔽性好，对各种窄带通信系统的干扰很小；
④可以实现码分多址；
⑤抗多径干扰；
⑥抗衰落；
⑦组网能力较好。
鉴于扩频通信的优异特点，扩频通信的巨大发展前景不言自明，以下将介绍本文的核心内容，利用MATLAB的强大功能实现扩频通信系统建模与仿真。
2. 系统仿真模型的建立
利用MATLAB提供的可视化工具包Simulink实现扩频通信系统的完整仿真，并利用仿真结果分析扩频通信的性能特点。以下内容基于MATLAB/Simulink简介、利用Simulink建立直接序列扩频通信系统的模型。
2.1 MATLAB/Simulink简介
MATLAB是Mathworks公司于1982年推出的一种功能强大、效率高、交互性好的数值计算和可视化计算机高级语言，经过多年的发展，开发了包括通信系统在内的多个工具箱，可以将数值分析、矩阵计算、信号处理和图形犹记得进行结合，在各个学科领域普遍发展，从而成为目前科学研究和工程应用最流行的软件包之一。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，具有交互性的建模环境、交互性的仿真环境、专用模块库、与MATLAB工具箱集成等强大功能，广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制源、线性和非线性组件以及连接件而形成的一个复杂的的模块库，用户也可以根据格局自己的需求创建属于自己的模块。Simulink的主要特点在于用户只需要通过简单的鼠标拖动便能迅速的建立起系统框图模型，用户甚至不需要编写代码就可以很随意地改变模型中的参数，而且马上看到改变参数后的输出结果，以达到较方便、快捷地建模和仿真。
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