DSSS系统抗干扰性能仿真

Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｉｓｉｏｎ　科技视界　科技・探索・争鸣　ＤＳＳＳ系统抗干扰性能仿真　胡逸凡　（北京信息职业技术学院，中国北京１０００１５）　【摘要】基于ＢＰＳＫ调制，以直接序列扩频通信系统为研究对象，利用ＭＡＴＬＡＢ提供的可视化工具箱Ｓｉｍｕｌｉｎｋ构建直序列扩频通信模型　来研究其抗干扰性能　通过仿真给出了直接序列扩频通信系统加入窄带干扰和解扩后的频谱图及误比特率与信噪比的关系曲线，研究结果表　明．直序列扩频系统在抗窄带干扰方面的效果良好，但对宽带干扰无效。　【关键词】ＤＳＳＳ：ＢＰＳＫ：误比特率　【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＢＰＳＫ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｔａｋｉｎｇ　ｄｉｒｅｃｔ　ｓｅｑｕｅｎｃｅ　ｓｐｒｅａｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ（ＤＳＳＳ）ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｂｊｅｃｔ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ　ｔｈｅ　ＤＳＳＳ　ｍｏｄｅｌ　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｔ’ｓ　Ａｎｔｉ—ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｗｉ山ＳＩＭＵＬＩＮＫ．ａ　ｖｉｓｉｂｌｅ　ｔｏｏｌ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｂｙ　ＭＡＴＬＡＢ．Ｔｈｒｏｎｇ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ　ａｄｄｉｎｇ　ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｒｉｃｅ，ｄｅ～ｓｐｒｅａｄ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ，ｔｈｅ　ｃｕｒｖｅ　ａｂｏｕｔ　Ｉ）ＳＳＳ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｉｔ　ｅｒｒｏｒ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ＳＮＲ　ｗｅｒｅ　ｇｉｖｅｎ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｒｅｓｕｌｔ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈａｔ　ＤＳＳＳ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ａｎｔｉ—ｎａｒｒｏｗｂａｎｄ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ，ｂｕｔ　ｂａｄ　ａｎｔｉ—ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ．　【Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ＤＳＳＳ；ＢＰＳＫ；Ｂｉｔ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ　扩频通信的精确定义为用来传输信息的信号带宽远远大于信息　转换成双极性二进制序列）变换后相乘加以实现。解扩过程与扩频过　本身的一种传输方式．频带的扩展由独立于信息的扩频码来实现，与　程相同．即将接收的信号用ＰＮ码进行第二次扩频处理。二进制相移　所传信息数据无关．在接收端用同步接收实现解扩和数据恢复。简言　键控基带调制器（ＢＰＳＫ　Ｍｏｄｕｌａｔ０ｒ　Ｂａｓｅｂａｎｄ）和二进制相移键控基带　之．扩频通信是把所要传输的信号带宽扩展到很宽的频带中进行传　解调器（ＢＰＳＫ　Ｄｅｍｏｄｕｌａｔ０ｒ　Ｂａｓｅｂａｎｄ）完成信息的调制，调制由正弦载　输。　波与扩频码直接相乘实现。采用相关解调法进行解调。加性高斯白噪　１直接序列扩频原理　声信道（ＡＷＧＮ　ｃｈａｎｎｅ１）为传输信道．在加性高斯白噪声信道模块中　可进行信号功率和信噪比的设置。窄带干扰（Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）为频带内正　扩频通信的理论基础是ｓｈａｎｎｏｎ定理，即　弦信号．信号频率可调．只要在信号的频带之内即可。差错率计算器　ｃ＝　ｌ。ｇ２（１＋　）　（１）　（Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ　Ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ）将原信息与解调解扩后的信号进行比较．计算　出接受信号的差错率即误码率或误比特率。频谱仪（Ｓｐｅｃｔｕｒｍ　Ｓｃｏｐｅ）￣　式１中Ｃ为信道容量．单位为ｂ／ｓ；Ｗ为信道带宽；Ｓ／Ｎ为信噪比　察加入窄带干扰和解扩后的信号频谱．方便我们理解直接序列扩频系　（ｄＢ）。式１中给出了在给定信噪比Ｓ／Ｎ和没有误码的情况下信道的理　统抗窄带干扰的过程　论容量Ｃ与该信道带宽Ｗ的关系　从这个定　理中可以的得出一个重要结论。对：于给定的信　息传输速率．可以用不同的带宽和信噪比的组　合来传输。换言之．信噪比和信道带宽可以互　换。扩频通信系统正是利用这一理论，将信道　带宽扩展许多倍以换取信噪比上的好处．增强　了系统的抗干扰性能　直接序列扩频（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｓｐｒｅａｄ　Ｓｐｅｃｔｒｕｍ．ＤＳＳＳ）采用高速率的伪随机码即扩　频码在发送端进行扩频．从而使占用频带较窄　的原始信号扩展为占用频带很宽的信号．在接　收端．用相同的伪随机码进行解扩．从而恢复　出原来的信号。由于干扰信号与扩频码序列不　相关，在接收端被扩展．使落人信号频带内的　图２　ＤＳＳＳ系统仿真模型　干扰信号功率大大降低．从而提高了，系统的输　出信噪比．达到抗干扰的目的。　３文件程序代码　图１给出了本文所建立的直接序列扩通信系统的原理框图。发射　端，信号经过ＢＰＳＫ调制后与伪随机码相乘后实现扩频，带宽变宽，通　ｘ一１Ｏ：１Ｏ；　％ｘ表示信噪比　过信道传送到接收端．接收到的信号先经过ＢＰＳＫ解调器解调．然后　ｖ＝ｘ；　％ｖ表示ＤＳＳＳ信号的误比特率　用伪随机码相乘进行解扩，最后恢复出原来的信号。　ｙｌ＝ｘ；　％ｙｌ表示ＢＰＳＫ信号的误比特率　ＢｉｔＲａｔｅ－１００００；　％信源产生信号的ｂｉｔ率等于１０ｋｂｉｔ／ｓ　恢复　二进制　ｆｎｒ　ｌ：ｌｅｎｇｔｈ（ｘ）；　％循环执行仿真程序　信息　ＳＮＲ＝ｘ（ｉ）；　％信道的信噪比依次取ｘ中的元素。　ｓｉｍ（＇ＤＳＳＳＢＰＳＫ＇）；　％运行仿真程序．误比特率保存在工作　变量中　ｙ（ｉ）＝ｍｅａｎ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）；　％ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ均值作为ＤＳＳＳ系统　仿真的误比特率　图１　直接序列扩通信系统的原理框图　ｙｌ（ｉ）＝ｍｅａｎ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ１）；　％ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ１均值作为ＢＰＳＫ仿　２　ＭＡＴＬＡＢ仿真模型建立　真的误比特率　ｅｎｄ；　仿真用ＭＡＴＬＡＢ工具箱中的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ通信仿真模块对直接序列　ｓｅｍｉｌｏｙｇ（ｘ，ｙ，　一ｍ　，ｘ，ｙｌ，　一一’；　％绘制ｘ和Ｙ的关系图，纵坐标采　扩频通信系统进行建模．图２为其仿真模型　本次建立的是一个先调　用对数坐标　制后扩频的扩频通信系统　ｌｅｇｅｎｄ（＇ＤＳＳＳ＂，＇ＢＰＳＫ３；　贝努力二进制序列发生器（Ｂｅｒｎｏｎｌｌｉ　Ｂｉｎａｒｙ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）作为仿真　ｔｉｔｌｅ（　ＤＳＳＳ和ＢＰＳＫ在ＡＷＧＮ信道中有正弦窄带干扰下的误码　系统的信源．产生的二进制随机信号　ＰＮ序列生成器模块（ＰＮ　率比较　Ｓｅｑｕｅｎｃｅ　Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ１作为伪随机码产生器．扩频过程通过信息码与ＰＮ　ｘｌａｂｅｌｆ　信噪比Ｅｂ／ＮＯ（ｄＢ）３；　码进行双极性（极性转换器（Ｕｎｉｐｏ１ａｒ　ｔｏ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｃｏｎｖｅｒｔ０ｒ）把ＰＮ序列　ｙｌａｂｅｌ（　误比特率Ｐｅ１；　ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌ。ｇｙ　Ｖｉｓｉ。ｎ科技视界Ｊ　１。３