基于MATLAB 的擴頻通信系統仿真研究
范偉 翟傳潤 戰興群
(上海交通大學電子信息與電氣工程學院，200030，上海)
摘要 本文闡述了擴展頻譜通信技術的理論基礎和實現方法，利用MATLAB 提供的可視化工具Simulink 建立了擴頻通信系統仿真模型，詳細講述了各模塊的設計，并指出了仿真建模中要注意的問題。在給定仿真條件下，運行了仿真程序，得到了預期的仿真結果。同時，利用建立的仿真系統，研究了擴頻增益與輸出端信噪比的關系，結果表明，在相同誤碼率下，增大擴頻增益，可以提高系統輸出端的信噪比，從而提高通信系統的抗干擾能力。 關鍵詞 擴頻通信, 信噪比， 誤碼率， 擴頻增益
中圖分類號：TN914.42 文獻標識碼：A
Simulation of the Spread Spectrum Communication System
Based on MATLAB
FAN Wei, ZHAI Chuan-run, ZHAN Xing-qun
(School of Electronic, Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiaotong University, 200030, Shanghai) Abstract: The theory base and realizing methods of the spread spectrum communication technology was presented in this study. The simulation model of the spread spectrum communication system was built by using SIMULINK, which is provided by MATLAB. In addition, each module of the simulation model was introduced in detail ，and pointed out the problems that must be pay attention to in the system simulation. On the basis of the designed simulation conditions, the simulation program was run and the anticipant results were gained. Moreover, the relationship between the spread spectrum gain and the fan-out error rate was also studied by use of the simulation system. The results showed that on the base of the same error rate, if the spread spectrum gain was enlarged, the Signal-to-Noise of the system fan-out would be enhanced and the anti-jamming capability of the communication system would also be enhanced. Keywords : spread spectrum communication, Signal-to-Noise, error rate, spread spectrum gain 1 引言
擴展頻譜通信(簡稱擴頻通信)與光纖通信、衛星通信，一同被譽為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式，它是指發送的信息被展寬到一個很寬的頻帶上，在接收端通過相關接收，將信號恢復到信息帶寬的一種系統。采用擴頻信號進行通信的優越性在于用擴展頻譜的方法可以換取信噪比上的好處，即接收機輸出的信噪比相對于輸入的信噪比有很大改善，從而提高了系統的抗干擾能力。本文根據擴頻通信的原理，利用MATALB提供的可視化仿真工具Simulink建立了擴頻通信系統仿真模型，研究了擴頻通信的特性和擴頻增益與輸出端信噪比的關系，目的是為以擴頻通信為基礎的現代通信的研究和設計提供依據。
2 擴展頻譜通信技術
2.1 理論基礎
擴頻通信的基本理論是根據信息論中的Shannon 公式，即
)/1(log 2N S B C += (1)
式中：C為系統的信道容量(bit/s)；B為系統信道帶寬(Hz)；S為信號的平均功率；N為噪聲功率。
Shannon公式表明了一個系統信道無誤差地傳輸信息的能力跟存在于信道中的信噪比(S/N)以及用于傳輸信息的系統信道帶寬(B)之間的關系。該公式說明了兩個最重要的概念：一個是在一定的信道容量的條件下，可以用減少發送信號功率、增加信道帶寬的辦法達到提高信道容量的要求；一個是可以采用減少帶寬而增加信號功率的辦法來達到。
擴頻增益是擴頻通信的重要參數，它反應了擴頻通信系統抗干擾能力的強弱，其定義為接收機相關器輸出信噪比和接收機相關器輸入信噪比之比，即
d
s d s i i B B R R N S N S G ===//00 (2) 式中，S i 和S 0分別為接收機相關器輸入、輸出端信號功率；N i 和N 0分別為相關器的輸入、輸出端干擾功率；R s 為偽隨機碼的信息速率，R d 為基帶信號的信息速率；B s 為頻譜擴展后的信號帶寬，B d 頻譜擴展前的信號帶寬。
2.2 實現方法
)
