扩频通信系统MATLAB仿真的开题报告.doc

重庆邮电大学

毕业设计（论文）开题报告

题 目：基于MATLAB的扩频通信系统仿真研究

学 院 通信与信息工程学院
专 业 电子信息工程
学 生 高洪涛
学 号 2009210314
班 号 0120901
指导教师 曹建玲
开题报告日期 2013.3.7

重庆邮电大学通信与信息工程学院

一、选题依据
1.论文(设计)题目
基于Matlab的扩频通信系统的仿真研究。
2.研究领域
扩频通信系统简介：扩展频谱通信具有很强的抗干扰性能，其多址能力、保密、抗多径等功能也倍受人们的关注，被广泛地应用于军事通信和民用通信中。扩频通信系统利用了扩展频谱技术，将信号扩展到很宽的频带上，在接收端对扩频信号进行相关处理即带宽压缩，恢复成窄带信号。对干扰信号而言，由于与扩频信号不相关，则被扩展到一个很宽的频带上，使之进入信号通频带内的干扰功率大大降低，相应增加了相关器输出端的信号/干扰比，对大多数人为干扰而言，扩频通信系统都具有很强的对抗能力。本文利用MATLAB对扩频系统中的m序列的产生、频谱、相关函数，以及整个扩频系统工作原理进行了仿真，为今后扩频通信系统在各个领域的应用和研究提供了依据。

3.论文(设计)工作的理论意义和应用价值
（1）理论意义：扩频通信是通信的一个重要分支和信道通信系统的发展方向。采用扩频信号进行通信的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比的好处，即接收机输出的信噪比相对于输入的信噪比有很大改善，从而提高了系统的抗干扰能力。扩频技术还具有保密性好、易于实现多址通信等优点，因此该技术越来越受到人们的重视。
近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技术之一。因此研究扩频通信具有很深远的意义。
（2）实践意义：通过对该课题的研究，了解科研学术论文的撰写流程，并且将自己所学的理论知识运用到论文中，全面多角度的分析该领域的发展现状，同时提高自己的思维能力，对搜集的数据进行恰当处理和准确分析，对大学本科四年学习成果进行有效的检验，并且进一步提高自学能力和自主进行科学研究的水平。

4.目前研究的概况和发展趋势
（1）扩展频谱技术特点：由于扩频通信能大大扩展信号的频谱，发端用扩频码序列进行扩频调制，以及在收端用相关解调技术，使其具有许多窄带通信难于替代的优良性能，能在“军转民”后，迅速推广到各种公用和专用通信网络之中，主要有以下几项特点：
1）． 易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率
无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波都得到了开发利用，仍然满足不了社会的需求。在窄带通信中，主要依靠波道划分来防止信道之间发生干扰。 为此，世界各国都设立了频率管理机构，用户只能使用申请获准的频率。
2）. 抗干扰性强，误码率低
扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而收端又采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。这祥，对于各种干扰信号，因其在收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。
在目前商用的通信系统中，扩频通信是唯一能够工作于负信噪比条件下的通信方式。
（2）仿真软件的介绍
MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。
MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，因此程序简洁，可读性很强，并且调试非常容易。：目前扩频技术中研究最多的对象是CDMA技术，其中又以码捕获技术和多用户检测（MUD）技术代表了目前扩频技术研究的现状。

二、论文(设计)研究的内容
1.重点解决的问题
（1）学习扩频通信的实现路径及原理，
（2）Matlab Simulink语言学习。
（3）基于MATLAB的扩频通信系统的仿真与分析
2.拟开展研究的几个主要方面
（1）利用MATLAB软件对直扩通信系统进行仿真，并且证明了提高信躁比，系统可以有效抑制正弦信号干扰。
（2） 研究扩展频谱通信技术的理论基础和实现方法，通过方框图对只需扩频通信系统进行了说明，并且通过程序得到了抑制正弦干扰性能与系统信噪比的关系。
3.研究方案
（1）第一阶段：查找关于扩频方面的资料，重点看 直接序列扩频，了解扩频系统原理，各部分组成。
（2）第二阶段：有针对性的筛选有用信息，梳理出本论文研究的一个核心内容和基本框架。
（3）第三阶段：与导师沟通，虚心听取导师的意见，对论文进行修改和完善。
4.本论文(设计)预期取得的成果
掌握直接序列扩频的工作原理，能使用MATLAB对其进行仿真。通过对该课题的研究，熟悉科研学术论文的撰写流程。学会迅速查阅各种形式的文献资料，并且进一步提高自学能力和自主进行科学研究的水平。
5.为完成课题已具备和所需的条件
为完成本课题现已具备笔记本电脑一台，一些关于直接序列扩频通信系统的书籍，MATLAB仿真的书籍和仿真软件。
6.为可能遇到的困难和问题，以及解决的措施
直接序列扩频在实际应用中几个问题：
首先，当采用跳频/扩频体制时，为获得足够大的处理增益，系统占用带宽太大，这就减少了可供跳频的信道数。其次，系统带宽太大，进入接收机前端的干扰信号增多。再次，要得到有效的抗多径和利用多径的能力，扩频码片必须足够窄，信息比特必须足够宽，而后者又限制了信息传输速率的提高。
为了解决系统占用频带过宽、外部干扰增多和传输速率受限的矛盾，当前各国大多采用多进制扩频技术，相对有效地解决了这些问题。

三、论文(设计)工作安排
工作进度分三个阶段：
（1）第一至二周为准备阶段：
收集资料，弄明白扩频通信系统的实现原理。
（2）第三周至第十四周为实施阶段：
第三周：积累资料，统计分析，写出可行性开题报告；
第四周：初步制定设计方案；
第五、六周：开始准备毕业设计需要的一些软件并练习调试。：
第七、八周：设计系统软件结构并编写程序；
第九、十周：检查编写的程序并确认无误；
第十一、十二周：将软件载入到MATLAB仿真软件里进行最后的调试；
第十三周：写出论文集，申请结题；
第十四周：打印和装订论文，模拟答辩。
（3）第十五周为答辩阶段：

四、参考文献
[1] 张欣.扩频通信数字基带信号处理算法及其VLSI实现[M].北京：科学出版社.2004；1—234
[2] 陈怀琛，吴大正，高西全.MATLAB及在电子信息课程中的应用[M].北京：第三版；电子工业出版社，2006.3
[3] 熊小莉.直接序列扩频信号数字科斯塔斯环的分析与设计[J].电讯技术,2001(4)：26—30.
[4] 樊昌兴,张甫翊,徐炳祥.通信原理[M].北京：国防工业出版社,2001..
[5] 邵玉斌.Matlab/Simulink 通信系统建模与仿真实例分析[M].北京:清华大学出版社,2008.