繼續講解！該來到直接序列擴頻知識的講解課程了。這個難度對于本科生而言，已經綽綽有余！真心希望老師們能夠量力而行的給學生們布置畢業設計課題！什么是擴頻通信呢？

擴展頻譜通信，簡稱擴頻通信，是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬。頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列（一般是偽隨機碼，比如m序列和GOLD序列）來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關。在接收端則用同樣的碼進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據。擴展頻譜通信與光纖通信、衛星通信一同被稱為進入信息時代的三大高技術通信傳輸方式。

這么重要的技術一定要仿真一下哦。這樣你能直觀的了解此項技術！2022年，此項專題已經整理成多個系列！歡迎大家深入學習！

%%% 擴頻通信調制解調器誤碼性能仿真程序 %%%

%%%% DS_BPSK_modem_sim1.m %%%

%%% date: 2017-03-01 author:算法工匠 %%%%

%%%%% 程序說明

% 完成擴頻通信系統仿真，比較不同信噪比下的誤碼性能。

% 參數化編程。

% 通信體制具體內容如下：

% M序列：255位

% 調制方式：BPSK 編碼方式：無

% 滾降因子：0.5

% 解調方式：相干解調 譯碼方式：無

% 噪聲：加性高斯白噪聲

% 基帶信號仿真

%%% 仿真環境

% 軟件版本：matlab 2015b

%%% sim系列說明之處

%

clear all;close all;format long;

%%********** 程序主體 *********%%

%%%%%% 系統參數 %%%%%

bit_rate = 1024;

symbol_rate = 1024;

fre_sample = 16*symbol_rate;

symbol_sample_rate = 16;

% 一個符號內的采樣倍數

fre_carrier = 4000;

%%%%%% 信源 %%%%%%%%

%%% 隨機信號

% msg_source = randint(1,1000);

msg_source = [ones(1,20) zeros(1,20) randint(1,60)];

% 給出標志性的幀頭，方便調試。

% 通常幀頭會采用擴頻序列，為了方便調試，可以采用全1和全0。

%%%%%% 發射機 %%%%%%

%%%% 生成m序列

%%% m序列初始狀態

stg = 8;

taps= [1 8];

inidata = [1 0 1 1 1 1 0 1]; % 初始相位

m_sequence = funct_mseq_2015(stg, taps, inidata);

% m_sequence取值為0和1。

bi_m_sequence = 2*m_sequence - 1;

%%%%% 擴頻

ds_msg_source = (2*msg_source-1)'*bi_m_sequence;

% 完成每個符號的擴頻

%%% 串并轉換

bipolar_ds_msg_source = reshape(ds_msg_source',1,[]);

%%%%%% 調制器

%%% 濾波器

% rcosflt 滾降成型濾波

rcos_msg_source = rcosflt(bipolar_ds_msg_source,symbol_rate,fre_sample);

% Roll-off factor 為 0.5。

% 頻域觀察

fft_rcos_msg_source = abs(fft(rcos_msg_source));

% figure(1)

% plot(rcos_msg_source,'-*')

% title('時域波形')

% figure(2)

% plot(fft_rcos_msg_source)

% title('頻域波形')

aaa = 1; % 調試斷點

%%% 載波發送

time =[1:length(rcos_msg_source)];

rcos_msg_source_carrier = rcos_msg_source'.*cos(2*pi*fre_carrier.*time/fre_sample);

% 頻域觀察

fft_rcos_msg_source_carrier = abs(fft(rcos_msg_source_carrier));

figure(3)

plot(rcos_msg_source_carrier)

title('時域波形')

figure(4)

plot(fft_rcos_msg_source_carrier)

title('頻域波形')

aaa = 1; % 調試斷點

%%%%%% 信道 %%%%%%%%

% 設置信噪比

snr = -10 ;

% 擴頻下的信噪比需要換算才能得到真正的信噪比。

% 非常重要的概念！！！

%%% 高斯白噪聲信道

rcos_msg_source_carrier_noise = awgn(rcos_msg_source_carrier,snr,'measured');

% rcos_msg_source_carrier_noise = awgn(rcos_msg_source_carrier,snr);

%%% 瑞利信道

% 暫無

%%%%%% 接收機 %%%%%%

%%%%%% 解調器

%%% 載波恢復

% 生成本地載波

rcos_msg_source_noise = rcos_msg_source_carrier_noise.*cos(2*pi*fre_carrier.*time/fre_sample);

% 濾波高頻，保留基帶信號

LPF_fir128 = fir1(128,0.2);

% 生成低通濾波器

rcos_msg_source_LP = filter( LPF_fir128, 1, rcos_msg_source_noise );

% 延時64個采樣點輸出。

figure(5)

plot(rcos_msg_source_LP)

title('時域波形')

figure(6)

plot(abs(fft(rcos_msg_source_LP)))

title('頻域波形')

% 生成匹配濾波器

rolloff_factor = 0.5; % 滾降因子

rcos_fir = rcosdesign(rolloff_factor, 6, symbol_sample_rate);

% 生成匹配濾波器系數

% 濾波

rcos_msg_source_MF = filter( rcos_fir, 1, rcos_msg_source_LP );

% 使用filter函數

figure(7)

plot(rcos_msg_source_MF,'-*')

title('時域波形')

figure(8)

plot(abs(fft(rcos_msg_source_MF)))

title('頻域波形')

%%% 最佳采樣點選擇

% 選取最佳采樣點，一個符號取一個點進行判決

decision_site = 160;

% (96+128+96)/2 = 160 三個濾波器延遲值

rcos_msg_source_MF_option = rcos_msg_source_MF(decision_site: symbol_sample_rate : end);

% 涉及三個濾波器，固含有三個濾波器延遲累加。

%%%%%%%% 解擴頻

% 不涉及捕獲過程

% 捕獲會涉及信號的頻率和碼相位參數的獲取

for i = 1:length(rcos_msg_source_MF_option)/length(bi_m_sequence)

% 乘累加

sum_PN(i) = sum(bi_m_sequence.*rcos_msg_source_MF_option((i-1)*length(bi_m_sequence)+1:i*length(bi_m_sequence)));

end

%%%%% 判決輸出

msg_source_MF_option_sign = sign(sum_PN);

figure(9)

plot(rcos_msg_source_MF_option,'-*')

title('時域波形')

%%%%%% 解碼器

% bchdecode % BCH譯碼

%%%%% 信宿 %%%%%%%%

%%% 誤碼性能比對

% [err_number,bit_err_ratio] = biterr(x,y)

[err_number,bit_err_ratio] = biterr(msg_source(1:length(msg_source_MF_option_sign)), (msg_source_MF_option_sign + 1)/2)

%%%%%%%%% 仿真結果 %%%%%%%

% 給出不同信噪比下的誤碼性能。

再來看一下程序的結論。有總結才能有提高！

%%%%% 結論 %%%%%%

% 完成了擴頻通信系統的仿真。

% 沒有包含編譯碼內容。

% 同步內容沒有涉及。

% 信噪比需要經過擴頻因子的換算。

% 程序中在snr=-10dB時，誤碼為0。

% 2017-3-5

要用到之前課上學過的函數程序funct_mseq_2015。知識可是一環套一環的哦。如果不會，請閱讀前面的課程。

未完，待續！

題外話！

倡議和提倡垃圾分類，這樣能帶來回收的便利。我們大學校園里面已經開始這樣的環保行動了，南京市鼓樓區的小學也采用了垃圾分類箱。環保意識從孩子開始樹立，真棒。日本在這方面做的很棒，雖然我不喜歡小日本，但這樣的環保意識和行動還是值得稱贊的。垃圾分類可以提高垃圾的資源價值和經濟價值，力爭物盡其用。

作為一名大學老師，是不是管的太多了。是的，我管的很多，連學生們上衛生間不遵守規定都要管。不管不行啊，我們都是社會大家庭的一份子。這些大學生出去后要給社會注入正能量才行啊，這就需要老師在大學期間什么都要管一點。你們說，對嗎？

修訂記錄

20181105 完成初稿；

20221122 修訂內容v2；