扩频与解扩程序

扩频设计——直扩系统

设计原理：产生一个伪随机码，与信息吗相乘，从而得到扩频码，使得原来的信息码频带扩展，以增加频带的代价换取加密，增强抗干扰性，达到可靠通信的目的。

实现程序如下：

code_length=20; %信息码元个数

N=1:code_length;

rand('seed',0);

x=sign(rand(1,code_length)-0.5); %信息码

for i=1:20

s((1+(i-1)*800):i*800)=x(i); %每个信息码元内含fs/f=800个采样点

end

%产生伪随机码，调用的mgen函数见最后

length=100*20; %伪码频率5MHz,每个信息码内含5MHz/50kHz=100个伪码

x_code=sign(mgen(19,8,length)-0.5); %把0,1序列码变换为-1,1调制码

for i=1:2000

w_code((1+(i-1)*8):i*8)=x_code(i); %每个伪码码元内含8个采样点

end

%生成的PN码波形如图2所示。

%扩频

k_code=s.*w_code; %k_code为扩频码

%调制

fs=20e6;

f0=30e6;

for i=1:2000

AI=2;

dt=fs/f0;

n=0:dt/7:dt; %一个载波周期内采样八个点

cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs);

signal((1+(i-1)*8):i*8)=k_code((1+(i-1)*8):i*8).*cI;

end

%PSK调制后的波形如图4所示。

%解调

AI=1;

dt=fs/f0;

n=0:dt/7:dt; %一个载波周期内采样八个点

cI=AI*cos(2*pi*f0*n/fs);

for i=1:2000

signal_h((1+(i-1)*8):i*8)=signal((1+(i-1)*8):i*8).*cI;

end

%解扩

jk_code=signal_h.*w_code;

%低通滤波

wn=5/10000000; %截止频率wn=fn/(fs/2),这里的fn为信息码(扩频码)的带宽5M

b=fir1(16,wn);

H=freqz(b,1,16000);

signal_d=filter(b,1, jk_code);

end

%要调用的函数mgen.m

function[out]=mgen(g,state,N)

gen=dec2bin(g)-48;

M=length(gen);

curState=dec2bin(state,M-1)-48;

for k=1:N

out(k)=curState(M-1);

a=rem(sum(gen(2:end).*curState),2);

curState=[a curState(1:M-2)];

end

%解调后的波形如图5所示。

图5 解调后的波形

从图形整体看，解扩出来的信息码与信源信息码基本相同。输入与输出对比如图7所示。

生成的信息码的波形图如图1所示。

图1 信源信息码扩频码如图3所示。

图2 PN码

图3 扩频码

图4 PSK调制后的波形解扩并滤波后的波形如图6所示。

图6 解扩并滤波后的波形