1．目的及意义

扩展频谱(扩频)通信系统是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输，再利用相应手段将其解扩，从而获取传输信息的通信系统。它在传输同样信息时所需的射频带宽，远比大家熟悉的各种调制方式要求的带宽要宽得多。扩频前的信息码元带宽远小于扩频后的扩频码序列的带宽，信息已不再是决定调制信号带宽的一个重要因素,其调制信号的带宽主要由扩频函数来决定。一般常用的扩频函数是伪随机编码信号。与常规的通信系统相比，扩频系统具有很强的抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径的能力。此外还具有信息隐蔽、多址保密通信等优点。由于扩频通信独具特色，自诞生之日起，就受到军方的极大重视。近十多年来，随着信息技术的迅猛发展与日益普及，扩频通信技术已在军用和民用通信领域得到广泛应用，并伴随GPS卫星定位、3G手机等产品迅速进人大众生活,逐渐发展成一门成熟的通信技术。

伪随机序列是结构可以预先确定，并且可以重复产生和复制，同时具有某种随机序列随机特性的序列。在扩频通信中，扩频运算是通过伪随机序列来实现的。因此，伪随机序列对扩频通信的性能起着决定性的重要作用。伪随机的意思是表面看起来很像随机，但其实是确定的序列。所谓“确定序列”是指如果已知规则，可以不漏的写出以后的全部序列，这样的序列称为伪随机序列或者伪码。

在扩频通信技术发展的前几十年，其应用一直在军事通信领域，而个人通信业务的发展终于使扩频技术迎来了另一次发展的大机遇。美国联邦通信委员会于1985年5月发布了一份将扩频技术应用到民用通信的报告。因此扩频通信技术的历史经历了主要的两个阶段：军事应用中的发展和民事应用中的发展。目前，扩频通信技术已经成为通信领域不可或缺的关键技术，被广泛应用于第四代移动通信（4G）、雷达、测距及导航系统中，显示了强大的生命力。扩频技术由于其本身具备的优良性能而得到广泛应用，到目前为止，最为主要的两个应用领域仍然是军事抗干扰通信和移动通信系统；而跳频系统与直扩系统则分别是这两个领域应用最多的扩频方式，其中跳频系统主要用于军事通信中对抗故意干扰和卫星通信中的保密通信，而直扩则主要是一种民用技术。
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2. 研究的基本内容与方案

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（1）基本内容

研究扩频通信中的伪随机序列的原理与特性，对伪随机码产生电路进行仿真和特性分析，并对所产生的码型及其频谱进行测试。

（2）目标

通过查阅资料，弄清扩频通信中伪随机序列的原理与特性，清楚伪随机序列的产生方式和条件，运行机理，并能通过MATLAB或FPGA等仿真软件进行伪随机序列电路的运行、序列的生成、并能对序列码型进行波形观测和频谱测试。

（3）拟采用的技术方案及措施

频谱的扩展是用数字化的方式实现的。在一个二进制码位时段内用一组新的多位的长码型予以置换，新码型的速率远高于原码型，其带宽也远高于原码型的带宽，从而将信号进行扩展。这些新码型也叫伪随机码。因此要研究伪随机序列的原理与产生，首先要了解扩频通信技术的相关知识。在储备了一定的扩频通信技术知识之后，才能将伪随机序列的研究内容衔接起来。

在扩频通信中，伪随机序列是区分用户的唯一标志，伪随机序列通过直接与待传信号相乘来控制载波信号的某个参量或者通过控制射频载波振荡器输出信号的频率等方式来扩展传输信号的带宽。经查阅资料，伪随机序列是针对白噪声演化而来的，采用编码结构，只有“0”和“1”两种电平，因此，伪噪声编码概率分布不具正态分布形式。但当码型足够长时，由中心极限定理可知，它趋近正态分布。因此，伪随机序列的定义由一个自相关函数得出。了解并理解这个自相关函数是进行伪随机序列的研究与仿真的第一步。

目前，几乎所有的扩频序列都要由移位寄存器产生，它能用简单的硬件来产生极长的序列。移位寄存器是由多个串接的存储器、反馈函数和加法器组成。了解移位寄存器及其工作原理、存储器的运行规则、反馈函数的选择等是产生伪随机序列的必要条件