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繼續講解！本堂課開始給出直接序列擴頻的程序實例。程序雖然簡單，但是能說明和驗證部分理論。學習就是要從簡單入手，然后再逐步深入。之前給出的直接序列擴頻程序就是純理論仿真程序。

不過講之前先聊聊5G。喊了好幾年了，真的快來到了。中國企業這次不會再是旁觀者了。2018年6月，隨著5G新空口(NR: New Radio)獨立組網功能的凍結，5G已經完成第一階段的全面標準化工作，進入全面產業化階段，預計2020年實現全面商用。與前幾代移動通信相比，5G的系統性能大幅提高，峰值速率可達10Gbps～20Gbps，用戶體驗速率可達100Mbps～1Gbps，連接數密度每平方公里可達100萬，每平方米流量密度可達10Mbps，能夠支持500km/h運動情況下的通信。從業務能力來說，5G能夠滿足更為豐富的業務需求。過去幾代移動通信主要實現“人與人”之間的通信；而在5G時代，還要實現“人與物”、“物與物”之間的高效通信，最終實現“萬物互聯”。國際電信聯盟（ITU）將增強的移動寬帶（eMBB）、高可靠低延遲通信（uRLLC）以及大規模機器通信（mMTC）定義為5G的三大主要應用場景。2018年，國家喊出了6G。對于這個消息，我有點暈！5G似乎還沒能穩定運行啊？技術可以先行。2022年了，5G有了，芯片被卡脖子了。

來看程序吧。

這可是老師當年在企業時寫的研發代碼哦！

珍惜的看吧！

% 衛星地球站多進制位移m序列擴頻系統算法仿真 %

%%********* 程序說明 **********%

%% File: IF_satelliteMaryds_sim1.m %%

%% date: 2008-03-31 author: 算法工匠%%

%%% 目的

%%% 本程序進行衛星地球站中多進制位移m序列擴頻系統算法仿真。

%%% 為測試程序的誤碼率性能，故沒有捕獲部分。

%%% 仿真環境

%%% 信號源設置：信號源僅含有同步碼。

%%% 采樣速率：碼片速率的4倍，奈奎斯特采樣，設置有采樣偏差

%%% 中頻頻率：1倍碼片速率載波偏差：200Hz

%%% 碼片速率: 2.4KHz 加噪采用awgn方式

%%% 無捕獲部分。

%%% 程序結構

%%% 系統的同步碼采用32位的m序列作為對頻偏和同步的引導，

% 幀頭采用碼長63位m序列的前32位比特，采用BPSK調制方式

%%% 數據傳送采用QPSK調制方式（以后可改進為oqpsk方式），

% 數據傳送過程中有同步輔助。

%%% 偽碼跟蹤在I信道中完成。

%%% I信道使用位移的m序列（采用[5，2]反饋結構）進行同步，

% BTR、幀頭和幀尾是包含在該路信號中。使用差分調制。

%%% Q路用16ary多進制擴頻。

% Q信使用位移的m序列（采用[5，4，2，1]反饋結構）進行數據傳輸。

%%% I路的BTR碼采用全1的模式，利于用fft的捕獲方式。

%%% 切記：改抽樣因子的同時，要改動捕獲門限值。

%%% 改進之處

clear all;

%%************ 程序主體 ************%%

format long;

start_time = clock;

%%%%%%%%%% %%%%%%%

%% 固定參數部分 %%

%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%－－升滾降平方根濾波器的參數設置－－－

ins_value = 8; % 內插因子

br = 4; % 信息源比特率

sr = 1;

cr = 2.4e3*1 ; % 碼片速率

%－－－產生擴頻序列－－－－

stg = 5;

taps = [ 2, 5 ];

inidata = [ 1, 1, 1, 1, 1 ];

n = 1;

I_mseq = funct_mseq(stg, taps, inidata, n);

I_mseq_nrz = [2*I_mseq-1 -1]; % Unbipolar -> Bipolar

time_Iseq = ceil(1/ins_value.*(1:length(I_mseq_nrz)*ins_value));

I_mseq_nrz_ceil = I_mseq_nrz(time_Iseq);

I_mseq_fft = fft(I_mseq_nrz_ceil);

I_mseq_ceil_triple = [I_mseq_nrz_ceil I_mseq_nrz_ceil I_mseq_nrz_ceil];

stg = 5;

taps = [ 1, 2, 4, 5 ];

inidata = [ 1, 1, 1, 1, 1 ];

n = 1;

Q_mseq = funct_mseq(stg, taps, inidata, n);

Q_mseq_nrz = [2*Q_mseq-1 -1]; % Unbipolar -> Bipolar

Q_mseq_nrz_ceil = Q_mseq_nrz(time_Iseq);

Q_mseq_ceil_triple = [Q_mseq_nrz_ceil Q_mseq_nrz_ceil Q_mseq_nrz_ceil];

Q_mseq_doub = [2*Q_mseq-1 -1 2*Q_mseq-1 -1];

for i = 1:16

Q_mseqmarix(i,:) = Q_mseq_doub(2*(i-1)+1:2*(i-1)+32);

end

%－－－采樣頻偏參數－－－

offset=0.01;

ideal_samplefre = ins_value*cr;

samplefre = ideal_samplefre+offset;

%－－－－載波和頻偏參數－－－－

fcarrier = 1*cr;

foffset = 110;

ophase = pi/3;

%－－－－DLL參數設置－－－－

Bd = 0.001;

% 環路噪聲帶寬

damp = 0.707;

% 阻尼系數

td = 32/cr;

% 相關積分時間

Kd = 1;

% 環路增益

Wd = 2*Bd/(damp+1/(4*damp));

% 自然角頻率

Cd1 = 8*damp*Wd*td/(Kd*(4+4*damp*Wd*td+(Wd*td)^2));

% 環路濾波器的系數

Cd2 = 4*(Wd*td)^2/(Kd*(4+4*damp*Wd*td+(Wd*td)^2));

%%%%%%%%%%%

%% 發射機部分 %%

%%%%%%%%%%

%－－－－－信息組幀－－－－－

%－－－－ I路成幀－－－－

%－－－BTR碼－－

% I_BTR = [ 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 ]; % 16位

I_BTR = ones(1,16);

%－幀頭采用63碼長的m序列中前32比特－－

I_framestart_uwcode = [ 1 -1 1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1];

%－－－幀尾采用3個barker碼級聯－－

I_frameend_uwcode = [ -1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1];

%－－－幀信息內容－－－－－－

frame_msg = 2*randint(1,2000)-1;

%－串并轉化分解為I路和Q路信息－－－

IQdata = reshape(frame_msg,5,length(frame_msg)/5);

IQdata(1,151:190) = ones(1,40); % 設置標志以便調試程序

Iinformation = IQdata(1,:);

Qinformation = reshape([IQdata(2,:);IQdata(3,:);IQdata(4,:);IQdata(5,:)],1,4*length(frame_msg)/5);

%－－－－成幀－－－－－－－－

frame_msg_infI = [ I_BTR I_framestart_uwcode Iinformation I_frameend_uwcode ];

frame_msg_infQ = [zeros(1,length([I_BTR I_framestart_uwcode])) Qinformation zeros(1,length(I_frameend_uwcode))];

%－－－－調制－－－－－－

%－－－ I路信息的DBPSK調制－－－

len=2;

inf_phase(1)=0;

for i=1:length(frame_msg_infI)

if frame_msg_infI(i) == 1

inf_phase(len) = inf_phase(len-1);

elseif frame_msg_infI(i) == -1

inf_phase(len) = inf_phase(len-1) + pi;

end

len =len +1;

end

Tra_baseI = cos(inf_phase);

% 注意：這里會導致I路多出一個符號，因此信號源要多加32個0

%－－－I路信息的直擴調制－－－－－

for index = 1:length(Tra_baseI)

I_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Tra_baseI(index)*I_mseq_nrz;

end

%－－Q路信息的多進制擴頻調制－－－－

Mary_bits = 4;

for index = 1:length(Qinformation)/Mary_bits

if (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(1,:);

Q_mseqsite(index) = 1; % 本語句的目的是為了可以進行誤碼的追蹤。

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(2,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(2-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(3,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(3-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(4,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(4-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(5,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(5-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(6,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(6-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(7,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(7-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== -1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(8,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(8-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(9,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(9-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(10,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(10-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(11,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(11-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(12,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(12-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(13,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(13-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(14,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(14-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== -1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(15,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(15-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 1 && Qinformation(Mary_bits*index)== 1)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = Q_mseqmarix(16,:);

Q_mseqsite(index) = 32*ins_value - 2*(16-1)*ins_value + 1;

elseif (Qinformation(Mary_bits*index-3)== 0 && Qinformation(Mary_bits*index-2)== 0 && Qinformation(Mary_bits*index-1)== 0 && Qinformation(Mary_bits*index)== 0)

Q_tx_dsseq ((index-1)*32+1:index*32) = zeros(1,32);

Q_mseqsite(index) = 0;

end

%－－－擴頻調制信息成幀－－－－－

% Ibit_flow = [ zeros(1,100) I_tx_dsseq zeros(1,100) ]; %

% Qbit_flow = [ zeros(1,100) Q_tx_dsseq zeros(1,100) ];

% 信息添加起始內容表征突發模式

Ibit_flow = [ I_tx_dsseq zeros(1,100) ]; %

Qbit_flow = [ zeros(1,(length([I_BTR I_framestart_uwcode])+1)*32) Q_tx_dsseq zeros(1,length(I_frameend_uwcode)*32) zeros(1,100) ]; %

%%% 幀尾加0是為方便本程序比較誤碼率所設，實際系統中沒有該部分內容

%－－內插ins_value倍并加入采樣頻偏－

ins_seq = ceil(cr/samplefre.*(1:length(Ibit_flow)*ins_value));