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矿井巷道是一个电磁波传输受限的非自由空间,信号衰落不仅来自路径损耗和噪声干扰,更主要的因素是多径干扰,致使接收端信噪比很小。传统通信方式要求信噪比满足一个典型值才能实现可靠通信,在信道条件恶劣的井下是无法达到高质量通信指标的。基于直扩的矿井移动通信系统,无论从理论分析还是仿真结果来看,都具有较强的抗噪声和抗多径干扰能力,更适合在矿井通信环境中使用。 多径信号与有用信息存在相干关系,严重破坏接收信号的频率、幅度和相位特性,给信号提取带来困难。通过九阶多项式拟合发现多径衰落信号包络近似服从瑞利或莱斯分布,所以本文的仿真实验是在多径瑞利信道中进行的,考虑到巷道内电磁参数以及温湿度等的影响,又附加了高斯信道。扩频通信中扩频码的选择尤为关键,混沌序列因其随机性、非周期、数量多备受青睐。仿真表明:tent、改进型 Logistic和Chebyshev三种混沌序列中,改进的随机加扰分段 tent序列性能较好且可塑性强,但性能不够稳定。所以本文将性能稳定的 gold序列和随机加扰分段tent序列结合构造了tent-gold序列,该序列在平衡性和相关性上逼近 gold序列,且随机性强、非周期、数量众多。 最后将基于上述几种扩频码的直扩系统应用到矿井移动通信中,经Matlab/Simulink仿真分析表明:相较传统基带传输,直扩系统使误码率下降两个数量级,而且仅四段tent-gold序列的误码性能已逼近gold序列。除此之外,本文还分析了码长、多普勒频移、扩频增益和用户数等因子对系统性能的影响。