Design of a jammer for spread spectrum signal using matlab simulation

Abstract

The term spread spectrum is today one of the most popular terms in the radio engineering and communication community. Since, code division multiple access “CDMA” is a form of spread spectrum, a family of digital communication techniques that have been used in military applications for many years. Originally there were two motivations: either to resist enemy efforts to jam the communications “anti-jam, or AJ”, or to hide the fact that communication was even taking place, sometimes called low probability of intercept “LPI”. It has a history that goes back to the early days of World War II. In the late 1940's the proposed theoretically use of CDMA for civilian mobile radio applications is novel, but the practical application in the civilian marketplace did not take place until 40 years later. Nowadays, because of the dramatic growth of using the communication devices in every day’s life, and since this usage is sometimes has to be disturbed for some reasons, so to achieve this jammers are used. In practice, many types of jammers such as partial band noise jammer, pulsed noise jammer, and single-tone jammer are used. While this thesis studies the jammer design differently, by using the same spreading codes which spreads the message signals. This thesis addresses a study of designing a jammer for spread spectrum signal by analyzing the performance of the system using the MATLAB simulation. To achieve this, after a brief introduction the principles of the spread spectrum systems are explained in details, then the techniques of the detection which are used to retrieve the message signal are presented. Finally, the implementation of the design based on using the same spreading codes, which are used by the jammed system itself. Each of Gold, PN, and Kasami codes is used not only to spread the message signals but also to jam them. The channel is assumed to be an Additive White Gaussian Noise “AWGN”, and the suboptimum detector is used to retrieve the messages. According to the simulation results the designed jammer perform close to the theoretical jammer at a low signal to noise ration “SNR”, and increasing the code length diverge the designed jammer from the theoretical, in contrast the effect of increasing the number of users is opposite.

Yayılı spektrum terimi radyo mühendislik ve iletişim toplumunda günümüzün en gözde terimlerindendir. Kod bölmeli çoklu erişim “CDMA” bir yaylı spektrum oluşumu ve yıllarca askeri uygulamalar için kullanılmış olan sayısal iletişim teknikleri takımıdır. Başlangıçta iki tür güdülenim vardı: ya düşman kuvvetlerine karşı koymak amacıyla iletişim sinyalini bozmak “anti jam, veya AJ” ya da gerçekleşen iletişimi gizlemek, bu düşük olasılıklı algılama “LPI” olarak adlandırılabilir. Bunun İkinci Dünya Savaşının ilk günlerine dayanan bir geçmişi vardır. 1940’ların sonlarında CDMA’nın sivil gezgin radyo uygulamaları için önerilen teorik kullanımı alışılmışın dışındaydı ancak sivil markette pratik uygulama 40 yıl sonrasına kadar gerçekleşmedi. Günümüzde, iletişim aygıtlarının günlük hayatta kullanımının kayda değer artışı nedeniyle ve bu kullanımın bazı nedenlerle ve bazı durumlarda engellenmesi gerektiğinden, bu amaç doğrultusunda sinyal bozucular kullanılmaktadır. Uygulamada, bölümlü-frekans bandı gürültülü karıştırıcı, darbeli gürültülü karıştırıcı, tek tonlu sinyal bozucu gibi çok çeşitli sinyal bozucular kullanılmaktadır. Bu tezde, mesaj sinyallerini gönderen aynı yayılma kodlarının kullanılmasıyla farklı açıdan sinyal bozucu tasarımı araştırılmaktadır. vii Bu tez, MATLAB simülasyonu kullanılarak sistem performansının analiz edilmesiyle yayılı spektrum sinyali için sinyal bozucu tasarımı çalışmasını ele alır. Bu amaçla, kısa bir girişin ardından yayılı spektrum sistemlerinin prensipleri detaylı olarak açıklanmış, sonrasında mesaj sinyallerinin alınmasında kullanılan algılama teknikleri sunulmuştur. Sonuç olarak, karışmış sistemin kendisi tarafından kullanılan aynı yayılma kodlarının kullanılmasına dayanan tasarımın uygulaması sunulmustur. Gold, PN, Kasami kodlarının her biri, sadece mesaj sinyallerinin yayılması için değil aynı zamanda bu sinyallerin bozulması için de kullanılmaktadır. Kanal, Toplanır Beyaz Gauss Gürültüsü “AWGN” olarak farz edilir ve yarı optimal detektör mesajların alınması için kullanılır. Simülasyon sonuçlarına göre, tasarlanan sinyal bozucu, düşük sinyal gürültü oranında “SNR”, teorik sinyal bozucuya yakın bir performans sergilemiştir ve kod mesafesinin artırılması tasarlanan sinyal bozucuyu teorikten uzaklaştırmıştır, kullanıcıların sayısının artırılmasıyla tam tersi durum gerçekleşir.