(6.4.6)-23扩频通信技术

扩频通信含义分类及性能指标扩频通信实现EDITEDBYLIUJUN21.扩频通信含义SpreadSpectrumCommunication扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽扩频通信技术:在发端采用扩频码调制，使信号所占的频带宽度远大于所传信息必须的带宽，在收端采用相同的扩频码进行相关解调来解扩以恢复所传信息数据一般调制技术的设计思想是最小化带宽，而扩频技术是使传输带宽比所要求的最小信号带宽大几个数量级，具有较强的抗多径和其他干扰能力，保密性强等优点EDITEDBYLIUJUN3扩频通信理论基础所谓扩频是把信息的频谱扩展到宽带中进行传输的技术信号所占用的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽理论基础是香农信息公式在信道容量C不变的情况下，信号频带宽度B与信噪比S/N完全可以互相交换，即可以通过增大传输系统的带宽以在较低信噪比的条件下获得比较满意的传输质量EDITEDBYLIUJUN4扩频通信不可忘记的人物1948年发表《通信的数学原理》ClaudeElwoodShannon(1916—2001)1941年，好莱坞女演员HedyLamarr和钢琴家GeorgeAntheil提出，申请了美国专利#2.292.387EDITEDBYLIUJUN5扩频通信发展重要节点1955年，美国海军和空军测试各自扩频系统，开始军用扩频通信系统1976年，第一部扩频通信概述性专著SpreadSpectrumSystems发表1978年，在日本举行的国际无线通信咨询委员会（CCIR）全会对扩频通信进行专门研究1982年，第一部扩频通信理论性专著CoherentSpreadSpectrum问世1985年以后，民用扩频通信系统开始发展近30年来，主要在GPS、卫星通信系统、移动通信系统中得到广泛应用EDITEDBYLIUJUN6扩频通信的优点抗干扰性强，误码率低易于同频使用，提高了无线频谱利用率对各种窄带通信系统的干扰很小抗多径干扰扩频通信自身具有加密功能，保密性强具有多址能力，可以实现码分多址EDITEDBYLIUJUN72.扩频通信的实现100110110011001100110011010010110011010011001用户输入信息正交扩频序列（正交函数）扩频后的发送数据+1-1+1-110011+1-1接收数据100101100110100110010110011001100110011011110000000011111111相关扩频序列EDITEDBYLIUJUN8扩频通信模型信源解码信源编码Interleaving信道编码交织去交织信道解码加扰解扰扩频解扩调制解调射频发射射频接收比特符号码片EDITEDBYLIUJUN93.扩频通信的分类及性能指标直接序列扩频（DSSS）跳频扩频（FHSS）跳时扩频（THSS）混合扩频EDITEDBYLIUJUN10直接序列扩频DSSS扩频解扩码片符号数据扩频码扩频信号=数据×码字扩频码数据=扩频信号×码字1-11-11-11-11-1EDITEDBYLIUJUN11跳频扩频FHSS时间频率空间接收机跳频图案发射机跳频图案B4B3B2B1f4f3f2f1f4f3f2f1EDITEDBYLIUJUN12跳频实现框图数据跳频信号调制器振荡器码时钟频率合成器PN码生成器发射机带宽滤波频率合成器PN码生成器解调器BPF同步系统解跳信号数据跳频信号接收机EDITEDBYLIUJUN13扩频通信性能指标处理增益抗干扰容限EDITEDBYLIUJUN14处理增益处理增益G也称扩频增益(SpreadingGain)定义为频带扩展后的信号带宽W与频谱扩展前的信息带宽F之比：

Gp＝W／FGp＝10lgW／F在扩频通信系统中，接收机作扩频解调后，只提取伪随机编码相关处理后的带宽为F的信息，而排除掉宽频带W中的外部干扰、噪音和其地用户的通信影响处理增益G反映了扩频通信系统信噪比改善的程度EDITEDBYLIUJUN15抗干扰容限是指扩频通信系统能在多大干扰环境下正常工作的能力定义为：Mj=Gp－[(S/N)out+Ls]其中：

Mj---抗干扰容限

Gp---处理增益(S／N)out---信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比

Ls---接收系统的工作损耗EDITEDBYLIUJUN16抗干扰容限举例一个扩频系统的处理增益为35dB．要求误码率小于l0－5的信息数据解调的最小的输出信噪比(S/N)out＜10dB，系统损耗Ls＝3dB则干扰容限Mj＝35－(10+3)＝22dB这说明，该系统能在干扰输入功率电平比扩频信号功率电平高2