第四章扩频信号

1、 1010NnncN1011,00,0 |Nnn knkc ckNN10Nnn knnc cN图图(a)波形波形 数据比特（低速率带宽较窄）数据比特（低速率带宽较窄）图图(b)波形波形 码片波形（速率高、频带宽）码片波形（速率高、频带宽）图图(a)图图(b)=图图(c)发射信号（速率变高，发射信号（速率变高，频带变宽频带变宽扩频）扩频）扩频信号：扩频信号： ( )d t( )p t( ) ( )d t p t( )( ) ( )( )( )r td t p tJ tW t窄带干扰 白噪声 0( ) ( )TbEr t p t dtT比特总能量Eb，比特间隔（码元间隔）T，单个比特幅值bETn解

2、扩（对扩频信号解除扩频）参见图6.1.1，图(c)图(b)=图(a) 22( ) ( )( )( )( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( )1( )1r t p td t ptJ t p tw t p td tJ t p tw t p tp tpt 2( )( )d t p t( ) ( )J t p tssWssW00/bbbtotJssEES RNNNNJ WbR干扰+噪声总能量 bRssWssWbRJWssW/ssJ W0JNNn解扩频后信干噪比解扩频后信干噪比 bbsstotJbEEWSNNJR ssbWNR n最佳检测器是单电平的检测器最佳检测器是单电

3、平的检测器 , , 发射比特发射比特 , , 发射比特发射比特 110010() NNmnnmnnnnnNmnnnyr cb cw cNbw c因为自相关性质 1011Nnnnc cN0my 0my 1mb 1mb n接收机用于同接收信号相乘的扩频序列接收机用于同接收信号相乘的扩频序列必须与相关检测之前接收到的扩频序列必须与相关检测之前接收到的扩频序列同步。同步。 若不同步若不同步 nncc110010()0, 0NNmnncmnnn innNnn inyr cE b cw cw ci比特信息丢失！比特信息丢失！ （1）扩频信号是不可预测的、伪随机的宽）扩频信号是不可预测的、伪随机的宽带信号带

4、信号（2）扩频信号带宽）扩频信号带宽传输数据的带宽传输数据的带宽 （3) 接收机中必须有与宽带载波同步的扩接收机中必须有与宽带载波同步的扩频信号副本频信号副本F使扩频信号是不可预测、伪随机的宽带使扩频信号是不可预测、伪随机的宽带信号的常用方法是采用伪噪声序列作扩信号的常用方法是采用伪噪声序列作扩频信号。频信号。F伪噪声（伪噪声（PN：pseudonoise）序列也称）序列也称伪随机序列，是用确定性方法产生的序伪随机序列，是用确定性方法产生的序列，但它却近似具有随机产生序列所希列，但它却近似具有随机产生序列所希望的某些关键随机特性。望的某些关键随机特性。F通常要求所产生的伪噪声序列满足：通常要求

5、所产生的伪噪声序列满足：n容易产生容易产生n既具有很低的自相关函数，又具有很低的既具有很低的自相关函数，又具有很低的互相关函数互相关函数n具有很长的周期具有很长的周期n很难由一段短的序列重构很难由一段短的序列重构F常用伪噪声序列：常用伪噪声序列：m序列、序列、Gold序列序列 ( )ic k( )1, 1ic k ( )is t ( )()0,1,2,cccp t p tkT dtk c1 , 0( )0 , ctTp t 其它sinc2sin12( )sin121cccctTtp tctTT 1( )( )()cNiiccks tc k p tkT220|( )|,( )1Tiiiis ts

6、 sst dt频谱利用率频谱利用率明显提高明显提高0,( )()0, (Tijijs ss t s tk dtk正交) （1 1）码片波形）码片波形 频谱利用率频谱利用率（2 2）每个比特的码片数目）每个比特的码片数目 扩频增益扩频增益（3 3）长度为的二进制码片序列）长度为的二进制码片序列 自相关、互相关特性自相关、互相关特性 ( )cp tcN (1),()iiccc NF 随着随着N的增大，由窄带人为干扰引起的的增大，由窄带人为干扰引起的通信性能下降将得到缓解通信性能下降将得到缓解F 随着随着N的增大，能够确定的信号达到时的增大，能够确定的信号达到时间的可靠性增加这将使得接收机的定间的可靠性增加这将使得接收机的定时同步变得容易，并提高接收机抗多径时同步变得容易，并提高接收机抗多径效应的能力效应的能力 1mmmmnYb cbc10101110NnnnNnnnc cNc cN1100()0NNmnnnmn nnnyYw cN bw c 码间