扩频通信技术在实际中的应用

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1、扩频通信技术在实际中的应用摘要：通过介绍扩频通信技术的概念及原理来研究它是如何在实际中应用的。关键词:扩频分类应用正文：一、扩频技术是近年发展非常迅速的一种技术，它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势，而且广泛地渗透到了通信的各个方面，如卫星通信、移动通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等。扩展频谱通信(SpreadSpectrumCommunication)川简称“扩频通信”。是将发送的信息展宽到一个很宽的频带上，这一频带比要发送的信息带宽宽的多，在接收端通过相关接收，从而将信号恢复到信息

2、带宽。扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同扰的抵抗能力是不同的。直接序列扩频技术通过相关处理，降低进入解调器的信号功率来达到抗干扰目的；跳频系统依靠载频的随机跳变，以躲避方式对抗通信中的干扰。直接序列扩频技术是目前应用较为广泛。三、低轨卫星通信信道模型低轨口星通信信道是一种无线衰落时变信道。其中，径衰落、阴影衰落及多普勒频移是影响低轨卫星信道的主要因素。将低轨卫星通信

3、的传播环境分为城市环境、开阔地带环境、农村及郊区环境三种，分别用瑞利信道、莱斯信道和C．I舶信道模璎来近似n-lo]。2．1城市环境在此情况下，视线分冒可以认为是完全被建筑物阻挡吸收，直射分量：(f)为零，接收的信号为各条路径的散射分量之和，此时只存在多径衰落。各途径传播的散射信号相互独立，而且散射信号的振幅之和是恒定的，合成信号的包络服从瑞利(Rayleigh)分布，其概率密度函数为，式中，r为接收信号的包络，，为平均多径功率，合成信号的相位服从[0，27r)的均匀分布，此时的信道属于瑞利信道。当采用Syst

4、emVue软件建立其仿真模型时，可由JK信道子系统构成，设其多径数目为5，最大多普勒频移为20kHz。2．2开阔地带环境在此情况下，直射波完全不受阻挡，接收信号是恒定的视线分量与多径散射分昔之和。此时信号包络服从莱斯(Rician)分布，信道表现形式是莱斯信道。其包络的概率密度函数为式中，A。为稳定的视线分量的幅度，厶为零阶第一类贝塞尔修正函数。相位的概率密度为式中，为西(菇)标准正态分布的概率积分，A2／2为直射分量功率，％2为散射分量功率。可以用莱斯因子K为定义直射分量与散射分量之间的功率之比，即表征了多径

5、散射对信号分布的影响。K=2箜o．2(4)将式(4)代入式(3)得：脚，=菇+警[2一erfc(“08西·K)](一7r<西<仃)(5)式中，e毋(算)表示误差函数。将式(4)代入式(2)可得其包络的概率密度函数为P(r)=2r“可；xp[一K一(1+K)r2]．，0(2r／K(K+1))(r≥O)(6)莱斯因子K与卫星仰角有密切的关系，文献[10]给出了其计算的经验公式及参数值，当仰角为30度时，K=1i。当采用SystemVue软件建立其仿真模型时，可由Rician信道子系统构成，并设其相关时间为50微秒，

6、莱斯因子为1ldB。2．3农村及郊区环境在这种情况下，接收到的信号是由受到阴影作用的直射信号分量和不受阴影作用的纯多径信号分量组成的，这种信道模型又称为C．Loo模型。接收到的信号可表示为：r(t)=z(t)-s(t)+d(￡)(7)式中，r(t)为接收到的信号；；(t)为直射波信号；s(t)表示阴影衰落；d(t)为纯多径信号。由于多径信号服从瑞利分布，阴影衰落服从对数正态分布，联合瑞利分布函数和对数正态分布函数，可以得到接收信号包络的概率密度函数为：⋯rr1^¨卜丁历烈i麟p[一掣一％导]．，o(嚣b)出(8

7、)。2do260。”、o⋯“⋯7式中，，o(·)为零阶贝塞尔函数，60表示平均多径功率，p表差。文献[11]给出了计算b。4t、do的公式及经验值，当仰角为30度时，弘为一5．045、do为2．7。当采用SystemVue软件建立其仿真模型时，可由JK信道子系统、正态分布函数及指数函数子系统构成，设多径数目为5，最大多普勒频移为20kHz，正态分布的均值为一5．045、方差为2．7。3混合DS／FH扩谱方案混合DS／FH扩谱方案是将直接序列扩谱与跳频扩谱有机结合起来，虽然在设计和研制上比单独的蓖接序列扩谱和跳频

8、扩谱系统复杂得多，但在这种结合中直接序列扩谱的低检测概率特性和跳频扩谱的频率分集特性都能够被利用，有利于将信号隐藏起来，同时电子干扰系统很难将信号的一次跳频与下一次跳频联系在一起，从而使跳频驻留关联非常因难，可用于降低频率选择性衰落的影响¨“。混合DS／FH扩谱方案的原理框图如图1所示。图1混合DS／FH扩谱方案的原理框图工作原理如下：第k用户的数据信号B。(￡)在基带单元内完成信源编