扩频通信课程总结

《扩频通信课程总结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《扩频通信技术及应用》课程总结院系：计算机科学与技术学院专业：通信工程年级班级：0804学号：310809020426姓名：张程毅一、引言长期以来，扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统，随着世界范围政治格局的变化和冷战的结束，该项技术才逐步转向"商业化"。数年前扩频通信在我国通信领域仍鲜为人知，有关资料介绍也比较少，一九九三年开始,吉隆公司即致力于向我国引进扩频产品,已经在电力、金融、公安、交通等行业收到了明显的社会、经济效益，引起国内通信界人士的广泛注意。二、扩频通信的简介我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。例如语音信息的带宽大约

2、为20Hz~20000Hz、普通电视图像信息带宽大约为6MHz。为了充分利用频率资源，通常都是尽量压缩传输带宽。如电话是基带传输，人们通常把带宽限制在3400Hz左右。如使用调幅信号传输，因为调制过程中将产生上下两个边带，信号带宽需要达到信息带宽的两倍，而在实际传输中，人们采用压缩限幅技术，把广播语音的带宽限制在大约为2×4500Hz=9KHz左右；采用边带压缩技术，把普通电视信号包括语音信号一起限制在1.2×6.5MHz=8MHz左右。即使在普通的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右，这些都是采用了窄带通信技术。扩频通信属于宽带通

3、信技术，通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。至于为什么要浪费资源这样做呢，主要目的就是用来保证信息安全和抗干扰用！扩频通信，即扩展频谱通信技术（SpreadSpectrumCommunication），它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。除此以外，扩频通信还具有如下特征:1.是一种数字传输方式；2.带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；3.在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息。4.抗干扰能力强。这是扩频通信的基本特点，是所有通信方式无法比拟的。5.宽带

4、传输，抗衰落能力强。6.由于采用宽带传输，在信道中传输的有用信号的功率比干扰信号的功率低得多，因此信号好像隐蔽在噪声中；即功率话密度比较低，有利于信号隐蔽。7.利用扩频码的相关性来获取用户的信息，抗截获的能力强。三、扩频通信的理论基础根据仙农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式，即仙农公式：　　C=W×Log2(1+S/N)　　式中：C--信息的传输速率S--有用信号功率W--频带宽度N--噪声功率由式中可以看出：　　为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现，既加大带宽W或提高信噪比S/N。换句话说，当信号的传输速率C一定时，信

5、号带宽W和信噪比S/N是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。扩频通信就是用宽带传输技术来换取信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。一、频谱的扩展的实现和直接序列扩频频谱的扩展是用数字化方式实现的。在一个二进制码位的时段内用一组新的多位长的码型予以置换，新码型的码速率远远高出原码的码速率，由傅立叶分析可知新码型的带宽远远高出原码的带宽，从而将信号的带宽进行了扩展。这些新的码型也叫伪随机（PN）码，码位越长系统性能越高。通常，商用扩频系

6、统PN码码长应不低于12位，一般取32位，军用系统可达千位。目前常见的码型有以下三种：lM序列，即最长线性伪随机系列；lGOLD序列；lWALSH函数正交码。当选取上述任意一个序列后，如M序列，将其中可用的编码，即正交码，两两组合，并划分为若干组，各组分别代表不同用户，组内两个码型分别表示原始信息"1"和"0"。系统对原始信息进行编码、传送，接收端利用相关处理器对接收信号与本地码型相关进行相关运算，解出基带信号(即原始信息)实现解扩，从而区分出不同用户的不同信息。微波无线扩频通信的原理见图1：图1：扩频通信原理　　由图可见，一般的无线扩频通信系统都要进行三

7、次调制。一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频调制。接收端有相应的射频解调，扩频解调和信息解调。根据扩展频谱的方式不同，扩频通信系统可分为：直接序列扩频（DS）、跳频（FH）、跳时（TH）、线性调频以及以上几种方法的组合。图2：信息的频谱扩展过程所谓直接序列扩频（DS-DirectScquency），就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。直接序列扩频的频谱扩展和解扩过程见图2和图3所示：图3：扩频信号的解扩过程在图上我们可以看出：i.在发端，信息码经码率

8、较高的PN码调制以后，频谱被扩展了。在收端，扩频信号经同样的PN码