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1、扩频通信第一章扩频系统数学模型 及理论基础1.1扩频通信系统基本概念1.2扩频通信系统数学模型1.3扩频系统抗干扰性能分析1.4处理增益与干扰容限§1.1扩频通信系统基本概念一.扩展频谱通信系统1，时频变换2，扩频通信将待传输信息的频谱通过在编码使之扩大许多倍，送入信道中传输，在接收端解码将信息还原。由于在信道中实际传输的信号比原始信号频谱扩展了许多倍，因此称之为扩频通信。§1.1扩频通信系统基本概念§1.1扩频通信系统基本概念3，CDMA现代高端通信系统均采用伪随机码（PseudoNoiseCode)使频谱扩展，同时
2、采用PN码调制又起到了多址作用，因此理论上的扩频系统工程上称为CDMA码分多址（Codedivisionmultipleaccess)§1.1扩频通信系统基本概念4，两条准则（1）；（2）；由此，AM,FM,ASK,PSK,FSK,OOK等均不属于扩频通信系统。二，扩频系统原理1，结构P2图1-1(a)发送系统（b)接收系统2，时域波形图1-23，频域波形图1-3§1.1扩频通信系统基本概念§1.1扩频通信系统基本概念4，数学原理A,d(t)d(t)c(t)d(t)c(t)c(t)=d(t)B,Shannon
3、定理C=W*log2(1+S/N)§1.1扩频通信系统基本概念三，工作方式1，直接序列扩展频谱系统（DS-SS)----DirectSequenceSpreadSpectrum2,跳频扩频系统（FH-SS)---FrequencyHoppingSpreadSpectrum§1.1扩频通信系统基本概念3,跳时扩频系统(TH-SS)-----TimeHoppingSpreadSpectrum4,混合式FH/DS,DS/TH,等等§1.2扩频系统的数学模型本节内容涉及到许多数学表达式，较为枯燥，但它们是为后面分析系统特性及抗
4、干扰性能服务的，特别是方便设计者理解各模块为什么这样设计。§1.2扩频系统的数学模型一，DS-SS-PSK数学模型1，射频：s(t)=m(t)coswctm(t)=d(t)c(t)PSK调制：m(t)高低电平2，经信道后进入接收机天线的信号为r(t)=s1(t-τ1)+n(t)+si(t-τi)§1.2扩频系统的数学模型3,经射频滤波器，相关，基带滤波后：u(t)=2∫d[u,a-……1-20式结论：τ’(u)=τ(u)扩频伪码同步wd’(u)=wd(u)载波频率锁定Φ’(u)=Φ(u)载波相位同步上述三者锁定后，经门
5、限判决后，便可无误恢复出基带信号{an}§1.2扩频系统的数学模型4,对于各种干扰信号，如si(t-τi),n(t)等它们与本地伪码均不相关，相关处理后干扰信号能量被扩展到整个扩频带宽内，通过基带滤波器输出很小。二，FH-SS模型图1-5§1.3扩频系统的抗干扰性能分析一，干扰信号.1,多址干扰:同一扩频系统中其他台站的信号。2,人为敌方干扰:窄带瞄准式和宽带阻塞式,以及转发干扰。3,随机自然干扰：雷电,飞行体,汽车的火花干扰等。4,多径衰落干扰。§1.3扩频系统的抗干扰性能分析二，处理增益GpGp=输出信噪比/输入信
6、噪比=So/No//Si/Ni三,扩频系统抗干扰能力分析1，广义平稳随机及单频正弦Gp=Rc/Rb(DS-SS)Gp=N(FH-SS)§1.3扩频系统的抗干扰性能分析2，抗多径干扰分析（重点）扩展频谱系统具有很强的抗多径干扰能力，对多径干扰不敏感。原因有三：P23(1),(2),(3)§1.4干扰容限与扩频系统主要特点一，处理增益Gp=2Rc/Rb对于2PSK而言Gp=N跳频工程上目前国外DS-SS可达到70dBFH-SS限制在40-50dB以内相当于1万~10万个频点§1.4干扰容限与扩频系统主要特点二，干扰容限1，
7、表示可以在多少信噪比情况下可以正常工作Mj=Gp-Lsys-(S/N)out其中Lsys为系统的损耗(S/N)out为输出端要求的信噪比P24例题2，干扰门限实际设计时往往比干扰容限要再严格一些留出冗余量，例如1dB§1.4干扰容限与扩频系统主要特点三，扩频通信技术的主要优点（1）抗干扰性能好；（2）保密性好，不易被侦破；（3)易于实现多址；（4）降低了通量密度；（5）扩频系统本身为数字系统，易于实现。第二章各种扩频信号及其调制技术2.1直序扩频系统(DS-SS)2.2DS-SS中重要参数讨论2.3FH-SS跳频系统2
8、.4跳频系统的特点2.5跳时系统(TH-SS)2.6各种混合扩频调制系统§2.1直序扩频系统(DS-SS)一，直接序列扩频信号的产生PCM-DSSS-2PSK————PCM-CDMA-2PSK图2-1(a),(b)详细的Block§2.1直序扩频系统(DS-SS)二，伪随机信号的调制与混频1，2PSK调制f(t)=±coswct属
