第10章 擴(kuò)頻通信系統(tǒng)

第十

章

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)擴(kuò)展頻譜(SS:SpreadSpectrum)通信技術(shù)是一種非常重要的抗干擾通信技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用在軍事與民用通信系統(tǒng)中。它與光纖通信、衛(wèi)星通信一同被譽(yù)為信息傳輸時(shí)代的三大高技術(shù)通信方式。

擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)是指待傳輸帶基帶信號(hào)用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)(與基帶信號(hào)無關(guān))擴(kuò)展頻譜后成為寬頻帶信號(hào)，然后再進(jìn)行傳輸?shù)囊环N系統(tǒng)。待傳輸?shù)幕鶐盘?hào)就是信源發(fā)出的數(shù)字信號(hào)。特定的擴(kuò)頻函數(shù)通常選用各種偽隨機(jī)序列(擴(kuò)頻碼)，其碼元傳輸速率遠(yuǎn)大于基帶信號(hào)速率，因而和基帶信號(hào)相乘后擴(kuò)展了基帶信號(hào)的帶寬。它的基本特點(diǎn)是其傳輸信息所用信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)大于信息本身的帶寬。除此以外，擴(kuò)頻通信還具有如下特征:

1.是一種數(shù)字傳輸方式。

2.帶寬的展寬是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對(duì)被傳信息進(jìn)行調(diào)制實(shí)現(xiàn)的。3.在接收端使用相同的擴(kuò)頻函數(shù)對(duì)擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)，還原出被傳信息。擴(kuò)頻通信的理論依據(jù)是香農(nóng)定理

式中，C為信道容量，B為信道帶寬，S/N為信道輸出信噪比(從發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)噪聲功率比)。根據(jù)此定理，當(dāng)信道容量C一定時(shí)，信號(hào)帶寬B和信噪比S/N是可以互換的，即增加信號(hào)帶寬可以降低對(duì)信噪比的要求，當(dāng)帶寬增加到一定程度，允許信噪比進(jìn)一步降低，有用信號(hào)功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲之下也是可能的。擴(kuò)頻通信就是用寬帶傳輸技術(shù)來?yè)Q取信噪比上的好處，這就是擴(kuò)頻通信的基本思想和理論依據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中，擴(kuò)頻通信的基本工作方式有四種：1.直接序列擴(kuò)頻(DirectSequenceSpreadsSpectrum)工作方式，簡(jiǎn)稱(DS)方式。2.跳變頻率(FrequencyHopping)工作方式，簡(jiǎn)稱(FH)方式3.跳變時(shí)間(TimeHopping)工作方式，簡(jiǎn)稱(TH)方式。4.寬帶線性調(diào)頻(ChirpModulation)工作方式，簡(jiǎn)稱(Chirp)方式。上述四種工作方式是最基本的工作方式，最常用的是直擴(kuò)方式和調(diào)頻方式兩種。但在實(shí)際通信系統(tǒng)中，僅僅采用單一工作方式不能達(dá)到所希望的性能是，往往采用兩種或兩種以上的工作方式的混合形式。本章知識(shí)要點(diǎn)

●直接序列擴(kuò)頻通信

●調(diào)頻擴(kuò)頻通信●直擴(kuò)和調(diào)頻系統(tǒng)的仿真1.直擴(kuò)系統(tǒng)的組成及工作原理直接序列擴(kuò)頻，就是直接用高碼率的擴(kuò)頻碼序列在發(fā)端去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜，在收端用相同的擴(kuò)頻碼去解擴(kuò)，把展寬的擴(kuò)頻信號(hào)還原成原始的基帶信號(hào)。

10.1直接序列擴(kuò)頻通信圖10-1直擴(kuò)系統(tǒng)組成框圖

圖10-2直擴(kuò)系統(tǒng)信號(hào)波形圖

2.直擴(kuò)系統(tǒng)的調(diào)制方式

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)信息的傳輸，是把信源輸出的數(shù)字信號(hào)調(diào)制到偽隨機(jī)碼序列中，含有原始信號(hào)信息的偽隨機(jī)序列對(duì)高頻載波進(jìn)行調(diào)制后由發(fā)射端發(fā)出。在直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中，對(duì)高頻載波通常采用的調(diào)制