扩频通信系统方框图_以下有关扩频通信系统_通信系统主要性能指标

第3章 2扩 频 通 信 系 统Spread spectrum communications张 文胜School of Information Science and EngineeringShandong UniversityShandong, China通信系统概论小隐在山林，大隐于市朝中国道家哲学特 定频 段噪 声1. 扩频通信—定义：全称：扩展频谱通信主要特征： 信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽实现机理：频带的扩展是通过编码和调制来完成目的： 抗干扰通信香农(Shannon)公式 ：?C ——信道容量(用传输速率度量) ，bit/s；W——信号频带宽度，Hz；P——信号平均功率，W；N——噪声平均功率，W2. 扩频通信—理论基础：在给定的传输速率C不变的条件下，频带宽度W和信噪比P／N是可以互换的。即可通过增加频带宽度的方法，在较低的信噪比情况下，传输信息。扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点，为扩频通信的理论基础。香农公式的物理意义：一个例子： 扩频通信的理论基础信号带宽与信噪比的互换关系例：某系统信号带宽为8kHz，信噪比为7，求信道容量C。在C不变的情况下，信号带宽分别增加一倍和减小一半，求此时信号功率的相对变化为多少？通信中的干扰类型：I. 自然干扰：大气噪声热噪声多址干扰多径干扰工业干扰其他通信设备的同频干扰等3. 扩频通信—产生背景：II. 人为干扰在军事应用中，敌对的双方为了降低对方的通信效能而人为释放的强干扰。

单频干扰, 或称为固频干扰干扰频率正好对准对方的通信频率，形成同频干扰。2 . 正弦脉冲干扰干扰信号以脉冲形式发送的, 其峰值功率较强。3. 跟踪式干扰先测定通信频率, 然后将干扰机干扰信号频率对准通信频率进行干扰。4. 转发式干扰首先把有用信号接收下来, 再经放大和噪声污染后发送出去, 对有用信号实施干扰。5. 宽带阻塞式干扰在整个信号的通信频带内施放很强的干扰信号，其干扰功率与带宽成正比，使通信一方在整个通信频带内都无法保证正常的通信扩频通信的概念扩频通信的基本原理扩频：用一个带宽比信息带宽宽得多的伪随机码（PN码）对信息数据进行调制。解扩：将接收到的扩展频谱信号与一个和发端 PN完全相同的本地码相关检测。扩频通信系统方框图收到的信号与本地PN相匹配时，信号恢复到其扩展前的原始带宽不匹配的输入信号被扩展到本地码的带宽或更宽频带扩频通信原理框图扩频通信的基本原理扩展频谱通信系统的主要技术指标一、 处理增益对扩频通信的处理增益的两种主要定义信噪比增益定义伪随机码与信息速率比定义二、干扰容限一、扩频通信的处理增益对扩频通信的处理增益的两种主要定义定义1：解扩器输出端与输入端的信噪比的比值：(S/N)i和(S/N)o分别为扩频处理器的输入和输出信噪比。

通常用分贝（dB）表示该定义的处理增益表示经过解扩器后，信号信噪比的改善。扩频通信系统方框图扩频系统的处理增益主要来自接收机的解扩器。例：某扩频系统Gp=70dB，若要求(S/N)o=10dB，则允许(S/N)i =-60dB，即信号功率可以在低于干扰功率60dB的恶劣条件下工作。2017-4-7一、扩频通信的处理增益定义2：伪随机码与信息速率比定义二、扩频通信的干扰容限干扰容限Mj是考虑了系统损耗后，系统尚能工作时，信道可允许的最大噪信比。Mj 考虑了实用系统的输出信噪比要求以及系统的内部损耗，因而可以反映系统在干扰环境中的工作能力。例 1：一个系统的处理增益Gp=30dB， 系统的执行损耗Lsys =2dB：若系统要求的最小输出信噪比为8dB，则：Mj=30-(8+2)=20dB，即输入的干扰功率最多只能比信号功率高20dB时，该系统才能正常工作。例 2：一个系统的处理增益Gp=30dB， 系统的执行损耗Lsys =2dB：若系统要求的最小输出信噪比为9dB，则： Mj=30-(9+2)=19dB,即输入的干扰功率最多只能比信号功率高19dB的条件下系统才能正常工作。5. 扩频通信—扩频方式：直接序列扩频（direct sequence spread spectrum, DSSS）跳频扩频（frequency hopping spread spectrum, FHSS）跳时扩频（time hopping spread spectrum, THSS ）混合扩频（hybrid spread spectrum, HSS）直接序列(DS)系统：用一高速伪随机序列与信息数据相乘，由于伪随机序列的带宽远大于信息带宽，扩展发射信号的频谱跳频(FH)系统：在一伪随机序列的控制下，发射频率在一组预先指定的频率上按规定顺序离散地跳变，扩展发射信号的频谱跳时(TH)系统：与跳频系统类似，区别在于该系统是用一伪随机序列控制发射时间和发射时间的长短直接序列扩频直接序列扩频就是用比信息速率高很多倍的伪随机噪声码（PN）与信号相乘来达到扩展信号的带宽。

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