扩频通信技术 扩频技术(2)

扩频技术的发展现状

同步的实现是直扩系统中一个关键问题。只有在接收机将本地产生的伪码和接收信号中调制信息的伪码实现同步以后，才有可能实现直序扩频通信的各种优点。同步过程分为两步来实现:首先是捕获阶段，实现对接收信号中伪码的粗跟踪；然后是跟踪阶段，实现对伪码的精确跟踪。目前的研究主要集中在码捕获过程。

目前对码捕获的研究主要集中在对周期较长的码实现捕获的问题，也就是快速捕获的问题。以前采用的主要是串行捕获方法，这种方案实现简单，但捕获速度不能满足要求。而现在集成电路的应用使并行捕获方案成为可能，但系统的复杂度很高，因此研究的目标就是实现码捕获时间性能和系统复杂度之间的折衷。在串行捕获方案中，双停顿时间搜索法和序贯检测法都是缩短捕获时间的有效方法，利用一些新的搜索算法进一步改进这些系统的性能成为研究的热点。此外以前主要研究的是高斯信道下的捕获性能，现在则考虑到非高斯信道下的捕获性能，以及在有频偏等影响条件下捕获性能。

扩频系统的抗干扰性能

扩频系统的抗干扰性能通常用处理增益(G，Processing Gain)来描述，它定义为接收机解扩(跳)器输出信噪功率比与接收机的输入信噪功率比之比。即如图8所示。

它表示经扩频接收系统处理后，使信号增强的同时抑制输入接收机的干扰信号能力的大小。处理增益表明了采用扩展频谱技术后，该系统接收信号的信噪比在相关处理后与相关处理前的数值差异。根据香农定理，在保持信息容量不变时，可以把系统输入与输出信号噪声功率比之比，转换为系统扩频带宽(B)与信息带宽(B)之比，或转换为伪码速率(R)与信息速率(R)之比。用数学表示式表示为：

R为信号数据的速率；B为信号的射频带宽。

对BPSK、QPSK、OQPSK、PAM调制，B=0.88Rc(Rc为伪码速率(chip rate))，或称PN码时钟速率(code clock rate)；对典型的MSK调制，B=0.66Rc。

若没有以上参数，可按G：10lg[PN码长]来估算。

对于FH(跳频)系统，G=10lgNdB(不考虑相邻跳跃频率交叉干扰的情况下)，N为跳跃频率的总数。

扩展频谱系统的处理增益的大小，决定了系统抗干扰能力的强弱。目前国外在工程上能实现的处理增益对于DS-SS可以达到70dB。对于FH-SS在工程应用上限制在40～50dB以内(相当于系统能提供10000到100000个可使用的跳频频率)。

并不是说当干扰信号的功率电平与有用信号的功率电平之比，等于系统的处理增益时，相关处理后还能实现通信功能。例如，设系统处理增益为50dB时，而输入到接收机的干扰功率电平为信号电平的10倍，即信噪比为－50dB时，显然此时系统就不能正常工作了。一般采用“干扰容限”来表示扩展频谱系统在干扰环境中的工作能力。

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