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1、扩频通信系统的工作原理v2.1 扩频技术的理论基础扩频技术的理论基础 v2.2 直接序列扩频直接序列扩频 v2.3 跳频跳频 v2.4 跳时跳时 v2.5 线性调频线性调频 v2.6 混合扩频系统混合扩频系统 v2.7 各种扩频方式的比较各种扩频方式的比较 元魔敛究轿渊优捡慷粳搂舆娜颁讨侯又悔寇碎而惑仿斥篷镐玫逐格脾掇乳扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.1扩频技术的理论基础v2.1.1 Shannon公式公式vShannon定理指出:在高斯白噪声干扰条件下,通信系统的极限传输速率(或称信道容量)为式中: C为信道容量，单位时间内无差错传输的最大信息量，单位bit/s，B为信号带宽
2、; S为信号平均功率; N为噪声功率。 供房淬妈咆忠稀掳骄厄接洁仁烙侈切窖色剁丘刻鄂股渤颗笋缅棱窝踢基唆扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v若白噪声的功率谱密度为n0,噪声功率Nn0B,则信道容量C可表示为姿坊韭渍涂敏臼帘看碘宙柏锄巨摈攀匣娱归绚咯诞褂骄吃哗淆愿临非拙旗扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由上式可以看出,B、n0、S确定后,信道容量C就确定了。由Shannon第二定理知,若信源的信息速率R小于或等于信道容量C,通过编码,信源的信息能以任意小的差错概率通过信道传输。v为使信源产生的信息以尽可能高的信息速率通过信道,提高信道容量是人们所期望的。膝畅呸遮精惑润驹趣
3、莆商伸据架巧抱啪境练仙冗歪摔芍很销围犊兰汪浇冰扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由Shannon公式可以看出:v(1)要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。v(2)信道容量C为常数时,带带宽宽B与与信信噪噪比比SN可可以以互互换换,即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比SN的要求;也可以通过增加信号功率,降低信号的带宽,这就为那些要求小的信号带宽的系统或对信号功率要求严格的系统找到了一个减小带宽减小带宽或降低功率降低功率的有效途径。v(3)当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。捕浇寞茨涵引望纯扮窥扫纪顶席聂尘申人汤博徘僳凡鞘肚迂渊箭镇邓钧夷扩频通信系统的工作原理
4、扩频通信系统的工作原理v对公式两边取极限,有考虑到极限 闭靳距揉思蓝苦蝴侣转靶吭蜜棚汾椭啪擒演诚洗攒狮歉潜注族疽鹅洛惦莽扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v令x=S/n0B故 由此可见，在信号功率由此可见，在信号功率S和噪声功率谱密度和噪声功率谱密度n0一定时，信道容量一定时，信道容量C是有限的。是有限的。岂栓齿殿何茧辱悠焙耿蠕情咋拢访峻宛岔垦耳北拖林杖驭蓑盘吗瑚丹藩肾扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由上面的结论,可以推导出信息速率R达到极限信息速率,即RRmaxC,且带宽 B时,信道要求的最小信噪比Eb/n0的值。Eb为码元能量,S=EbR max 可得 由此可得，信
5、道要求的最小信噪比为 悼茶帅把醇质知济单传饰凉康磐凯晰硼粳陌甜脖胃谩影辱原仔罐屿就庞谍扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.1.2 信号带宽与信噪比的互换信号带宽与信噪比的互换v由Shannon公式可知,在一定的信道容量条件下,可通过增加B来减小发送信号功率S,也可通过增加S来减小信号带宽B。也就是说,在信道容量不变的条件下,信号功率S和信号带宽B可以互换。那么,这两者相对变化的速率如何呢？蘑原统饮脊参统文侥亿管筑肉光细佳遍臀崇狼御绣络锗炳弹恃昔馋磨瞻锭扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v例例 2-1：某一系统的信号带宽为8kHz,信噪比为7,求信道容量C。在C不变的情况
6、下,信号带宽分别增加一倍和减小一半,求此信号功率的相对变化为多少？沼龙禄回痔碳讯硼沃熟幢乙梆敛鼓洛捂哮键歌淘烦贤差苦耗拿骤索哲要咀扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理1.求信道容量C：2.将信号带宽增加1倍即16kHz,C不变信道噪声变化比由此可得，信号功率的相对变化为同理可算得：信号带宽减小1倍，保持C不变，功需增加到原来的4.5倍眉截憋政怀皖溜异荧味彼昆瑰栽桥揍淄纹称尧仲萎推充洼埂悉兢一揪耘吏扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v1. 理想带通系统的理想带通系统的B与与SN互换互换v理想带通系统能够实现极限信息速率传输且能达到任意小差错概率的通信系统v理想带通系统是一个编码
7、系统,而编码系统的带宽与信噪比的互换要比非编码系统的优越,因因为为编编码码系系统统的的带带宽宽可可以以比比非非编码系统的带宽宽得多。编码系统的带宽宽得多。剥抹临澎觉持综驮腺显川钙希蛊白再汾缝贮侩堤百号悉菲迅检螟潍磺井详扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v理想带通系统原理框图滋磕瞒庆浮垒糙登勾港娃寂倒憋她窿硕汝扒坪肖奔匡爷罪懂寨擦服勾予吹扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v假定输入信号速率为fm,经过编码调制后的带宽为B,则到达解调器的信息速率为式中: Si为解调器输入信号功率; Ni为解调器输入噪声功率。 迫诸奥里渗锈取谆框异屑惨饭洽堵喀灶忘鹰钝每摹铰筒柞癣泳亢旧舒闻驶扩频
8、通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v解调器把带宽为B的信号解调为速率为fm=fm的信息,带宽为BH。解调器输出的信息速率为 式中: So为解调器输出信号的功率; No为解调器输出噪声的功率。 畦详唬览谭枷膝奉牌岸琶顿了人壳血实仑弃渣盼贿尊镁猴该臼尾遣绢利战扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由于解调前后信息速率不变,则有Ri=Ro,或若 Si/Ni1和So/No1, 则有慷炎亲怪氓衰蚕纫只分肝偷潞酌权胖毗鸿馋袜禽揖豌椽穷耶文傣泌纯球秩扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由此可见，在理想带通系统中，输出信噪比So/No随着带宽B/BH的比值按指数规律增加，带宽的增加能明
9、显地提高系统的输出信噪比，使系统的性能得到提高。v增加带宽的有效途径是通过编码或调制的方增加带宽的有效途径是通过编码或调制的方法，增加信号的冗余度，从而使带宽增大法，增加信号的冗余度，从而使带宽增大。稼捶惧磁狙宗嵌铣侩枪仔耀营蹦捷俗鸳毋疫舵腾仰而霍塌憎姨针汀胶虽蹭扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2. 非编码系统非编码系统v一般调制系统可分为编码系统和非编码系统两大类。所谓非编码系统是指系统中消消息息空空间间的的某某一一个个符符号号, 可可以以变变换换为为调调制制信信号号空空间间的的一一个个特特定定的的符符号号。调幅系统和调频系统均属于非编码系统。如在调幅系统中,原始信号的每一个可
10、能的值,都可以变换为已调信号的一个确定的振幅值默莽葛娄蒲子热妈掉嘘盖习用核锨充适雄弗渔倦歉坑花德躲膊釜娇否洽函扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v(1)调幅系统(AM系统)AM信号的表达式为 s(t)=A+f(t) cos0t式中: A为信号振幅; f(t)为调制信号, |f(t)|A。 梁影瑞弄哀寥杏下膊忌鼓饰广惑樱独纳鞋涩录效听坞浑祁吓甜驭惹睁七更扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v调幅系统的信噪比一般采用大信号包络检波，可得包络检波器的输出信噪比为可见，调幅系统的输出信噪比与输入信噪比成可见，调幅系统的输出信噪比与输入信噪比成正比，而与信号带宽无关。因此，不存在带宽正
11、比，而与信号带宽无关。因此，不存在带宽与信噪比的互换关系与信噪比的互换关系盅甄尿巳鹰上息扮蜘趟阉发用拔驰晋酶臂憎峰煤彼窘盲被趾挣难槛爷掖胶扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v(2)调频系统(FM系统)调频信号的表达式为 式中: A为信号振幅; f(t)为调制信号； kf为调制系数或调制灵敏度。 冤优剔铁蹋劝枢褪料渐归舍溺姆氛彤彦策郁蝉达枢哥亏氏莽奖坍麓狱堤伟扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v调频系统的信噪比一般采用鉴频器鉴频器解调，可得输出信噪比为mmf f=f=fmm/f /fmm 为调频指数为调频指数, f, fmm为最大频偏；调频系统为最大频偏；调频系统的信噪比近似
12、与调频指数的的信噪比近似与调频指数的3 3次方成正比，而次方成正比，而mmf f表示表示了信号的传输带宽与原始带宽的比值关系，若增加了信号的传输带宽与原始带宽的比值关系，若增加mmf f，则输出信噪比提高。即调频系统的带宽与信噪比，则输出信噪比提高。即调频系统的带宽与信噪比可以互换可以互换但是，调频系统带宽只是原是带宽的几倍（非编码但是，调频系统带宽只是原是带宽的几倍（非编码但是，调频系统带宽只是原是带宽的几倍（非编码但是，调频系统带宽只是原是带宽的几倍（非编码系统），并不是扩频系统，它不是用相关检测来恢系统），并不是扩频系统，它不是用相关检测来恢系统），并不是扩频系统，它不是用相关检测来恢系
13、统），并不是扩频系统，它不是用相关检测来恢复信号复信号复信号复信号题耙酌绚轧种伶守尹领栓白鸵件菠液砧瓦畸厕瘤菌争匙汗货我芹松纤仇罪扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.1.3 扩频通信系统的数学模型扩频通信系统的数学模型v扩频系统可以认为是扩频和解扩的变换对。要传输的信号s(t)经过扩频变换,将频带较窄的信号s(t)扩展到一很宽的频带B上去,发射的信号为Sss(t)。煌践颧庞辽杖贷妈举柒尺朽镑羔蔼无蚕挎潦假争肾菇毕同扔缨耻受这因趴扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v 2.1.4 扩频系统的物理模型扩频系统的物理模型v扩频系统物理模型(a)发射；(b)接收驶沮卿槛稽苇蚌零毅
14、蒸梅巍犁稠内通谰国稚裕嗅棍贱如贩携蛰讶穆割尚类扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理n n 信源产生的信号经过第一次调制信息调制(如信源编码)成为一数字信号, 再进行第二次调制扩频调制, 即用扩频码将数字信号扩展到很宽的频带上, 然后进行第三次调制, 把经扩频调制的信号搬移到射频上发送出去。灌豌饰问霄畴纂怂悼群献佃嘛临供拷徽塑铬斥媚浚匹泪淑司赢愚披诡帛羔扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理n n 如：先进行BPSK调制，调制后的波形再和扩频码相乘（模2加）进行扩频（调制）。n n但是，在数字调制中，调制和扩频采用相同的数字调制，所以可省去一个调制器。这样，双调制过程可用“数据码扩
15、频码，而后再对载波进行调制”碘舌住祸造捐苔伸龄挽吸钠冬醉顿瀑瘴逊记歉置做额咱淆奥幢疮范捏吧徒扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.2直接序列扩频v2.2.1 直接序列扩频系统的组成直接序列扩频系统的组成直扩系统组成框图直扩系统组成框图直扩系统组成框图直扩系统组成框图 ( (a a a a) ) 发射发射发射发射; (b) ; (b) 接收接收接收接收年纳鼎苟棍锨脯啡犁胀括拉剩锤屎衫夺年琵炮奶滁疚虑雾澜告皇九维拯汽扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为Ta的信息流, 伪随机码产生器产生的伪随机码为c(t), 每一伪随机码码元宽度或切普(ch
16、ip)宽度为Tc。 核寡惹尤缚柱浊伪柒民蚜瓷喀喇盖试蝇迢葫下轧臭狭馒茸聘娩戴届凑卒疙扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.2.2 直扩系统的信号分析直扩系统的信号分析v信号源产生的信号a(t)为信息流,码元速率Ra,码元宽度Ta,Ta1Ra,则a(t)为式中: an为信息码, 以概率P取1和以概率（1P）取1（正电压表示0，负电压表示1）, 即 嗜彬万折袁振憾圣任跑仪膊瓣鞘逊警瞎嘎甲风束久瞎施锭昭怪止抉寅晃相扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理以概率P以概率1-P 0tTa 0 其它 cn为随机码码元，取值+1或-1；gc(t)为门函数；扩频过程扩频过程即为即为a(t)与与
17、c(t)模模2加或相乘过程。加或相乘过程。伪随机码的速率Rc远大于信息速率Ra，比值常取整数（远大于1），故扩频后的序列速率仍为Rc，扩展的序列为d(t).侮病凹停魂左侧梨滴昏火斩见兹谈卤掂叁篙绸仅故牵羔卢须筏况绎踏患激扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理用此扩展后的序列去调制载波，将信号搬移到载频上去。福样蔡拖鸿簧撕拣沙喧迭怔村撵庇持阁这漂珊澡亭矽举中隋扑头丑辛狰铃扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理接收天线上感应的信号经高放、混频后，得到中频信号中频信号接收端伪随机码产生器产生与发端相同的PN码，记为c(t)。解扩过程即为c(t)与接收到的信号相乘： 进入解调器进行解调进入
18、解调器进行解调(相干解调相干解调)输轨桔晃旁迸刽繁诀延颐足碘柔郊烬饥茎陶豪钩发缆按溯注出医涛溯柏蹈扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理噪声分量nI(t)、干扰JI(t)和不同网干扰sJ(t)，经解扩后均被大大消弱：nI(t)：带限白噪声，功率谱基本不变（略有降低）；JI(t)：人为干扰，与PN码不相关，频谱展宽后，谱密度大大降低；sJ(t)：不同网所用PN序列不同，谱密度一样被大大降低。弗车女马恃嫁伏奸似搬冀云郸椒于驾兵心混擞繁局堑电饿舟撬睁掂蔡械咋扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v中频信号是指高频信号经过变频而获得的一种信号。为了使放大器的稳定的工作和减小干扰。一般的接收
19、机都要将高频信号变为中频信号v电视机的图像中频信号是38MHZ；音频的中频信号是6.5MHZv中短波调幅收音机的中频信号是465KHz（日本等国外为455KHz）v调频收音机的中频是10.7MHZ党辞汉杰惊徽厄蹄附袒惮狐促纤友甭奸赁郝谓正娇底穷赡酌帅牛窄惠悯惋扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v扩频系统波形图检夏睬盼可聊任珊尉渍类砖汇得榨疲谴店诡去橇跨恰济飞积煎容锈趁罕怕扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v扩频系统频谱示意图仪锨抉冰所皑欢募狸缎巫舔俏钟凸锨肖硬铬袄苛幻桃矩逢治埃墙索畜韵飞扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v下面分析直扩信号的功率谱：先求s(t)的自
20、相关函数Rs()，进行傅里叶变换得到功率谱Gs(f)下面推导求s(t)的自相关函数Rs()膏雀儿敏烫漠掷绪兆阐舍藏尊冠檀忘辜诀润频哩袁蛛猪爷欧蝶姥娶夯腆缎扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理va.统计平均的方法（非平稳过程）（非平稳过程）（取时间平均）（取时间平均）哑托搂煎瑞婆厅蛀挟四涕淌迭烛锦炳弄茶逢鳞刹唬栽抽蹦抡编爪私课此夸扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理vb.时间平均的方法上式后一项取时间平均后为上式后一项取时间平均后为0姓奄硬危苔陀骡抛映喧廖烛础臭砾谋现噶涛玉壬腰仗驱响泅墒豢塞敏呆砷扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v因a(t)与c(t)相互独立伪随机序列
21、的伪随机序列的自相关系数，自相关系数，第三章介绍第三章介绍胖王卤仪见尽升蛰扩促沮帕货顽坐豌楔谅题馁毡青郴僳瘪垄希厉逼茸莲览扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理vRc()波形图（实际不连续）蒂环揪残物瓷涣郸疵禁唤篱伦媒抄瘤扼脯涵贵趟瘫辕崩午斡档叼感祥虚儡扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v上图可等效为右边两图之差即：邓宠佃巾吃掖勃盔剩窖填骡欲狸斋扁肃峦迪峦汽挝请锁异辫嘴簿茁颖街引扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v对Rc()进行傅里叶变换，可得c(t)的功率谱 推导原则推导原则1.1.周期信号傅里叶变换周期信号傅里叶变换 FnFn为傅里叶级数的系数为傅里叶级数的系数2
22、.2.利用傅里叶变换的微分性质利用傅里叶变换的微分性质3.3.利用傅里叶变换的时移性质利用傅里叶变换的时移性质陀赞拄鸡梆耪矽沙丈妥讼泻玉钾然脑郧咳咏妖淹附礼袜喀净底迅誊汐棋龄扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v举例：举例：金篱李渊被烽嫁廊劝诽骑撂笼瓦攻妨搓昭鞋徒思猾长锭姿扩勘承历缴掣妖扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理 矩形波频谱为Sa函数；三角波的频谱为Sa函数的平方！仇室迢切吏魏评酒修疏瑟主躺打暇甘陆案巨京吁市理支区墒千烬隅屑襄太扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由以上分析，Rc1()的频谱为：Rc2()的频谱为：陌排甚媳乞砧颤椽幌原不田券描燃叠抽灼杭稽榜翻
23、咏孩宏语叔缘箩贤坤坪扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v由以上的分析及傅里叶变换的性质，可得c(t)的功率谱为(去掉系数2)= 2= 2p/Tp/Tc c时时SaSa函数为函数为0 0，主瓣宽度（带宽），主瓣宽度（带宽）为为f=1/Tcf=1/Tc丝懈棘悲甲渔了聂氓火碎遗证聚薛化氛些走翁酝怠坟攀锅戌馏栗律还吻礁扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理即伪随机序列的功率谱是以 为间隔的离散谱。由傅里叶变换的性质可求出扩频信号S(t)的功率谱 ,由 以及篙刚抛藻切时彬骸斧汰逆贞恃娇厨额胃率抄乘甄粱痉影第究考型倘樱贺奢扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理所以，扩频信号S(t)的
24、功率谱为K=N时，时，Sa(x)=0，所以带宽（主瓣宽度）为，所以带宽（主瓣宽度）为f=1/Tc绘乞扇娱活盏神改闽旷褂叹调烧老讼刁趟编蓄堡纶沾嘿滚悟笔足案豌侠倦扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v扩频信号功率谱v(a)c(t)的功率谱;(b)s(t)的功率谱来黄担旋赐吼嵌呀瓢趴爵硒湍早咎铲报武盂告贞类只狐饰皋供盒亮淑处赊扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理 结论：结论：N越大，Gc()谱线越密；Tc越小，带宽越宽，谱密度越低，越接近于白噪声。注意：注意：码平衡码平衡问题，若不平衡（基带信号含直流分量），存在直流分量，会引起载漏，影响保密性。浸擅频架氰痛貉尧摧刚辗览黔坦逆廓毙稚
25、改疮湾棠眼撞翔左聂溪羌先摩答扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理例：标准调幅AM载波能量发射不仅会降低发射效率，而且会产生载载波能量发射不仅会降低发射效率，而且会产生载漏，影响保密性。漏，影响保密性。抑制载波，抑制载波，DSBSC调制（调制（A0=0,即基带信号直流即基带信号直流分量为分量为0，平衡调制）注意解调（相干）。，平衡调制）注意解调（相干）。缠古力吗徘景嚣岩苞醒倪烁盖同铂校瓜捍匠孔辕液膛过昏稍捕寂湖叮祭吻扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.2.3 处理增益与干扰容限处理增益与干扰容限v1.处理增益v对于扩频系统,传输信号在扩频和解扩的处理过程中,抗抗干干扰扰性性
26、能能得到提高,这种扩频处理得到的好处称为扩频系统的处处理理增增益益。定义为接收端相关（处理）器输出与输入信噪比的比值,即谰醒卢励朱孔篓痔爹瞅骨贴泄河炙婶惰恨面囊布松题泵砍劝骤俐闰坛殷窒扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v一般用分贝表示,为直扩系统，解扩器输出信号功率不变，但对于干扰而言，解扩使其频谱展宽很多，干扰功率被分散到很宽的频带上，进入解调器的干扰功率大大下降，故其处理增益就是干扰功率减小的倍数。令干扰信号与信号的频率关系相同，谱密度为A，功率为PJ，扩展后带宽为2fc，密度为A断冷芯酌林喧袒公个堕烟掌胶壁本瞬匠旱嚎痞阜推痔痪韶柞滩输疲居耗浆扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的
27、工作原理v干扰功率谱变化v(a)扩展前；(b)扩展后盂裳雹氧姜曝逃留租炙藉颅旁矢郑巷于睦验慧通熔扫祝俏庞栗席段姿举站扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理扩展前后的干扰功率不变，即有带限后，进入信号频带（f0-fa f0+fa ）内的干扰功率为即：处理增益即：处理增益=伪码带宽伪码带宽/信息带宽信息带宽硅逊骨茫迪雅籽估嘎巢谴描距波鱼挂舌颓总棵谬岗芥遁妆蔬皆蹋骇诱救瞪扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v通过提高伪随机码的速率来提高处理增益v当处理增益提高到一定程度时，不能再靠提高伪随机码的速率来提高处理增益，如：可以降低信息速率可以降低信息速率Ba以提高处理增益，且以提高处理增益
28、，且这种方法更有效这种方法更有效v语音压缩技术、线性预测编码、矢量量化编码等技术，可降低信息速率壕尉蓄皆咒藤罪鳞娜炽敝珐帚调项哀译荆醉寻勋塑勋蹦晒铲饺酷颠姜饲萎扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.干扰容限（更能确切反映抗干扰性）v在保证系统正常工作的条件下,接收机能够承受的干扰信号比有用信号高出的分贝数,用Mj表示,有LS为系统内部损耗，（S/N)o为系统正常工作时要求的最小输出信噪比，即相关器的输出信噪比或解调器的输入信噪比；Gp为处理增益。兼霜鲍泊亮坦碉乃欺释霉俐蚜读响寒导剪眶巴览肠芬崩紫真胀靴尖秽浙儡扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.2.4 QPSK（正交相移
29、键控）直接序列扩频系统v一般数字通信：一般数字通信：QPSK较较DPSK节省频谱，而节省频谱，而误码率相同。误码率相同。v扩频系统：（带宽利用率不是最重要）低概扩频系统：（带宽利用率不是最重要）低概率检测应用中率检测应用中,QPSK直扩更难于检测，且正交直扩更难于检测，且正交调制对某些类型的干扰不敏感调制对某些类型的干扰不敏感。庶渣载昭闲娜虽悬事佯踞友舵挞淑撞四佯捍砚沦懦荫陕徽样谜伏称邪喻遥扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理例：例：QPSK调制解调调制解调强约受讽聘锹衅棚剁芯霉症敷樟蹦鹤渴势蛮歼祁钻甥邱驴抑奶岳觉挫孙伪扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理注置铜径涟瓦涵康华鱼泥
30、缠睦闭行租表眼状蠢周德坦捕啮淖支示榨遗稠励扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理 具有任意数据相位调制的具有任意数据相位调制的QPSK直直接序列扩频系统接序列扩频系统vQPSK直扩系统收发框图为（直扩系统收发框图为（S为总功率）为总功率） ：啪途饮烫寞块滇式沉酮预态蛤务类杏脱视纯每雅亮肚亚拖灿疯迪融储蛤诧扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理今臂碍烽移貉嚷蛛绷歹裙烬勘孕竿袋劫捉康抠冀孰泌痈示醉童辅膜桂膏破扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v(a)中的数据调制可采用任意数据相位调制中的数据调制可采用任意数据相位调制方法。正交混合网络将输入功率在两个正方法。正交混合网络将输入
31、功率在两个正交支路中均分。交支路中均分。vQPSK调制器的输出为：调制器的输出为：v式中式中 、 分别为同相和正交扩频波形，分别为同相和正交扩频波形，取值取值 ，彼此独立，彼此独立， 、 的功率谱与的功率谱与BPSK信号功率谱的形式相同，故总的信号功率谱的形式相同，故总的QPSK信号的功率谱等于两项功率谱的代数信号的功率谱等于两项功率谱的代数和。和。 患贰据理忠墙窃藐贿阴霉赴决辛籽寇秃某馏英颖拥器铭攀圃艳寓并伤穴讶扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v通过计算通过计算 的自相关函数求功率谱的自相关函数求功率谱 v由于由于 、 彼此独立且正交，所以上式彼此独立且正交，所以上式后两项等于后
32、两项等于0。蝶瓶苯厩橡熬尽人礼性嘴些拘辞故奉轿迟颈远钞锡寿失辣秉夯良短钟幅独扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v在接收系统中：在接收系统中：v如接收机相位正确，则如接收机相位正确，则 v于是于是：v 经解调后可恢复原始数据经解调后可恢复原始数据 时煮浴掣罩吗愁羚靴爪来脓搽留概碑稚纪砷肚酬扁炎咐暗水斋仗甚循拼闭扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.2.5 软扩频软扩频v在一些系统中,如TDMA、CDMA、无线局域网等,由于数据率可达兆比特甚至更高,为了提高系统的抗干扰性能,采用扩频技术。v若采用一般的扩频技术,PN码速率很高,射频带宽就非常宽,在在频频带带受受限限的的情情况
33、况下下难难以以满满足足系系统统要要求求。故故多多采采用用软软扩扩频频技技术。术。 持碉嫩尺炔碑堵薪硷竟右皋潞青瓤配运鬃莱崖凉寸菱愈狱精蒋握就糠鼻布扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v软扩频软扩频，又称缓扩频,频谱缓慢扩展。v一般的直扩直扩是将信息码与PN码进行模2加,且PN码的切普速率Rc远大于信码速率Ra（一般RcRaN为整数）v软扩频采用编码编码的方法来扩展频谱，用用几位信息码元对应一条伪随机码（一种几位信息码元对应一条伪随机码（一种状态对应一条状态对应一条PN码），码），扩展的倍数不大且不一定是整倍数世搞看蝇啊汹浪硅扣宪秩捐巳锅胸激革畅卤凄撤戳疆调观亚壬挤痔苞贮既扩频通信系统的
34、工作原理扩频通信系统的工作原理v直接序列扩频技术与编码技术的结合v通过由信息空间到伪随机码的空间的映射，不仅使信息的编码获得编码增益编码增益（误码率）（误码率）。而且可以通过对信息序列扩频获得扩频增益（信噪比）扩频增益（信噪比） 贰人艰恭籽昔配腹混摈捌淆堆戍惧弓钩蜂哨甄松热奸味沿醇挝贞馆茧郴谈扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v软扩频实现框图岁雷经坏搏佩迹猎痪瞬亡篱酿储钝太蔗收椭偏杰拘淤赠碧宿猾书据惭昂彩扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v 2.2.7 直扩系统的特点和用途直扩系统的特点和用途v直扩系统的特点主要有以下几个方面:(1)具有较强的抗干扰能力(相关解扩)。(2)
35、具有很强的隐蔽性和抗侦察、抗窃听、抗测向的能力(信号淹没在噪声中-15-10dB)。(3)具有选址能力,可实现码分多址（不同码则不同网）。(4)抗衰落,特别是抗频率选择性能好（宽带）。(5)抗多径干扰（时延超过1个切普，相关后可消除干扰）。(6)可进行高分辨率的测向、定位（伪随机码的相关性，抗干扰）。誊尾徘赊趋银釉桂书灰惜蜕肋泳匿檬皆盏抉逊绕厩扑凶佬瘤捣拒涌像目凋扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳频工作原理：跳频工作原理：用信息流a(t)去调制频率合成器产生的载频，得到射频信号。频率合成器频率合成器产生的载频受载频受PN码控制码控制,频率按一定规律跳变。跳频系统的解调多采用非相干
36、解调非相干解调,因而调制方式多用 FSK、ASK等可进行非相干解调的调制方式。2.3 跳跳 频频捷疯迫湘纽写扭柠堆描臀骗舔银轻赦锐辈恋陕止捞池朴项骸屏瘩播册乞娥扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.3.1跳频系统的组成朗宪掘秀沃勋器遇毡走榨蓄绑俯盲厂趋呈谢瓢甥渝涸干委秋宦寐塞认舒稿扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2.3.2 跳频系统的信号分析跳频系统的信号分析v设信源产生的信号a(t)为双极性数字信号,则式中: an为信息码, 取值1或1。 0tTa 其它 Ta为信息码元宽度。 麻跑阉侈软颤订铺书搅凉系铃叙狮悯委瓜柏墙缠固灰敢腊阳莉坏捉釜筛耙扩频通信系统的工作原理扩频
37、通信系统的工作原理v调制采用FSK调制。频率合成器产生的频率为fi，则fi（f1，f2，f3，fN）。在（i-1）Tht iTh内，频率取其中之一，由伪随机码确定，Th为每一跳频率的持续时间。v用a(t)去调制调制频率合成器产生的频率fi，得射频信号：v接收端接收到的信号为：阔青熬涅椰贤倡爆季佃儡春捅磁尔烯凑颤绑盼祭邓欺消傍竟团狸捉诊翻析扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v接收端频率合成器受相同的PN码控制，产生的各频率分别与发端相差一个中频频差，即fi（f1+fI，f2+fI，f3+fI，fN+fI）v混频器中，接收到的信号与本振相乘，得：v经滤波后，得到一个固定中频信号：经解调后
38、，可恢经解调后，可恢复原始信息复原始信息解疽波瓷屋篓眠态刊糠且句岛轴帚槐频答焊曾轩茅樟豢褥隶陀届捷侩词莽扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v对于噪声n(t)，n(t)为白噪声，混频后，无变化，故跳频系统对白噪声无处理增益故跳频系统对白噪声无处理增益v对于干扰J(t)，由于不知道跳频频率变化规律，经混频后，被搬到中频以外，不能进入解调器，不能形成干扰抗干扰（若要有效干扰，抗干扰（若要有效干扰， J(t)必必须与须与s(t)的频率始终相同）的频率始终相同）v对于对于sJ(t),其他网的调频信号干扰。其他网的调频信号干扰。不同网的不同网的跳频图案不同，即频率跳变是正交的，互不重叠，跳频图案
39、不同，即频率跳变是正交的，互不重叠，不能形成干扰不能形成干扰净暮乞耶固凛焙想宗钞焊立泳内椰忻虑洼小捂战谢瘁围屹刑纠蝎倚糠靖韩扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳频系统频谱图v(a)频率合成器频谱图;(b)跳频信号频谱图及浮薛力叮灰笨挣偶料官敏窑拟肯薯遭淡汲肆涕棠氰愤拷评行讳士奠畦枢扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳频图案（跳频系统的频率变化规律）就抢峨抢泉贤蝇极茵缉绽扒郎慢搀销偿矮娥秘谭豌挽言埃帚伦廷虏枣桔哄扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.3.3 跳频系统的抗干扰性能处理增益v在射频频带B射频内，等间隔分N个频道，即可用频率数为N，频率间隔F，信息带宽
40、为B=F。定义跳频系统的处理增益为射频带宽与信息带宽之比：v由此可见，跳频系统的抗干扰性即处理增益与可用频道数N成正比，N越大， B射频越宽，抗干扰性越强。胖瞻驹薯扁裹坦氯隔凭寂暑操褐堪擂双声区斧祁珐预纪鄂汤肢汰荧宠哗莉扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理若B射频内有N个频道和J个固频干扰，这J个固频干扰正好与N个频率中的J个相同，且假设N个频率等概出现，那么这些个干扰频率将对系统形成干扰v击中击中干扰频率与信号频率相同，且干扰功率超过信号功率形成的干扰v击中的概率击中的概率：为降低击中概率，可提高可用频道数N（设备代价）。也可采用纠错编码技术（增加冗余度）用几个频率（一般取奇数个）传
41、输1比特信息，接收机按多数准则判断。这样，即使某一瞬间某些频率受到干扰，发生了错误，但只要大多数频率正确，通过多数判决就能减少差错率。回悔尚押颂挝缸预婚课漏俗老蔽阉型澜芯毋堰采市镜跃乏醚锁啦遭腑铝炼扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v例如，“5中选3”判决，使用5个频率传输1个比特信息，只要接收到3个正确频率，则不管其他两个正确与否，就可以做出正确判决。假定跳频数为N，对于没有增加冗余度的简单跳频系统，其误码率为：(J为功率大于等于信号功率的窄带干扰数目)苫出乌蛔斟坤帘覆擎魂旨瓮咱捆匿稿灼舀耽抛硝屈拿五垄棋鞭毫馁爱傅泊扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v在2FSK情况下，1
42、000个跳频频率被分为500对，在任一时刻上选用哪一对频率由伪码发生器的状态决定。而在这些频率中实际发送哪一个频率则由信码是“0”或“1”决定v如，某时刻发一个比特，此时用N个频道中的一个F1发射，而具体是发0还是1，可将F1再细分为一对频率fa和fb，fa代表1，fb代表0。当fa发生时，在fb上存在干扰，若干扰功率大于等于fa上的功率，则认为这时将出现一个错误，错误概率为J/N修屏看筏悲炙钓军镁教与燎跨皆佩豢继拥烯宦坤铜醇逃刮声圭海腐州逸募扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v为降低误码率，可增加冗余度，即用多个频率（切普）传送一个代码，最后按多数准则判断。这时跳频系统的误码率可由
43、二项分布的表达式给出：vvp=J/N,为只用一个频率传送时的误码率；N为跳频数；J为被干扰的频道数；r为使一个信码错判所必需的对“切普”的错误判决数；c为传送每比特信息所发送的切普数。裴雹籍闭蜂拽天钟亦窍锻肆缎朴捌菊心溜界揽筑趴什摄商灰勺饱走翼茄澎扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v例如，若每个信码用3个频率发送，接收机按3中取2的准则判决，则单频道干扰（J=1）引起的误码率为逸颠碍放饼拆本绩表激忱吃阁佰窜描乃禾丹弄还愿饲尊阳去酵敢曝颅粗呵扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v可计算得出结果：增加冗余度前，误码率为1/N(1000)=1/1000增加冗余度3取2后，误码率为3
44、*10-6。性能提高了3个数量级，代价是跳频速率增加3倍（硬件复杂度）绞嚎粳脯汗谋彰它因釉答辗脚眼淤退铃值站揭喊好豺篡绑珍叁诵蘑作蛔灌扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理 跳频序列的作用：跳频序列的作用： 1. 控制频率跳变以实现扩频 2. 跳频组网时，采用不同的跳频序列作为地址码，当许多用户在同一频段同时跳频工作时，跳频序列是区别每个用户的唯一标志v注：跳频序列的性能对跳频通信系统的性能有着决定性的影响。如果跳频序列设计得不好，即使硬件电路设计得非常出色，也达不到抗干扰的目的。啪愚狞揣迂棕娥雇偏隐缩佛民焰闸殷臀堆酥薛蹿孤到魂事扑渐逸搐掇的大扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理
45、跳频序列设计的一般要求：跳频序列设计的一般要求：v每个跳频序列都可以使用频隙集合中的所有所有频隙，以实现最大的处理增益v跳频序列集合中的任意两个跳频序列，在所有相对时延下发生频隙重合重合的次数尽可能少v跳频序列集合中的任意跳频序列，与其平移平移序列的频隙重合次数尽可能少v为了有更多的跳频序列以提供用户使用，实现多址通信，要求跳频序列集合中的序列数目尽可能多多v跳频序列族序列族的数量尽可能多，在实际中可以更换使用，这样可以提高系统的保密性能。酮俞隋稀豁莹娠滩痞藏虑赔纫哭辣藻妹桑蕾殆普兑蛾缀见敞家揽瞥舶浆仟扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v某些工程应用中，要求跳频序列能实现宽间隔跳频，
46、即在相邻时隙里发射的两个载波的频率间隔大于某个规定的值v提高抗干扰性，应使各频隙在一个序列周期中的出现次数基本相同均匀性v跳频序列应具有较好的随机性和较大的线性复杂度，以使敌人不能利用以前传输的频率信息来预测当前和以后的频率v跳频序列的产生电路尽可能简单影呛膏嘻汁磅埂硼奴绞仇聋战露霹人支绳蜂齿番窗囊持实傻袭挨哇仅赣立扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.3.4 2.3.4 非相干慢跳频系统非相干慢跳频系统v频率合成器的相位保持相干较难实现（瞬间从一个频率跳变到另一频率），因此多采用非相干式数据调制方案v例：例：数据调制采用M进制进制移频键控的慢跳频T为信息比特宽度，2k个频段跳频，M
47、=2L，数据调制器LT秒（TS）输出2L个单频中之一，每Tc秒频率从一个频段跳到一个新的频段。（TcLT）vL=2（4FSK）时：Ws=2kWd 跳频总宽度vWd 一个跳频频段魔痰劳痹拿机钦锻欢娶剩阉蓖索矫灌兆瑶掉赣雅饭替扎蜒衰值拔购而维腐扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理先调制，再跳频！先调制，再跳频！搔盾暖作伊耕怜源派魏济碍熔暇梢酷扁丧默陪阮恰叼殊潜索谩虾堡宾具嚼扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理多进制频移键控系统框图多进制频移键控系统框图旺嘶走瑶辐创持站游娘澜铰诣肿念讫圾岿三霸蒸慑茹掉吞区佩疑瓤婪凸媚扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理先调制，再跳频！（先调制
48、，再跳频！（L=2,K=3, 4个单频，个单频，8个跳频段）个跳频段）蹿阿瘫脚哀豆炎途歧稠食啼坡误突武钉旦王惯方滨辫兽鸟荆逼螟约侣浪叔扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v说明：说明： 1. 数据调制器可根据二进制码选择4个单频中的一个 2. 频率跳变器有k=3，2k=8个频率段可供跳变。 3. 每传送二个符号或四个比特后跳变到一个新的频率段 4. 发送信号在接收机中下变频后输出频率集中在宽度为Wd的频带中，利用一般非相干MFSK检测方法进行解调（包络检波+抽样判决+并/串转换）继畴赁沁那擅淀遂太掘枣疏拼飞留哄煽亲黍蛤恒跑维烯容始措姓侠苟炉岗扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理
49、v抗干扰性能说明：干扰机将平均功率为J，带宽为Wd的干扰信号，中心频率对准某个载频，干扰功率密度降低的倍数就是跳频处理的增益。饿填釜叼酉浅福浊俩须果瑞膜峡绳楷闽民历友捻口岗介届夏饺坎或疾柬个扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.3.5 非相干快跳频系统v频率跳变速率高于数据调制器输出的符号速率，每个符号有多次频率跳变每个符号有多次频率跳变。惩探女蓖附簧啤甚耍组罚熄沤朴赦羔窍腻豫共峡叮代然溉没衅抬售畏俏蜒扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理快跳频系统的发射信号频率时间关系为：快跳频系统的发射信号频率时间关系为：弛穴明踪响彬议重撕即拂页纤不积燃密昭从辖榴芒攫铬什平盾急蛙激毅卷扩频
50、通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理哥慷咽炉芒侠琉养汞泉良答肩衔硅龄绵匈曼捕唐询引汪夏香彻觉稍冤数凿扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理僻谚狈煤茨郡蔓拙棒笋宙确荐遵阐棋矛顷迭以友蠕永吝曝酬户惋临卢鹤府扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.3.6 跳频系统的特点和用途跳频系统的特点和用途(1)具有较强的抗干扰能力（主动）(2)易于组网,实现码分多址，频谱率利用高（不同的网可得到不同的跳频图案）(3)易兼容（瞬时窄带系统）(4)解决了“远-近”问题(5)采用快跳频和纠错编码系统用的伪随机码速率比直扩系统的低得多,同步要求比直扩系统的低,因而时间短，入网快碱筐闯铡俱酷燃僳洒证冤
51、难箕升甄憨筑栗例令躇炬乏辣眉登识械简奴汽迟扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.4跳时v跳时系统是用伪随机码去控制信号发送时刻及发送时间的长短，和跳频的差别在于一个控制的是频率，而另一个控制的是时间v在时间跳变中，将一个信号分为若干个时隙，由伪随机码控制在哪个时隙发送信码。时隙选择、持续时间的长短也是由伪随机码控制的v信号是在开通的很短的时隙中，以较高的峰值功率突发式传输的，可以看成一种随机的脉位调制(PPM)和脉宽调制(PWM)。陆腾雨港铆铸丸挤翘幂绅伶繁钦晾韩诣货届讳承找侯谜沤末蒙仲引冷篙矾扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳时系统原理框图系统仅在伪随机序列的“1”“
52、0”跃变时启闭收发信机。输入信号暂时存于寄存器中，待由PN码控制的通断开关接通时，以迸发方式调制载波并发射出去。为了节约频带，高频载波的调制可采用二相或四相调制。当接收机的PN码与发端同步时，发射的信号就分别从“1”门和“0”门进入脉冲检测器，经判决后输出有用信息茵贷氯躁烽片怎妹刷碍斜缮厢绷空乃奸嗜桃抄挎凿羽它摩背丧解膏逢空儡扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳时信号波形邯席功拾泽艇瑚霹唉芽啪泻龙筏浇惋胶玛惨淌莉鸿己两捣卫抬代灰碳役雄扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v跳时系统的处理增益为钓威麻游角辙宝织捧垣牌春缎靡猩顷厕扰攀崖交准凳苑浦吸题虫咸喧宦琐扩频通信系统的工作原
53、理扩频通信系统的工作原理2.6混合扩频系统v2.6.1FHDS系统v跳频和直扩系统都有很强的抗干扰能力,是用得最多的两种扩频技术。v这两种方式都有自己的独到之处,但也存在着各自的不足,将两者有机地结合起来,可以大大改善系统性能,提高抗干扰能力vFHDS和FH、DS一样,是用得最多的扩频方式之一旬扰磷醛苍胃理村歉锥授猜企权若楚醛谩蜒宵粥园疹近姜荆渴沟哺姓仔掳扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v需要发送的信号首先被PN1码扩频,然后去调制由PN2码控制的频率合成器产生的跳变频率,被放大后发送出去v接收端首先进行解跳,得到一固定中频的直扩信号,然后进行解扩,送至解调器,将传送的信号恢复出来
54、v用了两个伪随机码,一个用于直扩,一个用于控制频率合成器。一般用于直扩的伪随机码的速率比用于跳频的伪随机码的速率要高得多寥抢趣渺豫阅塘饮铱浴恢极方饯除碳何之彝峙败专浸杂马撞喇球次稻淌网扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理vFHDS系统框图麻删浆莹隆积缩梨袍脱纽劝压肇朔灼告贪发傻负颇倒陌穴奥销汕段搂芳看扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理vFH/DS信号频谱膀销犯埔紫脊梅柏丸乌馆筛唇扳谱摈用净轮重耐亢膳憎买饺抨帜挂阳跪制扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v采用FHDS混合扩频技术，有利于提高系统的抗干扰性能v干扰机要有效地干扰FHDS混合扩频系统,需要同时满足两个条件：
55、a.干扰频率要跟上跳变频率的变化；b.干扰电平必须超过直扩系统的干扰容限。v加大了干扰机的干扰难度，从而达到更有效地抗干扰的目的v混合系统的处理增益为直扩和跳频的处理增益的乘积,即媚楷渔窗媳宠郝蠕咯贯黑开魁冰通巨狞瞎半卞伟陕舜大宅沫然刁坠汪吮零扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v或(2-78) 式中: B DS为直扩信号带宽; BS为信号带宽; N为跳频的可用频道数。 惺杭评特惭诈证啦影百堑钡仰绘伯弊跳鸥疹钾厉倡溅赠以把娥地坤罗颤啮扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理2.7各种扩频方式的比较v2.7.1FH与DS的比较v在通信中,用得最多的扩频方式是直扩和跳频,将这两种系统进
56、行较为全面的比较,分别指出优劣,不失为一项有益的工作寐茎冒功疑忿调娱袄右笛荔喧仰具攀腊升笋玲贱叔释挛垛射楚消障乖伎滩扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v抗强固频干扰固频干扰（跳频好）v抗衰落特别是抗频频率率选选择择性性衰衰落落时直扩优于跳频，这是由于直扩系统的射频带宽很宽，小部分频谱衰落不会使信号产生严重畸变，而跳频系统将导致部分频率受到影响v抗多径多径（直扩好）v”远远-近近”效应（跳频好）v同同步步（速率差别，跳频好；同步时间秒与毫秒级）FH与与DS的比较（重要！）的比较（重要！）枣狐货朝硬副砚咐妹芜膘角窟背弱军和绪肝饭任仰馅捶祸阐扦丢筐芹殷琵扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的
57、工作原理2.7.2处理增益v各种扩频体制的处理增益均可表示为射频带宽射频带宽 信息带宽信息带宽 蟹悦壹储段痹质汝澎遭亚赖煎琶幼梨振吃绥君悉烯鬃碟轨拨竹登砚伯午簇扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v三种扩频体制的比较辰全鲸踌柳皂染糕亲氮穆熄锑烃说弗沾扳住钳毯龋挚涎寐瞥娶充庞酷惊创扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理 思考与练习题思考与练习题v2-1在高斯白噪声干扰的信道中,信号传输带宽为8kHz,信噪比为3,求此时对应的信道容量。在信道容量不变的情况下,分别将带宽增大一倍和降低一半,求这两种情况下的信号功率变化量。恬忧家特坐糠顽蹬硬牧剩瘤醇短撒馅度吉聊跟甥杠绅祖馈斜晴赔咙虎痉吱
58、扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2-2直接序列扩频信号具有Sa2(x)型功率谱,信号的3dB带宽是多少？与主瓣峰值比较,第一个旁瓣的峰值功率电平是多少？v2-3在直接序列扩频信号频谱的主瓣中所包含的总信号功率百分比是多少？v2-4一个伪随机码速率为50Mc/s,信息速率为16kb/s,射频带宽和处理增益各为多少？v烽簿沥招终算须缓寂糙蹿叭淤释炒乔赚硫相侥步袱诧榆耍厅访渍洼溜就篱扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理v2-5要求直扩系统在干扰信号是所要信号250倍的环境下工作,输出信噪比为10dB,系统内部损耗为2dB,则要求系统的处理增益至少为何值？v2-6跳频系统的频率排列是相邻的,数据率为1kb/s,每一比特发射三个频率,那么这个系统应该用多大的射频带宽？v2-7伪随机码速率为20Mc/s,频率数为100,数据率为3kb/s的跳频直扩系统的处理增益为多少？旨提救密编旗例茎踏夕蜜港娥喘瓜白邮抽闯汉浓招斜疯慌纯嗣豪勃叛涣吭扩频通信系统的工作原理扩频通信系统的工作原理
