扩频通信1、2节.ppt

第1章 扩频通信系统的理论基础 第1章 扩频通信系统的理论基础 1.1 通信中的干扰与抗干扰 1.2 扩频通信基本概念 1.3 Shannon（仙农）公式 1.4 扩频通信系统的模型 1.5 扩频通信的特点 1.6 扩频通信系统的关键问题 1.1 通信中的干扰与抗干扰 1.1.1 干扰 在通信中遇到的干扰可分为两类: 1、人为干扰 2、非人为干扰。 人为干扰主要有: ? （1）单频干扰, 或称为固频干扰； （2）窄带干扰； （3）正弦脉冲干扰； （4）跟踪式干扰； （5）转发式干扰； （6）宽带阻塞式干扰。 图 1- 1 战场通信对抗发展图 1.1.2 干扰与抗干扰技术的发展 1.1.3 抗干扰技术 当前采用的抗干扰技术主要有以下几种。 （1）扩展频谱技术 （2）开发强方向性的毫米波频段 （3）加密技术 （4）猝发通信技术 （5）天线零相技术 （6）分集技术 1.2 扩频通信基本概念 扩频通信技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。 这一定义包含了以下三方面的意思： 1、信号的频谱被展宽了； 2、采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱； 3、在接收端用相关解调来解扩。 1.3 Shannon（仙农）公式 Shannon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 (1-1) 式中: B为信号带宽; S为信号平均功率; N为噪声功率。 若白噪声的功率谱密度为n0, 噪声功率N＝n0B, 则信道容量C可表示为 (1-2) 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。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。 由Shannon公式可以看出: (1) 要增加系统的信息传输速率, 则要求增加信道容量。 (2) 信道容量C为常数时，带宽B与信噪比S／N可以互换，即可以通过增加带宽B来降低系统对信噪比S／N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或降低功率的有效途径。 (3) 当B增加到一定程度后，信道容量C不可能无限地增加。 对式 (1-2)两边取极限, 有 (1-3) (1-4) 考虑到极限 令x=S/n0B, 对式(1-3)有 故 (1-5) 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R＝R max＝C，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, 可得 由此可得信道要求的最小信噪比为 (1-6) 图1-2为扩频系统的模型，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，即用一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。 1.4 扩频系统的模型 图 1-2 扩频系统物理模型 (a) 发射； (b) 接收 1、抗干扰能力强 2、可进行多址通信 3、安全保密 4、数模兼容 5、抗衰落 6、抗多径 1.5 扩频系统的特点 1.6 扩频通信系统的关键问题 1、同步捕获与跟踪 2、远近效应 3、扩频码的选择 欢迎与我联系！ love12121@ 第1章 扩频通信系统的理论基础