自适应扩频同步技术
移动通信技术第二章习题答案
移动通信技术第二章习题答案第一篇：移动通信技术第二章习题答案一、单项选择题1.PN短码用于前向信道的调制，标识不同的________。
BA.基站B.小区C.业务信道D.控制信道2.IS95 CDMA系统中使用的PN短码偏置共有个。
AA.512B.1024C.32768D.327673.RAKE接收技术是一种_______分集技术。
CA.空间B.频率C.时间D.极化4.IS-95 CDMA移动台最多可以解调______多径信号。
CA.1个B.2个C.3个D.4个5.对于IS95 CDMA系统，寻呼信道数一般为。
AA.1个B.7个C.8个D.12个6.反向闭环功率控制比特的发射速率是______。
DA.1bpsB.20bpsC.100bpsD.800bps7.IS95 CDMA同步信道的比特率是。
AA.1200bpsB.2400bpsC.4800bpsD.9600bps8.从WASLH码的角度分析，IS95 CDMA系统的前向业务信道最多有个。
BA.55B.61C.64D.4810.IS95 CDMA小区的PN短码偏置在______信道发布。
A.导频B.寻呼C.同步D.前向业务二、填空题1.扩频通信理论中的香农公式为_______。
C=Wlog2（1+S/N）2.在IS-95 CDMA系统中使用了三种扩频码，分别是_______、________和________。
PN短码、PN长码、WALSH码3._______在反向信道用于扩频并区分不同的用户。
PN长码4.IS-95 CDMA系统的反向功率控制分为开环功率控制和_______功率控制。
闭环5.CDMA将导频信号分成____导频集、______导频集、_____导频集和剩余导频集。
激活、候选、相邻6.中国电信IS95 CDMA系统的工作频率为：_______(移动台发)，________(基站发)；频道间隔为_______。
825-835MHz870-880MHz 1.23MHz7.IS95 CDMA前向信道采用_____阶walsh码进行扩频。
第1章扩频技术概述
特点
高度的对抗性 极端的机密性 应用的综合性 对实战环境的依赖性 采用新技术的超前性
通信对抗的分类
通信侦察：使用通信侦察设备来探测、搜索、截获敌方 的无线通信信号，对信号进行测量、分析、识别、监视 以及测向和定位，以获取信号频率、电平、调制方式等 技术参数以及电台位置、通信方式、通信特点、网络结 构和属性等情报。 通信干扰：使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破 坏或扰乱敌方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。 通信抗干扰：在军事通信设备及系统中采用的通信反侦 察、反干扰措施，是通信对抗的防御手段。本次讲座重 点讨论有关通信抗干扰问题。
历史
3、理论研究紧跟其上，1950年Basore首先提出把这种扩频 系统称作NOMACS（Noise Modulation And Correlation Detection System）这个名称被使用相当长的时间。 4、1951年后，美国的ASC(Army Signal Corps---陆军通信 兵)要求进一步研究NOMACS，想把它应用于高频无线电传通 信线路，以对抗敌人的干扰。1952年由Lincoln Laboratory研制出P9D型NOMACS 系统，并进行了试验。以 后在1953-1955年Lincoln Lab研制出了F9C型无线电传机系 统。 5、很快，美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系统， 空军使用名称为“Phatom”（鬼怪，幻影）和 “Hush-Up” （遮掩），海军使用名称为“Blades”（浆叶）。那时设备 庞大，是用电子管装的，设备要装几间屋子，使应用受到 限制。在晶体管出现后，特别是集成电路出现后，才使扩 频系统得到广泛使用。
通信中遇到的干扰 人为干扰和非人为干扰 军事通信中非敌意的人为干扰:
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰 等。
超短波自适应跳频系统的设计与实现
浙江走学硕士学住论吏 的战争，于是人们开始寻找新的无线电通信实现片法。
ｒ面给出了无线通信网络组织与相应软什复杂度之间的关系图。其中软件复杂度采刖十 万行代码（ＬＯＣ）作为评估单位。
网络纽织
扑 删 爨 巅 划 迎
图１ 网络组织、信道数据速率与程序复杂度的关系 由幽可以清楚的了解，随着通信网络从点对点通信，到对等网络传输，再到现代多波段、 多模式通信，需要越来越复杂的软件去满足系统的各种控制及空中接［Ｚｌ的复杂性要求。这也 意味着通信系统将从单一的硬件实现向通用平台加可重配置的软件实现方向发展。
第三章针对普通跳频电台在新环境下的不足，提出了自适应跳频的思路，综合应用频点 替换，ＦＣＳ单频通信等自适应措施躲避下扰。在无法避免干扰的情况下，采用差错控制技术 提高通信的可靠性。
第四章叙述了自适应跳频的具体实现结构和流程。本章内详细叙述了跳频数据的帧结构 和同步方法，以及各种模式下的自适应处理流程。接着介绍了系统实现的硬件平台，及初步 测试结果。最后指出系统需要进一‘步完善的地方。
ａｖｏｉｄｌｅｓｓ ｊａｍｍｉｎｇ，ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒａｉｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｄｅｐｅｎｄａｂｉｌｉｔｙ，
扩频通信原理chapter1
序言一．扩展频谱技术概述概念：所谓扩展频谱技术一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。
一种典型的扩展频谱系统如图0-1所示：图0-1 典型扩展频谱系统框图它主要由原始信息，信源编译码，信道编译码〔过掉控制〕，载波调制与解调，扩频调制与解扩频和信道六大局部组成。
信源编码的目的是去掉信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。
过掉控制的目的是增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。
调制局部是为使经信道编码后的符号能在适当的频段传输，如微波频段，短波频段等。
扩频调制和解扩是为了某种目的而进行的信号频谱展宽和复原技术。
框图中各点信号的时域和频域特性如图0-2所示。
与传统通信系统不同的是，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。
为什麽要进行扩频？这是因为它具有一些独特的长处。
特点：1)抗干扰能力强，出格是抗窄带干扰能力。
2)可检性抵，(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被侦破。
3)具有多址能力，易于实现码分多址〔CDMA〕技术。
4)可抗多径干扰。
5)可抗频率选择性衰落。
6)频谱操纵率高，容量大〔可有效操纵纠错技术、正交波形编码技术、话音激活技术等〕。
7)具有测距能力。
8)技术复杂。
应用：基于以上这些特点，扩频技术首先应用于军事通信，此刻也开始民用和商用。
1)卫星通信〔多址，抗干扰，便于保密，降低平均功率谱密度〕2)移动通信〔多址，抗干扰，便于保密，抗多径，提高频谱操纵率〕3)无线当地环路4)G PS〔选址，抗干扰，保密，测距〕5)测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪`````主要错误谬误：技术复杂，但是随着数字处置技术的开展，集成工艺进步，使扩频系统的实现变的简单，只需对扩展技术有一般的了解就可以从事扩频系统的设计工作。
因此，扩频技术在这些年开展非常迅速，由军用到民用，商用，范围很广。
理论根底：扩展频谱技术的理论根底是信息论中的香农定理[1]此中C------信道容量〔比特/秒〕N-----噪声功率W----带宽〔赫兹〕S ---------信号功率当S/N 很小时〔≤0.1〕得到：在无过掉传输的信息速率C 不变时，如N/S 很大，那么必需使用足够大的带宽W 来传输信号。
LTE学习笔记 HARQ、HARQ process、HARQ information、同步异步、自适应非自适应、ACKNACK反馈、上行HARQ1
20140307 （HARQ、HARQ process、HARQ information、同步/异步、自适应/非自适应、ACK/NACK反馈、上行HARQ（1））一、HARQ介绍HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest），混合式自动重传请求，是一种结合FEC（Forward Error Correction）与ARQ（Automatic Repeat reQuest）方法的技术。
FEC通过添加冗余信息，使得接收端能够纠正一部分错误，从而减少重传的次数。
对于FEC无法纠正的错误，接收端会通过ARQ机制请求发送端重发数据。
接收端使用检错码，通常为CRC校验，来检测接收的数据包是否出错。
如果无错，则发送一个肯定的确认（ACK）；如果出错，则接收端会丢弃数据包，并发送一个否定的确认（NACK）给发送端，发送端收到NACK后，会重发相同的数据。
前面介绍的ARQ机制采用丢弃数据包并请求重传的方式。
然而，虽然这些数据包无法被正确解码，但其中还是包含了有用的信息，如果丢弃了，这些有用的信息就丢失了。
通过使用HARQ with soft combining，接收到的错误数据包会保存在一个HARQ buffer中，并与后续接收到的重传数据包进行合并，从而得到一个比单独解码更可靠的数据包。
然后对合并后的数据包进行解码，如果还是失败，则再请求重传，再进行软合并。
根据重传的bit信息与原始传输是否相同，HARQ with soft combining 分为Chase combining和incremental redundancy（IR，增量冗余）两类。
Chase combining中重传的bit信息与原始传输相同；增量冗余中重传的bit信息不需要与原始传输相同。
这里我们只介绍增量冗余，因为LTE中使用的是这种机制。
在增量冗余中，每一次重传并不需要与初始传输相同。
相反，会生成多个coded bit的集合，每个集合都携带相同的信息。
扩频通信技术在实际中的应用
扩频通信技术在实际中的应用摘要：通过介绍扩频通信技术的概念及原理来研究它是如何在实际中应用的。
关键词: 扩频分类应用正文：一、扩频技术是近年发展非常迅速的一种技术，它不仅在军事通信中发挥出了不可取代的优势，而且广泛地渗透到了通信的各个方面，如卫星通信、移动通信、微波通信、无线定位系统、无线局域网、全球个人通信等。
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication)川简称“扩频通信”。
是将发送的信息展宽到一个很宽的频带上，这一频带比要发送的信息带宽宽的多，在接收端通过相关接收，从而将信号恢复到信息带宽。
扩频通信按其工作方式的不同，可分为直接序列扩频(DS)，跳频(FH)，跳时(TH)，以及它们的组合方式，如：FH／DS，TH／DS，FH／TH等。
不同的扩频技术，其抗干扰机理和对不同扰的抵抗能力是不同的。
直接序列扩频技术通过相关处理，降低进入解调器的信号功率来达到抗干扰目的；跳频系统依靠载频的随机跳变，以躲避方式对抗通信中的干扰。
直接序列扩频技术是目前应用较为广泛。
三、低轨卫星通信信道模型低轨口星通信信道是一种无线衰落时变信道。
其中，径衰落、阴影衰落及多普勒频移是影响低轨卫星信道的主要因素。
将低轨卫星通信的传播环境分为城市环境、开阔地带环境、农村及郊区环境三种，分别用瑞利信道、莱斯信道和C．I舶信道模璎来近似n-lo]。
2．1城市环境在此情况下，视线分冒可以认为是完全被建筑物阻挡吸收，直射分量：(f)为零，接收的信号为各条路径的散射分量之和，此时只存在多径衰落。
各途径传播的散射信号相互独立，而且散射信号的振幅之和是恒定的，合成信号的包络服从瑞利(Rayleigh)分布，其概率密度函数为，式中，r为接收信号的包络，，为平均多径功率，合成信号的相位服从[0，27r)的均匀分布，此时的信道属于瑞利信道。
当采用SystemVue软件建立其仿真模型时，可由JK信道子系统构成，设其多径数目为5，最大多普勒频移为20kHz。
短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段
概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段，关键信号生成的原理及其监测与识别，详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。
引言短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式，通过电离层反射实现远距离通信。
由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化，引起信号的幅度衰落、相位起伏等，会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应，也造成频率选择性衰落和多径时延，成为短波链路数据传输的主要限制。
另外，短波频段可供使用的频带比较窄，通信容量小，大气和工业无线电噪声干扰严重，也大大限制了短波通信的发展。
20世纪60年代以来，卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势，取代了许多原属于短波的重要业务。
短波通信的投入急剧减少，其地位大为降低。
然而，与卫星通信、光缆等通信手段相比，短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，具有自身的特点，比如建设周期短，维护费用低；设备简单，容易隐蔽;使用灵活，电路调度容易，临时组网便捷，抗毁能力强等。
这些显著的优点，是其他通信手段不可比拟的。
事实证明，曾经设想取代短波通信的卫星通信，并不能满足所有情况下的用户需求。
20世纪80年代起，出于对卫星安全等方面的考虑，短波通信重新受到重视，许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。
近年来，由于电子技术的迅猛发展，促进了短波通信技术和装备的更新换代，原有的缺点得到了不同程度的克服，通信质量大大提高，形成了现代短波通信新技术、新体制，短波通信正走向复兴。
这其中，最重要和显著的技术进步，就是短波自适应技术。
短波自适应通信的概念短波通信主要依靠天波进行，而电离层反射信道是一种时变色散信道，其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化，因此，短波通信中工作频率是不能任意选择的。
在相当长的时间内，短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。
但是，电离层的特性每天变化很大，频率预测资料是根据长期观测统计得出的，不能实时反映实际通信时信道参数，而且，长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素，造成实际短波通信质量不能令人满意。
卫星通信系统的抗干扰技术研究
卫星通信系统的抗干扰技术研究在当今高度信息化的时代，卫星通信系统凭借其覆盖范围广、不受地理条件限制等优势，在军事、民用等众多领域发挥着至关重要的作用。
然而，卫星通信系统在传输信号的过程中，容易受到各种干扰的影响，这给通信的稳定性、可靠性和安全性带来了巨大挑战。
因此，深入研究卫星通信系统的抗干扰技术，对于保障通信质量、提升系统性能具有重要的现实意义。
一、卫星通信系统面临的干扰类型卫星通信系统所面临的干扰种类繁多，主要包括以下几种：1、自然干扰自然界中的各种现象可能会对卫星通信造成干扰。
例如，太阳活动产生的强烈电磁辐射会影响卫星通信的电波传播，导致信号衰减、误码率增加；电离层的变化也可能引起信号的折射、反射和散射，从而影响通信质量。
2、人为干扰这是目前卫星通信面临的主要干扰形式之一。
包括有意干扰和无意干扰。
有意干扰通常是敌方为了破坏通信而采取的恶意行为，如电磁干扰、阻塞干扰等；无意干扰则可能来自于其他电子设备的电磁辐射、工业设备的噪声等。
3、邻星干扰当卫星轨道间距较小时，相邻卫星的信号可能会相互干扰。
此外，地面接收站附近的其他卫星信号也可能对目标卫星信号造成干扰。
4、多径干扰由于信号传播路径的多样性，卫星信号在到达接收端时可能会经过不同的路径，这些路径的长度和传播条件不同，导致信号到达时间和相位存在差异，从而产生多径干扰。
二、卫星通信系统抗干扰技术的分类为了应对上述干扰，卫星通信系统采用了多种抗干扰技术，大致可以分为以下几类：1、频率域抗干扰技术通过合理选择通信频段和频率扩展技术来提高抗干扰能力。
常见的频率扩展技术有直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。
DSSS是将原始信号的频谱扩展到一个很宽的频带上，使得干扰信号难以对整个扩展频谱产生有效的影响；FHSS 则是使通信频率按照一定的规律快速跳变，从而躲避干扰。
2、空间域抗干扰技术利用天线的方向性和波束形成技术来抑制干扰。
例如，采用自适应天线阵列，通过对各阵元接收信号的加权处理，形成特定方向的波束，使主瓣对准有用信号方向，零陷对准干扰方向，从而提高信干噪比。
直序扩频系统中扩频码同步技术的研究
Ｓ ｕｄｙ ｏｎ ｓ ｔ ｙｎｃ ｏｎｏｕｓｔ ｃ ｈｒ ｅ ｈｎｏｌ ｙ ｏｆｓ ｅ ｄ ｐｅ ｔ ｕｍ ｏｇ ｐｒ ａ ｓ ｃ ｒ
－ ● 一 ● 一 一
ｃ ｏｄｅ ｓ ｙｎｃ ｏｎｏｕｓｔ ｃ ｈｒ ｅ ｈｎｏｌ ｙ ｉ ｄｉ ｅ ｔｙ ｓ ｅ ｄ ｏｇ ｎ ｒ ｃ ｌ ｐｒ ａ
缩短捕获时间，改进这些系统 的性能 。 。 （） ａ 发射系统
下面介绍在 Ｑ ａｕ Ⅱ软件平 台上实现的两种 Ｐ ｕｎｓ Ｎ码捕
获方法 。
①序列相位搜索捕获法的设计与实现
当 ｍ序列码周期比较短时，可以采用序列相位搜索捕
获法来实现伪随机序列同步 。
采用顺 序搜索 的捕捉 方法 ，只使 用一个相关 器 ，在 ０ 期间内积分 ，在 时刻将 积分器的输 出送给一门限
０ 引言
军事抗干扰通信、导航系统、抗多径实验系统等。到 ２ 世 ０ 扩频通信系统产生于 ２ 世纪 ５ 年代中期 ， Ｏ ｏ 扩频技术 的提出， 解决了频谱资源紧张，干扰繁多的问题，同时大
大提 高了通信 的保密性能。扩频通信 技术 最初 的应 用包括
纪 ８ 年代末， ０ 美国联邦通信委员会 （ Ｃ 规划了 Ｉ Ｆ ） Ｃ Ｓ Ｍ波段， 并批准扩频通信使用该频段，扩频通信技术随之得到了快
门限比较器是将相关器 中求和的结果 与一 门限值比较 ， 如果 小于门限 ，则控制本地 Ｐ Ｎ码 发生器的时钟信号 ，使 其延迟一定周期 ，直到相关器的积分值超过设 定的门限而 达到最大 ，从而实现扩 频码 序列的同步捕 获 ，仿真结果如
图 ３ 示。 所
信号 的周期为 １ Ｔ 。接收扩频码序列与本地参考扩频码 ｃ 序列作相关积分后 ， 经门限比较器进行比较判别 ， Ｄ为一 Ｔ 次积分的时间 ，与序列相位搜索捕获法 同理 ，若以 Ｔ／为 ｃ ２
扩频通信中直接扩频系统的同步技术
摘要扩频通信作为一种新型的通信体制，具有很多独特的优点，在军用和民用领域中都得到了广泛的应用。
扩频通信中一个关键性的问题就是扩频信号的同步，包括捕获和跟踪两个步骤，同步性能的优劣直接影响到整个扩频通信系统的性能。
因此，对直扩系统同步的研究具有很大的实用价值。
本文深入研究了扩频通信中直接扩频系统的同步技术，包括伪随机(PN)序列的捕获、跟踪和载波同步。
在伪随机(PN)序列的捕获中研究了串并结合的大步进方法。
研究了伪码串行-载波并行、伪码并行-载波串行、伪码串行-载波并行、伪码并行-载波并行4种捕获方法。
在特定的参数下，设计出直扩通信系统，并在高斯信道条件下，仿真得出了直扩系统的误码率性能曲线，在此基础上运用了伪码并行-载波串行的方法进行仿真分析，从MATLAB仿真结果可以看出捕获方案确实可行。
关键词：扩频通信；同步；捕获；跟踪AbstractAs a new type of communications system,spread spectrum communications has many unique advantages, and has been widely used in both military and civilian fields. The synchronization of spread specturn signal, including acquisition and tracking, is the key problem of spread specturn communication. The performance of synchronizing has direct impact on the whole spread spectrun communication system. As a result, it’s very important to discuss this problem.This paper researches into synchronization techniques of direct-sequence spread spectrum systems, which include PN code acquisition, PN code tracking and carrier recovery. we studied PN acquisition scheme, large step acquision scheme. This paper discusses four capture methods about serial PN code, serial carrier, parallel PN code, serial carrier, serial PN code, parallel carrier, and parallel PN code, parallel carrier. Incertain parameters, design of direct sequence spread spectrum communication system, and in the Gauss channel conditions, simulation of the curve of the BER performance of DSSS system, on the basis of using the parallel PN code, carrier serial simulation, simulation results can be seen from the MATLAB capture scheme is feasible.Keywords: S pread Spectrum Communications; Synchronization; Acquisition; Tracking目录1 绪论 (1)2直接序列扩频通信的理论基础 (4)2.1扩频通信的理论基础 (4)2.1.1基本理论 (4)2.1.2扩频通信的特点 (5)2.2直接序列扩频通信系统 (6)2.3伪随机序列 (9)2.3.1m序列 (10)3 直接序列扩频系统的同步 (12)3.1同步机理 (12)3.2信号捕获 (12)3.3 信号跟踪 (17)3.3.1 载波跟踪技术 (17)3.3.2 锁相环原理 (18)3.3.3 锁频环原理 (20)3.3.4 锁相环与锁频环的性能比较 (21)4直扩系统的仿真分析 (23)4.1设计参数 (23)4.2 直扩通信系统的原理框图 (23)4.3直扩通信系统的仿真分析 (24)4.4 直扩系统的抗干扰性能分析 (30)5 同步仿真分析 (31)5.1同步参数设计 (31)5.2 PN码的自相关性仿真 (31)5.3 捕获 (32)5.4 跟踪 (36)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A 英文原文 (43)附录B 中文翻译 (55)附录C 程序 (64)1 绪 论扩频通信是建立在ClaudeE.Shannon 信息论基础之上的一种新型现代通信体制。
扩频通信技术课件
虚警惩罚时间
假如某次积分处理出现虚警，则相位搜索控制电路不改变 本地码相位，再作一次积分处理来证实是否发生虚警。若此次 积分处理不发生虚警，即证实了前次积分处理是一次虚警，则
下次的积分处理将使相位改变Tc/2 ，接着重新开始搜索。两 次积分处理，本地参考扩频码的相位仅改变了Tc/2 ，出现虚
13
若已知扩频码相位所在位置的先验概率P(k) ，首先应当
搜索那些最可能的扩频码相
位单元，而后搜索次可能的
相位单元。
No
例如：假设扩频码相位服从
高斯分布，较合理的搜索方 法是先搜索以最可能的相位 位置为中心的一个标准偏差
Image
范围内的单元。如没有搜到，
扩大到两个标准偏差范围，
依此类推。
图6-4 高斯分布时搜索区域的确定示意图
(6-3)
分析
➢ 扩频码序列相位搜索捕获法的平均同步捕获时间至少是相
关积分时间TD的N倍。
➢ 当扩频码周期N较小时，虚警对平均捕获时间的影响比较 显著；
➢当N较大时，比如N >100 ，只有在Pfa>0.8 时，虚警对平
均捕获时间的影响才显著地表现出来。通常N的取值都比 较大，而虚警概率也不可能接近1，所以工程估算时，可 认为虚警概率为零，则有
（2）同步跟踪(Tracking，精同步)：扩频接收机实现扩频
码同步捕获后，本地参考扩频码必须尽可能精确地跟踪接收
信号的变化，使本地参考扩频码相位与接收扩频码相位的差
别尽可能的小，以期在相关器获得最大相关输出。
1
6.1 扩频码的同步
图6-1 扩频通信系统原理框图
扩频通信技术
2
6.1.1 发射参考信号法
自编码扩频通信系统中码元同步问题的研究
图 １ 自编码直接序 列扩频 电路
２ 自编码扩频序列产生方法 的改进
根 据 自编码 扩 频 通信 的思 想 ， 论 自编码 扩 频 讨 序 列是 这样 产 生 的 ： 考 虑 到 自编 码 扩 频 通 信 的 初 （ 始 同步 问题 ， 。 艘 和 的初 始状 态 应该 相 同 ， 即存
（ 兰州交通 大学 电子与信息工程学 院 ， 甘肃 兰州 ７ ０７ ） ３ ０ ０
摘
要 ： 自编码扩频在传输数字信 息时能实 现扩频码 动态可变 的特性 ， 论 了 自编码扩频 的通信 原理 ， 针对 基于 讨 并
自 编码扩频通信 系统 中的同步问题 ， 出了扩频 码产 生的新方 法。通过分析表 明， 提 该方法产 生的扩频码具 有随机性
Ｌ ２ Ⅳ ’
Ｉ （ Ｉ ｍ）
＝
Ⅳ… ｊ Ｊ ”
２
噪声 分量 为随机 变量
Ｉ 口［ ｎ＋ ］・ Ⅳ ｎ （ ｍ） Ｒ （ ）・ 一 ｅ口 ｌ
（） ５
Ｊ抽头移 位寄存 器 Ｓ Ｓ 的随机序列是 相 同 ７ ｖ Ｒ 、Ｒ 中 的。既然 自编码扩频通信所使用的扩频码是 Ｓ Ｒ中 的随机序列 随机移 位而来 的移位序列 ， 么收端 同 那 步 时 只需将 Ｓ ：中的 随机序 列 逐次左 移 １ 在 和接 Ｒ 位 收到的信息序列进行循环相关运算 ， 若相关运算值 大于预定门限值 ， 就停止左移 ， 说明这时 Ｓ Ｒ 中的随 机序列就是发端的扩频序列 ， 相关值小于预定 门 若 限值 ， Ｓ ： 续左 移 一位 ， 接收 序列 进行 循环 相 则 Ｒ继 和 关 运 算 ， 和 门 限 值 比 较 ， 此 重 复 ， 到 移 位 后 再 如 直 Ｓ 中 的随机 序列 就是 发 端使 用 的扩频 序列 。 Ｒ
扩频通信技术简介
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
扩频通信的理论基础
扩频通信就是用宽带传输技术来换取信 噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想 和理论依据。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
扩频增益和抗干扰容限
扩频通信系统由于在发送端扩展了信号 频谱，在接收端解扩还原了信息，这样的系 统带来的好处是大大提高了抗干扰容限。理 论分析表明，各种扩频系统的抗干扰性能与 信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
抗多径干扰
在无线通信中，抗多径干扰问题一直是 难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关 特性；在接收端可以用相关技术从多径信号 中提取分离出最强的有用信号，也可把多个 路径来的同一码序列的波形相加使之得到加 强，从而达到有效的抗多径干扰。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
用扩频系统PN码码长应不低于12位，一般取
32位，军用系统可达千位。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
频谱的扩展的实现和直接序列扩频
目前常见的码型有以下三种： （1）M序列，即最长线性伪随机系列； （2）GOLD序列； （3） WALSH函数正交码。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
频谱的扩展的实现和直接序列扩频
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
PPT文档演模板
无线扩频通信原理图
扩频通信技术简介
由图可见，一般的无线扩频通信系统都 要进行三次调制。一次调制为信息调制，二 次调制为扩频调制，三次调制为射频调制。 接收端有相应的射频解调，扩频解调和信息 解调。
PPT文档演模板
扩频通信技术简介
根据扩展频谱的方式不同，扩频通信系 统可分为：直接序列扩频方式(DS)、跳变频率 方式(FH)、跳变时间方式（TH）、宽带线性 调频方式以及以上几种方式的组合。
移动通信复习题(汇总)
北京化工大学2011——2012学年第一学期《移动通信》期末考试试卷标准答案课程代码 E E E 4 2 3 0 3 T班级：姓名：学号：分数：题号一二三四总分得分一、判断题（本题请在第4页的方框内作答）1、数字移动通信系统要求调制技术使已调信号的频谱越宽越好，以便更好地抗衰落×2、π／4-DQPSK是恒包络的调制技术，其优点是可采用成本低廉的非线性功放×3、欧洲数字集群标准TETRA采用的调制技术是π／4-DQPSK √4、RAKE接收可以很好地克服移动通信中的多普勒频移×5、多波束天线的采用可以减少蜂窝网络中的共道干扰√6、GSM通信系统中，为减少邻道干扰而使用干扰抵消和多用户信号检测器技术×7、FSK的解调由于其恒包络的特点不能采用包络检波×8、MSK信号既可采用鉴频器解调，也可采用相干解调√9、MSK是相位连续且满足最小频差的调制指数为1的一种特殊形式的FSK ×10、QPSK解调只能采用相干解调，而π/4-DQPSK既可采用相干解调也可采用非相干解调√11、多载波系统由于一个深衰落可影响到多个子载波，其抗衰落能力逊于单载波系统×12、OFDM的系统带宽比一般的FDMA系统的带宽可以节省三分之一×13、采用非线性功放可以一定程度上解决OFDM系统PAR较大的问题×14、MS移动到同一MSC的不同LA中，不需要进行位置登记×15、CDMA系统中，只要邻站和本站处于同频工作状态，则此时均为软切换×16、对于多载波系统，载波频率的偏移会导致子信道相互间产生干扰√17、自适应均衡器通过动态调整特性参数跟踪信道的变化，补偿信道传输特性，从而使整个系统能满足无码间串扰的传输条件√18、TDMA系统中，为便于克服码间干扰，在时隙中要插入自适应均衡器所需的训练序列√19、GSM系统中，每一个用户在入网时分配公用的密钥Ki和唯一的IMSI ×20、在IS-95蜂窝移动通信系统中，前向是指手机发往基站的方向×21、CDMA系统的频率复用系数可以为1，而GSM系统的频率复用系数不可能为1 √22、EDGE采用8PSK调制技术，从而将传输速率提高为GMSK调制的3倍√23、GSM网络中，BCCH信道和CCCH信道是不参与跳频的信道√24、处于通话状态中的MS从同一MSC下的某一BSC范围移动到另一BSC范围时，系统不必参与切换过程×25、蜂窝移动通信系统的最小区群的N值越大，其频率利用率将随之提高×26、采用顶点激励方式的基站天线采用全向天线模式×27、MS发，BS收的传输链路称为下行链路×28、GSM900网络的双工间隔为50MHz ×29、GSM帧长为4.62ms，每帧8个时隙√30、移动通信网的信道一般分为控制信道和业务信道两大类√31、信号强度排列如下：直射波、反射波、绕射波、散射波√32、GSM中，BCCH既是上行信道，又是下行信道×33、GSM中，MS与BS之间被定义为A接口，MSC与MSC之间被定义为Um接口×34、WCDMA系统的空中接口带宽为5MHz，其码片速率为3.84Mc/s√35、DTX技术的采用可以使移动台具有更长的待机和通话时间√36、WCDMA系统是干扰受限系统√37、IMEI是用于国际唯一区分移动用户的号码×38、GSM中鉴权和加密是两个独立的处理过程，两者间没有任何的关联×39、GSM网采用主从同步方式，BSC的同步基准从MSC来的数据流中提取，也可单独设置同步链路×40、扩频系统提高了系统的保密性、提升了系统的信噪比√41、IS-95蜂窝移动通信系统每个信道1.2288MHz，含有64个码道√42、TCH复帧由26个TDMA帧构成，而用于映射BCH和CCCH的复帧有51 个TDMA 帧√43、TDD称为时分双工，收发信号在时间上分开互不干扰，广泛地用于IS-95系统×44、一个BSC可以连接到多个MSC上，一个MSC也可以连接到多个BSC ×45、多径效应造成的衰落会随移动台运动速度的加快而加快√46、CDMA为干扰受限系统，当系统中增加一个通话用户时，所有用户的信噪比会下降√47、GSM通信系统中，SCH（同步信道）的作用包括帧同步和时隙同步√48、PCH为寻呼信道，当移动台申请开始一次通话时，利用它向基站发送请求×49、主叫用户到本侧交换机的信令为用户线信令，被叫用户到对端交换机信令为局间信令×50、TD-SCDMA的载频宽度是1.6MHz，其码片速率为1.28Mc/s √二、单选题（本题请在第4页的方框内作答）1、美国的IEEE 802.11a/g和欧洲ETSI的HiperLAN／2中，均采用了（B）技术A．GMSK B．OFDM C．64QAM D．MIMO2、处于空闲模式下的手机所需的大量网络信息来自（B）信道2A．CBCH B．BCCH C．RACH D．SDCCH3、一个用户在忙时一小时内先后进行了1分钟和5分钟的通话，此用户产生的话务量是（C ）A．33毫爱尔兰B．66毫爱尔兰C．100毫爱尔兰D．10毫爱尔兰4、模拟移动通信系统采用的多址方式是（A），GSM移动通信系统采用的多址方式为（）A．FDMA TDMA B．CDMA FDMA C．TDMA CDMA D．TDMA FDMA 5、GSM网常采用的切换方式是（B ）A．移动台控制B．移动台辅助的网络控制C．网络控制D．基站控制6、我国目前有三大运营商获得了3G牌照，其中，WCDMA是由（B ）在运营A．中国移动B．中国联通C．中国电信D．中国铁通7、（C）的作用是存储用户密钥，保证系统能可靠识别用户的标志，并能对业务通道进行加密。
扩频通信技术简介
卫星通信系统对通信的可靠性要求较高，扩频通信技术可 以通过提高信号的抗干扰能力和抗多径效应能力，保证通 信的可靠性。
大容量传输
卫星通信系统需要实现大容量的数据传输，扩频通信技术 可以通过采用高效的调制方式和多址接入技术，提高系统 的传输容量。
无线局域网（WLAN）中的应用
01
高数据传输速率
扩频通信基本原理
在发送端，扩频通信使用特定的扩频码对原始信号进行调制，将其频谱扩展至 更宽的频带范围内。在接收端，通过相同的扩频码对接收信号进行解扩，恢复 出原始信号。
发展历程及现状
发展历程
扩频通信技术经历了从直接序列扩频、跳频扩频到混合扩频 等多个发展阶段。随着无线通信技术的不断进步，扩频通信 技术也在不断发展和完善。
现状
目前，扩频通信技术已广泛应用于军事、民用等各个领域。 在军事领域，扩频通信技术主要用于提高抗干扰能力和保密 性；在民用领域，扩频通信技术则主要用于提高无线通信的 可靠性和数据术可应用于无线通信、卫星通信、移动通信、物联网等领域。其中， 在无线通信领域，扩频通信技术可用于提高抗干扰能力和数据传输速率；在卫星 通信领域，则可提高信号传输的抗干扰性和保密性。
高速移动环境下的性能问题
在高速移动环境下，由于多普勒效应等因素的影 响，扩频通信系统的性能会受到一定影响。解决 方法包括采用抗多普勒效应的技术、设计适用于 高速移动环境的扩频通信系统等。
05
扩频通信技术在现代通信系 统中的应用
移动通信系统中的应用
抗干扰能力强
扩频通信技术通过扩展信号的频谱，使得信号在传输过程中具有较 强的抗干扰能力，能够在复杂的电磁环境中保证通信质量。
混合扩频技术
原理
混合扩频技术是将直接序列扩频、跳频扩频和跳时扩频等多种扩频方式相结合，形成一 种综合的扩频通信技术。通过混合使用不同的扩频方式，可以进一步提高通信系统的抗
跳频及其自适应技术
基本过程
主要特点
1、抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力强。宽带干扰可为阻塞干扰。
干 扰 由 于 不 知 道 扩 频 伪 随 机 码
主要特点
2、可检性低(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被侦破，对 各种窄带通信系统的干扰很小 。
8、以后在卫星通信，数据传输，定位，授时系统中都有使用。今后， 在卫星通信，移动通信系统，定位系统等领域将会得到进一步广泛使用。
SC-CDMA、MC-CDMA，单天线系统，多天线系统。
历史总结
产生与发展基于两方面： •信息战－信息对抗－电子对抗－通信对抗 •提高频带利用率
信息战的内容及特点
信息战的内容
支撑； ▪ 为进入军事通信领域提供一些入门知识。
通信抗干扰性能
信号隐蔽性
信号鲁棒性
➢ 无线信号的隐蔽性
➢ 用干扰容限
单位面积天线，在单位带宽 ➢ 三个层次的条件，即：
中所能截获的信号功率
a、设备性能。如：比特差错率、语
➢ 信号方式的隐蔽性
音质量、同步及信令性能、网络性能
双工方式、调制方式、多路 方式、编码方式、同步方式
有线资源的带宽是无限的 无线资源的带宽是有限的
窄带系统 （1）拓展高频段 （2）压缩信息带宽 （3）高性能的编码与调制技术
宽带系统 扩频技术或CDMA技术
复用与多址 单载波与多载波 单天线与多天线
基本概念（扩频、扩谱、展频、展谱）
扩展频谱技术是用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输 信息的技术。扩频通信是将待传送的信息数据用伪随机编 码(扩频序列：Spread Sequence)调制，实现频谱扩展后 再传输；接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理， 恢复原始信息数据。是一种宽带的编码传输系统。 扩频通信方式与常规的窄带通信方式的区别：
无线扩频通信技术
扰信号来说基本上不可能捕捉到传输信号，对于固定频率干扰也可以跳变一个频点避开。 当本方截获到地方的跳频序列后，迅速以同样的跳频序列施放干扰，由于跳频序列相同，预先设定的跳频序列就无法实现正常通信，这时只有通 过转换跳频序列才能恢复通信，但是又会被从新跟踪并干扰。 由于跳频通信本身也是属于宽带传输，按照仙农定理，它也可以实现低信噪比传输，即信号可以淹没在噪声里传输。 目前，跳频系统的同步时间基本在几百毫秒的水平，今后也必将越来越短。 现代通信的新领域，数字蜂窝移动通信，专用网络通信，室内无线通信，CDMA移动通信，无线局域网，无线广域网，“蓝牙”（短距离高速、 互通式信息传输）传输技术都是基于扩频通信体制的通信方式。 由于技术原因限制，还不能实现真正的话音点对多点业务，基本上都是依赖系统的叠加来实现。 其中无线调制解调器能够提供透明的数据通道，根据需要配置终端设备，可以支持多种数据业务，如，话音、数据、网络、图象等。 由于扩频通信技术有很多优点可以克服这些问题，并且可以提供更高的保密技术，因此，从80年代末， 联邦通信委员会（FCC）规划了ISM波段 并批准扩频通信使用该频段来，扩频通信技术得到了快速的发展和广泛的应用。 系统兼容性
兼容性是指，跳频通信系统可以与一个不跳频的定频再带通信系统在莫个固定频点上进行通信。 当然通信干扰与反干扰是一对矛盾，互相制约又互相促进发展。 因此，现代的网络技术为话音、数据、图象的综合业务提供了良好的平台。 它们都提供了高速的无线网络连接，可以广泛的应用于点对点或点对多点无线局域网、无线广域网连接或宽带无线接入。 当然通信干扰与反干扰是一对矛盾，互相制约又互相促进发展。 当然通信干扰与反干扰是一对矛盾，互相制约又互相促进发展。 跳频扩频通信技术-优点 由于无线扩频通信技术具有十分显著的优越性，极大的推动了该技术及其产品在军用、民用领域的发展和应用。 IP图象传输系统也由于传输效果比较好，设备简单，使用方便，已经得到了广泛的应用。 目前，应用了扩频通信技术的通用产品主要有两类，一是专门数据传输的扩频无线调制解调器，二是专门提供无线网络连接的无线网桥、无线网 卡、无线路由器。 由于技术原因限制，还不能实现真正的话音点对多点业务，基本上都是依赖系统的叠加来实现。 在此基础上，借助无线网络技术构建移动网络平台，便可以实现一种新的移动话音、数据、图象传输系统。 抗干扰能力强