扩频通信(1)
「扩频通信的基本原理」
「扩频通信的基本原理」扩频通信是一种通过在发送和接收信号中引入特定的扩频码来增加信号的带宽的通信方式。
它具有很高的抗干扰能力和隐蔽性，已广泛应用在无线通信领域，如蓝牙、Wi-Fi和CDMA等。
扩频通信的基本原理是利用一种称为扩频码的特定序列来扩展信号。
扩频码是一种伪随机序列，具有良好的自相关和互相关特性，能够在频域上将信号的能量分散到一个宽带范围内。
通过将扩频码与要发送的原始信号进行点乘运算，可以将信号的频率带宽扩充为扩频信号。
在发送端，原始信号经过调制后与扩频码进行点乘运算，得到扩频信号。
扩频码的周期通常远远大于原始信号的周期，因此扩频信号的频率带宽也远远大于原始信号的频率带宽。
这种频率带宽扩展会导致扩频信号的能量变得很弱，但由于扩频码具有良好的互相关特性，接收端可以通过与相同扩频码进行点乘运算来恢复出原始信号。
在接收端，接收到的扩频信号经过与相同扩频码的点乘运算后，可以得到一个扩宽了的信号频谱。
通过对这个频谱进行窄带滤波，可以去除其他频率的干扰信号，最后得到原始信号。
扩频通信的优点之一是抗干扰能力强。
由于扩频信号的能量被分散到宽带范围内，单个频率干扰对整个信号的影响较小，因此扩频信号在传输过程中对于短时干扰和窄带干扰具有较强的抵抗能力。
另一个优点是隐蔽性高。
扩频通信中使用的扩频码具有伪随机的特性，对于未经授权的接收方来说，扩频码看起来像是随机噪声，难以识别和解码原始信号。
然而，扩频通信也有一些限制和挑战。
由于扩频信号的频率带宽较宽，相比于窄频信号，扩频通信需要更大的带宽。
此外，扩频通信在传输过程中需要保持发送和接收端的扩频码同步，否则会导致解码失败。
总之，扩频通信通过引入扩频码来增加信号的带宽，具有高抗干扰性和隐蔽性的特点。
它在无线通信领域得到广泛应用，并且是现代无线通信技术的重要组成部分。
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。
扩频通信的理论基础
根据扩频信号的产生方式，分为 ➢ 直接序列系统； ➢ 频率跳变系统； ➢ 时间跳变系统； ➢ 线性脉冲调频系统； ➢ 混合扩频通信系统； (1) 频率跳变-直接序列混合扩频系统； (2) 时间跳变-频率跳变混合扩频系统； (3) 时间跳变-直接序列混合扩频系统；
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1.2.1 直接序列系统
名称 直接序列调制扩展频谱通信系统（Direct Sequence Spread Spectrum Communication System，DS-SS），简称直接序列 系统或直扩系统。
简单的时间跳变系统抗干扰性不强，故很少单独使用。常 与其他方式结合使用，组成混合扩频方式。
从抑制干扰角度看，该系统得益甚少，其优点在于减少了 工作时间的占空比。系统的伪随机码参数不易被侦破。主 要缺点：对定时要求严格。
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1.2.4 线性脉冲调频系统
概念 线性脉冲调频系统（Chirp）是指系统的工作频率在一给定的 脉冲时间间隔内线性地扫过一个很宽的频带，形成一带宽很 宽的扫频信号，或者说工作频率在一给定的时间间隔内线性 增大或减小，使发射信号频谱占据很宽的范围。
在语音频段，线性调频听起来类似鸟的“啾啾”叫声，故也 称为鸟声调制。
特点 线性脉冲调频是一种不需要用伪随机码序列调制的扩频调制 技术，由于其信号占用的频带宽度远远大于信息带宽，从而 也可获得较好的抗干扰性能。
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1.2.4 线性脉冲调频系统
扩频通信原理
扩频通信原理
扩频通信原理是一种通过将信号扩展到较宽的频带上来实现传输的通信技术。
它在信号传输过程中引入了一个称为扩频码的伪随机序列，在发送端和接收端之间进行同步和解扩，从而实现高速、抗干扰的通信。
扩频通信原理的基本思想是将待发送的数据信号与一个伪随机序列进行逐位运算，将数据信号“扩展”到一个较宽的频带上。
在发送端，通过调制将扩频信号转换为高频信号，然后经过通道传输到接收端。
在接收端，通过解调将接收到的高频信号转换回扩频信号，然后与接收到的伪随机序列进行逐位运算，得到原始的数据信号。
扩频码是扩频通信的核心技术之一。
它是一个具有良好相关性和随机性质的序列，它的周期非常长，一般比数据信号的周期长几倍甚至几十倍以上。
在发送端，通过将每个数据位与扩频码的对应位进行逻辑运算，实现数据信号的扩展。
在接收端，通过将接收到的扩频信号与扩频码进行逻辑运算，将信号恢复为原始的数据信号。
扩频通信原理具有以下几个重要特点。
首先，采用扩频码来扩展信号，增加了信号传输的抗干扰能力，有效抑制了窄带干扰。
其次，扩频信号在频谱上呈现宽带信号的特性，使得信号在传输过程中具有较好的传播性能。
再次，多用户之间可以共享同一频率资源进行通信，从而提高了频率资源的利用率。
最后，扩频通信还具有高安全性的特点，由于扩频码的随机性质，非法窃听者很难获取到有效的信息。
总之，扩频通信原理通过引入扩频码，将信号扩展到较宽的频带上，具有高速、抗干扰、多用户共享和高安全性等特点。
这种通信技术在无线通信、卫星通信、局域网和军事通信等领域得到了广泛的应用。
扩频通信的特点和优势
扩频通信的特点和优势 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020扩频通信的特点和优势扩频通信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，具有较强的抗干扰能力和较好的保密性能，20 世纪 70年代以来扩频通信的理论和应用方法得到了很大的发展，近年来随着移动通信技术发展，扩频通信已经成为第三代移动的核心技术之一。
扩频通信具有以下几个特点• 1、抗干扰能力强扩频信号的不可预测性，使扩频通信系统具有很强的抗干扰能力。
扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍然能不受外界干扰。
信号的频谱被扩展的越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。
此外，对于单频及多载波信号的干扰，其他伪随机调制信号的干扰，以及脉冲正弦信号的的干扰等，扩频系统都有抑制干扰提高信噪比的作用。
简单的说，若将频带展宽10 倍，在总功率不变的情况下，其干扰强度只是原来的 1/10。
而一般频谱带宽至少是信息带宽的几十倍甚至更高。
另外，由于接受端采用了伪随机序列进行相关检测，即使采用同类型信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的伪随机序列，干扰也起不了太大作用。
抗干扰性能强是扩频通信最突出的优点。
2、隐蔽性好、低截获性由于扩频信号的频谱被展宽到很宽的频带上，单位带宽的功率也随之降低，信号功率密度很低，信号被淹没在噪声中、难以被发现，因而不易被敌方截获；加之扩频编码，就更难获取有用信号，而且扩频信号的功率密度极低，对周围的电信设备产生干扰的可能性极小。
3、保密性好在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度很低，有用信号被淹没在噪声下，而且不同的通信在发射时采用不同的扩频序列，只有接受方知道扩频序列的具体内容，其他不知道地接受方几乎不可能破译，因此扩频技术能很好的保证通信的可靠性。
扩频通信资料
扩频通信一、简介扩频通信是一种通过同时传输多个频带信号以提高通信效率和抗干扰能力的通信技术。
扩频通信技术在军事通信、卫星通信、移动通信等领域得到广泛应用。
本文将介绍扩频通信的原理、应用和发展趋势。
二、扩频通信原理扩频通信利用码分多址技术，通过同时使用多个频带信号的方式来传输信息。
在发送端，数据会被编码成高频率的扩频码序列，然后与载波信号相乘，形成一个带有更宽频率的信号。
接收端利用相同的扩频码序列进行解码，将多个频带信号分离出来还原成原始数据。
这种方法可以提高数据传输速率和保护通信安全。
三、扩频通信应用1.军事通信：扩频通信技术可以有效保护通信数据的安全性，提高抗干扰能力，广泛应用于军事通信系统中。
2.卫星通信：卫星通信需要长距离传输数据，扩频通信技术可以提高通信质量和覆盖范围，是卫星通信的重要技术支持。
3.移动通信：3G、4G、5G等移动通信标准中都采用了扩频通信技术，以提高数据传输速率、提高通话质量和减少信号干扰。
四、扩频通信发展趋势1.多载波扩频技术：通过同时使用多个载波信号，提高通信吞吐量和频谱利用率。
2.混合码扩频技术：结合不同类型的扩频码序列，进一步提高通信系统的性能和安全性。
3.飞跃式发展：未来扩频通信技术将朝着更高速率、更低功耗和更广覆盖等方向发展，为5G、IoT和智能网联汽车等新兴应用提供支持。
五、总结扩频通信技术作为一种高效的通信方法，已在各个领域得到广泛应用。
随着通信技术的不断进步，扩频通信将继续发挥重要作用，推动通信行业的发展。
希望本文对您对扩频通信有更深入的了解，并对其未来发展趋势有所启示。
(完整word版)扩频通信
扩频通信第一讲扩频通信系统概述扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication），它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码（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.这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的：一是信息的频谱扩展后形成宽带传输；二是相关处理后恢复成窄带信息数据。
正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点：抗干扰抗噪音抗多径衰落具有保密性功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率可多址复用和任意选址高精度测量等正是由于扩频通信技术具有上述优点,自50年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。
直到80年代初才被应用于民用通信领域。
为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中第二讲扩展频谱通信的基本概念2.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“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：一、信号的频谱被展宽了。
我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。
例如人类的语音的信息带宽为300Hz --— 3400Hz，电视图像信息带宽为数MHz。
为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。
在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。
扩频通信(1)PPT课件
历史
7、最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比 如美国的全球定位系统(GPS)设备简单，定位精度高，全 球使用。通信数据转发卫星系统(TDESS),码分多址 (CDMA)卫星通信系统，特别是NASA和军用卫星通信系 统几乎都使用扩频技术，码分多址移动通信系统，这些都 是DS系统。FH系统如多种跳频电台，如SINCGARS（3080Mhz）。跳时-跳频混合型如JTIDS系统（Joint Tactical Information Distribution System)。我国正式 把扩频技术作为国家主要项目进行研究是在70年代。
2021
第1章 扩频技术概述
历史
1、开始于19世纪20年代雷达的发明，为了提高分辨率， 注重扩频思想。二次世界大战（WWII）中，军队对抗干 扰也有此思想。
真正有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女 演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil提出的。 基于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国 专利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美 国军方的重视。1962年古巴导弹危机时到期。1998年6 月, 她将此专利卖给Wi-频技术概述 2、扩频通信系统 3、扩频系统的伪随机码 4、扩频系统的相关接收 5、扩频系统的同步 6、扩频系统的应用
2021
第1章 扩频技术概述
信息时代的三大高技术通信传输方式：
扩（展）频（谱）通信(Spread Spectrum Communication)
光纤通信 卫星通信
❖ 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。
10(1)扩频通信
扩频系统的工作方式
扩频通信系统包括以下几种工作方式：直接序列扩展
频谱（简称直扩DS）、跳变频率扩频（FH）、跳变 时间扩频（TH）、宽带线性调频（Chirp ）。在这4 种工作方式中，最常用的是直扩方式和跳频方式。在 实际应用上，经常把上述扩频方式进行简单的组合， 形成混合式扩频的工作方式，如FH/DS、TH/DS、 FH/TH等，在通信中应用较多的主要是DS、FH和 FH/DS。
通常，通信系统带宽W与基带信号带宽B的比值W/B为1~2
时，称为窄带通信系统；W/B为50以上时，称为宽带通信 系统；而W/B为100以上时，称为扩频通信系统。 扩展频谱技术是一种宽带通信系统，其理论基础是香农信 道容量公式。对于加性白高斯噪声的连续信道，其信道容 量C与信道传输带宽W及信噪比S/N之间的关系可以用以下 方式表示 （10-1-1） 式中，C为信道容量； W为信道宽度； S/N为信噪比。
扩频系统主要特点
扩展信号的频谱，发送端用扩频码序列进行扩频调制，以
及在接收端用相关解调技术，使其具有许多窄带通信难以 替代的优良性能，能在民用后，迅速推广到各种公用和专 用通信网络之中，主要有以下几项特点： （1）易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率 （2）抗干扰Байду номын сангаас强，误码率低 （3）安全保密，干扰性小 （4）易于实现多址通信 （5）适合数字话音和数据传输，以及开展多种通信业务 （6）安装简便，易于维护
扩频系统的主要性能指标
2．干扰容限 干扰容限是指在保证扩频通信系统正常工作（保证输出信噪比 不低于某一给定值）的条件下，接收 机输入端能够允许的干扰信号功率高于有用信号功率的分贝数，即为 （10-1-5） 式中， 表示干扰容限； 表示处理增益； 表示系统损耗； 表示接收机输出信噪比。 干扰容限直接反映了扩频通信系统接收机所能承受的极限干扰强度，它准确地表征了系统的抗干扰 能力，反映了扩频通信系统在干扰环境中正常工作的极限能力。例如，若假定某扩频通信系统的处 理增益为 =33dB，系统损耗为 =3 dB，为确保系统误码率小于所给定的要求值时，接收机输出信噪比 必须保证 ，则该系统的干扰容限 （100倍），即只要加到接收机输入端的干扰信号功率不超过有用 信号功率20dB，该系统就能正常工作了。 2．干扰容限 干扰容限是指在保证扩频通信系统正常工作（保证输出信噪比 不低于某一给定值）的条件下，接收 机输入端能够允许的干扰信号功率高于有用信号功率的分贝数，即为 （10-1-5） 式中， 表示干扰容限； 表示处理增益； 表示系统损耗； 表示接收机输出信噪比。 干扰容限直接反映了扩频通信系统接收机所能承受的极限干扰强度，它准确地表征了系统的抗干扰 能力，反映了扩频通信系统在干扰环境中正常工作的极限能力。例如，若假定某扩频通信系统的处 理增益为 =33dB，系统损耗为 =3 dB，为确保系统误码率小于所给定的要求值时，接收机输出信噪比 必须保证 ，则该系统的干扰容限 （100倍），即只要加到接收机输入端的干扰信号功率不超过有用 信号功率20dB，该系统就能正常工作了。
扩频通信原理
扩频通信原理扩频通信是一种利用扩频技术进行通信的方式，它通过将信号在较大的频带上进行传输，从而提高了通信系统的容量和抗干扰能力。
在扩频通信中，信号被调制成具有较大带宽的信号，然后再通过扩频码进行调制，最终在信道上传输。
扩频通信技术在军事通信、卫星通信、移动通信等领域有着广泛的应用。
扩频通信的原理主要包括信号调制、扩频码调制、信道传输和解调等几个方面。
首先，信号调制是将要传输的信息信号调制成具有较大带宽的信号，一般采用正交频分复用（OFDM）技术或者直接序列扩频（DSSS）技术。
接着，扩频码调制是将调制后的信号再通过扩频码进行调制，这个扩频码是一种伪随机序列，可以将信号的频谱扩展到较大的频带上。
然后，调制后的信号通过信道进行传输，这个信道可能会受到多径效应、多普勒频移等影响，因此需要采用合适的信道编解码技术来提高通信质量。
最后，接收端需要对传输过来的信号进行解调和解扩频，最终还原出原始的信息信号。
扩频通信的优点在于它具有较强的抗干扰能力和隐蔽性，因为扩频信号在频域上具有较大的带宽，使得它对窄带干扰信号具有很好的抑制作用。
此外，扩频码是一种伪随机序列，使得只有知道正确的扩频码才能够解扩频，因此具有较强的隐蔽性。
另外，扩频通信还可以实现多用户的同时通信，因为不同用户可以使用不同的扩频码来进行通信，从而提高了通信系统的容量。
然而，扩频通信也存在一些缺点，首先是它需要较大的带宽资源，这在一些频谱资源紧张的情况下会显得不太合适。
其次，扩频通信的系统复杂度较高，需要采用较复杂的调制解调器和编解码器，从而增加了系统的成本。
此外，由于扩频信号的带宽较大，使得其在功率和能耗上也会有所增加。
总的来说，扩频通信作为一种重要的通信技术，在现代通信系统中有着广泛的应用。
它通过利用扩频技术，提高了通信系统的容量和抗干扰能力，具有很好的隐蔽性和多用户接入能力。
随着通信技术的不断发展，相信扩频通信在未来会有更广阔的应用前景。
扩频通信原理
扩频通信原理技术背景:传统的模拟无线通信一般采用调频(FM)和调幅(AM)两种方式,不能适应高速数据通信的要求。
进入八十年代后,数字无线数据通信方式成为主流,其调制方式有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和相移键控(PSK),其优势是便于采用先进的数字信号处理技术,如均衡技术、编码技术等等,提高了数据传输速率和传输的可靠性。
实际的系统如GSM、IS-54等。
但是这些系统也存在一些缺陷。
一方面,由于无线通信信道的开放性,通信环境不可避免地存在各种各样的突发干扰,使得信号传输的可靠性降低,同时,信道的时域和频域选择性衰落,使得数据传输速率的提高受到限制;另一方面,随着无线业务的快速增长,要求无线网络具备相当的灵活性,以适应业务的发展变化。
这些都是常规的无线数字通信难以解决的。
这些因素促成了对采用新技术的需求,以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。
扩频通信的基本原理和优势:扩频通信就其调制方式而言,与传统的数据通信没有什么差别,也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速发展的QAM,不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节,把待传送符号用特征码进行扩展,扩展后的符号称为码片;在接收端同样增加了一个解扩处理的环节,将N个码片恢复为一个符号。
这即是扩频通信的基本原理。
扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码-伪随机序列(PN CODE)带来的。
伪随机码具有双值自相关特性,它保证了同步相关操作获得的输出远大于非同步相关的输出值。
这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此之间的干扰。
这即是通常所说的扩频抗多径原理。
同时,相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰,如一般的工业噪声、环境噪声等等。
特别值得一提的是,由于解扩处理是对N个码片的能量进行累加,因此,可以允许接收的信号电平在噪声以下,只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。
这一性能使得扩频通信技术首先在军队保密通信系统中获得了广泛的应用。
扩频通信原理
扩频通信原理扩频通信是一种利用较宽的频带来传输信息的通信技术。
它通过将信号扩展到一个更大的频带上来传输数据，从而提高了抗干扰能力和安全性。
在扩频通信中，采用了一种名为直序扩频的技术，即在发送端将原始信号与一个高速的伪随机序列相乘，从而将信号的频率扩展到一个更大的频带上。
接收端再通过相同的伪随机序列将信号还原到原来的频带上，实现了信息的传输。
扩频通信的原理可以简单地理解为在传输过程中对信号进行“伪装”，使得信号在传输过程中不易被外界干扰和窃听。
这种技术的应用非常广泛，比如在军事通信中，扩频通信可以有效地防止敌方的干扰和监听；在无线局域网中，扩频通信可以提高网络的安全性和稳定性；在移动通信中，扩频通信可以提高通信质量和容量。
因此，扩频通信技术在现代通信领域中有着重要的地位。
扩频通信的优点之一是抗干扰能力强。
由于信号被扩展到了一个更大的频带上，使得外界突发干扰对信号的影响大大降低。
这使得扩频通信在复杂的电磁环境中有着更好的表现，能够保证通信质量不受外界干扰的影响。
另外，扩频通信还具有较高的安全性。
由于采用了伪随机序列对信号进行扩展和解扩展，使得信号的频谱特性变得复杂，从而增加了信号的隐蔽性，使得非法窃听者难以窃取到有效信息。
这使得扩频通信在军事和商业领域有着广泛的应用。
此外，扩频通信还具有较高的抗多径干扰能力。
在移动通信中，信号往往会经历多条路径传播，导致信号受到多径干扰，影响通信质量。
而扩频通信通过扩展信号的频带，使得信号在经历多径传播后，能够在接收端得到有效的合成，从而降低了多径干扰对通信质量的影响。
总的来说，扩频通信作为一种重要的通信技术，在抗干扰能力、安全性和抗多径干扰能力方面具有明显的优势。
随着通信技术的不断发展，扩频通信技术将会在更多的领域得到应用，为人们的通信生活带来更加便利和安全的体验。
移动通信 扩频通信
移动通信扩频通信移动通信是指利用移动网络技术进行数据通信的方式。
扩频通信是一种常见的移动通信技术之一，它通过将信号进行频率扩展来实现数据传输。
我们将介绍移动通信和扩频通信的基本原理和应用。
1. 移动通信基本原理移动通信是指利用无线电技术将信息传输到移动设备之间的通信方式。
它的基本原理是将信息转换为无线信号进行传输，然后在接收端将无线信号转换为可读的信息。
移动通信使用的无线技术包括扩频通信、时分多址通信和频分多址通信等。
其中，扩频通信是一种广泛应用于移动通信领域的技术，它通过将信号进行频率扩展来增加传输的带宽和抗干扰能力。
2. 扩频通信基本原理扩频通信是一种通过在发送端将信号的带宽展宽，然后在接收端进行窄带滤波来实现数据传输的技术。
具体来说，扩频通信将原始信号乘以一个称为扩频码的序列，从而将信号的频带拉宽。
扩频码可以是一个短周期序列或一个长周期序列，它是通过一个称为扩频器的电路产生的。
发送端和接收端的扩频码必须一致才能正确解调信号。
扩频通信具有抗干扰能力强、传输带宽大和信号保真度高等特点，被广泛应用于移动通信领域。
3. 扩频通信的应用扩频通信在移动通信领域具有广泛的应用。
其中，最常见的应用是在CDMA（码分多址）系统中，包括CDMA2000和WCDMA等。
CDMA2000是一种3G移动通信标准，它使用了扩频通信技术来实现多用户之间的通信。
它利用不同的扩频码将用户的信号区分开来，从而实现多用户之间的互相干扰不同。
WCDMA是一种广泛应用于3G移动通信的技术，也采用了扩频通信技术。
它通过将信号的带宽展宽，从而实现高速数据传输和较长的通信距离。
，扩频通信还广泛应用于无线局域网（WLAN）和卫星通信等领域，为人们提供了高速、稳定的无线通信服务。
4.移动通信是一种利用移动网络技术进行数据通信的方式，扩频通信是移动通信中的一种重要技术。
它通过将信号进行频率扩展来增加传输的带宽和抗干扰能力。
扩频通信广泛应用于CDMA和WCDMA等系统中，为人们提供了高速、稳定的移动通信服务。
扩频通信的工作原理
扩频通信的工作原理扩频通信是一种用于提高通信系统抗干扰能力和增加数据传输速率的调制技术。
其工作原理主要包括信号的扩频和解扩、信道编码和解码以及干扰抑制等几个关键步骤。
首先是信号的扩频和解扩。
扩频技术通过将待传输的信息信号用高速的伪随机码（也称为扩频码）进行调制，使得信号占用更宽的频带，从而降低信号在窄带干扰信号中的干扰程度。
在发送端，待传输的数字信号经过与扩频码的点乘运算，将信号的频率扩宽；在接收端，通过与接收端的扩频码进行点乘运算，将信号恢复到原本的频带宽度。
扩频码的选择是一项重要的决策，通常采用与信号的传输特性和通信系统要求相匹配的伪随机码。
扩频技术能够提高通信系统的抗干扰性能，并增加了通信系统的信息容量。
其次是信道编码和解码。
在扩频通信系统中，为了提高误码率性能，通常采用一种称为纠错编码的技术。
通过在发送端对待传输的数字信号进行编码，并在接收端对接收到的信号进行解码和纠错，可以有效提高通信系统的抗噪声和抗干扰能力。
常用的纠错编码方式包括卷积码和RS（Reed-Solomon）码等。
编码和解码过程中需要使用滑窗加法运算、矩阵运算等算法，将原始数据转换为差错控制码，并在接收端通过对差错控制码进行处理来检测和纠正传输过程中产生的错误。
最后是干扰抑制。
扩频通信技术可以利用其频带扩展的特点来对抗窄带干扰，尤其对于具有较宽频带的调制方式（如正交频分复用OFDM），能够更好地处理多径干扰。
此外，扩频通信系统还可以通过采用不同的扩频码和分集技术，实现信号的分集接收和增强系统的抗多址干扰能力。
分集技术包括时间分集、频率分集和空间分集等。
通过这些干扰抑制技术，扩频通信系统能够提高信号的传输质量和系统的数据传输速率。
总结起来，扩频通信的工作原理主要涉及信号的扩频和解扩、信道编码和解码以及干扰抑制等步骤。
通过扩频技术将信号的频带宽度扩大，通过信道编码和解码实现信号的纠错和解码，以及使用干扰抑制技术提升系统的抗噪声和干扰能力，这些步骤将共同为通信系统提供更可靠、高效的数据传输。
移动通信 扩频通信
移动通信扩频通信移动通信扩频通信移动通信是指在移动环境中进行的无线通信，包括移动方式、移动互联网和移动广播等。
在移动通信中，扩频通信是一种常用的通信技术。
扩频通信的概念扩频通信是一种通过扩大信号频带宽度来传输信息的通信技术。
在传统的窄带通信中，信号的带宽较窄，容量有限。
而扩频通信则采用更宽的频带宽度，通过在发射端对信号进行扩频处理，使得信号的频谱分布更宽，从而增加了信号的容量。
扩频通信的原理扩频通信的原理可以简单地说明为将原始信号与一个高带宽随机序列进行乘积运算，然后通过传送带宽较宽的信号来传输数据。
在接收端，对接收到的信号进行解扩，恢复原始信号。
扩频通信的本质是在发送端和接收端之间加入了一个扩频码，在连续的时间内，将原始数据乘以扩频码，使得信号的带宽增加，即扩宽了带宽，从而使信号更容易传输，并有更好的抗干扰能力。
扩频通信的优点1. 抗干扰能力强：扩频通信采用了更宽的频带宽度，使得信号在频谱上分布更广，从而对窄带干扰有较强的抵抗能力。
2. 保密性较好：扩频通信中采用了扩频码进行信号传输，只有知道扩频码的接收方才能将信号解扩还原为原始信号。
扩频通信具有一定的保密性。
3. 抗多径效应：因为扩频通信的信号带宽增加，对多径传播的干扰也有一定的补偿作用，抗多径效应较好。
扩频通信的应用领域扩频通信技术广泛应用于移动通信领域，特别是在CDMA技术中得到了大规模的应用。
CDMA是一种采用扩频通信技术的数字无线通信系统，具有高容量、高速率和高质量的优点，适用于移动方式、移动互联网和移动广播等应用。
扩频通信技术还被应用于无线局域网、卫星通信、军事通信等领域，可以提高通信系统的容量和抗干扰能力。
扩频通信是一种通过扩大信号频带宽度来传输信息的通信技术，具有抗干扰能力强、保密性好、抗多径效应等优点，在移动通信和其他领域都有广泛的应用。
随着移动通信技术的发展，扩频通信将会继续发挥重要作用，在提高通信系统性能和用户体验方面发挥重要作用。
扩频通信的工作原理
扩频通信是一种通过将信号的带宽扩大，从而提高通信系统性能的技术。
它的工作原理可以简述如下：
1. 码片生成：发送端和接收端事先约定一种称为扩频码（或称为码片）的序列，该序列是一个低速码，通常比原始数据速率要低得多。
发送端根据待发送的数据，将其进行扩频码的生成，生成的扩频码与数据进行逐bit 或逐symbol 的异或运算。
2. 扩频：在发送端，将扩频码和原始数据进行逐位或逐符号的异或运算，将原始数据进行扩频。
这将导致信号的高频分量得到增强，并且信号的频谱扩展到更宽的带宽。
3. 发送：发送扩频后的信号，它的带宽比原始数据的带宽要宽得多。
这样做的好处是可以提高抗干扰性能和抗多径效应的能力。
4. 接收与解扩：接收端根据事先约定好的扩频码，对接收到的信号进行匹配滤波，以提取出原始数据。
匹配滤波是通过将接收到的信号与扩频码进行相关运算，得到相关输出。
由于扩频码的唯一性，只有正确匹配的扩频码才会得到最大的输出。
5. 解调和恢复：接收端对解扩后的信号进行解调，恢复出原始的数据信号。
解调的方法可以采用相干解调或非相干解调，根据具体的调
制方式选择不同的解调方法。
通过扩展带宽，扩频技术可以提高通信系统的抗干扰性能、抗多径效应、安全性和隐秘性。
同时，它也为多用户接入提供了更好的支持。
这使得扩频技术在无线通信领域广泛应用，如CDMA、GPS等。
扩频通信1章
N0 B S S S S lim C lim log 2 (1 ) log 2 e 1.44 B B S N0 N0 B N0 N0
（1-7）
公式（1-7）表明，保持S／N0一定，即使增加信号带宽B， 信道容量C也是有限的。原因是当信号带宽B时，噪声功率N 也趋于无穷大。 5
2)
1.3 扩展频谱通信的基本性能参数
1. 扩频处理增益
在一个信息处理系统中，系统的输入信噪比、输出信噪比分别为 (S／N)in，和(S／N)out，由系统的扩频处理增益Gp表示了信噪比 的改善程度，即
GP ( S / N ) out S S 或GP (dB) 10 lg( ) out 10 lg( ) in (dB) ( S / N ) in N N
香农定理给出了通信系统所能达到的极限信息传输速率， 达到极限速率的通信系统称为理想通信系统。在一定的信道容 量条件下，信号带宽B、信号噪声功率比S／N是可以互换的， 即可通过增加信号带宽B来减小发送信号功率，也可以通过增 加发送功率来减小信号的带宽。那么，信号功率与信号带宽相 对变化的速率如何呢？
（1-9）
由于高斯白噪声的功率谱近似均匀分布，因此也常用扩频前后 带宽的比值来近似估算系统的扩频处理增益，
B GP F
（1-10）
9
例1-2 一个扩频系统的处理增益为35dB，要求进入基
带解调器的最小输出信噪比 (S／N)out =18dB，则系 统的输入信噪比(S／N)in＝(S／N)out -Gp＝-17 (dB)。
8
S/N (dB)
6
4
2
0
-2 0 4 8 12 16 20 24 28 32
第01讲-扩频通信原理
扩频系统的基石
C.E.Shannon的信道公式确定了任意通信信道的理 论容量，如下式： C=BwLog2[1+S/N]
由上式可以看出， 在给定SNR和没有误码的情况
下，一个发送信息的信道的理论容量与该信道的带宽 是成正比的，信道容量随着信道带宽的增加而增加， 只要Bw足够宽，尽管SNR非常低,容量也可以非常大。
CDMA扩频工作原理(一)
CDMA扩频工作原理(二)
扩频通信系统的特点
扩频通信系统利用扩频和解扩，使其有如下特点：
具有抗干扰和抗多径衰落能力。
解扩处理把有用信号频谱恢复为窄带谱，而干扰信号频谱 不能被解扩，呈无用宽带谱，借助滤波器就可以去除带外 的无抑制多径时延的干扰。
扩频的实现方法
实现扩频系统一般有三种方法： 1、直接序列扩频(DSSS),也叫伪噪声(PN)系统。 2、跳频扩频(FHSS)。 3、跳时(FH)系统。 DSSS实现了时间和频率分集，减少了衰落和干 扰的影响， CDMA就是采用了这种方法。
DSSS简要介绍
直接序列扩频是将一个窄带的原始信号与一个宽带扩 频码相乘，使其能量在很宽频带内扩展，然后进行传 输。 扩频和解扩运算并不影响信号，也不影响噪声的频谱 和概率密度性能。
扩频通信系统的特点（续）
系统容量大。系统容量取决于干扰大小，而扩频的实现大 大提高了信噪比，所以容量得以提高。 不需要复杂的频率分配和管理。 保密性好。 存在多址干扰和远近效应。信道地址码的互相关特性导致 了多址干扰，而地址的正交性导致了远近效应。
扩频通信的基本原理
扩频通信的基本原理扩频通信是一种通过将信号的带宽扩大，从而使信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力和更好的保密性的通信技术。
它在无线通信领域中得到广泛应用，特殊是在军事通信、卫星通信和挪移通信等领域。
扩频通信的基本原理是通过将原始信号与一个称为扩频码的序列进行数学运算，从而将信号的频谱展宽。
这个扩频码可以是伪随机码，也可以是正交码。
伪随机码是一种看似随机的序列，但实际上具有一定的规律性。
正交码则是一组相互正交的序列。
在扩频通信中，发送端将原始信号与扩频码进行乘法运算，得到扩频信号。
扩频信号的频谱展宽后，可以在更宽的带宽范围内传输，从而提高了信号的抗干扰能力。
同时，由于扩频码的存在，惟独接收端知道正确的扩频码，才干正确地解码出原始信号，从而实现了一定程度的保密性。
在接收端，通过将接收到的扩频信号与相同的扩频码进行乘法运算，可以将信号的频谱压缩回原始带宽范围内。
然后，通过滤波器等处理，可以将原始信号从扩频信号中提取出来。
扩频通信的优点是具有较好的抗干扰性能和保密性能。
由于信号的频谱展宽，使得信号在传输过程中更难受到窄带干扰的影响。
同时，由于扩频码的存在，使得惟独知道正确扩频码的接收端才干正确解码，提高了通信的保密性。
扩频通信的应用非常广泛。
在军事通信中，扩频通信可以提高通信系统的抗干扰能力，保证通信的可靠性。
在卫星通信中，扩频通信可以提高信号的传输效率和抗干扰能力。
在挪移通信中，扩频通信可以提高系统的容量和覆盖范围。
总结起来，扩频通信是一种通过将信号的带宽扩大，从而提高抗干扰能力和保密性的通信技术。
它的基本原理是通过将原始信号与扩频码进行数学运算，将信号的频谱展宽，然后在接收端通过与相同的扩频码进行运算，将信号从扩频信号中提取出来。
扩频通信具有较好的抗干扰性能和保密性能，广泛应用于军事通信、卫星通信和挪移通信等领域。
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6、第一本有关扩频系统的专著是R.C.Dixon于1976年出 版，是一本IEEE专利，1977年出版。1978年在日本京都 召开国际无线通信咨询委员会公布研究成果。1982年在美 国召开第一次军事通信会议，两次报告在军事中的应用。 1985年美国提出CDMA(码分多址)的概念同年美国联邦通 信委员会(FCC)制定扩频通信的标准和规范，逐步转入民用 的商业化研究。20世纪90年代，美国国家航空和航天管理 局提出CDMA方式的频谱利用率高于FDMA方式，对扩频 通信的研究产生深远影响，其后各公司逐步生产商业产品。
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰
等。
军事通信中敌意的人为干扰: 1．单频干扰(固频干扰)、窄带干扰
2．脉冲干扰、梳状干扰 3．跟踪式干扰、瞄准式干扰 4．转发式干扰 5．宽带阻塞式干扰、压制干扰 6．升空干扰、智能化干扰
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
本课程主要内容
1、扩频技术概述 2、扩频通信系统 3、扩频系统的伪随机码 4、扩频系统的相关接收 5、扩频系统的同步 6、扩频系统的应用
第1章 扩频技术概述
信息时代的三大高技术通信传输方式：
扩（展）频（谱）通信(Spread Spectrum Communication)
光纤通信 卫星通信
第1章 扩频技术概述
历史
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。
历史
1、开始于19世纪20年代雷达的发明，为了提高分辨率， 注重扩频思想。二次世界大战（WWII）中，军队对抗干 扰也有此思想。
真正有关扩频通信技术的观点是在1941年由好莱坞女 演员Hedy Lamarr 和钢琴家George Antheil提出的。基 于对鱼雷控制的安全无线通信的思路，他们申请了美国专 利#2.292.387。不幸的是，当时该技术并没有引起美国 军方的重视。1962年古巴导弹危机时到期。1998年6月, 她将此专利卖给Wi-LAN公司。
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
历史
7、最近的二十几年扩频技术得到越来越广泛的使用。比 如美国的全球定位系统(GPS)设备简单，定位精度高，全球 使用。通信数据转发卫星系统(TDESS),码分多址(CDMA) 卫星通信系统，特别是NASA和军用卫星通信系统几乎都 使用扩频技术，码分多址移动通信系统，这些都是DS系统。 FH系统如多种跳频电台，如SINCGARS（30-80Mhz）。 跳时-跳频混合型如JTIDS系统（Joint Tactical Information Distribution System)。我国正式把扩频技 术作为国家主个层次的条件，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
电子对抗。如：电磁波 的侦测与隐蔽、通信干 扰与抗干扰、雷达干扰 与抗干扰等。
网络对抗。如：计算机 病毒、软件攻击等。
消息对抗。如：加密与 解密、消息的收集与欺 骗等。
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。
西安电子科技大学 综合业务网理论及关键技术国家重点实验室
扩展频谱技术（1）
刘乃安
教材与参考书
教材： 扩展频谱通信及其多址技术 西电 参考书： 扩谱技术 沈允春 国防 扩频通信手册（英文） 人邮 课件网址： http://202.117.112.49/ss
考核方式
研究报告（论文）： 参考题目见课件，也可自拟 要求： 与扩频技术有关 不少于１万字，要能体现自己的工作 论文或研究报告格式（占分数） 不能是学习心得或读书笔记 不能是抄袭或网上下载
❖ 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。
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:
第1章 扩频技术概述
历史
2、世界上第一个直接序列扩频系统是在美国的联邦通信 实验室(FTL)于1949年由Derosa和Rogoff完成的，成功 的工作在New Jersey和California之间的通信线路上。
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。