扩频通信的工作方式及其特点
cdma扩频通讯工作原理
cdma扩频通讯工作原理CDMA（Code Division Multiple Access）是一种扩频通信技术，它的工作原理如下：1. 物理层码分多址：CDMA通过将每一个用户的信息进行编码，使其在物理层上以不同的码片序列来传输。
码片序列是一种短且快速变化的比特序列，不同用户的码片序列之间使用不同的编码方式。
这样，在同一时间、频率和空间上，多个用户可以同时传输和接收数据，各用户的信号通过码片序列进行区分。
在接收端，利用相关法则可以将自己的码片序列与接收到的信号进行匹配解码，得到用户的信息。
2. 扩频：CDMA通信中的扩频技术是指将用户的宽带信息信号转换为具有较大带宽的扩频信号，然后与码片序列进行乘积运算，实现用户信号的扩展。
扩频可以提高信号在频域上的带宽，从而增强信号的抗干扰能力。
同时，通过乘积运算可以将用户信号与其他用户信号进行隔离，实现多用户同时传输和接收的能力。
3. 功率控制：CDMA系统需要对每个用户的传输功率进行控制，以保证系统中所有用户的信号在接收端能够以相同的强度到达。
功率控制是为了解决多用户之间的干扰问题，使得不同用户在干扰环境下的接收性能得到保证。
4. 应用层调度和碰撞避免：CDMA系统中的应用层调度算法和碰撞避免机制用于确定哪个用户在特定时间和频率上进行传输。
调度算法根据用户的需求和系统资源等因素，合理地分配时间和频率资源，以优化系统性能。
碰撞避免机制用于避免不同用户在相同时间和频率上进行传输时的碰撞问题，从而避免数据丢失和信号质量下降。
总之，CDMA通过物理层码分多址、扩频、功率控制和应用层调度等技术，实现了多用户同时传输和接收的能力，提供了更高的频谱利用效率和抗干扰能力，是一种高效可靠的通信技术。
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。
移动通信扩频实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。
2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。
3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。
4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。
二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。
2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。
3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。
4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。
三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。
（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。
（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。
2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。
（2）将扩频信号发送到接收端。
（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。
（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。
（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。
4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。
（2）观察频谱，验证频谱利用率。
五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。
2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。
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。
扩频通信的原理、工作方式、特点和应用
收稿 日 ：２ ０ —０ 期 ０ ２ １—２ ２
（ ）跳频 扩 频 （ Ｈ－Ｓ Ｆ ｅｕ ｎｙ Ｈ ｐ ｉ ｐｅｄ ２ Ｆ Ｓ ， ｒｑ ｅｃ ｏ ｐｎ ｓ ｒａ ｇ Ｓ ｅｔｕ ｐｃｒｍ） 跳频 扩频 技术 是 通 过 伪 随机 码 的 调 制 ， 载渡 工 使
关 键 词 ： 频通信 ； 扩 原理 ； 点 ； 特 工作方 式 ； 用 应
中圈分类 号 ｔ ９ ４ ４ ＴＮ １ ．２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ５—７４ （０ ２ ０ １０ ６ １ ２０ ）４—０ ３ —０ ０６ ４
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 。扩展 频谱 通信 （ ｐｅｄＳ ｅｔｕ Ｃ ｍｍｕｉ ｔ ｎ 与光 纤 通 Ｓ ｒａ ｐｃｒｍ ｏ ｎｃ ｉ ） ａｏ 信 、 星通 信一 同被 誉为 进 入信 息 时代 的 三 大高 技 术 卫 通 信传 输方 式 。
直 接序 列扩频 （ Ｄ Ｓ ） 直接 利 用 具 有高 码 率 的 ｓ是
扩 频码 序 列 采 用各 种 调 制 方 式 在 发 端 扩 展 信 号 的 频 谱， 而在 收端用相 同的扩频 码序 列去 进行解 码 ， 把扩展 宽 的扩 频信 号还原 成原 始 的信息 。它是一 种数 字调 制 方法 ， 其原 理如 图 １ 示 。具体说 ， 是将信 源 与一定 所 就 的 Ｐ 码 （ 噪 声 码 ） 行 模 二 加 。例 如 在 发 射 端 将 Ｎ 伪 进
作 的 中心频 率不 断跳 跃 改 变 ， 噪音 和 干 扰 信 号的 中 而 心频率 却不 会改 变 这 样 ， 只要 收 、 发信 机之 间按照 固 定 的数 字算 法产 生相 同的伪 随机 码 ， 可 以达到 同步 。 就 排 除噪音 和其 他 干扰 信 号 。 （ ） 跳 时 扩 频 （ Ｈ－Ｓ。 ｍｅ Ｈｏｐ ｇ Ｓｒａ ３ Ｔ Ｓ Ｔｉ ｐｉ ｅ ｄ ｎ ｐ Ｓ ｅ ｔ ｍ） ｐｃｒ ｕ
任务2 扩频通信的特点和主要技术指标
1 扩频通信的主要特点
5）抗衰落、抗多径干扰 扩频信号的频带扩展，信号分布在很宽的频带内，信号的功率 谱密度降低，而多径效应产生的频率选择性衰落只会造成传输的 小部分频谱衰落，不会造成信号严重变形，扩频系统具有抗频率 选择性衰落的能力。
1 扩频通信的主要特点
在抗多径干扰方面，扩频通信系统也非常易于实现。在移动通 信中，多径干扰是一个是很严重的、非解决不可的问题。系统常 采用以下两种方法来提高抗多径干扰的能力：
1 扩频通信的主要特点
呼吸功能是CDMA系统中特有的改善用户相互干扰、合理分配 基站容量的功能。
它是指相邻基站间，如果某基站覆盖区正在通话的用户数量较 多时，该基站的用户之间会产生较大的干扰，这时，该基站可通 过降低该基站的导频信道的发射功率使部分用户通过软切换切换 到负荷较轻相邻基站中去，从而降低该基站的负荷，减轻该基站 的干扰，这是所谓的“呼”功能；
3G技术及设备开通维护
模块二 CDMA技术基础
任务1 扩频通信概念 任务2 扩频通信的特点和主要技术指标
任务3 CDMA码序列 任务4 CDMA编码技术 任务5 CDMA切换技术 任务6 CDMA功率控制技术 任务7 CDMA接收和检测技术
问题引入
1. 扩频技术作为CDMA的核心技术，那么扩频通信的 特点有哪些？ 2. 主要技术指标有哪些？ 3. 有怎样的实用含义？
1 扩频通信的主要特点
3）保密性好 由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很 小，即信号功率谱密度很低。所以，在信道噪声和热噪声的背景 下，使信号被淹没在噪声之中，敌方一般很难发现有信号存在， 再加上不知道扩频编码，就很难进一步检测出有用信号。所以说 它的隐蔽性好。因此，扩频信号具有很低的被截获概率。如图2-9 所示。
扩频通信的特点和优势
扩频通讯的特色和优势扩频通讯是一种信息传输方法,其旌旗灯号所占领的频带宽度弘远于所传信息必须的最小带宽,具有较强的抗干扰才能和较好的保密机能,20 世纪 70年月以来扩频通讯的理论和运用办法得到了很大的成长,近年来跟着移动通讯技巧成长,扩频通讯已经成为第三代移动通讯体系的焦点技巧之一.扩频通讯具有以下几个特色• 1.抗干扰才能强扩频旌旗灯号的不成猜测性,使扩频通讯体系具有很强的抗干扰才能.扩频通讯体系在传输进程中扩大了旌旗灯号带宽,所以使信噪比很低,甚至在有效旌旗灯号功率低于干扰旌旗灯号功率的情形下,仍然能不受外界干扰.旌旗灯号的频谱被扩大的越宽,处理增益越高,抗干扰才能就越强.此外,对于单频及多载波旌旗灯号的干扰,其他伪随机调制旌旗灯号的干扰,以及脉冲正弦旌旗灯号的的干扰等,扩频体系都有克制干扰进步信噪比的感化.简略的说,若将频带展宽 10 倍,在总功率不变的情形下,其干扰强度只是本来的1/10.而一般频谱带宽至少是信息带宽的几十倍甚至更高.别的,因为接收端采取了伪随机序列进行相干检测,即使采取同类型旌旗灯号进行干扰,假如不克不及检测出有效旌旗灯号的伪随机序列,干扰也起不了太大感化.抗干扰机能强是扩频通讯最凸起的长处.2.隐藏性好.低截获性因为扩频旌旗灯号的频谱被展宽到很宽的频带上,单位带宽的功率也随之下降,旌旗灯号功率密度很低,旌旗灯号被吞没在噪声中.难以被发明,因而不轻易被敌方截获;加之扩频编码,就更难获取有效旌旗灯号,并且扩频旌旗灯号的功率密度极低,对四周的电信设备产生干扰的可能性微小.3.保密性好在必定的发射功率下,扩频旌旗灯号散布在很宽的频带内,无线信道中有效旌旗灯号功率谱密度很低,有效旌旗灯号被吞没在噪声下,并且不合的通讯在发射时采取不合的扩频序列,只有接收方知道扩频序列的具体内容,其他不知道地接收方几乎不成能破译,是以扩频技巧能很好的包管通讯的靠得住性.4.抗多路径干扰机能好多路径干扰是电波传输进程中因碰到各类非期望反射体（如电离层.高山.建筑物等）引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射旌旗灯号与直接路径旌旗灯号互相干扰.多路径干扰会轻微影响通讯.扩频通讯体系中增长了扩频调制息争扩进程,从多径旌旗灯号平分别出最强的有效旌旗灯号,或者将多径旌旗灯号中的雷同码序列旌旗灯号叠加,如许就可以有效清除无线通讯中因多径干扰造成的旌旗灯号式微现象,是扩频通讯体系具有优越的抗多径式微特征.5.易于实现码分多址因为扩频通讯要用伪随机序列进行扩频调制发送,而旌旗灯号吸收须要用雷同的伪随机序列做相干的解扩才干恢复出旌旗灯号,这就给频分复用和多址通讯供给了基本.充分运用不合码型的伪随机序列之间的自相干特征和互相干特征,分派给不合用户不合的伪随机序列,就可以差别不合用户的旌旗灯号,浩瀚用户,只要配随运用本身的伪随机序列,就可以互不干扰的同时运用统一频率通讯,从而实现了频分复用,使拥挤的频谱得到充分运用.发送者可用不合的伪随机序列,分别向不合的吸收者发送数据.同样,吸收者用不合的伪随机序列,就可以吸收到不合发送方送来的数据,实现了多址通讯.6.能准确的准时和测距我们知道电磁波在空间传播速度是固定不变的.人们天然会想到假如可以或许准确测量电磁波在两个物体之间传播的时光,也就等于测量两个物体之间的距离.在扩频通讯中假如扩大频谱很宽,则意味着所采取的伪随机序列速度很高,每个码片所占用的时光就很短.当发射出去的扩频旌旗灯号在被测物体反射回来,在接收端接跳出伪随机序列,然后比较收发两个码序列相位之差,就可以准确测出扩频旌旗灯号往返的时光差,从而算出两者之间的距离.测量精度取决于码片的宽度,码片越窄,精度越高.扩频通讯的优势（1）扩频通讯具有新闻隐藏性.低截获概率和抗干扰等能,对军事通讯有很大运用潜力.国外军事通讯已经设备运用 HF.VHF和UHF频段的跳频电台,直接序列扩频电台也开端进入适用阶段.（2）运用不合的预定扩频码（地址码）序列,可以在雷同频段实现码分多址（CDMA）和选址通讯,在卫星通讯和室内有线.无线通讯中得到运用.（3）直接序列扩频旌旗灯号具有同距离无关的高分辩率测距才能,在全球定位体系（GPS）和深空探测中得到运用。
精品文档-扩频通信技术及应用(第二版)(暴宇)-第1章
第1章 扩频通信技术原理
换言之， 频带B和信噪比是可以互换的。 也就是说， 如果增加信号频带宽度， 就可以在较低信噪比的条件下以任 意小的差错概率来传输信息。 甚至在信号被噪声淹没的情况 下， 只要相应地增加信号带宽， 也能进行可靠的通信。 由 此可见， 扩频通信系统具有较强的抗噪声干扰的能力。
第1章 扩频通信技术原理
第1章 扩频通信技术原理 （2） 采用扩频码序列调制的方式来展宽信号频谱。由信 号理论可知， 在时间上有限的信号， 其频谱是无限的。 脉 冲信号宽度越窄， 其频谱就越宽。 作为工程估算， 信号的 频带宽度与其脉冲宽度近似成反比。 例如， 1 μs脉冲的带 宽约为1 MHz。
第1章 扩频通信技术原理 因此， 如果很窄的脉冲码序列被所传信息调制， 则可产 生很宽频带的信号， 这种很窄的脉冲码序列(其码速率是很高 的)即可作为扩频码序列。 其他的扩频系统(如跳频系统)也 都是采用扩频码调制的方式来实现信号频谱扩展的。需要说明 的是， 所采用的扩频码序列与所传的信息数据是无关的， 也 就是说， 它与一般的正弦载波信号是相类似的， 丝毫不影响 信息传输的透明性， 仅仅起扩展信号频谱的作用。
第1章 扩频通信技术原理
1.3 1.3.1
图1-1(a)为一周期性脉冲序列g(t)的波形及其频谱函数 A(f)。 图中E为脉冲的幅度，τ0为脉冲宽度， T0为脉冲的 重复周期， 并设T0=5τ0。 根据傅氏变换， 其频谱分布为一 系列离散谱线， 由基波频率f0及2f0、 3f0、 …高次谐波所 组成。
(b) 脉冲宽度τ0， 脉冲
(c) 脉冲宽度τ0/2， 脉冲周期为T0
第1章 扩频通信技术原理 (1) 为了扩展信号的频谱， 可以采用窄的脉冲序列调制 某一载波。 采用的脉冲宽度越窄， 扩展的频谱就越宽。 如 果脉冲的重复周期为脉冲宽度的2倍， 即T=2τ， 则脉冲宽 度缩窄对应于码重复频率的提高， 即采用高速率的脉冲序列 调制， 可获得扩展频谱的目的。 直接序列扩展频谱正是应用 了这一原理， 直接用重复频率很高的窄脉冲序列来展宽信号 的频谱。
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。
简述扩频通信的原理和应用
简述扩频通信的原理和应用扩频通信的原理扩频通信是一种数字通信技术，它是在发送端使用伪随机码将原始信号进行扩展，使得信号的带宽大大增加，然后在接收端使用相同的伪随机码进行解扩，恢复原始信号。
扩频通信的原理主要包括以下几个关键步骤：1.信号扩展：发送端通过将原始信号与伪随机码进行乘积运算，将信号的频谱展宽。
这个过程相当于给原始信号添加了噪声，使得信号能够均匀分布在更宽的频带内。
2.信号传输：扩展后的信号通过信道进行传输。
由于信号带宽增加，扩频通信具有较好的抗干扰能力，可以有效地对抗窄带信号干扰和多径传播引起的码间干扰。
3.信号解扩：接收端利用与发送端相同的伪随机码进行乘积运算，还原出原始信号。
解扩过程相当于从扩展的信号中提取出原始信号。
4.信号恢复：通过进一步的滤波和调整，将解扩后的信号恢复到原始信号的形式，以便进行后续的数据处理和应用。
扩频通信的应用扩频通信具有许多独特的特点和优势，因此在多个领域得到了广泛的应用。
1.军事通信：扩频通信技术在军事领域得到广泛应用，其抗干扰能力强，能够有效地抵抗敌方的干扰和窃听。
此外，扩频通信还能够实现分布式通信和频率资源共享，提高通信系统的灵活性和鲁棒性。
2.移动通信：扩频通信技术在移动通信领域普遍采用。
例如，在CDMA（Code Division Multiple Access）系统中，采用扩频技术可以实现多用户同时通信，提高频谱利用率。
此外，扩频通信还能够减轻多径信号引起的干扰和抑制窄带干扰信号，提高通信质量。
3.无线传感网络：扩频通信技术在无线传感网络中也有重要的应用。
无线传感网络中的节点通常分布广泛，节点之间的通信需要具有一定的抗干扰能力。
扩频通信不仅可以提高网络的抗干扰性能，还可以降低节点之间的干扰，提高网络的可靠性和覆盖范围。
4.定位和导航：扩频通信技术在定位和导航系统中也得到广泛应用。
例如，GPS（Global Positioning System）就采用了扩频技术，通过将导航信号进行扩频，可以减小窄带干扰的影响，提高定位的准确性和稳定性。
扩频通信的原理_工作方式_特点和应用
扩频通信的原理、工作方式、特点和应用白 木,周 洁(中国人民解放军76140部队,广西桂林541001)摘要:阐述了扩频通信的工作原理、特点和主要工作方式,包括直接序列扩频系统(DS 2SS )、跳频扩频系统(FH 2SS )、跳时扩频系统(TH 2SS )、脉冲线性扩频系统(Chirp 2SS )等,并对直扩与跳频两种通用工作方式作了比较。
最后介绍了扩频技术的广泛应用。
关键词:扩频通信;原理;特点;工作方式;应用中图分类号:TN914142 文献标识码:A 文章编号:1005-7641(2002)04-0036-04收稿日期:2002-01-22作者简介:白木(1968-),男,湖南长沙人,高级工程师,从事军事通信研究工作; 周洁(1971-),女,四川成都人,高级程序员,在通信部门工作。
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。
扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication )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。
1 扩频通信的工作原理在发端输入的信息先调制形成数字信号,然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱,展宽后的信号再调制到射频发送出去。
在接收端收到的宽带射频信号,变频至中频,然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩,再经信息解调,恢复成原始信息输出。
可见,一般的扩频通信系统都要进行3次调制和相应的解调。
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,以及相应的信息解调、解扩和射频解调。
与一般通信系统比较,多了扩频调制和解扩部分。
扩频通信应具备如下特征:(1)数字传输方式;(2)传输信号的带宽远大于被传信息带宽;(3)带宽的展宽,是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息的信元重新进行调制实现的;(4)接收端用相同的扩频函数进行相关解调(解扩),求解出被传信息的数据。
扩频通信的工作原理及方式
２跳频扩频通信系统（ＨＳ） Ｆ －Ｓ
频率跳囊扩展频谱通信系统又可以简称为跳频扩展频谱
在频率跳变扩展频谱通信 系统 中，发射机那端的频率是 在伪码控制合成器下按照特 定频段 内设定好 的规律和速率随 机 的的从一个频率直接跳 到另一个频率 。在接收机的那端要 产生一个固定频率的新的中频信号，它是接收端合成器按照 发射端 的跳变规律所 得到的和发射端频率差一个 中频的新频 率 。并且要把二者进行混频而成 。然后再把形成的中频信号 进行放大 ， 最后再输送至解调器解调， 通过调制解调器进行解 调后就把原始的数据信 息恢 复并传送 出来 。 ’ 跳频扩频通信系统中伪码 的速度在每秒钟都会达到几万 ， 甚至几十万， 比直扩系统改变跳变的速度 大得 多。通常 ， 这 在 这种频率速度不同的情况 下，有慢频率跳变系统和快频率跳
２ １ 年第 ５期 ０２
信 息 通 信
Ｉ ＮＦＯＲＭＡＴＩ ＯＮ ＆ ＣＯＭＭ ＵＮＩ ＣＡＴ ＯＮ Ｓ Ｉ
２ １ ０２
（ 总第 １ １期） ２
（ ｕ ． Ｎ １ １ Ｓｍ ｏ ２）
扩频通信 的工作原理及方式
刘江勇
（ 中国人 民解放 军 ９２ ５ 队， 宁 葫芦 岛 １５０ ） １４ 部 辽 ２００
１直接序列扩展频谱系统（ ＳＳ ） Ｄ ，Ｓ
直接序列扩展频谱系统是在发射端对准备传输的数据信 号进行频谱的扩展形成新信号，在数据信号的接收端却使用 跟发射端的扩频码一致的伪码相位来对新信号解扩，以把扩 频后的新信号恢复成原始信号。其中，具体过程是数据倌息 在进行传送之初要先乘以高速率的扩频码序列形成复合码， 再以此来控制射频信号中的某个参数，以实现频谱的扩展并 通过天线发射。在接收信息机的一端，耍首先获取发送的精 确的伪码，并且只有与发送端伪码一致才能用于对接收过来 的新信号进行本地解扩， 解扩盾， 耍再进行解调以剔除干扰， 最终把传送来的新信号重新恢复到原始数据窕成整个直接序 列扩展频谱系统的接受。具体参见图 ｌ 所示。
浅谈扩频通信方式的分类及其优缺点比较
浅谈扩频通信方式的分类及其优缺点比较摘要:本文阐述了扩频通信的基本原理并介绍了扩频通信的几种常用的工作方式,最后对几种扩频方式的优缺点进行了比较。
关键词:扩频通信工作方式比较扩展频谱通信简称“扩频通信”,最早出现在第二次世界大战期间,作为美军使用的无线保密通信技术。
扩频通信技术是一种信息传输方式,采用该方式,传输通信信号所需频带与传输其中的有用信息占用频带相比要宽得多,它具有抗干扰性强、抗多径衰落性好等一系列优点。
1 扩频通信的理论基础[1]扩展频谱通信(Spread Spectrum Communcation,简称扩频通信),是基于信息论和抗干扰理论的信息传输方式,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。
扩频通信的可行性,可由信息论中的相关公式中引申而来的。
信息论中关于信息容量的香农(Shannon)公式为:式中,C为信道容量;B为信号频带宽度;S为信号功率;N为白噪声功率。
由Shannon公式可以看出: 要增加系统的信息传输速率,则要求增加信道容量。
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。
当B增加到一定程度后,信道容量C不可能无限地增加。
2 扩频技术的几种基本工作方式随着通信技术的发展,扩频通信的方式也在不断更新,按照扩展频谱的方式不同,可以将其归结为直接序列扩频(DS)、跳频(FH)、跳时(TH)、脉冲调频(chirp调制)及混合扩频等。
2.1 直接序列扩频该系统中所用的编码序列通常是伪随机序列或叫伪噪声(PN)码。
要传送的信息经数字化后变成二元数字序列,它和伪随机序列模2相加后成复合码去调制载波。
在直接序列系统中通常对载波进行相移键控调制。
为了节省发射功率和提高发射机工作效率,扩频系统中采用平衡调制器,抑制载波的平衡调制对提高扩频信号的抗侦破能力也有利。
扩频通信知识点总结
扩频通信知识点总结一、扩频通信概述扩频通信是一种通过在信号中加入噪声或码元序列，使得信号带宽大于信息带宽的通信方式。
与窄带通信相比，扩频通信在抗干扰、抗截获、抗多径等方面具有很大的优势。
扩频通信主要应用于军事通信、卫星通信、无线宽带接入等领域。
二、扩频通信的原理1. 扩频技术扩频技术通过在传输信号中引入宽带扩频信号，使得信号的带宽远大于原始信号带宽。
扩频技术的好处是可以增强信号的抗干扰性能。
常见的扩频技术包括直接序列扩频、频率跳变扩频和混合扩频等。
2. 扩频信号的产生扩频信号的产生可以采用伪随机序列（PN序列）或正交码。
PN序列是一种特殊的二进制序列，具有良好的自相关性和互相关性，可以用来实现扩频。
正交码是一组互相正交的码元序列，也可以用来实现扩频。
3. 扩频信号的调制扩频信号的调制方式有较多种，常见的有BPSK、QPSK、DSSS、FHSS等。
其中，直接序列扩频（DSSS）和频率跳变扩频（FHSS）是应用最广泛的两种方式。
三、扩频通信的技术特点1. 高抗干扰性能扩频通信能够对抗窄带干扰、宽带干扰等多种干扰形式，具有很高的抗干扰性能。
2. 低信噪比下的通信扩频通信允许在低信噪比环境下进行通信，这对于一些特殊环境下的通信，比如地下、水下通信具有重要意义。
3. 码分多址扩频通信可以实现码分多址通信，多个用户可以共享同一频段进行通信，提高信道的利用率。
4. 低发射功率扩频通信可以通过改变扩频系数的大小来控制发射功率，实现低发射功率通信。
5. 导频和载波同步扩频通信需要高精度的导频和载波同步技术，这是扩频通信技术的难点之一。
四、扩频通信的应用1. 军事通信扩频通信在军事通信领域得到了广泛的应用，其抗干扰、抗截获等优势使得其成为军事通信的主流技术。
2. 卫星通信卫星通信需要具有很强的抗多径干扰能力，扩频通信正好满足了这一需求，因此在卫星通信中也得到了广泛的应用。
3. 无线宽带接入无线宽带接入需要具有较高的抗干扰、抗多径等能力，扩频通信可以满足这一需求，因此在无线宽带接入中得到了广泛的应用。
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通信系统的核心技术之一。
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。
4、抗多路径干扰性能好多路径干扰是电波传输过程中因遇到各种非期望反射体（如电离层、高山、建筑物等）引起的反射或散射，在接受端的这些反射或散射信号与直接路径信号相互干扰。
(完整版)扩频通信的基本原理
扩频通信的基本原理所谓扩展频谱通信，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”。
扩频通信的基本特点，是传输信号所占用的频带宽度（W）远大于原始信息本身实际所需的最小带宽（B），其比值称为处理增益（Gp）：总之，我们用扩展频谱的宽带信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。
这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。
一、扩频通信系统的主要优点●易于重复使用频率，提高了无线频谱利用率●抗干扰性强，误码率低。
扩频通信在空间传输时所占有的带宽相对较宽，而接收端又采用相关检测的办法来解扩，使有用宽带信息信号恢复成窄带信号，而把非所需信号扩展成宽带信号，然后通过窄带滤波技术提取有用的信号。
这祥，对于各种干扰信号，因其在收端的非相关性，解扩后窄带信号中只有很微弱的成份，信噪比很高，因此抗干扰性强。
●保密性好，对各种窄带通信系统的干扰很小。
由于扩频信号在相对较宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率很小，信号湮没在噪声里，一般不容易被发现，而想进一步检测信号的参数(如伪随机编码序列)就更加困难，因此说其保密性好。
●可以实现码分多址。
扩频通信提高了抗干扰性能，代价是占用频带宽。
但是如果许多用户共用这一宽频带，则可提高频带的利用率。
由于在扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，充分利用各种不同码型的扩频码序列之间优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同用户码型的情况下可以区分不同用户的信号，提取出有用信号。
这样在这一频带上许多对用户可以同时通话而互不干扰。
●抗多径干扰。
在无线通信中，长期以来，多径干扰始终是一个难以解决的问题之一。
在扩频通信中利用扩频码的自相关特性，在接收端从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的波形相加合成，都可以起到抗多径干扰的作用。
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
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扩频通信的工作方式及其特点
在发端输入的信息先调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱，展宽后的信号再调制到射频发送出去。
在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。
扩频通信工作方式
1.直接序列扩频
轻易序列QPSK(ds-ss)就是轻易利用具备低码率的QPSK码序列使用各种调制方式在发端拓展信号的频谱，而在收端用相同的QPSK码序列回去展开解码，把拓展阔的QPSK信号转换成完整的信息。
2.跳频扩频
冲频QPSK技术就是通过伪随机码的调制，并使载波工作的中心频率不断弹跳发生改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不能发生改变。
这样，只要交、发信机之间按照紧固的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达至同步，确定噪音和其他干扰信号。
3.跳时扩频
冲时就是并使升空信号在时间轴上LBP。
先把时间轴分为许多时片。
在一帧内哪个时片升空信号由QPSK码序列展开掌控。
可以把冲时认知为：用一定码序列展开挑选的多时片的时移键控。
由于使用窄得很多的时片回去传送信号，相对说来，信号的频谱也就沉降了。
在发端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器的扩频码序列去控制通)断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。
在收端，由射频接收机输出的中频信号经本地产生的与发端相同的扩频码序列控制通-断开关，再经二相或四相解调器，送到数据存储器和再定时后输出数据。
只要收、发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。
冲时也可以看作就是一种时分系统，所相同的地方是它不是在一帧中紧固分配一定边线的时片，而是由QPSK码序列掌控的按一定规律LBP边线的时片。
冲时系统的处置增益等同于一帧中所分的时片数。
由于直观的冲时抗干扰性不弱，很少单独采用。
4.脉冲线性扩频
升空的射频脉冲信号，在一个周期内，其载频的频率并作线性变化。
因其频率在较宽的频带内变化，信号的频宽也被沉降了。
由于这种线性调频信号挤占的频带宽度远大于信息频宽，所以也就是一种QPSK调制技术。
扩频通信的特点
1.抗干扰性弱
扩频通信系统扩展的频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。
另外，由于接收
端采用扩频码序列进行相关检测，空中即使有同类信号进行干扰，如果不能检测出有用信
号的码序列，干扰也起不了太大作用，因此抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点。
2.信息保密性不好
由于扩频信号在很宽的频带上被扩展了，单位频带内的功率就很小，即信号的功率谱
密度很低，所以应用扩频码序列扩展频谱的直接序列扩频系统，可在信道噪声和热噪声的
背景下，在很低的信号功率谱密度上进行通信。
信号被湮没在噪声里，很不容易被发现，
想进一步检测出信号的参数就更加困难了。
3.不易同时实现码分多址
由于扩频通信中存在扩频码序列的扩频调制，可充分利用各种不同码型扩频序列之间
优良的自相关特性和互相关特性，在接收端利用相关检测技术进行解扩，则在分配给不同
用户不同码型的情况下，系统可以区分不同用户的信号，这样在同一频带上许多用户可以
同时通话而互不干扰。
4.抗炎多径阻碍
在无线电通信的各个频段，短波、超短波、微波和光波中存在大量的多径干扰。
一般
方法是采用分集接收技术，或设法把不同路径的不同延迟信号在接收端从时间上对齐相加，合并成较强的有用信号，这两种基本方法在扩频通信中都是很容易实现的。