扩频通信的基本过程

合集下载

扩频通信第二章

Δ F之比, 即
10
工程上常以分贝(dB)表示, Gp＝10 lg(W／ΔF)
除了系统信噪比改善程度之外, 扩频系统的其他一些性能也大都与Gp有关。因此, 处理增益是扩频系统的一个重要性能指标。一般来讲, 处理增益值越大, 系统性能越好。
11
扩频通信的性能指标
2. 抗干扰容限抗干扰容限是指扩频通信系统在正常工作条件下可以接收的最小信噪比, 即它反映的是系统对于噪声的容忍情况,
35
2.4 频率跳变(FH, Frequency Hopping)技术
1) 所谓跳频, 简单来讲, 就是用一定的码序列进行选择的多频率频移键控。具体来讲, 跳频就是给载波分配一个固定的宽频段并且把这个宽频段分成若干个频率间隙(称为频道或频隙), 然后用扩频码序列去进行频移键控调制, 使载波频率在这个固定的频段中不断地发生跳变。由于这个跳变的频段范围远大于要传送信息所占的频谱宽度, 故跳频技术也属于扩频。
18
CDMA扩频通信的实现方法
按照频谱扩展的方式不同, CDMA扩频通信系统可以分为基本CDMA和复合CDMA两种。其中, 基本CDMA主要包括直接序列扩频(DS)、跳频扩频(FH)和跳时扩频(TH) 三种方式。复合CDMA包括DS/FH、 DS/TH、 FH/TH等, 如图所示。
19
CDMA扩频调制方式 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)
6
实现条件由上述定义可知, 扩频技术必须满足两个基本要求: (1) 所传信号的带宽必须远大于原有信息所需的最小带宽; (2) 所产生的射频信号的带宽与原有信息无关。
7
扩频通信的理论基础
扩展频谱以换取对信噪比要求的降低, 正是扩频通信的重要特点, 并由此为扩频通信的应用奠定了基础。

第3章第4讲扩频通信、抗衰落技术

——空间分集的两种变化形式：极化分集和角度分集
59
频率分集(Frequency Diversity)
频率分集是将待发送的信息分别调制到频率不相关的载波上发送，只要载频间隔大于相干带宽，则接收端所接收到信号的衰落是相互独立的。在移动通信系统中，可采用信号载波频率跳变扩展频谱技术来达到频率分集的目的。和空间分集相比，频率分集的优点是减少了天线数目，缺点是要占用更多的频谱资源，在发端需要多部发射机。
CDMA网络与GSM网络完全不同，由于不再把信道和用户分开考虑，也就没有了传统的覆盖和容量之间的区别。一个小区的业务量越大，小区面积就越小。因为在CDMA 网络中业务量增多就意味着干扰的增大。这种小区面积动态变化的效应称为小区呼吸。 “小区呼吸”动态分配小区负荷，改善网络覆盖，增加系统容量
5．空分多址
2．CDMA系统地址码和扩频码的应用
主要可以分为3类: （1）用户地址码。（2）信道地址码。（3）小区地址码。
3 扩频通信的主要性能指标
(1)．扩频处理增益
处理增益G定义为频谱扩展后的信号带宽B2与频谱扩展前的信号带宽B1之比，即
B2 R2 T1 G B1 R1 T2
（4-23）
（3）．频带利用率
频带利用率就是传输的数据率（bit/s）与数字信号所占的频带（Hz）之比单位为 bit/s/Hz。
3.2.4 多址接入技术
1．多址接入技术简介
多址技术主要是解决如何使多用户共享系统无线资源的问题。必须对不同移动台和基站发出的信号赋予不同的特征，使基站能从众多移动台的信号中区分出哪一个移动台发出来的信号，而各移动台又能识别出基站发出的信号中哪个是发给自己的信号。
显分集
微分集

现代无线通信原理：第四章多址技术(2018)

带宽的比值来近似估算系统的扩频处理增益，
GP =
B F
4.1.1 扩频通信理论基础
iHale Waihona Puke 例2 有一个扩展频谱通信系统，信号扩频后带宽为20MHz，原始基带信号带宽为20KHz，则系统的扩频处理增益为GP?
Gp＝10 lg[20 106(20 103)]=30 (dB)。
4.1.2 扩频通信方法
◼ 目前，最基本的展宽频谱的方法有三种
2
e
1.44
令x = S/(N0B)，代入上式得
lim C
B→
=
S N0
lim
B→
N0B S
log2 (1+
S )
N0 B
=
S N0
log2
e
= 1.44
S 极限值
N0
◼上式表明，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。
4.1.1 扩频通信理论基础
S )
N0 B
4.1.1 扩频通信理论基础
由香农定理可以得到如下结论：
1) 增大信号功率S可以增加信道容量，从而增加了信息传输
的极限速率Ri。若信号功率趋于无穷大，则信道容量也趋于无
穷大，即
lim
S→
C
=
lim
S→
B log2 (1+
S )
N0B
→
2) 减小噪声功率N（或减小噪声功率谱密度N0）可以增加信道容量，若噪声功率趋于0（或噪声功率谱密度N0趋于0），则信道容量趋于无穷大，即
4.1.3 跳频系统（4）
◼ 接收端必须以同样的伪码置定本地频率合成器，使其与发端的频率作相同的改变，即收发跳频必须同步，这样，才能保证通信的建立。解决同步及定时是实际跳频系统的一个关键问题。

(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。

扩频通信的基本原理(直接序列扩频、跳频等)

扩频通信的理论基础1.1扩频通信的基本概念通信理论和通信技术的研究，是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的，所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。

通信系统的有效性，是指通信系统传输信息效率的高低。

这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。

在模拟通信系统中，多路复用技术可提高系统的有效性。

显然，信道复用程度越高，系统传输信息的有效性就越好。

在数字通信系统中，由于传输的是数字信号，因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。

通信系统的可靠性，是指通信系统可靠地传输信息。

由于信息在传输过程中受到干扰，收到的信息和发出的信息并不完全相同。

可靠性就是用来衡量收到信息和发出信息的符合程度。

因此，可靠性决定于系统抵抗干扰的性能，也就是说，通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。

在模拟通信系统中，传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。

在数字通信系统中，传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。

扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力，首先在军用通信系统中得到了使用。

近年来，扩展频谱通信技术的理论和使用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的使用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。

我们知道，频谱是电信号的频域描述。

承载各种信息（如语音、图象、数据等）的信号一般都是以时域来表示的，即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。

信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。

频域和时域的关系由式(1-1)确定：⎰∞∞--=t e t f f F ft j d )()(π2⎰∞∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件，或在区间(-∞，+∞)内绝对可积，即t t f d )(⎰∞∞-必须为有限值。

扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数（和待传输的信息信号)(t f 无关）扩展后成为宽频带信号，然后送入信道中传输；在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而到达传输信息目的的通信系统。

CDMA扩频通信系统实验

实验七、CDMA扩频通信系统实验一、实验目的通过本实验将扩频解扩的单元实验串起来，让学生建立起CDMA通信系统的概念，了解CDMA通信系统的组成及特性。

二、实验内容1、搭建CDMA扩频通信系统。

2、观察CDMA扩频通信系统各部分信号。

3、观察两路信号码分多址及其选址。

三、基本原理扩频通信的理论基础是香农于1948年发表的《A Mathematical Theory of Communication》一文，即著名的信息论。

香农信息论中有关信道的理论容量公式为：式（20-1）也被称为香农定理，其中为信道容量，单位为bps；为信道带宽（也被称为系统带宽）；为信噪比（dB）。

式（20-1）给出了在给定信噪比和没有误码的情况下信道的理论容量与该信道带宽的关系。

从这个公式还可以得出也重要的结论：对于给定的信息传输速率，可以用不同的带宽和信噪比的组合来传输。

换言之，信噪比和信道带宽可以互换。

扩频通信系统正是利用这一理论，将信道带宽扩展许多倍以换取信噪比上的好处，增强了系统的抗干扰能力。

图20-1 典型的扩频通信系统模型一个典型的扩频通信系统框图如图20-1所示。

由图20-1可以看出，扩频通信系统主要由原始信息、信源编译码、信道编译码（差错控制）、载波调制与解调、扩频调制与解扩和信道六大部分组成。

信源编码的目的是减小信息的冗余度，提高信道的传输效率。

信道编码（差错控制）的目的是增加信息在信道传输轴格的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。

调制部分的目的是使经过信道编码后的符号能在适当的频段传输，通常使用的数字信号调制方式为振幅键控、移频键控、移相键控，在码分多址移动通信中使用QPSK和OQPSK都是PSK的改进型。

扩频通信和解扩是为了提高系统的抗干扰能力而进行的信号频谱展宽和还原。

可见，与传统通信系统相比较，该系统模型中多了扩频和解扩两个部分，经过解扩，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。

扩频通信系统按扩频方式的不同，分为以下四种类型：◆ 直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，DS-SS）◆ 跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum，FH-SS）◆ 跳时扩频（Time Hopping Spread Spectrum，TH-SS）直接序列扩频系统采用高码速率的直接序列（Direct Sequence，DS），伪随机码在发端进行扩频，在收端用相同的码序列去进行解扩，然后将展宽的扩频信号还原成原始信息。

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

扩展频谱通信，简称扩频通信，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；频带的扩展是通过一个独立的码序列（一般是伪随机码）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。

中文名扩频通信外文名spread sprectrum communications定义扩展频谱通信与光纤通信、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。

理论基础根据香农（C.E.Shannon）在信息论研究中总结出的信道容量公式，即香农公式：C=W×Log2（1+S/N）式中：C--信息的传输速率S--有用信号功率W--频带宽度N--噪声功率由式中可以看出：为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现，既加大带宽W或提高信噪比S/N。

换句话说，当信号的传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。

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。

工作原理在扩频发信机中，射频载波通常经过两次调制过程：一次同常规调制一样，被信息信号所调制；另一次由码序列进行扩频调制，相应地在收信机中先用约定的码序列做相关处理（解扩），然后再进行信息信号的解调。

在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号，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。

由此可见，—般的扩频通信系统都要进行三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。

直接序列扩频通信（DSSS）

直接序列扩频通信（DSSS）⼀、接序列扩频通信原理直接序列扩频通信开始出现于第⼆次世界⼤战，是美军重要的⽆线保密通信技术。

现在直扩技术被⼴泛应⽤于包括计算机⽆线⽹等许多领域。

直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum）系统是将要发送的信息⽤伪随机码（PN码）扩展到⼀个很宽的频带上去，在接收端，⽤与发端扩展⽤的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进⾏相关处理，恢复出发送的信息。

它直接利⽤具有⾼码率的扩频码系列采⽤各种调制⽅式在发端扩展信号的频谱，⽤相同的扩频码序在收端去进⾏解码，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，具体说，就是将信源与⼀定的PN码（伪噪声码）进⾏摸⼆加。

例如说在发射端将"1"⽤11000100110，⽽将"0"⽤00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，⽽在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成"1"是00110010110就恢复成"0"，这就是解扩。

这样信源速率就被提⾼了11倍，同时也使处理增益达到10dB以上，从⽽有效地提⾼了整机倍噪⽐。

直扩系统射频带宽很宽。

⼩部分频谱衰落不会使信号频谱严重衰落。

多径⼲扰是由于电波传播过程中遇到各种反射体（⾼⼭，建筑物）引起，使接受端接受信号产⽣失真，导致码间串扰，引起噪⾳增加。

⽽直扩系统可以利⽤这些⼲扰能量提⾼系统的性能。

直扩系统除了⼀般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接受机⽤此同步后的伪随机码去对接受信号进⾏相关解扩。

直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就⾼，因⽽同步时间就长。

直扩和跳频系统都有很强的保密性能。

对于直扩系统⽽⾔，射频带宽很宽，谱密度很低，甚⾄淹没在噪⾳中，就很难检查到信号的存在。

由于直扩信号的频谱密度很低，直扩系统对其它系统的影响就很⼩。

WCDMA的扩频通信技术

保密性高低发射功率易于实现大容量多址通信占用频带宽
Q&R
1,加扰后的码片的速率？
答：扩频后WCDMA码片速率为3.84Mchips/S,加扰后码片速率不变 2，上行扰码作用确认？答：在上行链路中(移动台到基站)，每个移动台向基站发射自己的信息，信息由每个移动台自己处理，首先经过扩频，然后加扰。对于不同用户，如果是相同的服务类型，则可以选择相同的扩频码。扰码角度看，在上行方向是移动台的ID，对每个移动台会有一个扰码来对应。 3，上行和下行对于扰码和扩频码的分配？答：DL方向，扩频码是由RNC根据业务类型动态分配的，扰码是由OMC来确定的，UMTS系统需进行码字管理，确定后由OMC来静态管理。 UL方向，扩频码由RNC半静态方式分配，对相同业务速率,扩频吗是唯一的。扰码是RNC根据用户每一次的RRC连接建立请求动态分配的。
The End Thanks
Gold序列产生
m-sequence的互相关性没有太强的规律，只有一些特殊的码组之间有一定的规律性。我们把这些码叫“优选对”（Preferred Pair）
优选对是指一对相同长度的m-sequence相互之间的互相关值只有三个取值
-1 -[2(n+1)/2+1] 和 2(n+1)/2-1 -[2(n+2)/2+1] 和 2(n+2)/2-1
Cch,2,1 = (1,-1)
Cch,4,3 = (1,-1,-1,1)
SF = 1 SF = 2 SF = 4
扰码介绍
问题：实际系统中，信道复用将被广泛应用。在不同载频和扇区之间必需复用OVSF。当空中出现多个相同的OVSF时，如何将所需的信号提取出来？先区分扇区，再区分不同的用户（信道）引入扰码

扩频通信实验报告

中南大学扩频通信实验报告实验一：扩频与解扩观测实验时间：4月9号一、实验目的1、了解直接序列扩频的原理。

2、了解扩频前后信号在时域及频域上的变化。

二、实验器材⒈主控&信号源模块、2号、14号、11号模块各一块⒉双踪示波器一台⒊连接线若干三、实验原理1、实验原理框图数字信号源扩频解扩DoutMUXBSOUT2# 模块14# 模块11# 模块NRZ1NRZ-CLK1扩频序列1序列1（TP8）扩频序列2序列2（TP8）CDMA1AD 输入1AD 输入2CDMA2Dout实验框图2、实验框图说明本实验选择【扩频与解扩观测实验】菜单。

如框图所示，我们用2号模块作为信号源，DoutMUX 输出32K 数字信号，送入至14号模块的NRZ1。

14号模块此时完成扩频功能，扩频序列由14号模块内部产生，将开关S1设置为0000，开关S2设置为0111，即可设置该路扩频序列1的码型（测试点为TP8序列1）。

扩频信号由端口CDMA1输出。

同时，当14号模块的开关S3设置为0111、开关S4设置为0000且端口NRZ2和NRZ-CLK2无信号输入时，端口CDMA2输出的伪随机序列与14号模块的扩频序列1相同，本实验中将该序列“CDMA2”可作为后续的解扩序列。

此时的11号模块完成解扩功能，其中扩频信号从端口“AD 输入1”输入，解扩序列从“AD 输入2”输入，解扩信号从11号模块的“Dout ”输出。

该实验【扩频与解扩观测实验】中扩频序列的长度可通过PN 序列长度设置开关S6进行选择15位或16位。

当开关S6拨至“127位”时，表示该实验的扩频为15位；当开关S6拨至“128位”时，表示该实验的扩频为16位。

注：为配合示波器调节，为了较好的对比观测扩频前和扩频后的码元，建议选择16位。

四、实验步骤1、按框图所示连线。

源端口目标端口连线说明模块2：DoutMUX模块14：TH3(NRZ1)数据送入扩频单元模块2：BSOUT 模块14：TH1(NRZ-CLK1) 时钟送入扩频单元模块14：TH4(CDMA1) 模块11：TH2(AD输入1) 送入解扩单元模块14：TH5(CDMA2) 模块11：TH3(AD输入2) 提供解扩序列2、选择主菜单【移动通信】→【扩频与解扩观测实验】，此时2号模块DoutMUX输出速率为32K。

通信系统学习-扩频的基本原理和扩频方式

图1-7 DS/FH混合扩频示意图
第1章扩频通信技术原理
一个DS扩频信号在一个更宽的频带范围内进行跳变。 DS/FH系统的处理增益为DS和FH处理增益之和。因此，有时采用DS/FH反而比单独采用DS或FH可获得更宽的频谱扩展和更大的处理增益。
第1章扩频通信技术原理
对于DS/TH方式，相当于在DS扩频方式中加上时间复用。采用这种方式可以容纳更多的用户。在实现上， DS 本身已有严格的收发两端扩频码的同步，加上跳时，只不过增加了一个通—断开关，并不增加太多技术上的复杂度。
直接序列(DS， Direct Sequence)扩频就是直接用具有高码率的扩频码序列在发端扩展信号的频谱。而在收端，用相成原始的信息。
第1章扩频通信技术原理例如，我们用窄脉冲序列对某一载波进行二进制相移键控调制
图1-3 直接序列扩展频谱原理图
第1章扩频通信技术原理
图1-4 跳频(FS)系统
跳频系统也占用了比信息
(a) 原理方框图； (b) 频率跳变图例带宽要宽得多的频带。
第1章扩频通信技术原理 3. 跳时(TH) 跳时：使发射信号在时间轴上跳变。用码序列进行选择的多时片的时移键控。
图1-5 跳时系统 (a) 原理方框图； (b) 跳时图例
第1章扩频通信技术原理 (2) 如果信号的总能量不变，则频谱的展宽势必使各频谱成分的幅度下降，换句话说，使信号的功率谱密度降低。这就是为什么可以用扩频信号进行隐蔽通信，及扩频信号具有低的被截获概率的原因。 (3) 在较宽的信息周期内，如果载送信息的符号波形是一个窄脉冲，那么其信号的频谱要比所传信息的带宽要宽，跳时系统利用的正是这个原理。
由图1-1(b)可知，脉冲重复周期增加一倍，基频降低一半，谱线间隔也减小一半，谱线密度增加一倍。

(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（差错控制），载波调制与解调，扩频调制与解扩频和信道六大部分组成。

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。

差错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。

调制部分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还原技术。

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优点。

特点：1)抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力。

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)频谱利用率高，容量大（可有效利用纠错技术、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，现在也开始民用和商用。

1)卫星通信（多址，抗干扰，便于，降低平均功率谱密度）2)移动通信（多址，抗干扰，便于，抗多径，提高频谱利用率）3)无线本地环路4)GPS（选址，抗干扰，，测距）5)测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪`````主要缺点：技术复杂，但是随着数字处理技术的发展，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，扩频技术在这些年发展非常迅速，由军用到民用，商用，围很广。

理论基础：扩展频谱技术的理论基础是信息论中的香农定理[1]其中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：在无差错传输的信息速率C 不变时，如N/S 很大，则必须使用足够大的带宽W 来传输信号。

扩频通信技术简介

高可靠性
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

扩频通信课件(精品资料)PPT

2，干扰门限实际设计时往往比干扰容限要再严格一
些留出冗余量，例如1dB
§1.4干扰容限与扩频系统主要特点
三，扩频通信技术的主要优点〔1〕抗干扰性能好；〔2〕保密性好，不易被侦破；〔3) 易于实现多址；〔4〕降低了通量密度；〔5〕扩频系统本身为数字系统，易于实现。
第二章
各种扩频信号及其调制技术
图2-1 (a),(b)详细的Block
§2.1 直序扩频系统(DS-SS)
二，伪随机信号的调制与混频 1，2PSK调制
f(t)=±coswct 属于平衡调制信号信号中无直流成份，无载波能量
§1.2 扩频系统的数学模型
一，DS-SS-PSK数学模型 1，射频： s(t)=m(t)coswct
m(t)=d(t)c(t) PSK调制：m(t)上下电平 2，经信道后进入接收机天线的信号为
r(t)=s1(t-τ1)+n(t)+si(t- τi)
§1.2 扩频系统的数学模型3, 经射频滤波器，相关，基带滤波后：
干扰信号能量被扩展到整个扩频带宽内，通过基带滤波器输出很小。二，FH-SS模型
图1-5
§1.3 扩频系统的抗干扰性能分析
一，干扰信号. 1, 多址干扰: 同一扩频系统中其他台站的信号。
2, 人为敌方干扰: 窄带瞄准式和宽带阻塞式, 以及转发干扰。 3, 随机自然干扰：雷电,飞行体,汽车的火花干扰等。
2，扩频通信将待传输信息的频谱通过在编码使之
扩大许多倍，送入信道中传输，在接收端解码将信息复原。
由于在信道中实际传输的信号比原始信号频谱扩展了许多倍，因此称之为扩频通信。
§1.1扩频通信系统根本概念
3，CDMA 现代高端通信系统均采用伪随机码