扩频通信技术的应用
精品文档-扩频通信技术及应用(第二版)(暴宇)-第7章
第7章 扩频系统的方案设计(一)
2. 1） 差分编码器完成对双路并行数据的差分编码。 在DPSK情 况下， 其编码规则为
outn=inn outn－1
式中， out、 in分别表示输出和输入； n表示时刻。 在 DQPSK情况下， 编码规则如表7-1所示。
第7章 扩频系统的方案设计(一)
第7章 扩频系统的方案设计(一) 经差分编码的输出信号与来自PN码产生器的伪码序列进行 模2加， 完成扩频。 PN码产生器提供两组最长可达64 chip 的伪码序列， 分别用于捕获和数据的扩频。 PN码的长度可 在1～64 bit之间编程。 一般地， 为提高系统捕获概率， 宜用长序列来捕获， 而为了提高数据传输速率， 宜用短序列 来进行数据扩频。
第7章 扩频系统的方案设计(一) (5) 系统工作最高时钟可达45.056 MHz， 当使用45 MHz 时， PN码位元的收发速率可达11.264 Mc/s； (6) 允许处理长达65 533个符号的帧长； (7) 使用其内部的电源管理功能可以大大节省功耗； (8) 可工作于连续和突发两种模式； (9) 允许双频(频分双工)和单频(时分双工)操作。
第7章 扩频系统的方案设计(一) 图7-6 本扩频系统基本部分组成框图
第7章 扩频系统的方案设计(一) 各部分功能如下： （1) 传感器探测单元： 探测对应区域的目标， 一旦 探测到目标， 将产生一个触发信号， 以触发微控制器， 使其进入发射中断程序，ຫໍສະໝຸດ 开始发射对应的探测单元的编码信 号。
无线扩频通信技术
北外英语本科专业北外英语本科专业是一个备受推崇的选择，它致力于培养具有深厚英语语言功底、广泛文化知识、扎实专业技能和优秀思维能力的人才。
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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。
扩频的基本原理及应用
扩频的基本原理及应用1. 扩频技术概述•扩频技术是一种利用较宽带传送较窄带信号的技术。
•扩频技术在通信领域有广泛的应用，包括无线局域网、蓝牙、GPS等。
•扩频技术能够提高通信系统的抗干扰性能和安全性。
2. 扩频的基本原理•扩频技术通过在传输过程中对原始数据进行一系列处理，使数据覆盖更宽的频带。
•扩频的基本原理包括扩频码序列的生成和信号的调制解调过程。
•扩频码是一种特殊的序列，通过将原始数据与扩频码进行异或运算，实现信号的扩频。
3. 扩频码序列的生成•扩频码序列是扩频技术的核心部分，用于将原始信号进行扩频。
•常见的扩频码序列有伪随机码、高斯码、码片序列等。
•扩频码序列的生成方法包括线性反馈移位寄存器、迭代求解法等。
4. 扩频信号的调制解调过程•扩频信号的调制过程将原始信号与扩频码进行乘积运算，实现信号的扩频。
•扩频信号的解调过程通过将接收到的信号与扩频码进行相关运算，恢复原始信号。
•扩频信号的调制解调过程中需要注意信号与噪声的抵消和相位同步等问题。
5. 扩频技术的应用•扩频技术在无线局域网中可以提高网络的传输速率和安全性。
•扩频技术在蓝牙通信中有广泛的应用，可以实现低功耗、短距离的无线通信。
•扩频技术在GPS定位系统中可以提高定位的准确性和抗干扰能力。
6. 扩频技术的优缺点•扩频技术的优点包括抗干扰能力强、安全性高、带宽利用率高等。
•扩频技术的缺点包括对系统要求高、复杂度较高、功耗较大等。
7. 扩频技术的发展趋势•随着无线通信技术的发展，扩频技术将进一步应用于更多的领域。
•扩频技术在物联网、5G等领域具有广阔的应用前景。
•扩频技术的发展将推动通信系统的进一步发展和创新。
以上是对扩频的基本原理及应用的介绍，扩频技术作为一种重要的通信技术，在现代通信系统中发挥着重要的作用。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地了解扩频技术的基本原理和应用场景。
跳频扩频的原理和应用
跳频扩频的原理和应用1. 跳频扩频的原理跳频扩频（Frequency Hopping Spread Spectrum）是一种通过在通信中不断改变载波频率来实现抗干扰和安全性的技术。
它主要通过以下原理来实现：1.频率跳变：跳频扩频系统在通信过程中会周期性地改变使用的载波频率。
频率跳变可以将信号在不同频率上进行传输，以减少信号在特定频率上的干扰。
2.扩频技术：跳频扩频系统还会使用扩频技术，将原始信号进行扩频。
扩频技术会在发送端对原始信号进行调制，将其扩展到较宽的频带上。
接收端会利用和发送端相同的扩频码对信号进行解码，还原出原始信号。
3.码片序列：扩频技术中使用的扩频码片序列是跳频扩频系统中的核心要素。
这些码片序列在发送端与接收端之间必须保持同步。
扩频码片序列的特点是具有良好的相关性，使得接收端可以通过将收到的信号与预期的码片序列进行比较，从而检测出有效的信号。
跳频扩频技术的原理在一定程度上提高了系统的抗干扰能力和安全性，常用于无线通信、军事通信、无线局域网等领域。
2. 跳频扩频的应用跳频扩频技术在现代通信领域得到广泛应用，以下是几个常见的应用场景：2.1 无线局域网（WLAN）跳频扩频技术在无线局域网中使用，可以提供更可靠、稳定的数据传输。
由于跳频扩频技术能够在不同的频率上进行传输，可以避免单一频率上的干扰，从而提高无线网络的抗干扰能力和传输质量。
2.2 蓝牙技术蓝牙技术中的传输方式就是基于跳频扩频技术的。
蓝牙设备会在跳频序列中选择一段频率范围，然后进行频率跳变进行数据传输。
这种方式不仅提高了蓝牙设备之间的通信质量，也增强了蓝牙设备的抗干扰能力。
2.3 军事通信由于跳频扩频技术能够有效抵御敌人的频率干扰和窃听，因此在军事通信中得到广泛应用。
军方可以利用跳频扩频技术提供安全可靠的通信，保障敏感信息的传输。
2.4 移动通信跳频扩频技术在移动通信中也有广泛的应用，尤其是在CDMA（Code Division Multiple Access）系统中。
浅析扩频通信技术的应用及其系统的工作原理
胡
煜
ＨＵ Ｙｕ
（ 桂林 电子科技大学 信 息与通信 学院 ，桂林 ５ １ ０ ） ４ ０ ４
摘
要 ： 由于扩频技术 具有很强的抗 干扰性 能、低功 率密度隐蔽传 输 、信息保 密传输、任意选 址等 特 点 ，在通信 、测 距 、定位 、控 制等诸多领域 使用时都有 其独特优点 ，因而在国际上受到普遍 关注而迅猛发展 。目前 ，各个 国家纷纷提 出了在数字蜂 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 、报警等各种 系统中。本文 首先分析 了扩频通信技术 的应 用情况 ，然后介绍 了 直接序列 扩频通信 系统 的工作原理 。
务ｌ 勺 化 秒
浅 析扩频通信技术的应用及其系统的工作原理
Ｂｒｅｆａｎ ｙｓ ｓ ｆ ｉ ａｌ ｉ ｏｒａｐｐｌ ｉ ｃａｔｏｎｓ ａｎｄ ｙ ｅｍ ｅｒ ｉ ｉ ｓ ｓｔ ｏｐ ａｔｎｇ ｉ ｐｌ ｐｒｎｃｉ ｅｓ ｏｆｓｐｒ ｅａｄ
ｓｐｅｃ ｒ ｔ ｕｍ ｃｏｍ ｍ ｕｎｉ ｔｏｎ ｃａ ｉ ｓ
关键词 ： 扩频 通信技术 ；系统 ；工作原理 中图分类号 ：Ｔ ９ ４ Ｎ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０－０ ３ （ ０ ２ ２下 ） ０ ５ —０ ９ １４２１）（ 一 ０９ ３ ０
Ｄ ｉ１ ．９ ９ Ｊ ｉ ｎ １ ０－０ ３ ．０ ２ ２下 ） １ ｏ： ３ ６ ／ ． ｓ ．０ ９ １ ４ ２ １ ．（ ．９ ０ ｓ
信 用 户 ，彼 此 互 不 干 扰 的 分 别 使 用 。而 扩 频 通 信 用 伪 随机 编 码 把 基 带 信 号 的 频 谱 进 行 扩 展 ，形 成
《无线扩频通信技术》课件
2 抗多径干扰和抗窄带 3 延时扩散和频率选择
干扰能力
性衰落
扩频信号具有良好的抗多 径干扰和抗窄带干扰能力， 保证了通信质量的稳定性。
扩频信号的延时扩散和频 率选择性衰落特性有助于 提高系统的抗干扰性能。
扩频调制和解调
扩频通信中常用的调制技术有BPSK、QPSK、DPSK等，解调技术包括非相干 解扩和协作解扩等方法，用于提高通信的可靠性。
Wi-Fi
在无线局域网中广泛使用的扩 频技术，为多用户提供高速宽 带接入。
Bluetooth
短距离无线通信技术，使用扩 频方式进行通信，用于连接手 机、耳机及其他设备。
扩频原理
扩频通信通过频率扩展和编码扩展实现信号的扩展。扩频码的生成和解扩过 程对于保证通信质量至关重要。
扩频信号特性
1 带宽和功率谱密度
《无线扩频通信技术》 PPT课件
无线扩频通信技术是一种在无线网络中广泛应用的通信技术。本课件介绍了 无线扩频通信技术的原理、特性、调制解调方法、网络架构以及当前和未来 的发展趋势。
什么是无线扩频通信技术
无线扩频通信技术是一种通过在通信中引入噪声，从而将信号扩展到更宽的频带上的技术。它具有抗干扰性强 和安全性高的优点，广泛应用于无线通信领域。
扩频网络
1
基站和终端设备
扩频网络由基站和终端设备组成，基站负责调度资源，终端设备进行通信。
2
网络结构和拓扑
扩频网络可以采用星型、网状等多种拓扑结构，根据应用需求进行配置。
3
资源分配和接入控制
扩频网络通过资源分配和接入控制，实现对通信资源的优化分配和管理。
扩频现状和趋势
扩频通信特点及应用
扩频通讯特色及应用一、扩频通讯的工作原理在发端输人的信息先调制形成数字信号，而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，而后由当地产生的与发端同样的扩频码序列去有关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。
可见，一般的扩频通讯系统都要进行3次调制和相对应的解调。
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，以及相对应的信息解调、解扩和射频解调。
与一般通讯系统比较，多了扩频调制和解扩部分。
扩频通讯应具备以下特色：(1)数字传输方式；传输信号的带宽远大于被传信息带宽；(3)带宽的展宽，是利用与被传信息没关的函数(扩频函数)对被传信息的信元从头进行调制实现的；(4)接收端用同样的扩频函数进行有关解调(解扩)，求解出被传信息的数据。
用扩频函数(也称伪随机码)调制和对信号有关办理是扩频通讯有别于其余通讯的两大特色。
二、扩频通讯技术的特色扩频信号是不行展望的、伪随机的宽带信号，其带宽远大于要传输的数据(信息)带宽，同时接收机中一定有与宽带载波同步的副本。
扩频系统拥有以下特色。
．抗扰乱性强扩频信号的不行展望性，使扩频系统拥有很强的抗扰乱能力。
扰乱者很难经过察看进行扰乱，扰乱起不了太大作用。
扩频通讯系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以即便信噪比很低，甚至在实用信号功率低于扰乱信号功率的状况下，还能不受扰乱、高质量地进行通讯，扩展的频谱越宽，其抗扰乱性越强。
低截获性扩频信号的功率平均散布在很宽的频带上，传输信号的功率密度很低，侦探接收机很难监测到，所以扩频通讯系统截获概率很低。
抗多路径扰乱性能好多路径扰乱是电波流传过程中因碰到各样非希望反射体(如电离层、高峰、建筑物等)惹起的反射或散射，在接收端的这些反射或散射信号与直抵路径信号相互干预而造成的扰乱。
多路径扰乱会严重影响通讯。
扩频通讯系统中增添了扩频调制和解扩过程，利用扩频码序列间的有关特征，在接收端解扩时，从多径信号中分别出最强的实用信号，或将多径信号中的同样码序列信号叠加，这样便可有效除去无线通讯中因多径扰乱造成的信号衰败现象，使扩频通讯系统拥有优秀的抗多径衰败特征。
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。
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。
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用
直接序列扩频技术在无线通信中的研究与应用直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS）技术是一种常见的无线通信技术，它通过在传输信号中引入高序列码（即扩频码）来提高信号的抗干扰性能和传输安全性。
本文将对直接序列扩频技术在无线通信中的研究和应用进行详细的介绍。
一、直接序列扩频技术的原理直接序列扩频技术是通过将原始信号与伪随机序列进行“乘法运算”来实现的。
伪随机序列也称为扩频码，它是一种高度复杂的码序列，具有良好的随机性。
原始信号在发送端乘以扩频码后，信号的带宽被扩大，从而增加了信号的抗干扰性能。
在接收端，使用与发送端一样的扩频码对接收到的信号进行解码，从而恢复出原始信号。
二、直接序列扩频技术的研究进展1. 扩频码设计：早期的扩频码设计主要依赖于单一序列的生成算法，如线性反馈移位寄存器（Linear Feedback Shift Register，简称LFSR）。
然而，这种方法生成的扩频码周期较短，因此容易受到时间和频率同步误差的影响。
近年来，研究者们提出了一些新的扩频码设计方法，如复合序列的设计、混沌序列的设计等，使得扩频码的周期更长，抗干扰性能更好。
2. 增强码的引入：为了进一步提高直接序列扩频系统的传输性能，针对码跳变和码相位模糊等问题，研究者们引入了增强码（Enhanced Code）技术。
增强码是一种对原始扩频码进行变换得到的码序列，通过增强码的引入，可以提高系统的信号识别与抗干扰能力。
3. 码跳频技术的研究：直接序列扩频技术可以与码跳频技术相结合，即通过在传输过程中引入码跳变来增加系统的抗多径干扰能力。
码跳频技术通过频率域的快速跳变，使得信号在不同的频率上进行传输，从而降低了多径干扰对信号的影响。
三、直接序列扩频技术的应用直接序列扩频技术在无线通信中有广泛的应用，以下是一些典型的应用场景：1. CDMA系统：CDMA（Code Division Multiple Access）是一种基于直接序列扩频技术的通信系统。
扩频技术在无线通信系统抗干扰性能提升上的拓展框架解读
扩频技术在无线通信系统抗干扰性能提升上的拓展框架解读无线通信系统的发展和普及带来了无线通信频谱资源的竞争和干扰问题，为了提高系统的抗干扰性能，扩频技术成为一种有效的解决方法。
本文将从理论和实际应用两个方面对扩频技术在无线通信系统抗干扰性能提升上的拓展框架进行解读。
一、扩频技术概述扩频技术是一种通过在发送端将原始信号进行调制，使其占用较宽带宽的方法。
经过调制后的信号在传输过程中能够充分利用频率间的冗余资源，提高系统的抗干扰性能。
扩频技术有多种实现方式，包括直接序列扩频（DSSS）、频率跳变扩频（FHSS）和时隙跳变扩频（THSS）等。
二、扩频技术提升抗干扰性能的原理1. 抗窄带干扰能力提升：在窄带干扰的干扰频带内，扩频技术通过将原始信号调制到更宽的带宽，降低了干扰的功率密度，从而提高了系统接收性能。
2. 抗多径干扰能力提升：多径干扰是无线通信系统中常见的问题，扩频技术通过在信号传输过程中引入冗余数据，可以有效抵消多径干扰信号，提高系统的传输质量。
3. 抗频谱干扰能力提升：由于扩频技术的采用，信号在频域上的能量分布更加均匀，降低了频谱干扰的影响，提高了系统的抗干扰能力。
三、扩频技术提升抗干扰性能的拓展框架1. 多址技术与扩频技术的结合：在无线通信系统中，多址技术用于实现多用户之间的并行传输，而扩频技术能够降低多址干扰对系统性能的影响。
将多址技术与扩频技术结合，可以进一步提升系统的抗干扰性能。
2. 自适应传输技术与扩频技术的结合：自适应传输技术能够根据信道条件的变化动态调整传输参数，而扩频技术能够提高系统的抗干扰性能。
将自适应传输技术与扩频技术结合，可以在不同信道条件下灵活地选择合适的传输参数，进一步提高系统的性能。
3. 正交频分复用（OFDM）与扩频技术的结合：OFDM技术能够提高系统的频谱利用效率和抗多径干扰能力，而扩频技术能够提高系统的抗干扰性能。
将OFDM技术与扩频技术结合，在保证频谱利用效率和抗多径干扰能力的同时，进一步提高系统的抗干扰性能。
扩频通信技术原理及其应用
２ 频 扩 频 和 跳 时 扩 频 。 Ｊ １ 直 接 序 列扩 频 （ Ｓ Ｓ ｃ Ｓ ｑ ｅ ｃ Ｓ ａ ） Ｄ Ｓ ．Ｄｉ ｔ ｅ ｕ ｎ ｅ ｐｅ ｄ ｒ ｅ ｒ
率 ，～ 个 是 控 制 时 间 ，即 跳 时 扩 频 是 用 扩 频 码 片 启 闭键
扩 频 通 信 技 术 是 上 世 纪 ４ 年 代 发 展 起 来 的 一 种 通 信 率 甚 至 淹 没 在 噪 声 之 下 也 是 可 能 的 。扩 频 通 信 就 是 用 宽 Ｏ 技 术 ．起 初 主 要 是 用 来 为 战争 环 境 下 的 军 队提 供 安 全 可 带 传 输 技 术 换 取 信 噪 比 降 低 来 实 现 可 靠 性 传 输 的 ，这 就 靠 的 通信 服 务 其 独 特 的信 号 传 输 原 理 从 根 本 上 克 服 了 是 扩 频 通 信 的基 本 思 想 。 可 以采 用 频 谱 宽 度 与 功 率 谱 密 所 传统 通信体制易受干扰 的致 命缺陷 所 以一直 以来都是 度 的 关 系示 意 图来 理 解 扩频 通 信 ，如 图１ 示 。
Ｃ
．
可 以从 两 种 途 径 实现 ． 即加 大信 道带 宽 ｗ或 提 高 信 哚
捌牢｜ ’ 频率ｒ ｆ１ 传 输 过 程 中 ，受 到 ｃ狂 （）解 例 后 ，噪 声 的 功 率 谶 密 度 ｄ 噤 声 于扰 的情 况 降 ， 信 息 的 功 率 辩 密 度 ｋＹ’ ｔ， 原 嫣 信 息被 恢 复
地 位 ．就 更 加 值 得 我 们 去 深 入 研 究 和 探 讨 ， 以便 在 原 有 基础 上 寻 求 更 大 的突 破 。
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频率ｆ 颧 带ｆ （）调 制 后 ，频 率 扩 媵 ， ｂ
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直接扩频通信技术分析
03
促进物联网应用创新
直接扩频通信技术的灵活性和可扩展 性为物联网应用带来了更多的创新机 会，有助于推动物联网技术的发展和 应用。
THANKS
感谢观看
适用于高速无线局域网、城域 网、卫星通信等场景。
06
直接扩频通信技术对现代社会的 影响与价值
对信息社会的推动作用
提升信息传输安全性
直接扩频通信技术通过将信号扩展到更宽的 频带，使得信号难以被侦听和干扰，从而提 高了信息传输的安全性。
增强抗干扰能力
由于扩频通信技术使用了比原始信号更宽的频带， 因此可以更好地抵抗各种形式的干扰，提高了通信 的可靠性。
动通信。
缺点
对非对称和不对称加性噪声较为 敏感，实现高速数据传输较为困
难。
窄带与宽带调制比较
窄带调制
窄带调制信号的带宽相对较窄，信号的 传输速率较低，适用于调制信号的带宽较宽，信号的传输速 率较高，适用于高速数据传输和大容量通 信。
03
直接扩频通信性能分析
2023-12-02
直接扩频通信技术分析
汇报人：刘老师
目录
• 直接扩频通信技术概述 • 扩频调制技术 • 直接扩频通信性能分析 • 直接扩频通信应用场景 • 直接扩频通信技术发展趋势与挑战 • 直接扩频通信技术对现代社会的影响与价
值
01
直接扩频通信技术概述
定义与特点
定义
直接扩频通信技术是一种利用高速率 扩频序列直接对信息数据进行调制传 输的通信技术。
调制方式分类
直接序列扩频（DSSS）、跳频扩频（FHSS）是扩频通信中 两种主要的调制方式。
DSSS与FHSS比较
DSSS在抗多径干扰和抗窄带干扰方面性能较好，而FHSS在 抗频率选择性衰落和抗多普勒效应方面具有优势。
精品文档-扩频通信技术及应用(第二版)(暴宇)-第5章
第5章 扩频通信的扩频码同步 图5-3 发射参考信号的同步方法
第5章 扩频通信的扩频码同步
发送端把含有信息的已调信号与不含信息的fc1同伪随机 码进行调制后， 合并、 放大， 然后发送出去。 在接收端，
两个频率的信号分别在两个通道中放大， 经过相关运算后，
取出中频， 解调后还原出信息。 设发送的两个信号分别为
5.1 同步不确定性的来源 1. 频率源的漂移 对数字通信而言，最严重的还是码相位的偏移， 使系统 性能下降。 对于码发生器， 当时钟速率偏移10 Hz时， 将 变成10 bit／s的累积码元偏差， 一小时后就会引起相位偏 差36 000 bit， 这样会造成系统不能正常工作。 图5-1说明 了各种相对码速率偏移对系统的积累偏移的影响。
第5章 扩频通信的扩频码同步 图5-4 典型的JPL码发生器
多普勒频移的大小为
第5章 扩频通信的扩频码同步
f f Hz c
(5-1)
式中： v为发射机与接收机的相对位移速度； f为发射频 率； c为电磁波的传播速度， 值为3×108 m/s。
第5章 扩频通信的扩频码同步
当频率高时， 多普勒频移是一个很重要的参数， 如 f=1 GHz时， 相对运动速度v=100 km／h=27.8 m／s， 则多 普勒频移Δf=92.7 Hz。 接收机频率f收为
第5章 扩频通信的扩频码同步
组合码和m序列的自相关特性不一样， m序列在一个周期 内只有一个相关峰值点， 而JPL码则有P＋1(P是JPL组合码中 子码的数目)个， 而且除了一个以外的所有自相关峰值只(并 分别)与组成这个组合码的各个子码有关， 最高的自相关峰值 对应于整个组合码同步。
第5章 扩频通信的扩频码同步 用JPL组合码来同步是先用一个子码与组合码进行滑动相 关搜索， 一旦这个子码与嵌在组合码中的其他对应子码达到 同步， 就产生局部相关。 这个局部相关就成为进行第二个子 码进行滑动相关搜索的开始信号， 第二个子码的局部相关峰 值增加……这个过程一直继续到组成组合码的全部子码都各自 与接收信号中的对应部分同步为止。 当全部子码都各自同步 时， 这个相关就像组合码直接被同步一样。
直接序列扩频技术在无线通信中的应用
直接序列扩频技术在无线通信中的应用汇报人：日期:CATALOGUE目录•引言•直接序列扩频技术概述•无线通信中的直接序列扩频技术•直接序列扩频技术的性能分析•直接序列扩频技术在无线通信中的实际应用案例•结论与展望引言0102背景介绍研究目的研究意义研究目的和意义直接序列扩频技术概述具有抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、低截获概率、保密性好、组网灵活等优点。
扩频技术的定义和特点扩频技术特点扩频技术定义直接序列扩频技术原理伪随机噪声码直接序列扩频技术的原理提高通信系统的抗干扰能力提高通信系统的安全性提高通信系统的可靠性实现高速数据传输直接序列扩频技术的应用优势无线通信中的直接序列扩频技术抗干扰能力强低功耗高速数据传输030201无线通信中的扩频技术需求1 2 3采用伪随机噪声码作为扩频码调制扩频信号发射扩频信号直接序列扩频技术在无线通信中的实现方式抗干扰能力强低功耗高速数据传输直接序列扩频技术在无线通信中的优势直接序列扩频技术的性能分析抗干扰性能分析抗干扰性能抗衰落性能保密性直接序列扩频技术可以有效地抵抗各种形式的截获和攻击，如码字捕获、同步攻击等。
安全性隐身性能保密性能分析抗多径性能分析多径干扰01抗多径能力02适应能力03直接序列扩频技术在无线通信中的实际应用案例增强信号抗干扰能力实现低功率通信实现隐蔽通信在移动通信中的应用案例增强信号抗干扰能力提高安全性在无线局域网中的应用案例提高雷达分辨率直接序列扩频技术可以将雷达信号扩展到更宽的频带中，从而使得雷达可以分辨更小的目标。
增强抗干扰能力直接序列扩频技术能够降低单位频带内的信号强度，从而增强雷达信号抗干扰能力，提高雷达的检测精度。
在雷达信号处理中的应用案例结论与展望通过对直接序列扩频系统的仿真和分析，发现该技术在高斯白噪声和多径干扰环境下具有优良的性能表现。
在直接序列扩频技术的应用中，伪随机序列的产生和处理是关键技术之一，也是未来研究的重要方向。
直接序列扩频技术能够有效地抵抗无线通信中的多径干扰和窄带干扰，提高通信的可靠性和保密性。
扩频技术
扩频技术扩频技术是一种无线通信技术，它可以提高信号的带宽，为数据传输提供更大的容量和可靠性。
扩频技术最早应用于军事通信领域，后来逐渐推广到商业和个人通信领域。
本文将介绍扩频技术的原理、应用和未来发展趋势。
扩频技术是一种通过在发送端和接收端同时采用相同的扩频码进行信号的调制与解调，以增加带宽的技术。
在传统的窄带通信中，数据只能以较低的速率进行传输，而扩频技术则可以将数据流分散到更大的频带上，提高数据传输速率。
这是因为扩频技术采用了一种称为扩频码的序列，将原始数据进行扩展，然后与载波信号相乘，从而实现带宽的扩展。
扩频技术具有许多优点。
首先，它具有抗干扰的能力。
由于数据被扩展到更大的频带上，单个窄带干扰对整个信号的影响较小，因此扩频信号更加稳定可靠。
其次，扩频技术能够提供更高的传输速率。
通过将数据分散到更大的频带上，扩频技术可以实现更高的数据传输速率，满足现代通信对高速数据传输的需求。
此外，扩频技术还具有较低的功率谱密度，能够更好地满足无线通信的频谱资源管理。
扩频技术在许多领域得到了广泛的应用。
首先是无线通信领域。
移动通信技术中的CDMA（Code Division Multiple Access）就是一种典型的扩频技术。
CDMA技术通过采用不同的扩频码将多个用户的数据流分离，从而实现多用户同时传输的能力。
此外，扩频技术还在无线局域网（WLAN）和蓝牙等应用中得到了广泛应用。
其次，扩频技术也广泛应用于定位与导航系统。
全球定位系统（GPS）就是一种利用扩频技术实现高精度定位的系统。
通过在卫星信号中嵌入扩频码，GPS可以实现对接收机位置的准确测量。
另外，扩频技术还在无线传感器网络、雷达和军事通信等领域有着重要的应用。
随着移动通信、物联网和人工智能等领域的迅速发展，扩频技术也在不断演进和发展。
未来，扩频技术将继续向更高的频段和更高的速率发展。
随着5G时代的到来，扩频技术将为新一代无线通信提供更高的容量和更可靠的连接。
直接序列扩频的原理和应用
直接序列扩频的原理和应用1. 原理直接序列扩频（Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS），是一种用于无线通信中的传输技术。
它通过将数据序列化为一系列较长的序列，这些序列被称为码片。
在发送端，数据以较低速率传输，同时使用码片将其扩展为较高速率的信号。
在接收端，利用匹配的码片进行解扩，将信号恢复为原始数据。
DSSS的主要原理如下： - 序列生成: 在发送端，使用伪随机码生成器生成一个密集的码片序列，这个序列被称为扩频码。
扩频码通常是一个长的伪随机比特序列，与要传输的数据比特序列逐比特进行运算。
运算的方式有多种，如异或运算、加法运算等。
通过这样的运算，原始的数据序列被扩展为一个带有扩频码的序列。
- 带宽扩展: 接下来，使用扩频码对原始信号进行带宽扩展。
扩展的过程是将每个原始比特用扩频码序列中的多个比特来表示。
例如，每个原始数据比特可以扩展为10个扩频比特。
这样，信号的频谱宽度变得更宽，但传输速率也变得更快。
- 发送:扩展后的信号以较高速率发送。
由于采用了扩频码，使得信号的功率分散在宽频带上，从而使得信号的干扰抗性更强。
此外，扩频码的特殊性质还使得信号能够在多径环境下具有较好的传播性能。
- 接收与解扩: 在接收端，使用与发送端相同的伪随机码生成器生成与发送端相匹配的扩频码序列。
然后，将接收到的信号与扩频码进行相关运算，进行解扩。
解扩后，信号的带宽被还原为原始数据的带宽，然后再进行后续的信号处理，以恢复出原始数据。
2. 应用直接序列扩频技术在无线通信领域有广泛的应用，以下列举了几个常见的应用场景：2.1 无线局域网（WLAN）DSSS技术在无线局域网中的应用非常普遍。
它能够提供更高的数据传输速率和更好的抗干扰能力，有助于提升无线网络的性能和覆盖范围。
同时，DSSS技术支持多用户同时传输数据，可以提高系统的容量和吞吐量。
由于DSSS技术的成本相对较低，广泛应用于2.4GHz频段的无线局域网。
扩频通信的一般原理及应用
扩频通信的一般原理及应用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。
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。
如用调幅信号来传送语音信息，其带宽为语音信息带宽的两倍；电视广播射频信号带宽也只是其视频信号带宽的一倍多。
这些都属于窄带通信。
一般的调频信号，或脉冲编码调制信号，它们的带宽与信息带宽之比也只有几到十几。
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扩频通信技术的应用【摘要】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。
扩频技术最大的特点是利用宽频带来传输信号。
由于扩频系统具有许多优点，如抗干扰能力强、截获概率低和保密性强以及良好的码分多址通信能力，所以扩频技术已被广泛应用。
CDMA就是利用扩频技术发展起来的一种扩频通信方式，它具有容量大，通信质量好，节约发射功率等优点。
文章试就一些扩频通信的原理及中CDMA采用的扩频技术作些讨论，此外也简单介绍了一些扩频通信在其他方面的应用。
Spread Spectrum Communication, namely the Spread Spectrum Communicati on (Communication), it Spread with such optical fiber Communication, satellite com munications with the information era is known as into three high technology transmi ssion mode. Spread spectrum technology's biggest characteristics is to use broadban d bring transmission signal. Because of spread spectrum system has many advantage s, such as strong anti-jamming capability, intercept probability and low confidentiality strong and good communication ability, so the code division multiple access (cdma) has been widely spread spectrum technology application. CDMA is using the spread s pectrum technology developed a kind of spread spectrum communication mode, it h as a large capacity, good quality and saving communication transmission power, etc. This article tries to some spread spectrum communication principle and CDMA adopt ed in the spread spectrum technology make some discussionIn addition also introduc ed simply some spread spectrum communication in other applications关键词扩频通信码分多址（CDMA）本地接入网电力系统一、扩频通信的理论基础扩频通信，是扩展频谱通信的简称。
它是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式，利用比原始信号（信源产生的信号）本身频带宽得多的射频信号的通信，扩展频谱通信在扩频通信系统中，发信端用一种特定的调制方法将原始信号的带宽加以扩展，得到扩频信号。
收信端再对接收到的扩频信号加以处理，把它恢复为原来带宽的所要信号。
扩频信号带宽与原始信号带宽的比值，称为扩频通信系统的处理增益GP，它是扩频通信系统的重要参数。
多数扩频通信系统的GP值远大于10。
根据仙农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式，即仙农公式：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。
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。
一般把扩频信号带宽W与信息带宽△F之比称为处理增益GP，即：它表明了扩频系统信噪比改善的程度。
除此之外，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。
系统的抗干扰容限MJ定义如下：式中：（S/N）。
= 输出端的信噪比， LS = 系统损耗由此可见，抗干扰容限MJ与扩频处理增益GP成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定的噪声湮没下也能正常通信。
通常的扩频设备总是将用户信息(待传输信息)的带宽扩展到数十倍、上百倍甚至千倍，以尽可能地提高处理增益。
其中，扩频包括以下几种类型：（1）直接序列扩频简称直扩（DS）。
所传送的信息符号经伪随机序列（或称伪噪声码）编码后对载波进行调制。
伪随机序列的速率远大于要传送信息的速率，因而调制后的信号频谱宽度将远大于所传送信息的频谱宽度。
（2）载波频率跳变扩频简称跳频（FH）。
载荷信息的载波信号频率受伪随机序列的控制，快速地在给定的频段中跳变，此跳变的频带宽度远大于所传送信息的频谱宽度。
（3）跳时（TH）将时间轴分成周期性的时帧，每帧内分成许多时片。
在一帧内哪个时片发送信号由伪码控制，由于时片宽度远小于信号持续时间从而实现信号频谱的扩展。
（4）脉冲调频发信端发出射频脉冲信号，在每一脉冲周期中频率按某种方式变化。
在收信端用色散滤波器解调信号，使进入滤波器的宽脉冲前后经过不同时延而同时到达输出端，这样就把每个脉冲信号压缩为瞬时功率高、但脉宽窄得多的脉冲，因而提高了信扰比。
这种调制主要用于雷达，但在通信中也有应用。
（5）混合扩频几种不同的扩频方式混合应用，例如：直扩和跳频的结合（DS/FH），跳频和跳时的结合（FH/TH），以及直扩、跳频与跳时的结合（DS/FH/TH）等。
扩频通信占用的信道频带要比其他通信方式宽得多。
采用扩频通信是因为它具有以下特点：河南理工大学课程论文①抑制干扰能力很强，经过接收机对信号的处理，可把信道中加进的并与扩频信号频带重叠的各种干扰信号强度减弱到原有的1/GP左右,因而使信扰比值提高了近GP倍。
扩频通信并不能抑制自噪声的干扰，但能够有效地减弱各种窄带信号的干扰；②信号的功率谱密度很低；③信号便于隐蔽和保密；④可用以实现具有随意选址能力的码分多址通信（见多址通信）；⑤用扩频信号通信的同时可进行高分辨率的测距。
二、扩频通信在CDMA中的应用鉴于扩频通信技术具有以上的特点和优点，而其中的直接序列扩频系统有具有抗截获性，潜在抗多径干扰能力，可用于测距定时系统等优点，被广泛应用在了IS95中来实现CDMA通信。
CDMA是一种以直接序列扩频技术为基础的多址接入通信方式，这种方式是通过给每个用户分配一个具有良好自相关性和弱互相关性的唯一扩频码片（也叫伪随机序列PN码），并用它对承载信息的信号进行编码而实现的。
在接收端，接收机使用相同扩频码片对收到的信号进行解码，并将其转换成原始带宽信号，而其他用户的宽带信号却保持不变。
这是因为该用户为随机码序列与其它用户伪随机码序列的互相关性很小。
为了直观说明直接序列扩频通信，假设每个信息比特采用3比特的扩频码片，在直接序列扩频通信中每个信息比特与扩频码片进行异或操作（模2加），然后传送出去。
表1给出了采用扩频码片010传送信息比特101的例子，注意使用3比特的扩频码片，三个信息比特就变成了9个连续的比特。
表1：信息比特101扩频码片（伪随机码）010传送比特（异或操作后）101010101也就是说，第一个信息比特“1”与每个扩频码片“010”进行异或，从而产生比特序列“101”，然后代表信息比特“1”传送出去。
接着信息比特“0”与每个扩频码片“010”进行异或，得到“010”，然后代表信息比特“0”发送出去。
最后第三个信息比特“1”与扩频码片进行异或，得到三个比特“101”，然后代表信息比特“1”发送出去。
由于扩频码片给要传送的信息比特增加了冗余位，这使得接收机能够在一个或多个原始数据遭到破坏后仍能恢复数据。
当然数据恢复能力取决于扩频码片长度与被破坏的数据长度。
如果能够恢复数据，就可以避免重传。
如果接收机不知道扩频码片，那么它就不能正确接受信息，接受信号表现为低功率的宽带噪声，所以直接序列扩频适用于可靠安全的军事通信。
正是由于CDMA使用了这种基于直接序列扩频技术为基础的多址接入方式使得CDMA天生具备了很多扩频技术天生的优点。
主要有：（1）由于使用扩频信号，系统具有很强的抗多种干扰的能力，特别是具有抗多径干扰的能力。
（2）扩频信号的功率谱密度很低，即在单位带宽中的功率很小，对于一般非扩频通信系统几乎不构成干扰因此可以与其共用同一频段从而提高频带利用率。
（3）保密性好。
这是因为传输的信号只能由知道此信号扩频码片的接收机才能恢复原始信号。
（4）低拦截概率。
因为它的功率谱密度低，扩频信号很难被恶意接收者检测和拦截。
而提到CDMA就不得不提到如今最热门的3G移动通信技术，也就是第三代移动通信技术。
第一代移动通信系统通常指提供模拟业务的一些无线系统，如美国的AMPS、英国的TACS。
紧接着是几种不同类型的移动通信系统，主要采用不同的接入方式来提高系统的容量，并提供更好的质量以及其他特点。
基于TDMA的D-AMPS 1900(北美)、GSM（欧洲）和CDMA都代表着第二代移动通信技术。
第二代系统的一个关键问题是它们仅限于语音、传真和低比特速率的数据传输。
因为当前的时代需要Internet、MP3和多媒体，所以第二代系统已经不能满足现代应用了现在世界各国都在研究能够提供更高传输速率的宽带CDMA，能提供各种多媒体和网络业务的移动通信方式，也就是第三代（3G）移动通信，并已经取得一定成果。
为了提供比其他接入方式更高的容量和优点，IMT-2000（由国际电信联盟ITU启动的通用移动电信系统/国际移动电信2000计划）在接受了各国对于第三代移动通信方式的提案后，采用CDMA技术，列出了三个标准。