扩频系统的性能分析
基于序列偶的扩频通信系统性能分析
中 图分 类 号 :TN94 1 4 . 文 献 标 识 码 :A
Pe f r a c a y i ft e s e d s cr m o m u c to r o m n e a l sso h pr a pe tu c m n nia in s se a e o s qu n e p is y tm b sd n e e c a r
摘
要 :在扩频通信 系统 中 , 伪随机码 (N 性能 的优劣将直接关系到系统性能 的好坏 。本文从最 佳离 散信号 的概念 P)
引入序列偶 。在介绍 了序列偶 定义和相关理论 的基础上 , 分析序列偶 自 相关特 性 , 将序列偶作 为一种新的扩频 序列应 用 到扩频通信系统中 , 软件 对该 通信系统误码率性能进 行仿真 , 并用 仿真结 果表 明 , 列偶 作为扩 频序 列的 系统误码 序 率性能在一定条件下 比用 G l 序列 、 od m序列作 为扩频序列的扩频 通信 系统 误码率性 能更佳 , 这说 明序 列偶作 为扩频 序列在某些场合是可行 的。
Z o g W e g a g Xio Li i g hn nun a pn ( eC l g f n o main S i c n gn eig Ya s a ie s y Qih a d o0 6 0 ) Th ol eo f r t c n ea dEn ie r , n h n Unv r i , n u n a 6 0 4 e I o e n t g
s r dn e u n e wec ud f d t ep ro ma c fs se h s n s u n ep iswa etrta h to y tms p e igs e c , o l i h e r n eo y tm ae o e e c ar sb te h n t a fs se a q n f d q
一种基于循环码的双多进制正交扩频系统的性能分析
( . t eK yL bo IN, ii nv S X d nU i sy X i 7 0 7 , hn ; t a ei m
Pe f r a c ay i fa Du — a y Orh g n lS e d ro m n e An l sso a M — r t o o a pr a l
S e t u S se Ba e n Orh g n ci de p cr m y tm s d o t o o a Cy l Co s l c
sh mei pee tdt rn mi hg ae d t. I c n rd c h iiu t fslci gP o e n n c e s rsne o t s t ih rt aa t a u ete df c l o e t N c d sa d i— a e y e n ce s s rn mb r n te sse raeu e u e i y tm. U igF T sh me i c ie .t ec mp tt n o lxt fd s h sn F c e n r ev r h o uai a c mpe i o e— e ol y
符号 , 在接收端必须采用门限比较、 A M P等算法 , 增 加了接收机 的复杂度 。本文对该系统进行 了改进, 采用循环码作为 IQ两路 的正交扩频序列 , 、 接收端 采用非相干检测 , 解扩时通过复数 F T F 运算代替相
关矩 阵运算 , 显著 降低 了解 扩的运 算量 。同时 , 用 采 循环码 也 降低 了组 网 时选 码 的难 度 , 加 了选 码 的 增
2 T l o m nct nE g er gI tu 。 i FreE g er gU i rt, in707 , h a . e cm u i i ni ei s t e Ar oc ni ei n e i X a 10. C i ) e ao n n n it n n vsy 7 n Abtat B sd o r oo a cc ccd s ulM —ay otoo a S S ra pcrm)ss m s c :ae n ot gn yl oe ,a d a r h l i r r gn S( ped S et h l u yt e
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。
无线扩频通信系统仿真性能分析
3系统 结构
3 1仿 真 框 图 .
1 引言
扩频是 一 种经典的无线通信技术 ,分 为直序扩频 、 跳频扩频等等。 其中直序扩频 技术是通过使月高速率的扩频码在 发射端 】 与待扩频 的信 号相乘从而达到扩展信号频 谱的 目的,是应邢最为广泛 的一 种扩频技 术 。本文针对直序扩频通信系统进行 r 仿 真, 来观洲、学习和理解扩频技术的优势, 以及各种环境因素对扩频系统信能的影响。
2 关键技 术
2 1扩 频 与 解扩 . 扩频技术通过将待传输 的信 号扩展到 较宽的频带上 发送 ,以获得更好 的系统性 能 。根 据香农信 道容量公 式 C—w l g o (+ / , 1 S N) 系统带宽越 火, 达到相同信道容 量所需要的信号噪声功率比 S N就越低, /
中国科技信息 2 0 年第 2 期 08 2
C IA S I C N EH CO Y I OM TO o . 0 H CE EA DTCNL G N R A I Nv2 8 N N F N 0
|
( ,则有:Y= ( ,联合已知的 x的概 Y) h x) 率密度分布函数 ,可以得到:
1序列转化成{ ,一1序列。而 D P K调 } 1 : BS 制在此基础 增加 了绝对码和相对码的相 互 转换 过 程 。 3 22 信 道 模块 .. 此模块为仿真系统提供各种所需信道。 本仿真 实验中分别采用了 A WG N信道、 单 径瑞利信道和双径瑞利信道 。 由于 要 产 生随 机 噪 声 以 及 瑞 利 信 道 , 因此需要实现服从高斯分布的随机变量的 生成 ,由均 匀分布的随机变量获取高斯分 布的随机 变量 的推理过程如下 : 设 x为区间[,) 0 I内均匀分布的随机变 量 ,则其 概 率 密度 分 布 函数 为 :
直接序列扩频通信抗干扰性能分析
直接序列扩频通信抗干扰性能分析摘要简述了直接序列扩频通信基本原理,讨论了直接序列扩频通信的特点,对直接序列扩频通信系统的抗干扰能力进行研究,最后提出了几种用于提高该通信系统抗干扰能力的具体方法。
关键词直接序列扩频通信抗干扰通信对抗1 引言扩频通信即扩展频谱通信(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。
简单来说,扩频(调制)是这样一种通信技术:被发射的调制信号在发射到信道之前,被与传输信号无关的伪随机码进行频谱扩展,使之占有的带宽远远超过原有信息所需的带宽;而在接收端,接收信号则被本地伪随机码进行解扩处理,使其频带被缩小相同倍数。
在扩频通信中,信息已不再是决定调制信号带宽的一个重要因素,其调制信号的带宽主要由扩频信号来决定。
直接序列扩频通信具有很强的抗截获和抗干扰能力,近年来对该通信方式的研究也已成为通信对抗领域的重点。
本文在讨论直接序列扩频通信特点的基础上,分析直接序列扩频通信系统在不同干扰方式下的抗干扰性能,研究提高直接序列扩频通信系统抗干扰能力的具体措施。
2 直接序列通信系统2.1 直接序列的组成直接序列扩频系统是将要发送的信息用伪随机(pn)序列扩展到一个很宽的频带上去,在接收端,用与发端扩展相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理,恢复出原来的信息。
图1是直接序列系统的组成原理框图。
由信源输出的信号a(t)是码元持续时间为ta的信息流,伪随机码产生器产生的伪随机码为c(t),每一伪随机码码元宽度或切普(chip)宽度为tc。
将信息码a(t)和c(t)进行模2加产生一速率与伪随机码速率相同的扩频序列,然后再用扩频序列去调制载波,这样就得到已扩频调制的射频信号。
在接收端,接收到的扩频信号经高放和混频后,用与发端同步的伪随机序列对中频的扩频调制信号进行相关解扩,将信号的频带恢复为信息序列a(t)的频带,即为中频调制信号。
直接序列扩频通信抗干扰性能分析(1)
2005年8月第33卷 第4期现代防御技术MODERN DEFENCE TECHNOLOGYA ug 2005V o.l33 N o.4直接序列扩频通信抗干扰性能分析*朱永松,张海勇(海军大连舰艇学院信息工程系,辽宁大连 116018)摘 要:简述了直接序列扩频通信基本原理,讨论了直接序列扩频通信的特点,对直接序列扩频通信系统的抗干扰能力进行研究,最后提出了几种用于提高该通信系统抗干扰能力的具体方法。
关键词:直接序列扩频;通信抗干扰;通信对抗中图分类号:TN973.3+2 文献标识码:A 文章编号:1009 086X(2005)04 0050 04Anal ysis of antija mm i ng capabilities for direct sequencespread spectru m(DSSS)co mm unicationZ HU Y ong song,Z HANG H ai yong(D epart m ent o f Infor m ati on and Eng i neer of Da li an N ava lA cade m y,L iaon i ng D ali an116018,Ch i na)Abst ract:The pri n ciple of DSSS co mm unication is described,and its characteristic is d iscussed. Then the antija mm i n g capability o f DSSS co mm unication is studied,and severa l useful m ethods to i m prove the antija mm i n g capab ility o fDSSS co mm un icati o n are put for w ard at las.tK ey w ords:DSSS;Antija mm ing co mm un icati o n;M ilitary co mm un icati o n1 引 言在未来的现代化战争中,军事通信将受到严峻挑战。
多进制直接序列扩频系统性能及仿真分析
多进制直接序列扩频系统可实现两路多进 制扩频数据的平行传输,提高系统信息传输 效率,使频率得到充分利用。平行传输需使 用 2M 个正交扩频序列,此时目标信息的比特 流被分为两路,分别进行扩频。比特流被串并 转换为 I、Q 两路后,分别从其相应扩展码集 合中选择码序列,经载波调制后,进行信号发 送,信号经过加性高斯白噪音信道处理到达接 收端。
不同编码方式也会影响多进制直扩系统性 能,对卷积码和 RS 码编码方式下的系统性能 进行仿真分析。
第一,对随机序列做串并转换,获得 I、
为此有必要对多进制直接序列扩频系统性能进 数据,并使用 m 个信息比特在信息码的呈现 Q 平行信码。第二,再次进行串并转换,映射
行仿真分析。
方式中选出一种,进行扩频信号传输。该过程 出各路信码的双极性伪码序列,通过加性高斯
1 扩频通信技术概述
发生串并转换,因此信息码的带宽变为原来的 白噪声信道处理,关联至多路伪码序列,取模
以 Gp 表 示 处 理 增 益, 则 有 码长度为 127,检验 Gold 序列相关性。结合仿
靠的通信传输性能,信息抗截获能力显著提高。
真图,Gold 序列码的最大自身相关性可达到 1,
本文介绍扩频通信技术及多进制直接序列扩频 系统的运行原理,并对该系统性能进行仿真分
Gp
=
输出信号噪声功率比 输入信号噪声功率比
例如,秩序扩频为 M 进制时,扩展码序
3 多进制直接序列扩频系统性能及仿 数的增加而上升,但其增速较缓,主要是由于,
列中含有 M 个长度在 N 的码序列,单个码序 真分析
当 k 增加时,扩展码集合中伪码序列的互相关
OFDM系统的扩频性能分析
扩 频系 统是 目前 应 用 广泛 的一 种 通 信 系统 形 式 。
a 叶技 20 第2卷 8 0年 3 第 期 1
E e t n c S i & T c . Au . 5.2 1 l cr i c. o eh/ g1 00
OF 系 统 的 扩 频 性 能 分 析 DM
王 辉 球
( 中国电子科技集 团第 2 0研究 所 通信事业部 ,陕西 西安 摘 要 706 ) 10 8 提 出传统 O D 系统 中隐藏着类似扩频 系统 的性质 。通过减 少 系统使 用的子载 波数 ,揭示 了 O D 系统 FM FM
的扩 频 特 性 。使 用 扩频 系统 的理 论 分 析 方 法 ,分 析 了 O D 系统 的 扩 频 性 能 。O D 系统 具 有 与 传 统 扩 频 系统 类 似 的 FM FM
扩 频 性 能 ,因此 可 以采 用 O D 系统 构 建 扩 频 系统 。 FM 关键词 OD F M;扩 频 性 质 ;子 载 波
中 图分 类 号
T 945 N 1.
文献标识码
A
文章编号
10 7 2 (00 0 0 3— 3 0 7— 8 0 2 1 ) 8— 7 0
An l ss o pr a Sp c r m r o m a c ft a y i fS e d e t u Pe f r n e o he OFDM s e Sy t m
Ⅳ 一1
人 信号 频带 内 的干扰信 号功 率大 大 降低 ,从 而 提 高 了 系统 的输 出信噪 比,达 到抗 干扰 的 目的 ¨ 。 J
Rician慢衰落信道下的正交循环码M元扩频系统性能分析
第 1 3卷 第 1 期
20 年 2 月 08
文 章 编 号 : 1 0 — 2 9( 0 8 0 一 0 10 0 70 4 2 0 ) I0 6 6
电路 与 系 统 学 报
J 0URNAL 0F CI RCUI S AND YS EM S T S T
收 稿 日期 t2 0 — 11 修 订 日期 :2 0 . 10 0 50 —4 0 70 —8 基 金 项 目 t 国家 自然 科 学 基 金 (0 7 18 : 陕 西省 自然 科 学 基 金 ( 0 6 2 ) : 国防 科 技 重 点 实 验 室 基 金 ( 1 70 0 0 J 3 0 ) 6 52 4 ) 20F2 54 3 2 15B 2 3
本地 扩频码 的镜像码 的短时傅 立叶变 换 ()接 收机 b
随机 序 列 对 元 扩 频 码 进 行 调 制 , 随机 改变 元扩 频 码 的极 性 。 后 面 的分 析 在
图 l 正 交 循 环 码 M 元 扩 频 系 统 原 理 框 图
中会 发 现 ,扰 码 不 会 对 非 相 干 解 扩 解 调 和 判 决 带 来 影 响 ,所 以接 收 机 并 不 需 要 解 扰 单 元 。与传 统 元 扩 频 接 收 机 不 同 的 是 , 文 提 出 的正 交循 环 码 元 扩 频 接 收 机 只 需 一 个 时 频 变 换域 复数 匹配 滤 波 器就 本
中图分 类号 t N9 45 T l .3
文献标 识码 :A
1
引 言
随 着 无 线通 信 技 术 的发 展 , 高数 据 率 的业 务 需 求 越 来 越 多 ,但 由于 传 统 的 直 接序 列扩 频 技 术 只 是
针 对 传 输 数据 率较 低 的情 况 设计 的 , 当用 户 的数 据 率 很 高 时 ,为 保 证 必 须 的 扩频 处 理增 益 ,就 需 增 加 扩 频 带 宽 ,可 是 扩 频 带 宽 并 不 能 够 无 限 制 增 加 。与传 统 直 扩 系 统 相 比 , 了仔 细 的研 究 l 。 1 J 元 扩 频 系统 在 相 同 的带 宽 下 具 有 更 高 的扩 频 增 益 ,有 效地 解 决 了传 输 带 宽 和 处 理 增 益 之 问 的 矛 盾 。许 多 文 献 对 M 元 扩 频 技 术进 行 元扩 频 技 术 已经 广 泛 应 用 于 各 类 无 线 通 信 系 统 中 , 其 中 它 在 I 一5 C MA 系 统 S 9 D 元 扩 频 方 式 虽 然 具 有 较 高 的 频 带 利 用 率 , 但 是 由于它 同 时 使用 了多 条 相 互 正 中 的应 用最 为 典 型l 。 3 J
直接扩频序列实验报告
一、实验目的1. 理解直接扩频序列的基本原理;2. 掌握直接序列扩频系统的实现方法;3. 熟悉扩频信号的调制与解调过程;4. 分析直接序列扩频系统的性能。
二、实验原理直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS)是一种扩频通信技术,其基本原理是将信息信号与扩频码进行异或运算,将信号频谱扩展到较宽的频带内,以提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
在发送端,信息信号与扩频码进行模2加(异或运算),得到扩频信号。
在接收端,利用相同的扩频码对接收信号进行解扩,恢复出原始信息信号。
三、实验设备1. 直流电源2. 信号发生器3. 数字信号处理器(DSP)4. 数字示波器5. 实验软件(如MATLAB)四、实验步骤1. 设计扩频码序列:生成一个长度为N的伪随机序列(PN码),作为扩频码。
2. 信号调制:将信息信号与扩频码进行模2加运算,得到扩频信号。
3. 信号解调:对接收到的扩频信号进行解扩,恢复出原始信息信号。
4. 性能分析:分析直接序列扩频系统的误码率(BER)、信噪比(SNR)等性能指标。
五、实验结果与分析1. 扩频码序列设计:本实验中,我们设计了一个长度为N=127的伪随机序列作为扩频码。
2. 信号调制与解调:通过实验,我们得到了扩频信号和解调后的信息信号。
3. 性能分析:(1)误码率(BER):在一定的信噪比条件下,本实验中直接序列扩频系统的误码率约为10^-3。
(2)信噪比(SNR):本实验中,当信噪比为10dB时,直接序列扩频系统的误码率满足要求。
4. 分析:(1)扩频码序列的长度对系统性能有较大影响。
本实验中,我们选择了长度为N=127的伪随机序列作为扩频码,能够满足实验要求。
(2)直接序列扩频系统的误码率随着信噪比的提高而降低,说明该系统具有良好的抗干扰能力。
六、实验结论通过本次实验,我们掌握了直接序列扩频序列的基本原理和实现方法,熟悉了扩频信号的调制与解调过程。
直接序列扩频系统多音扫频干扰性能分析
D S yt t svr bset m, r ahsbset m f q ec epn m i s . er i SSss m i o ee l u - c u f c — c u u nys eig a m n i ue T o t a e n as p r oe u p r r e w j gs d h e c l
中图分 类号 :N 7 T 95 文献标 识码 : A di1 .9 9 ji n i0 —83 .0 1 1 .0 o:0 36 / . s .0 1 9 x 2 1 .20 3 s
P ro m a c ay i o u t-o e F e u n y S e i g J m mi g e f r n e An lss fM l t n r q e c we p n a i n
Ke r sdrc s ec pedset m ss m; qec epn m ig m l— n m igj m ig ywod :i t e n e r pc t f u nys eig a m n ; u ioej m n ; rnn e q u s a u r ye r e w j tt a a
d rv t n a d smu ain rs l s o t a h sme o a v r o es o o n sta e s e i sto e iai i lto e ut h w h tti t d c n o e c me t h  ̄c mig tt we p tme i o o n h h h h
频式 干扰 和多音 干 扰 是 直 扩 系统 常 见 的 干 扰形 式 。 文献 [ 3 出了 一种 部 分 频 段 阶梯 式 线 性 扫 频 干扰 2提 方法 , 即采 用 阶梯式 步进 的方 式完 成扫频 干扰 , 虽然
扩频通信系统抗干扰分析
扩频通信系统抗干扰分析前言随着社会的不断进步和发展,21世纪已经成为了一个信息技术和生物技术蓬勃发展的世纪。
在如今这个科技含量高的信息时代,通信是必不可少,人类的历史和发展都离不开通信,对于以前来说传递消息可能不是很方便,但是随着电子产品和网络的出现,似乎不存在通信难的问题,当然在通信这一行业或者说这一技术领域所蕴含的知识和技术更是广泛。
为了保证通信的质量和信息传送安全,通信中的抗干扰能力尤为重要,良好的通信系统一定具有很好的抗干扰能力。
干扰和抗干扰一直存在着竞争,他们之间是不可调和的,一个系统的优劣只有通过无数次的调试才能得出结论。
直序扩频(DSSS)和跳频扩频(FHSS)是目前使用最广泛、最典型的了两种扩频工作方式。
扩频抗干扰通信作为信息时代三大高技术通信传输方式的一种,它是一种信息传输方式,在信号传输的过程中其信号占有的频带宽度远远大于所传信息所必需的最小带宽,频带的发送展宽是通过编码和调制的方法来实现的,频带的宽度与所传的信息数据无关,在接受数据的接收端则通过采用与发送端相同的方式进行相关解调技术,并恢复出所传送的信息数据,因而提高了系统的抗干扰能力。
随着超大规模集成电路技术和微电子技术等新型高科技技术的进一步发展,扩频技术在军事通信和名用通信中都得到了日益广泛的应用,主要是因为扩频抗干扰通信技术具有抗干扰能力强、隐蔽性好、多址能力强、误码率低、易于实现保密通信以及可以随机接入、任意选址的优点。
1 扩频通信系统的理论基础1.1 扩频通信技术的基本概念通信理论和通信技术主要是围绕着通信系统的有效性和可靠性进行研究,通信系统的有效性和可靠性是评价和衡量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的效率的高低。
因此为了提高系统的有效性我们必须采用最合理、最经济、最简单的方式传输尽可能多的数据和信息。
对于模拟通信系统,是通过多路复用技术来提高系统的有效性,因此,当信道复用的程度越高时系统传输信息的有效性也就越好。
(完整word版)直接序列扩频通信系统抗干扰性能分析
直接序列扩频通信系统抗干扰性能分析在现代战争中,通信对抗扮演着越来越重要的角色。
随着计算机技术、微电子技术等大量高新技术的应用,军事通信获得了长足的发展,尤其是跳频、扩频等一些新的通信手段应用之后,使得通信频谱越来越宽,通信的反侦察、抗干扰能力越来越强,迫使各国加紧对通信对抗技术以及装备的研制。
直接序列扩频通信由于其优良的多址接入、低截获概率、抗干扰和强保密等特性,使得它在军事通信、卫星通信和民用领域得到了广泛应用.在电子对抗中,对扩频通信的有效干扰成为制胜关键。
第一章研究背景介绍1。
1直扩通信研究背景现代战争首先是电子战,在电子战中失去优势的一方,将导致通信中断,指挥失灵等,从而丧失战争主导权。
两次海湾战争,前南斯拉夫战争以及阿富汗战争都是很好的佐证。
因此,通信对抗作为C4ISR系统的核心,越来越受到各国的重视。
通信对抗属于电子对抗,它包括通信侦察、通信干扰等主要对抗措施.通信对抗的目的在于:侦收和截获敌方信息,测量有关技战术参数;采用各种干扰方式阻止敌方正常通信并抑制敌方对我方的干扰,保证我方通信系统有效工作.扩频通信作为新型的通信方式,具有优良的抗干扰、抗衰落和抗多径性能及频谱利用率高、多址通信等诸多优点,并被广泛地应用于军事通信领域,极大地提高了通信系统的抗截获和抗干扰能力。
因此,扩频通信系统成为干扰方的首要作战目标,同时,扩频通信的抗干扰、抗截获、抗侦破特性给干扰方带来了巨大的困难.为取得现代电子战的胜利,针对扩频通信系统研究高效的干扰方式,如何有效的干扰成为取得现代电子战胜利的重要一环,对战时通信对抗具有重要意义。
1。
2直扩通信的军事应用情况1)直扩通信技术在舰艇卫星通信系统上应用广泛.国外舰艇卫星通信系统和国内舰艇卫星通信系统均采用码分多址通信方式,使用C波段。
这样网络组织与撤收灵活,通信质量高,频道使用少。
从目前使用看,这种方式充分发挥了直接序列扩频通信的特点,是扩频通信应用成功的范例。
扩频通信系统抗多径干扰能力分析 (1)
扩频通信报告多径干扰的基本概念多径干扰是一种在通信中,尤其是移动通信中常见的且影响很严重的干扰,它属于乘性干扰。
电波在传播过程中,遇到各种发射体(电离层、对流层、高山和建筑物等)引起发射或散射,接收机收到的直接路径信号与这些群发射信号之间的随机干涉就形成多径干扰,如图所示。
多径干扰对通信系统性能的影响双波束(两径)传输模型如图所示。
接收端收到这两路信号为:设两个传输路径的传输系数相同,仅仅路程不同。
由于路程差使两个信号延迟差为τ,因而信号之间有的相位差τ0f 2。
则合成信号为:每一个波束的信号功率为220A P =,令合成信号的功率为22x P =则)]2cos(1[200τπf P P +=。
合成信号功率将随着因子τ0f 的变化而变化。
只要是)]2cos(1[200τπf P P +=大于接收机所要求的功率值,系统正常工作。
实际上传播条件不断变化,各种反射是固定不变的,在一定范围内起伏并且是随机的。
当时,合成信号的功率是0,这是通信中断。
直射路反射路()[]1020()cos 2π()cos 2π()y t A f t y t A f t τ=⎧⎨=+⎩)π2cos()(0ϕ+=t f x t y 2222002cos(2)2[1cos(2)]x A A A f A f πτπτ=++=+克服多径衰落的方法:分集技术。
通过分集等使着)f 2()1n 2(0+=τ不能成立。
分集技术:时间分集、频率分集和空间分集。
通过这些分集方法,从多个波束中选出其中最强的一个,同时把其他的波束抑制掉,从而避免相互间的干涉。
双波束信号对直接序列系统的影响假设在高斯信道上,传输的最佳信号形式是具有白噪声统计特性的信号()t ξ的情形。
接收机接收到的两路信号分别为()t ξ和()t ξτ+。
合成信号的功率为:2220[()()][()][()]2[()()]2[1()]P E t t E t E t E t t P r ξξτξξτξξττ=++=++++=+ 式中,()r τ是()t ξ的归一化自相关函数,且()()(0)R r R ττ=()R τ是()t ξ的自相关函数,且()[()()]R E t t τξξτ=+高斯白噪声的自相关函数具有()δτ,在0τ≠时有()0r τ=这样就得到002[1()]2P P r P τ=+=因为在扩频系统中,使用伪噪声码来逼近白噪声信号的统计特性。
直接序列扩频
扩展频谱(Spread Spectrum,SS)技术最初是为军用目的而开发出来的,应用于军事导航和通信系统中。
出于提高通信系统抗干扰性能的需要,扩频技术的研究得以广泛开展,使得一些民用领域也从扩频技术的独特性质中受益。
本章将概括性地描述扩频技术的基本概念、理论基础、系统组成及性能;介绍扩频系统的优点与应用。
以此阐明直接序列扩频系统(DS—SS)发射机的设计与实现的重要意义。
1.1 扩频的概念扩展频谱通信系统(Spread Spectrum Communication System)是指待传输信息的频谱用某个特定的扩频函数(Spreading Function)扩展后成为宽频带信号,送入信道中传输,接收端再利用相应手段将其解扩,从而获取传输信息的通信系统。
为此,扩频函数(信号)必须满足以下的特性:扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号;它的带宽远大于欲传输信息(数据)带宽;具有类似于噪声的随机特性等。
由于扩频信号的上述特性,扩频系统具有许多的优点:(1)扩频信号的不可预测性,使得扩频系统具有很高的抗干扰(anti-jam,AJ)能力。
因为干扰者难以通过观测实施干扰,而只能采用发射大功率宽带的干扰信号进行干扰。
(2)扩频信号的功率相当均匀地被分布在很宽的频率范围,以致被传输信号功率密度很低,侦察接收机难以检测。
因此,扩频系统具有低截获概率性(Low Probability of Intercept,LPI),即信号有很好的隐蔽性。
(3)通过对宽带扩频信号的相关检测,可以使扩频系统具有很高的距离鉴别力,可用于测距。
(4)扩频通信系统具有良好的码分多址(CDMA)能力,对不同的用户使用不同的码,使得旁人无法窃听,因而具有高的保密性,可用于多址通信中。
1.2 扩频技术的应用与分类正因为这种种优点,扩频技术得到了迅速的发展,扩频系统也得到了越来越广泛的应用。
在通信、数据传输、信息保密、定位、测距和多址技术等方面,显示了它极强的生命力。
脉冲干扰直接序列扩频系统性能分析
一
式 同其它 工 作方 式 相 比, 有 实现 频 谱扩 展 方 便 、 备 简 具 设 单 的优点 , 因此得到 了广泛 的应用 , 如美 国 的国防卫 星通 信系统 A N—V T一2 、 s 8 全球定 位系统 ( P ) 航 天飞机通 信 GS 、 用的跟踪和数据 中继 卫星 系统 ( D S ) 都采用 了直扩 方 T RS等
ct ncp it s f S S tsw r f o ua zt na dapi t ni ef l o gne n . ai a a li S .I i o ho p l i i p lai t e f n er g o b ie o D t p rao n c o n h i d ei i
t a end cse i ppr adtem dl f us m n a e ul h iuai eut so e h be i usdi t s a e, oe o l ej mi h b nb i.T es l o rsl hw m s s n h n h p a g se t m tn s
应用 。
关键词: 直接序列扩频 ; 脉冲干扰; 误码率
中 图分 类 号 :N 1 . T 9 44 文献 标 识 码 : B
An lsso u s a ay i fP leJ mmi g Ca a i t sf rDie tS q e c n p bl i o r c e u n e ie
第2卷 第5 7 期
文 章 编 号 :06~ 3 8 2 1 ) 5— 0 9—0 10 9 4 (0 0 0 0 O 4
多进制扩频系统性能分析与仿真
P ro m a c ay i n i u a i n o - r r c e r n e An lssa d Sm l t n M a y Die t f o S q e c p e d S e tu y t m e u n e S r a p c r m S se
0 引言
在 当今 抗 干 扰通 信 中 , 频通 信 以抗 干 扰能 力 扩 强、 功率谱 密度 低 、 有 隐 蔽性 和 低 的 截 获 率 等 优 具
G O H n — o WA G Z e—u Q u , A a A ogt , N hny , I n Y N G i a J
( . h 4hR s r st eo E C, h i h a gH bi 5 0 1 C i ; 1 Te5 t e ac I t t fC T S i zu n e 0 8 , h a e h ni u j a e0 n 25 . 扣 Sho o S i zu n a w y m , h i h a gH bi 5 0 1 C i ; co l h i h a gR i a f j a l S i zu n e 0 8 , h j a e0 a n 3 X ’ nS tl o t l n esr C n e X ’ n Sa x 7 0 4 , h ) . i a a l eC n o ad M au et , i a h ni 10 3 C i ei t r e r a n
i dc t a te n iae t t h M— r dr c s q e c s ra s cr m s se h ay ie t e u n e p e d p tu e y tm h s g o p roma c a c n e p le t b d d - o sr ie a a o d e f r n e nd a b a pid o a w t c ntan d n i h me sr me ta d c nr ls se . au e n n o to y tm Ke r s M— r sr a p cr m ;a ayi ;smu ain y wo d ay; p e d s e tu n l ss i lto
扩频调制与性能分析
3 调 制 性 能 分析
3 1 直 接 摩 勋 扩 频 性 能 .
如 图 5所 示 , 一 个 个 用 户 直 接 序 列 扩 频 系 是
2. 2
跳 频 扩 频
跳 频 扩 频 ( H —S ) 用 一 定 伪 码 序 列 进 行 选 F S是 择 的 多 频 率 频 移 键 控 , 用 扩 频 码 序 列 进 行 频 移 键 即 控 调 制 , 得 载 频 不 断地 跳 变 。跳 频 信 号 具 有 时 变 、 使 伪 随 机 的 载 频 。所 有 可 能 的 载 频 的 集 合 称 为 跳 频 集 。跳 频 集 中使 用 的 信 道 频 谱 宽 度 称 为 瞬 时 带 宽 。
关 键 词 直 接 序 列 扩 频 跳 频 扩 频 误 码 性 能
1 扩 频 理 论 基 础
通 常 的调 制 技 术 都 是 在 加 性 高 斯 白噪 声 信 道 中
数据和 P N码 相 乘 后 , 进 行 B S 再 P K调 制 , 成 直 接 形 扩 频 信 号 。调 制 器 的输 出信分 析
裴 文 端
( 5 第 4研 究 所 石 家 庄 0 0 0 ) 5 0 2
摘 要 主 要 介 绍 了 扩 频 调 制 原 理 , 包括 直 接 序 列 扩 频 和 跳 频 扩 频 原 理 : 于 直 接 序 列 扩 频 系 统 , 用 系 统 发 送 对 利
模 型 和 系统 接 收 模 型 , 细 分 析 了直 接 序 列 扩 频 调 制 误 码 性 能 , 出 了 相 应 的 理 论 表 达 式 ; 于 跳 频 扩 频 系 统 中 , 详 给 对 采用 BS F K调 制 时 , 分 析 了误 码 性 能 , 给 出 了 分 析 结 果 。 也 并
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图1-3 不同扩频增下误码率仿真曲线
谢谢大家
1.5 结果仿真
• 在给出下列仿真的条件下,观察仿真运行 情况。信息速率20b/s,幅度为1;伪随机 序列采用10 级,传输速率为200b/s 的m 序列;载波频率10KHz;信号功率为1W,信 噪比30dB;仿真时间设为2s。在这样的仿 真条件下,理论上可获得10 倍的扩频增益。 图1-2是系统扩频解扩的仿真结果。上图为 信源,中图为扩频码,下图为信宿。从图4 可见,信源和信宿相同,误码率为0,基于 MATLAB/Simulink 所设计的仿真系统满足 扩频通信系统的软件仿真要求。
图1-1.1 扩频系统的工作原理图
图1-1.2 扩频系统的工作原理图
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解 扩。再经信息解调、恢复成原始信息输出。 由此可见,一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。与 一般通信系统比较,扩频通信就是多了扩频 调制和解扩部分。
扩频通信在空间传输时所占用的带宽相对 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 样,对于各种干扰信号,因其在接收端的 非相关性,解扩后窄带信号中只有很微弱 的成分,信噪比很高,因此抗干扰性强, 误码率低。当处理增益Gp 35dB时,抗干扰 容限Mj 22dB,即在负信噪声比( 22dB) 条件下,可以将信号从噪声中提取出来。 在商用的通信系统中,扩频通信是唯一能 够工作在负信噪比条件下的通信方式。
1.2工作方式
1.直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum)工作方式(简称DSSS方 式); 2.跳变频率(Frequency Hopping)工作方 式(简称FH方式); 3.跳变时间(Time Hopping)工作方式 (简称TH方式); 4.线性调频(Chirp Modulation)工作方 式(简称Chirp方式)。目前使用最多、最 典型的扩频工作方式是直扩式(DSSS方 式),在无线网络的通信中,就是采用这 种方式工作的。
扩频系统的性能分析
1.1扩频通信
• 所谓扩频通信,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,扩频通信系 统的出现,被誉为是通信技术的一次重大 突破。 • 扩频通信在发送端以扩频编码进行扩频调 制,在接收端以扩频码序列进行扩频解调, 这一过程使其具有诸多优良特性。
1.3扩频通信系统的性能分析
• (1)性噪比和误码率 • (2)抗干扰及抗多径能力 • (3)扩频的多址能力以及数据 传输能力 • (4)扩频通信的测距能力
1.4信噪比和误码率
• 信噪比和误码率是数据通信最重要的性能 指标,它充分反映了数据通信的抗噪声能 力和传输数据的准确性,这里开始分析直 接扩频系统的信噪比和误码率。 • 扩展频谱技术的理论可用香农 (C•E•Shannon)信道容量公式来描述。
C=W*log₂(1+S/N) (bit/s )
该公式表明,在高斯信道中当传输系统的 信号噪声功率比S/N下降时,可用增加系统 传输宽带W的办法来保持信道容量C不变。 对于任意给定的信号噪声功率比,可以用
增大传输带宽来获得较低的信息差错 率。扩展频谱技术正是利用这一原理, 用高速率的扩频码来达到扩展待传输 的数字信息带宽的目的。扩频通信系 统的带宽比常规通信体制大几百倍至 几千倍,故在相同的性噪比条件下, 具有较强的抗噪声干扰的能力。
图1-2系统扩频解扩的仿真图
• 设置信息速率和伪随机序列传输速率,在 扩频增益10 和50 的情况下,不断改变信 噪比的大小,从而得到扩频增益、误码率 和信噪比的关系如图1-3。从图1-3 可以看 到,在相同误码率下,扩频增益越大,输 出端信噪比越大,并且随着系统要求的提 高,增大扩频增益,输出端信噪比会得到 更大的好处。