直扩与跳频比较教学文稿

直扩与跳频比较

1.问题提出：直接序列扩频与跳频特性比较

2.相关资料查询：

直接序列扩频系统：直接序列扩频系统（DS）又称为伪噪声系统（PN），是将要发送的信息用伪随机序列扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机序列对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出原来的信号。

图2 -1 直接序列扩频原理图

跳频：跳频系统（FH）的载频受一伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可看成载频按照一定规律变化的多频频移键控。

图2-2 跳频原理图

3.特性比较：

扩频方式优点缺点

DS 1.通信隐蔽性好

2.信号易产生，易实现

数字加密

3.抗多径干扰

1.同步要求严格

2.“远-近”特性不好

FH 1.频谱利用率高

2.有良好的“远-近”特性

3.快跳可避免瞄准干扰

1.信号隐蔽性差

2.快跳频率合成器难做

4.详细分析：

直接序列扩频与跳频是通信中用得最多的扩频方式，由于这两种系统抗干扰机理不同，它们有各自不同的长处与不足，现就两种系统进行详细的分析：直接序列扩频的优点：

1.通信隐蔽性好：由于信号经过扩频调制后频谱被大大扩展，使信号的功率谱密度大大降低，接收端接收到的信号谱密度比接收机噪声低，即信号完全淹没在噪声中，这样对其他同频段电台的接收不会形成干扰，信号也就不容易被发现，进一步检测出信号就更难，所以有非常高的隐蔽性。

2.信号易产生，易实现数字加密：直接序列扩频是对PN码的处理，PN码是一种周期码，可以预先确定并可重复地产生和复制，具有类似白噪声随机特性的二进制码序列，PN码序列中0,1出现的概率各为1\2，且在码长达到一定程度时会从其第一位开始循环，具有一定的规律性，所以实现起来比较容易。

3.抗多径干扰：直接序列扩频系统要用伪随机码的相关接收，只要多径时延大于一个伪随机码的切普宽度，这种多径不会对直扩系统形成干扰,甚至还可以用这些多径能量来提高系统性能。

直接序列扩频的缺点：

1.同步要求严格：由于直接扩频的伪随机码速率比跳频伪随机码速率要高很多，而且码也长得多，因此，直扩对同步精度要求高。

2.远-近特性不好：由于有用信号的路径衰减很大，接收机由于距离的关系，干扰信号可能比有用信号要强得多，如果其超过干扰直扩的干扰容限就会干扰多接收机的正常工作。

跳频的优点：

1.频谱利用率高：跳频通信可以利用不同的跳频图案或时钟，在一定带宽内容纳多个跳频通信系统同时工作，达到频谱资源共享的目的，从而大大提高频谱利用率。

2.有良好的“远-近”特性：跳频采用躲避的方法，不在同一频率工作，接收机前端电路对干扰衰减很大，因而对跳频的影响比较小。

3.快跳可避免瞄准干扰：由于跳频系统的载频是跳变的，只要对方不能获知频率跳变的规律就很难形成有效的干扰。

跳频的缺点：

1.信号的隐蔽性差：跳频系统的接收机除跳频器外与普通超外差式接收机

没有什么差别，它要求接收机输入端的信号噪声功率比是正值，而且要求信号功率远大于噪声功率。所以在频谱仪上是能够明显地看到跳频信号的频谱。特别是在慢速跳频时，跳频信号容易被敌方侦察、识别与截获。

2.快跳频率合成器难做：产生宽的跳频带宽、快的跳频速率、伪随机性好

的跳频图案的跳频器在制作上遇到很多困难，且有些指标是相互制约的。因此，使得跳频系统的各项优点也受到了局限。

5.结论：

直接序列扩频和跳频除了都有较强的抗干扰特性外，它们还都有自己的独到之处，它们的优缺点正好互补，将两者有机的结合起来，可以大大的改善系统的性能，提高干扰能力。结合两者即得到FH/DS混合扩频系统，这是在直接序列扩展频谱系统的基础上增加载波频率跳变的功能，直扩系统所用的伪随机序列和跳频系统用的伪随机跳频图案由同一个伪随机码发生器生成。

参考文献：

曾兴雯编著《扩展频谱通信及其多址技术》西安电子科技大学出版社百度文库

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