第一章扩频通信概述
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章扩频通信概述
通信抗干扰技术
n 当前采用的抗干扰技术主要有以下几种。 n 1) 扩展频谱技术
n 扩展频谱技术具有很强的抗干扰能力, 可以抗 击多种人为干扰, 是发展非常迅速的一种抗干
扰技术。 n 2) 开发强方向性的毫米波频段
n 在毫米波波段，频段很宽，采用视距传播，方 向性很强，有利于增加抗干扰性能。
第一章扩频通信概述
n 1976年第一部扩频通信的概述性专著： Spread Spectrum Systems发表。
n 1978年在日本举行的国际无线通信咨询 委员会(CCIR)全会对扩频通信进行专门 研究。
第一章扩频通信概述
n 1982年美国第一次军事通信会议展示了 扩频通信在军事通信中的主导作用，报 告了扩频通信在军事通信各领域的应用， 并开始民用扩频通信的调查。
第一章扩频通信概述
•Hedy Lamarr 第一章扩频通信概述
n 1949年美国的国家电话电报公司的子公司的联 邦电信实验室，Derosa和Rogoff提出设想并生 成出伪噪声信号和相干检测的通信系统，成功 地工作在New Jersey和California之间的通信 线路上。
n 1950 年 Basore 首 先 提 出 把 这 种 扩 频 系 统 称 作 NOMACS（Noise Modulation and Correlation Detection System）这个名称被使用相当长的时 间。
方的通信效能而人为释放的强干扰。
第一章扩频通信概述
n 人为干扰主要有: n 单频干扰, 或称为固频干扰。 这种干扰的干
扰 频 率 fJ 正 好 对 准 对 方 的 通 信 频 率 fs, 即 fJ=fs, 形成同频干扰。
n 窄带干扰。 这种干扰的干扰频率fJ对准对方 的通信频率fs, 干扰信号的频带很窄, 可以
第一章扩频通信概述
n 3) 加密技术 n 加密技术用于防止传送的信息被敌方截获、
窃听, 它在保密通信中是一个重要的技术手段。 n 4) 猝发通信技术 n 这种通信方式在通信的时间上有很大的随机性,
在非常短的时间内, 将要发送的信号发送出去, 其它时间处于静止状态, 使干扰机很难捕捉到 这种猝发信号, 因此具有很强的抗干扰的能力。
第一章扩频通信概述
n 1952年由林肯实验室研制出P9D型NOMACS 系 统，并进行了试验。
n 1955年生产成功并通过了测试。之后，美国 海军和空军开始验证各自的扩频系统，空军 使 用 名 称 为 “ Phatom” （ 鬼 怪 ， 幻 影 ） 和 “ Hush-Up” （ 遮 掩 ） ， 海 军 使 用 名 称 为 “Blades”（浆叶），美国海军采用跳频扩 频方案。
与有用信号频带相比拟。
第一章扩频通信概述
n (3) 正弦脉冲干扰。 这种干扰类似于单 频干扰, 不同点在于其发送是以脉冲形 式发送的, 其峰值功率较强。
n (4) 跟踪式干扰。 由一个频率跟踪系统 和干扰机组成, 先测定通信频率, 然后 将干扰机干扰信号频率对准通信频率进 行干扰。
第一章扩频通信概述
输速率。 n 信道容量具有如下的意义： n 当传输速率不大于信道容量时，总可以找到一种方
法，实现无差错的传输。 n 但如果想要达到的传输速率大于信道容量，则无论
用什么方法，都不可能实现无差错传输。 n Shannon公式给出了信道容量与带宽和信噪比之间的
关系。
第一章扩频通信概述
n 1948年6月到10月，香农在《贝尔 系统技术杂志》上连载发表了《通 讯的数学原理》。1949年，香农又 在该杂志上发表了《噪声下的通 信》。这两篇论文为信息论奠定了 基础。
n 人们通常将香农于1948年10月发表 的论文《通信的数学原理》作为现 代信息论研究的开端。
n 由于在信息科学领域的卓越贡献， 香农被称为 “信息论之父”。
n 同年第一部扩频通信的理论性专著 Coherent Spread Spectrum 问世。
n 1985年之后民用扩频通信系统发展。
第一章扩频通信概述
n 最近的二十几年扩频技术的应用： n GPS n 卫星通信系统 n CDMA
第一章扩频通信概 香农（Shannon）公式 n 信道容量是信道在无差错传输下所能达到的最大传
第一章扩频通信概述
2020/12/1
第一章扩频通信概述
1.1 扩频通信发展历程
n 扩频通信产生的背景—通信中的抗干扰 n 通信中的干扰类型 n 1）自然干扰： n 大气噪声 n 热噪声 n 多址干扰 n 多径干扰 n 工业干扰 n 其他通信设备的同频干扰等
第一章扩频通信概述
n 2）人为干扰 n 在军事应用中，敌对的双方为了降低对
第一章扩频通信概述
什么是扩频通信
n 发送端将原信号展成带宽为原信号的成百上 千倍的低功率谱密度的宽带信号，在接收端 对接收信号进行解扩，恢复出原来的窄带信 号。
n 信号带宽是信息带宽的几百倍至几千倍。 n 发送端扩频，接收端解扩，在做无用功吗？
第一章扩频通信概述
扩频通信的发展经历
n 有关扩频通信技术的观点最早是在1941年由 好莱坞女演员海蒂.拉玛(Hedy Lamarr)和钢 琴家George Antheil提出的，并申请了美国 专利#2.292.387。不过，当时该技术并没有 引起美国军方的重视。
第一章扩频通信概述
n 5) 天线零相技术 n 这种技术是将天线方向图的零点对准干扰机, 而将
主瓣对准发信机, 这样, 对接收机而言, 既能接收 到有用信号, 又可将干扰信号大大地衰减, 从而达 到抗干扰的目的。 n 6) 分集技术 n 分集技术包括空间分集、 频率分集、 角度分集、 极化分集等。 n 其中扩频通信是其中发展较快应用广泛的一种技术。
n (5) 转发式干扰。 这种干扰首先把有用 信号接收下来, 再经放大和噪声污染后 发送出去, 对有用信号实施干扰。
n (6) 宽带阻塞式干扰。这种干扰是在整 个信号的通信频带内施放很强的干扰信 号，其干扰功率与带宽成正比，使通信 一方在整个通信频带内都无法保证正常 的通信。
第一章扩频通信概述
n 干扰与抗干扰技术的发展
通信抗干扰技术
n 当前采用的抗干扰技术主要有以下几种。 n 1) 扩展频谱技术
n 扩展频谱技术具有很强的抗干扰能力, 可以抗 击多种人为干扰, 是发展非常迅速的一种抗干
扰技术。 n 2) 开发强方向性的毫米波频段
n 在毫米波波段，频段很宽，采用视距传播，方 向性很强，有利于增加抗干扰性能。
第一章扩频通信概述
n 1976年第一部扩频通信的概述性专著： Spread Spectrum Systems发表。
n 1978年在日本举行的国际无线通信咨询 委员会(CCIR)全会对扩频通信进行专门 研究。
第一章扩频通信概述
n 1982年美国第一次军事通信会议展示了 扩频通信在军事通信中的主导作用，报 告了扩频通信在军事通信各领域的应用， 并开始民用扩频通信的调查。
第一章扩频通信概述
•Hedy Lamarr 第一章扩频通信概述
n 1949年美国的国家电话电报公司的子公司的联 邦电信实验室，Derosa和Rogoff提出设想并生 成出伪噪声信号和相干检测的通信系统，成功 地工作在New Jersey和California之间的通信 线路上。
n 1950 年 Basore 首 先 提 出 把 这 种 扩 频 系 统 称 作 NOMACS（Noise Modulation and Correlation Detection System）这个名称被使用相当长的时 间。
方的通信效能而人为释放的强干扰。
第一章扩频通信概述
n 人为干扰主要有: n 单频干扰, 或称为固频干扰。 这种干扰的干
扰 频 率 fJ 正 好 对 准 对 方 的 通 信 频 率 fs, 即 fJ=fs, 形成同频干扰。
n 窄带干扰。 这种干扰的干扰频率fJ对准对方 的通信频率fs, 干扰信号的频带很窄, 可以
第一章扩频通信概述
n 3) 加密技术 n 加密技术用于防止传送的信息被敌方截获、
窃听, 它在保密通信中是一个重要的技术手段。 n 4) 猝发通信技术 n 这种通信方式在通信的时间上有很大的随机性,
在非常短的时间内, 将要发送的信号发送出去, 其它时间处于静止状态, 使干扰机很难捕捉到 这种猝发信号, 因此具有很强的抗干扰的能力。
第一章扩频通信概述
n 1952年由林肯实验室研制出P9D型NOMACS 系 统，并进行了试验。
n 1955年生产成功并通过了测试。之后，美国 海军和空军开始验证各自的扩频系统，空军 使 用 名 称 为 “ Phatom” （ 鬼 怪 ， 幻 影 ） 和 “ Hush-Up” （ 遮 掩 ） ， 海 军 使 用 名 称 为 “Blades”（浆叶），美国海军采用跳频扩 频方案。
与有用信号频带相比拟。
第一章扩频通信概述
n (3) 正弦脉冲干扰。 这种干扰类似于单 频干扰, 不同点在于其发送是以脉冲形 式发送的, 其峰值功率较强。
n (4) 跟踪式干扰。 由一个频率跟踪系统 和干扰机组成, 先测定通信频率, 然后 将干扰机干扰信号频率对准通信频率进 行干扰。
第一章扩频通信概述
输速率。 n 信道容量具有如下的意义： n 当传输速率不大于信道容量时，总可以找到一种方
法，实现无差错的传输。 n 但如果想要达到的传输速率大于信道容量，则无论
用什么方法，都不可能实现无差错传输。 n Shannon公式给出了信道容量与带宽和信噪比之间的
关系。
第一章扩频通信概述
n 1948年6月到10月，香农在《贝尔 系统技术杂志》上连载发表了《通 讯的数学原理》。1949年，香农又 在该杂志上发表了《噪声下的通 信》。这两篇论文为信息论奠定了 基础。
n 人们通常将香农于1948年10月发表 的论文《通信的数学原理》作为现 代信息论研究的开端。
n 由于在信息科学领域的卓越贡献， 香农被称为 “信息论之父”。
n 同年第一部扩频通信的理论性专著 Coherent Spread Spectrum 问世。
n 1985年之后民用扩频通信系统发展。
第一章扩频通信概述
n 最近的二十几年扩频技术的应用： n GPS n 卫星通信系统 n CDMA
第一章扩频通信概 香农（Shannon）公式 n 信道容量是信道在无差错传输下所能达到的最大传
第一章扩频通信概述
2020/12/1
第一章扩频通信概述
1.1 扩频通信发展历程
n 扩频通信产生的背景—通信中的抗干扰 n 通信中的干扰类型 n 1）自然干扰： n 大气噪声 n 热噪声 n 多址干扰 n 多径干扰 n 工业干扰 n 其他通信设备的同频干扰等
第一章扩频通信概述
n 2）人为干扰 n 在军事应用中，敌对的双方为了降低对
第一章扩频通信概述
什么是扩频通信
n 发送端将原信号展成带宽为原信号的成百上 千倍的低功率谱密度的宽带信号，在接收端 对接收信号进行解扩，恢复出原来的窄带信 号。
n 信号带宽是信息带宽的几百倍至几千倍。 n 发送端扩频，接收端解扩，在做无用功吗？
第一章扩频通信概述
扩频通信的发展经历
n 有关扩频通信技术的观点最早是在1941年由 好莱坞女演员海蒂.拉玛(Hedy Lamarr)和钢 琴家George Antheil提出的，并申请了美国 专利#2.292.387。不过，当时该技术并没有 引起美国军方的重视。
第一章扩频通信概述
n 5) 天线零相技术 n 这种技术是将天线方向图的零点对准干扰机, 而将
主瓣对准发信机, 这样, 对接收机而言, 既能接收 到有用信号, 又可将干扰信号大大地衰减, 从而达 到抗干扰的目的。 n 6) 分集技术 n 分集技术包括空间分集、 频率分集、 角度分集、 极化分集等。 n 其中扩频通信是其中发展较快应用广泛的一种技术。
n (5) 转发式干扰。 这种干扰首先把有用 信号接收下来, 再经放大和噪声污染后 发送出去, 对有用信号实施干扰。
n (6) 宽带阻塞式干扰。这种干扰是在整 个信号的通信频带内施放很强的干扰信 号，其干扰功率与带宽成正比，使通信 一方在整个通信频带内都无法保证正常 的通信。
第一章扩频通信概述
n 干扰与抗干扰技术的发展