扩频通信技术的基本原理

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，收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与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应用。近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的应用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道，频谱

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，收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与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应用。近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的应用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道，频谱

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，收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与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应用。近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的应用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道，频谱

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，收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与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应用。近年来，扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速，在民用通信系统中也得到了广泛的应用。

扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道，频谱

课程设计报告

作者姓名 指导教师 学科专业 班级学号 所在学院 论文提交日期 报告成绩

罗智聪 黄敏 电气信息工程 200830230244 电力学院 2012-1

1

目 录

《电力通信》课程设计任务书 ............................................... 3 第一章 绪论 ............................................................. 5 1.1 课程设计目的和意义 ...................................................................................................... 5 1.2 设计主要内容 .................................................................................................................. 5 第二章 理论分析与设计 .........................................

课后习题参考答案

第一章

1-1、在高斯白噪声干扰的信道中，信号传输带宽为16KHz，信噪比为4，求信道的容量C。在此信道容量不变的条件下，分别将信号带宽增加1倍和减小一半，分别求此两种情况系统的信噪比和信号功率的变化值。 解：C?Blog2(1?S)?16000log2(1?4)?37.156bit/s N（1）信道容量不变，带宽增加1倍 信噪比：

S?2C/2B?1?1.23 NC/2B?1)?39.36N0kw 信号功率：S?2BN0(2（2）信道容量不变，带宽减小一半

S?22C/B?1?24.01 NB2C/B信号功率：S?N0(2?1)?192.089N0kw

2信噪比：

1-4、某一高斯白色噪声干扰信道，信道带宽为8kHz，试求在系统信噪比为25dB条件下允许的最大信息传输速率。 解：C?Blog2(1?

1-5、某系统的扩频处理增益Gp为40dB，系统内部损耗LS=2dB，为保证系统正常工作，相关解码器的输出信噪比(S/N)out?10dB，则系统的干扰容限为多少？ 解：Mj?Gp?[LS?(S/N)out]?40?[2?10]?28dB

1-6、某系统在干扰信号的有用信号功率250倍的环境下工作，解码器信号输出信噪比为12dB，

扩频通信习题参考解答

1在高斯噪声干扰信道中，要求在干扰噪声功率比信号平均功率大100倍的情况下工作，输出信噪比不小于10dB，信息传输速率Rb＝8kb/s，系统采用直扩BPSK调制，试求所需传输通道的最小带宽?

解： ?S????10dB，忽略系统的实现(执行)损耗，即Lsys?0dB，系统要求干扰?N?out容限Mj?100?20dB，则系统的处理增益为

??S??GP?Mj??Lsys???? ?N?out???20dB?10dB?30dB?1000扩频码的码速率为

Rc?RbGP?8kb/s?1000?8000b/s?8Mb/s

传输通道的带宽为

BRF?2Rc?16MHz2某系统的最大带宽BRF＝1.2MHz，一信号的速率Rb＝6kHz，设系统采用直扩BPSK调制，该信号通过这个系统时，输出的信噪比最大能改善多少?

解：

速率为Rb＝6kHz的信号，经BPSK调制后，信号的带宽为Bb=12kHz，这样，系统的扩频增益为

GP??BRFBb1.2MHz?100?20dB12kHz

信号通过系统时，输出的信噪比最大能改善20dB。

3一白色高斯噪声干扰信道，信道带宽为4MHz，当干扰比信号噪大30dB时，要求输出信噪比最小为10dB的情

第 4章 扩频信号的产生与调制技术 4.1直接序列扩频通信系统

直接序列扩频通信系统,又称为“平均”系统或伪噪声系统。它是目前应用 较为广泛的一种扩频通信系统。

4.1.1直接序列扩频信号的产生

直接序列扩频信号是采用直接序列调制的方法产生的。 直接序列调制就是用 高速率的伪随机码序列与信息码序列模 2加(或伪随机码波形和信息码波形相 乘后产生的复合码序列(复合码波形去调制载波。一般情况下直接序列调制 均采用 PSK 调制方式,而较少采用 FSK 或 ASK 。由调制理论知,在 PSK 、 FSK 和 ASK 三种调制方式中, PSK 信号是最佳调制信号,即在其它条件相同的情况 下,采用 PSK 方式系统的误码率最低。为了节省发射功率和提高发射机工作效 率, 通常采用抑制载波的二相平衡调制方式。 采用平衡调制的另一优点是在电子 对抗中, 对方使用常规接收机检测载波比较困难, 从而提高了系统抗侦破的能力。 所以直接序列调制一般都采用二相平衡调制方式。 图 4-1给出了直接序列扩频通 信系统的原理方框图和扩频信号传输示意图。

(b

图 4-1 直接序列扩频通信系统方框图和扩频信号传输示意图 (a 直扩系统方框图; (b 直扩信号传输示意图

(a

直接序列扩频通信系统抗干扰技术研究

摘要：当前，扩展频谱（Spread Spectrum，SS，简称扩频）技术在军事通信和民用系统中均有广泛的应用。这是由于扩频技术具有多址能力、隐蔽性好、抗干扰能力等优点，因此特别适合于无线移动通信环境。直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS，简称直扩)技术具有良好的保密性、灵活的信道分配能力以及较强的抗多径、多址干扰能力，不增加扩频增益的条件下，在接受机解扩之前借助信号处理的方式对接收信号进行预处理，可以显著增加系统的抗干扰能力。本文首先介绍了扩频技术的基本理论，包括扩频技术的理论基础，扩频系统的特点、分类及应用，扩频通信的几种实现方式。研究了直扩系统的数学模型，扩频用的处理增益和抗干扰容限等。其次，分析了直扩系统的抗干扰性能，包括抗高斯白噪声干扰、窄带干扰、单频正弦干扰、多径效应干扰以及其他扩频信号干扰的性能。最后利用MATLAB建立了扩频通信系统的仿真模型，并结合仿真结果分析了扩频通信系统的抗干扰性能。

关键词：直接序列扩频，窄带干扰，MATLAB仿真，抗干扰技术

I

目 录

摘要 .....................................

TDNPO_Ⅰ_01_200904 TD基本原理

课程目标：

? 了解TD-SCDMA系统的发展历程 ? 了解TD-SCDMA网络接口 ? 掌握TD-SCDMA系统物理层技术 ? 掌握TD-SCDMA系统物理层过程 ? 掌握TD-SCDMA各种关键技术

? 了解各关键技术对TD-SCDMA系统的影响

参考资料：

? 3GPP R4 TS25.201 V4.3.0 ? 3GPP R4 TS25.221 V4.7.0 ? 3GPP R4 TS25.222 V4.6.0 ? 3GPP R4 TS25.223 V4.5.0 ? 3GPP R4 TS25.224 V4.8.0

? 《中兴通讯TD-SCDMA基本原理》

目 录

第1章 TD-SCDMA发展概述 ................................................................................................................. 1-1 1.1 移动通信技术发展 ..................................................................