扩频通信系统抗干扰分析..docVIP

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、易于实现必威体育官网网址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。而在数字通信系统中，是通过传输速率来衡量传输有效性的。 通信系统的可靠性是指通信系统传输系统传输的信息的正确度，及接收到的信息与发送的信息是否相同。因此一个通信系统的可靠性取决于该系统的抗干扰能力。模拟通信系统的可靠性是通过整个系统的输出信噪比来衡量的，数字通信系统的可靠性是通过信息传输的差错率来描述的。 描述信号一般都是以时域来表示，而频谱是信号的频域描述，我们可以将信号的时域形式和频域形式通过傅里叶进行转化，频域和时域的关系由式（1.1-1）和（1.1-2）确定： F(jw)=∫e-jwtdt （1.1-1） f(t)=2π∫ejwtdw （1.1-2） 函数f(t)的傅里叶变换存在需要满足狄里赫莱（Dirichlet）条件，及函数f(t)在区间（-∞，+∞）内满足绝对可积。 扩频通信系统是指当信号输入时通过某个特定的扩频函数将其扩展成宽频带信号，然后再将其送入信道中传输，并在接收端通过相应的技术或者手段将接收到的扩展了的信号频谱进行压缩，从而恢复出原来的输入信号。扩展后的射频信号的频谱是原始信号频谱的几百倍甚至能达到几万倍，因而此时决定射频信号带宽的重要因素已不再是信息，而主要是由扩频函数来决定。 扩频通信系统具有以下两个特性，即扩频通信系统的两大准则： ★信号在传输过程中，它的带宽远远大于传输前的原始信号的带宽； ★射频信号的带宽主要是由扩频函数决定，且次扩频函数通常是伪随机编码信号，也就是伪噪声编码信号。 1.2 扩频通信系统的理论依据 信息理论中香农公式（C·E·Shannon）扩频通信的理论依据，即式（1.2-1）： C=Blog2(1+S/N) （1.2-1） 式中：C—信道容量 b/s B—信道带宽 Hz S—信号功率 W N—噪声功率 W 从式中可以看出一个信道无差错传输信号的能力同存在于信道中的信噪比（S/N）和用于传输信息的信道带宽(B)之间的关系：当用于传输信息的信道带宽(B)不变时，信道的信噪比（S/N）越大，系统的信息无差错传输能力越好；当信道中的信噪比（S/N）保持不变时，用与传输的信道带宽(B)越宽，系统的信息无差错传输能力越好。 令C是希望具有的信道容量，即要求的信息速率，对式（1.2-1）进行变换得： C/B=1.44ln(1+S/N) （1.2-2） 当S/N＜＜1时为干扰环境下的典型情况，即无干扰，用幂级数展开式（1.2-2），并将高次项略去得： C/B=1.44(S/N)