CDMA通信的技术1前言.ppt

扩频通信第一章 绪论 Prof. 李平安 Wuhan Univ. of Tech. Email: Pingan_liwhut@ 1.1? 数字通信 通信技术的发展趋势： 模拟——数字 固定——移动 点到点——网络 What is CDMA 移动通信 What is CDMA 信号的可分性 What is CDMA Code Code division Multiple access CDMA TDMA? FDMA? How to realize CDMA Modulation What will happen with this modulation ? 1.2扩频通信概念 扩频技术是利用与传输数据（信息）无关的伪随机码对传输信号扩展频谱，使之占有远远超过原有信息所需的带宽，在接收机中利用本地码对接收信号进行同步相关处理，以解扩和解调数据。 扩频通信系统 扩频信号的功率谱 扩频信号三个特征 扩频信号是不可预测的伪随机的宽带信号； 传输带宽远大于被传送信息的原始带宽； 接收机中必须有与宽带载波同步的副本。 标准的频率调制、脉冲编码调制也扩展了原始信号的频谱，但不完全满足上述条件，不能称为扩频系统。 1.3 扩频的基本原理 仙农（shannon）公式： 说明： 给定的信道容量可以用不同的带宽和信噪比来组合传输 给定信噪比，只要增加用于传输信息的带宽，理论上就可以增加在信道中无误差地传输的信息率 在同样的信道容量下，增大传输带宽可由较小的信号传输功率传送，这表明宽带系统具有较好的抗干扰性（通常所谓用带宽换功率）。 工程应用 工程上实现的一种应用： 直接序列扩频处理增益可达到70dB，如果系统的基带滤波器输出信噪比为10dB，那么这个系统的输入端信噪比为－60dB。也就是说，信号功率可以在低于干扰功率60dB的恶劣条件下正常工作。 1.4 扩频通信的优点 干扰抑制 增加通信必威体育官网网址性 提高时间分辨率 实现多用户同时同频通信 1.4.1 干扰抑制 SIR 增益 SIR 增益 白噪声中的扩频 1.4.2 降低能量密度 必威体育官网网址例子 图4 辐射仪 1.4.3 提高时间分辨率 测距和定位：利用脉冲在信道中的传输时延可以计算出传播时间 时延测量的不确定度与脉冲信号带宽成反比 1.4.4 多址接入 1.5 扩频技术的种类 直接序列（DS）系统：用一高速数字编码序列直接调制发射机载波 跳频（FH）系统：使发射机频率在一组预先指定的频率上按照编码序列所规定的顺序离散的跳变 线性调频（chirp）系统：在这种系统中，载频在一给定的脉冲时间间隔内线性的扫过一个宽的频带 跳时（TH）系统：这种系统与跳频系统类似，TH系统是用编码序列控制发射时间（通常密度大，而持续时间短）和时间的长短； 混合扩频系统，如DS/FH, DS/TH, FH/TH 及DS/TH/FH。 1.6 扩频通信的发展历史 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。 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。 1951年春天，美国陆军通信协会要求MIT电子研究实验室验证一个NOMACS系统，目的是在远距离高频无线通信时不再受敌方的人为干扰。后转入MIT的林肯实验室。 1952年由林肯实验室研制出P9D型NOMACS 系统，并进行了试验。 扩频通信的发展历史 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。 1976年第一部扩频通信的概述性专著：Spread Spectrum Systems发表。 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。 扩频通信的发展历史 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。 同年第一部扩频通信的理论性专著Coherent Spread Spectrum 问世。 1985年之后民用扩频通信系统发展。 到八十年代，它已经广泛应用于各种战略和战术通信中，成为电子战中通信反对抗的一种十分重要的手段。 1.7 扩频技术的应用 测距 军用扩频系统组网 快速跳频电台