[教育]第5章 扩频.ppt

以n=5时 为例说明查表方法: 先将 转换为二进制 , 即 ,然后分别对应发生器的各个反馈系数: * 第5章 扩频 第5章 扩频 5.1 概述 5.2 常见扩频系统 5.3 伪随机序列 5.3 扩频码的同步 1. 扩频通信的概念 SS: Spread Spectrum简称扩频通信，是一种信息传输方式，用来传输信息的信号带宽远远大于信息本身的带宽；频带的扩展是由独立于信息的扩频码实现的；在接收端采用相同的扩频码进行相关解扩来恢复所传输的信息数据。 2. 产生背景 最小化传输带宽 ?宽带调制技术 5.1 概 述 3.理论基础 宽带调制的信号占用的带宽很宽, 对于有限的频率资源而言, 众多用户只能共同使用相同的频率资源, 这势必造成干扰, 故已调信号的功率谱密度必须要很小, 否则用户间造成的干扰将使通信无法完成。 显然, 上述文字说明了宽带调制其实是用带宽的增加来换取信噪比的降低, 那么这种想法能够实现么？ 香农公式为其提供了理论依据： 4. 扩频方法 · 直接序列扩频(DS: Direct Sequence Spread Spectrum) · 跳变频率扩频(FH: Frequency Hopping) · 跳变时间扩频(TH: Time Hopping) · 宽带线性调制(Chirp: Chirp Hopping) 5. 扩频的特点(自己寻求答案) · 能实现码分多址复用从而提高系统容量 · 信号的隐蔽性好，功率污染小 · 抗干扰性强 1. 定义 直接使用高码率的扩频序列在发送端扩展信号的频谱，而在接收端采用相同的序列进行解扩而还原信息。 5.2 直扩系统 结论： (1. 如果将扩频和解扩两个部分去掉，该系统便成为普通数字调制系统，故对扩频系统而言扩频和解扩是关键； (2. 扩频的作用仅仅是扩展信号带宽，虽然称为“调制”，但丝毫没有频谱搬移的功能。 2. 扩频和解扩(无干扰和噪声的理想情况) A. 扩频 以采用2PSK调制的扩频系统为例说明，其中的信道是理想的无噪声信道，系统框图如下 通常，一个信息比特的长度相当于扩频码的一个周期，即 。关键信号的波形见下图 研究一个码元的扩频过程可以用下图加以说明 结论: 带宽的扩展倍数 (即 的周期)，同时信号的功率谱将为原来的 。 B. 解扩 ? ? ? ? 3. 扩频和解扩(有干扰和噪声的实际情况) ? ? ? ? ? 结论: 要想使得接收端能够很好的接收有用信息，扩频码的自相关性(表现在最终结果的第一项)要尖锐，扩频码的互相关性(表现在最终结果的第二项)要小。可见，扩频系统中扩频码的性质好坏至关重要。 4. 直扩的抗干扰分析 扩频系统具有很好的抗窄带干扰能力。抗窄带干扰数学分析如下: 设 是窄带干扰 结论: 最终结果的第一项是一个窄带信号，而第二项是一个宽带信号，是扩频码将原来的窄带干扰变成了宽带干扰，同时功率谱密度将为原来的，之后经滤波器后干扰的影响被大大减小。 ? ? 由上述分析可知：N越大则干扰对信号的影响也就越小(N是扩频码一个周期所含的码片数，叫做扩展因子)，为了刻画这种改善效果定义一个称之为“扩频系统处理增益”的值即 ，它是扩频系统的重要参数，决定着系统性能的好坏。 1.定义 用一个序列去控制载波的中心频率，使其离散地在一个给定的频带内跳变，形成一个宽带的离散频率谱。 5.3 跳频系统 2.跳频的调制方式 跳频系统中一般采用FSK的调制方式，因为在一个很宽的频率范围内要保持离散载波的相位相干比较困难。 3. 跳频的分类 依据跳频速率和码元速率的关系可以分为慢跳频和快跳频。 · , 称为SFH—Slow Frequency Hopping · , 称为FFH—Fsat Frequency Hopping 4．抗干扰性能 跳频是靠躲避干扰来