第05课-扩频技术.ppt

第五课 扩频技术 大纲 扩频 跳频技术 第一种扩频技术 直接序列扩频技术 码分多址 Code Division Multiple Access 扩频 扩频技术具有抗干扰能力强、必威体育官网网址性好、易于实现多址通信等优点，越来越受到人们的重视。近年来，随着超大规模集成电路技术、微处理器技术的飞速发展，以及一些新型元器件的应用，扩频通信在技术上已迈上了一个新的台阶，不仅在军事通信中占有重要地位，而且正迅速地渗透到了个人通信和计算机通信等民用领域，成为新世纪最有潜力的通信技术之一 扩频 Frequency hopping spread spectrum Hollywood actress Hedy Lamarr in the 1940s 实战中，通常是由战舰和潜水艇向打击目标发射鱼雷，指挥员在飞机或轮船上通过无线信号进行引导，以保证精准的命中。但由于当时的无线信号只能在一个单独的 频道上传输，被攻击方只需简单的有哪些信誉好的足球投注网站到鱼雷信号频道就可以通过制造电磁噪音的方式对发射方进行干扰并降低命中率。拉玛所要挑战的技术就是要避免盟军的无线 信号被干扰。 George Antheil (composer) 从声乐中获得灵感发展了这个理论 1942 两人共同申请了专利 扩频 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。 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。 扩频 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。 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。 扩频技术的理论基础 为了将发射信号扩展到一个很宽的频带上，扩频系统需要在频带和技术复杂性方面付出昂贵的代价，这样做能得到什么好处呢? 香农定理指出：在高斯白噪声干扰条件下，通信系统的极限传输速率（信道容量）为： 一个信道无误差的信息传输能力取决于信道中的信噪比以及用于传输信息的信道带宽。如果信噪比很低，则可以用足够宽的带宽来传输信号以保证适当C。 大纲 扩频 跳频技术 第一种扩频技术 直接序列扩频技术 码分多址 Code Division Multiple Access 跳频（FHSS） 跳频本质上就是按照收发双方约定的、对第三者必威体育官网网址的、规律不断变换地发射频率。跳频通信具有抗干扰、抗截获的能力，并能做到频谱资源共享。所以在现代化的电子战中跳频通信已显示出巨大的优越性。另外，跳频通信也应用到民用通信中，可以抗衰落、抗多径和抗网间干扰。 在跳频频段内分布着若干个信道，每个信道带宽都和窄带信号带宽相同。传输时，在每个固定间隔信号在这些信道之间随机跳跃。系统抗干扰性强 干扰噪声必须以固定功率持续干扰所有的频率才能够达到效果 信噪比增益为扩展后频谱宽度和原频谱宽度之比。 跳频图案 驻留时间 所示为快跳频图案，它是在一个时间段内传送一位（比特）的信息。一般称此时间段为跳频的驻留时间，称频率段为信道带宽。 IEEE 802.11使用300ms的驻留时间 所示则是慢跳频图案，它是在一个跳频驻留时间内传送多位（此处是3位）。 跳频顺序 跳频顺序由扩频码（spreading code）指定 接收端要使用相同的扩频码和发射端的跳频顺序同步以准确接收信息 跳频技术系统结构 二进制数据被进行模拟调制 产生窄带模拟信号 继续使用数字序列（扩展码）调制这个信号 增加这个信号的频谱 在接收