无线电扩频通信.

扩频通信（军事通信）主要内容：1、直接序列扩频（DS）2、跳频扩频（FH）3、跳时扩频（TH）4、线性调频（LFM）难点：DS时域分析FH时域分析定义：扩展频谱通信SpreadSpectrumCommunication(SSC)。三大基本的扩频体制：DS-SS；FH-SS；TH-SS优点：抗干扰性能（香农公式）、保密性能、扩频增益应用：战术通信（电子对抗与反对抗）、移动通信、卫星通信、GPS卫星定位、制导和导航，空间和探地雷达、深空宇航通信矿井通信、多谱勒彩超。问题：①、扩频是不是在浪费“空中房地产”——频谱资源？②、与频分多址FDMA、时分多址TDMA相比码分多址CDMA有什么优势？扩谱调制的目的：•提高抗窄带干扰的能力。•将发射信号掩藏在背景噪声中，以防止窃听。•提高抗多径传输效应的能力。•提供多个用户共用同一频带的可能。•提供测距能力。直接系列扩频（DS）简称：直扩DirectSequenceSpreadSprectrum(DS-SS)1()()(,)costttStAmtcutt1()()(,)cos()(,)cos(,)cos1()(,)(,)cos[()]2rrrtttrrrrtrtrtRtStAcuttAmtcuttAcuttmtAAcutcutt发射：接收调相信码(1)m(t)c(t)(3)功放(5)(6)PN(2)p(t)载波(4)时钟前端相关调相(7)s1(t)s2(t)本振PN时钟中频滤波(8)解调(9)输出信码s(t)(a)s1(t)直扩（DS）通信系统原理主要波形或相位000000000000000000000000000000000001100001100111101001110101TpTb01(b)(1)信码m(t)(2)伪码p(t)(3)c(t)＝m(t)p(t)(4)载波(5)PSK已调波s1(t)(6)s1(t)相位(7)s2(t)相位(8)中频相位(9)解调输出–DSSS系统波形图DS系统时序与频谱图三种多址方式比较FDMACDMATDMADS系统在测距方面的应用PT2TR(t)1τ1/PDDDD+c0=1c3=1c2c1)1)(1)(1)(1)(1(1223434415xxxxxxxxxxx四级移位寄存器，m=2n-1=15序列为100010011011110100010011011110跳频扩频(FH)FrequencyHoppingSpreadSpectrum(FH-SS)FH信号的解跳和解调中频滤波器解调m(t)m(t)1()St2()St()kSt(nt）()Jt····()iSt()PSt12()Stcos[()]onntcos[()]rrnt1()()cos[()]onStmtnt12()[()()()()]cos[()]kijrriStStStntJtnt1()()[cos[()]cos[(2)]}2PoriornrStmttnt2()()()cos[()]kjrriStntJtnt跳频图案tf1f2f3f4f5f1T2T3T4T5T跳时扩频（TH）TH系统原理框图PN码发生器脉冲调制器缓存器信息输入‘1’门脉冲检测器数字缓存PN码发生器信息输出TimeHoppingSpreadSpectrum(TH-SS)混合扩频体制一、跳频/直扩FH/DS二、跳时/跳频TH/FH三、跳时/直扩TH/DSDS/FH混合扩频示意图fDSFH小结：三种扩频体制的性能比较直扩（DS）系统：优点：功率低、隐蔽性好、抗窄带干扰、抗多径干扰缺点：同步严格；有远近效应跳频（FH）系统：优点：远近特性好；避免瞄准式干扰、转发干扰；模拟是、数字兼容缺点：快跳时设备复杂；多址通信时脉冲波形要求高；慢跳时隐蔽性差跳时（TH）系统：优点：与时分多址（TDMA）自然衔接；良好的远近特性；数字、模拟兼容缺点：峰值功率高；同步严格；对连续波干扰无抵抗力CDMA原理框图扩频系统的主要优点：（1）抗窄带干扰能力强，特别是对付蓄意意的干扰，用于电子对抗与反对抗。（2）信号的功率谱密度很低，信号隐蔽有利于防止窃听。（3）多址通信时频谱利用率高。对于单个用户来说，扩频系统频谱利用率很低，但是当采用码分多址工作时，很多用户在同一个频带中同时工作而不会相互产生明显的干扰，扩频系统的频谱效率就变得较高。（4）抗多径干扰能力强。利用PN码的自相关特性，只要延迟半个PN码片，其相关性就很小，可作为噪声对待；另外采用不同时延的匹配滤波器，可把多径信号分离出来。（5）提供测距能力。测量扩频信号的自相关特性的峰值出现时刻，可以从信号传输时间的大小计算出传输的距离（雷达、GPS定位、手机定位）。CDMA系统具有以下主要特点：（5）CDMA系统码片间隔非常短，通常比信道时延扩展小很多。由于伪噪声序列具有很低的自相关，所以时延超过一个码片间隔的多径将以噪声的形式出现。RAKE接收机。（6）多址干扰（MAI）是CDMA系统中必须考虑的问题。因为不同用户的伪噪声序列不完全正交，因此特定伪噪声码的解扩中，系统其它用户就会对本用户产生干扰。即使不同用户的伪噪声序列是完全正交的，由于移动通信信道因多径传播会引起时延扩展以及具有多普勒频移等特性，用户的伪噪声序列之间必然存在一定的相关性，这就是CDMA系统中存在MAI的根源。