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扩频通信 绪论 通信发展 通信技术的发展趋势：模拟——数字，固定——移动，点到点——网络 数字通信系统（DCS）的特点：在有限的时间间隔内发送有限波形集合中的一个波形。（模拟是从无限个波形中选择一个发送）。 数字通信系统的目标：从受噪声干扰的信号中判决出发送端所发送的是哪一个波形。 数字通信的优点 数字电路有更好的抗失真能力和抗干扰能力； 数字电路比模拟电路更可靠，且其生产成本比模拟电路低； 数字硬件比模拟硬件更具灵活性，如微处理器、数字开关、大规模集成电路等； 不同类型的数字信号（数据、电报、电话、电视等）在传输和交换中都被看成是相同的信号－－bit信号； 为交换方便，还可将数字信号以数据包的形式进行处理； 长途通信系统中，中继站之间的噪声不积累； 可通过编码纠错； 数字信号能够进行加密处理。 数字通信获得这些优点的代价 数字系统需要更多的信号处理技术； 数字系统都需分配一部分资源用于实现同步； 数字通信系统具有“门限效应” ，即当信噪比下降到一定限度时，通信质量就会急剧下降，而大部分模拟通信系统的质量下降则比较平滑。 通信系统中的基本问题 通信系统中两个基本问题：有效性和可靠性 有效性：是指通信系统传输信息效率的高低 可靠性：是指通信系统可靠地传输信息的能力 可靠性是用来衡量收到的信息和发出的信息之间的符合程度的。因此通信系统可靠性取决与通信息系统的抗干扰能力。 扩频通信概念△ 扩展频谱通信是围绕提高信息传输的可靠性而提出的一种有别于常规通信系统的新调制理论和技术，简称扩频通信或扩谱通信 频谱是电信号的频域描述。运载各种信息（的信号一般都是以时域来表示，即表示为一个时间的函数f(t)。信号的时域表示式f(t)可以用付氏变换或拉氏变换得到其频域F(w)/F(s) 。 扩频系统是利用与传输数据（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。 扩频系统必须满足两条准则： △ 1)传输带宽远远大于被传送的原始信息的带宽； 2)传输带宽主要由扩频函数决定，此扩频函数常用的是伪随机编码信号。 标准的频率调制、脉冲编码调制等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。 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。 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。 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。 以伪随机码序列作扩频函数的直接序列扩展频谱通信 理想扩展频谱系统波形 扩频系统最大特点 有很强的抗人为干扰能力 有很强的抗窄带干扰能力 有很强的抗多径干扰能力 扩频的基本原理△ 香农（shannon）公式： 说明： 1. 给定的信道容量可以用不同的带宽和信噪比来组合传输； 2. 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； 3. 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）。 例如N/S=100(20dB) ， C=3kb/s ，则当W=0.7×100×3=210kHZ ，即系统在干扰噪声比信号大100倍的信道上