五年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)課件52三角形的面積︳西師大版2

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章2024/4/1擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章2024/4/1擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章1發(fā)展歷史二十世紀(jì)40年代，理論的提出二十世紀(jì)50年代中期，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究成功NOMAC系統(tǒng)，NoiseModulationandCorrelationSystem(噪聲調(diào)制和相關(guān)系統(tǒng))二十世紀(jì)60年代，擴(kuò)頻通信理論、方法、技術(shù)等各方面的研究發(fā)展和應(yīng)用普及1976年R·C·DixonSpreadSpectrumSystems(R.C.迪克森擴(kuò)頻系統(tǒng))1982年J·K·HolmesCoherentSpreadSpectrumSystems(J·K·霍姆斯相干擴(kuò)頻系統(tǒng))1985年M·K·SimonSpreadSpectrumCommunicationsHandbook1990年1月，CCIR研究未來(lái)公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)(FPLMTS：FuturePublicLandMobilTelecommunicationSystem)的第八工作組提出的實(shí)現(xiàn)FPLMTS計(jì)劃的技術(shù)報(bào)告中，明確建議采用擴(kuò)頻通信技術(shù)2擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章發(fā)展歷史二十世紀(jì)40年代，理論的提出2擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章2課程安排(1)擴(kuò)頻通信的基本理論；(2)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的性能分析；(3)偽隨機(jī)編碼理論；(4)擴(kuò)頻信號(hào)的產(chǎn)生與調(diào)制（發(fā)射機(jī)）；(5)擴(kuò)頻信號(hào)的解擴(kuò)與解調(diào)（接收機(jī)）；(6)擴(kuò)頻碼的同步捕獲與同步跟蹤；3擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章課程安排3擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章3教材及參考書目教材 田日才.擴(kuò)頻通信.清華大學(xué)出版社，2007參考書目1韋惠民擴(kuò)頻通信技術(shù)及其應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社，20072擴(kuò)頻通信導(dǎo)論沈麗麗等譯電子工業(yè)出版社，20063查光明，熊賢祚.擴(kuò)頻通信，西安電子科技大學(xué)出版社，19904朱近康.擴(kuò)展頻譜通信及其應(yīng)用，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1993年5M·K·Simon.SpreadSpectrumCommunicationsHandbook人民郵電出版社，20026(美)J·K·霍姆斯.相干擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)，梁振興譯，國(guó)防工業(yè)出版社，19914擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章教材及參考書目教材4擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章41.1擴(kuò)頻通信的基本概念設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)※有效性；※可靠性；有效性─指通信系統(tǒng)傳輸信息效率的高低。模擬通信系統(tǒng)中，多路復(fù)用技術(shù)可提高系統(tǒng)的有效性。信道復(fù)用程度越高，系統(tǒng)傳輸信息的有效性就越好。數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳輸有效性用傳輸速率來(lái)衡量?？煽啃冤ぶ竿ㄐ畔到y(tǒng)可靠地傳輸信息。模擬通信系統(tǒng)：用輸出信噪比來(lái)衡量數(shù)字通信系統(tǒng)：用信息傳輸?shù)牟铄e(cuò)率來(lái)描述。通信系統(tǒng)的可靠性取決于通信系統(tǒng)的抗干擾能力。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章51.1擴(kuò)頻通信的基本概念設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)通信系統(tǒng)性能的主要指標(biāo)有1、擴(kuò)展頻譜通信（擴(kuò)頻通信/擴(kuò)譜通信）是圍繞提高信息傳輸?shù)目煽啃远岢龅囊环N有別于常規(guī)通信系統(tǒng)的新調(diào)制理論和技術(shù)。指待傳輸信息信號(hào)的頻譜用某個(gè)特定的擴(kuò)頻函數(shù)（與信息信號(hào)無(wú)關(guān)）擴(kuò)展頻譜后成為寬頻帶信號(hào)，然后送入信道中傳輸；在接收端再利用相應(yīng)的技術(shù)或手段將擴(kuò)展了的頻譜進(jìn)行壓縮，恢復(fù)為原來(lái)待傳輸信息信號(hào)的帶寬，從而達(dá)到傳輸信息目的的通信系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章61、擴(kuò)展頻譜通信（擴(kuò)頻通信/擴(kuò)譜通信）是圍繞提高信息傳輸?shù)目?、特點(diǎn)（判斷擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的準(zhǔn)則）3、獲得的好處（1）傳輸信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于被傳輸?shù)脑夹畔⑿盘?hào)的帶寬；（2）傳輸信號(hào)的帶寬主要由擴(kuò)頻函數(shù)決定，此擴(kuò)頻函數(shù)通常是偽隨機(jī)（偽噪聲）編碼信號(hào)。具有很強(qiáng)的抗人為干擾、抗窄帶干擾、抗多徑干擾的能力。

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章72、特點(diǎn)（判斷擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的準(zhǔn)則）3、獲得的好處（1）傳輸信4、擴(kuò)頻系統(tǒng)具有抗干擾能力的理論基礎(chǔ)根據(jù)信息理論香農(nóng)(C·E·Shannon)信道容量公式

令C是希望具有的信道容量，即信息速率，有對(duì)于典型干擾環(huán)境，有，冪級(jí)數(shù)展開(kāi)得或擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章84、擴(kuò)頻系統(tǒng)具有抗干擾能力的理論基礎(chǔ)根據(jù)信息理論香農(nóng)(C·1、對(duì)于任意給定的噪聲信號(hào)功率比，只要增加用于傳輸信息的帶寬B，就可以增加在信道中無(wú)差錯(cuò)地傳輸信息的速率C。2、在信道中當(dāng)傳輸系統(tǒng)的信號(hào)噪聲功率比S/N下降時(shí)，可以用增加系統(tǒng)傳輸帶寬B的辦法來(lái)保持信道容量C不變，而C是系統(tǒng)無(wú)差錯(cuò)傳輸信息的速率。也就是說(shuō)對(duì)于任意給定的信息傳輸速率C，當(dāng)信號(hào)噪聲功率比S/N下降時(shí)，可以用增大系統(tǒng)的傳輸帶寬B來(lái)獲得較低的信息差錯(cuò)率。說(shuō)明或擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章91、對(duì)于任意給定的噪聲信號(hào)功率比，只要增加用于傳輸信息的帶信號(hào)帶寬與信噪比互換的實(shí)例

用擴(kuò)展頻譜的方法換取通信系統(tǒng)接收機(jī)輸入端對(duì)C/N（載噪比）或S/N（信噪比）的要求，這對(duì)通信設(shè)備小型化、低功率化，減少通信環(huán)境電磁干擾來(lái)說(shuō)是十分重要。以移動(dòng)通信系統(tǒng)為例，很能說(shuō)明此問(wèn)題。第一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)采用話音調(diào)頻(FM)，接收機(jī)輸入端要求C/N≥18dB；第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的GSM系統(tǒng)采用TDMA、GMSK數(shù)字話音調(diào)制，接收機(jī)輸入端要求信干比S/I≥9dB就可以；采用擴(kuò)頻技術(shù)的CDMA系統(tǒng)接收機(jī)輸入端在Eb/n0取4.5dB時(shí)，相當(dāng)于載干比C/I=-15dB。

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章10信號(hào)帶寬與信噪比互換的實(shí)例擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章10

增加信道帶寬后，在低的信噪比情況下，信道仍可在相同的容量下傳送信息。甚至在信號(hào)被噪聲淹沒(méi)的情況下，只要相應(yīng)的增加傳輸信號(hào)的帶寬也能保持可靠的通信。進(jìn)一步說(shuō)明

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)正是利用這一原理，用高速率的擴(kuò)頻碼來(lái)擴(kuò)展待傳輸信息信號(hào)帶寬的手段，來(lái)達(dá)到提高系統(tǒng)抗干擾能力的目的。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章11增加信道帶寬后，在低的信噪比情況下，信道仍可在相同的最佳信號(hào)形式

香農(nóng)指出：【在高斯白噪聲干擾情況下】，在平均功率受限的信道上，實(shí)現(xiàn)有效和可靠通信的最佳信號(hào)是具有白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的信號(hào)。因?yàn)榘自肼曅盘?hào)具有理想的自相關(guān)特性，其功率譜密度函數(shù)為:自相關(guān)函數(shù)：

對(duì)白噪聲信號(hào)處理困難。使用偽噪聲碼序列代替白噪聲，它們的統(tǒng)計(jì)特性相近。偽噪聲序列是接近于高斯信道要求的最佳信號(hào)形式。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章12最佳信號(hào)形式香農(nóng)指出：【在高斯白噪聲干擾情況下】，上世紀(jì)50年代，哈爾凱維奇(俄)在理論上證明最佳信號(hào)形式——從克服多徑干擾的角度要克服多徑干擾的影響，信道中傳輸?shù)淖罴研盘?hào)形式應(yīng)該是具有白噪聲統(tǒng)計(jì)特性的信號(hào)形式。偽噪聲碼很接近白噪聲的統(tǒng)計(jì)特性，因而擴(kuò)頻通信系統(tǒng)又具有抗多徑干擾的能力。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章13上世紀(jì)50年代，哈爾凱維奇(俄)在理論上證明最佳信號(hào)形式——

擴(kuò)頻通信系統(tǒng)基本原理（直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例）擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章14擴(kuò)頻通信系統(tǒng)基本原理（直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)為例）擴(kuò)頻通信技術(shù)第擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章15擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章15

射頻信號(hào)s(t)的帶寬取決于偽噪聲碼c(t)的碼速率Rc。在PSK調(diào)制的情況下，s(t)的帶寬等于偽噪聲碼速率的2倍，即BRF=2Rc，而幾乎與數(shù)字信號(hào)d(t)的速率無(wú)關(guān)。射頻帶寬的變化2024/4/1擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章16射頻信號(hào)s(t)的帶寬取決于偽噪聲碼c(t)的碼速假設(shè)有用信號(hào)的功率為P1＝P0，碼分多址干擾信號(hào)的功率P2＝P0，多徑干擾信號(hào)的功率P3=P0，其他進(jìn)入接收機(jī)的干擾和噪聲信號(hào)功率N=P0。再假設(shè)所有信號(hào)的功率譜是均勻分布在BRF=2Rc帶寬之內(nèi)。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章17假設(shè)有用信號(hào)的功率為P1＝P0，碼分多址干擾信號(hào)的功率P2＝相關(guān)解擴(kuò)后，有用信號(hào)的頻帶變窄，無(wú)失真地通過(guò)帶寬為Bb=2Rb的中頻濾波器。其他信號(hào)與本地參考偽噪聲碼無(wú)關(guān)，頻帶被展寬，大部分能量落在中頻濾波器的通頻帶之外，被中頻濾波器濾除了。因此，解擴(kuò)前后的信噪比發(fā)生了顯著的改變。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章18相關(guān)解擴(kuò)后，有用信號(hào)的頻帶變窄，無(wú)失真地通過(guò)帶寬為Bb1.2擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的分類根據(jù)擴(kuò)頻信號(hào)的產(chǎn)生方式，分為

直接序列系統(tǒng)；

頻率跳變系統(tǒng)；

時(shí)間跳變系統(tǒng)；

線性脈沖調(diào)頻系統(tǒng)；

混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)；(1)頻率跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)；

(2)時(shí)間跳變-頻率跳變混合擴(kuò)頻系統(tǒng)；(3)時(shí)間跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)；擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章191.2擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的分類根據(jù)擴(kuò)頻信號(hào)的產(chǎn)生方式，分為直1、概念

直接序列調(diào)制擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)（DirectSequenceSpreadSpectrumCommunicationSystem，DS-SS），簡(jiǎn)稱直接序列系統(tǒng)或直擴(kuò)系統(tǒng)。1.2.1直接序列系統(tǒng)2、工作原理

待傳信息信號(hào)與高速率的偽噪聲（偽隨機(jī)）碼波形相乘后，去直接控制載波信號(hào)的某個(gè)參量，來(lái)擴(kuò)展傳輸信號(hào)的帶寬。用于頻譜擴(kuò)展的偽隨機(jī)序列稱為擴(kuò)頻碼序列。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章201、概念1.2.1直接序列系統(tǒng)2、工作原理擴(kuò)頻通信技術(shù)第1擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章21擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章213、調(diào)制方式的選取

在直接序列系統(tǒng)中，通常進(jìn)行PSK調(diào)制。由于PSK信號(hào)可以等效為抑制載波的雙邊帶調(diào)幅波，因此直接序列系統(tǒng)常采用平衡調(diào)制方式。抑制載波的平衡調(diào)制節(jié)約了發(fā)射功率，提高了發(fā)射機(jī)的工作效率，而且對(duì)提高擴(kuò)頻信號(hào)的抗偵破能力也有利。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章223、調(diào)制方式的選取擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章221、概念

頻率跳變擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)（FrequencyHoppingSpreadSpectrumCommunicationSystem，F(xiàn)H-SS）的簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱跳頻系統(tǒng)。1.2.2

頻率跳變系統(tǒng)2、功能描述

用二進(jìn)制偽隨機(jī)碼序列去控制射頻載波振蕩器輸出信號(hào)的頻率，使發(fā)射信號(hào)的載波頻率隨偽隨機(jī)碼的變化而跳變?？晒╇S機(jī)選取的載波頻率數(shù)通常是幾千~幾萬(wàn)個(gè)離散頻率，在如此多的離散頻率中，每次輸出哪一個(gè)由偽隨機(jī)碼決定。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章231、概念1.2.2頻率跳變系統(tǒng)2、功能描述擴(kuò)頻通信技術(shù)第1擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章24擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章244、與常規(guī)通信系統(tǒng)的區(qū)別最大的差別在于發(fā)射機(jī)的載波發(fā)生器和接收機(jī)中的本地振蕩器。頻率跳變通信系統(tǒng)中這二者輸出信號(hào)的頻率是跳變的。

在頻率跳變系統(tǒng)中發(fā)射機(jī)的載波發(fā)生器和接收機(jī)中的本地振蕩器主要由偽隨機(jī)碼發(fā)生器與頻率合成器兩部分組成?？焖夙憫?yīng)的頻率合成器是頻率跳變系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵部件。3、工作原理頻率跳變系統(tǒng)中發(fā)信機(jī)的發(fā)射載波頻率，在一個(gè)預(yù)定的頻率集內(nèi)由偽隨機(jī)碼序列控制頻率合成器隨機(jī)的由一個(gè)跳到另一個(gè)。收信機(jī)中的頻率合成器也按照相同的順序跳變，產(chǎn)生一個(gè)和接收信號(hào)頻率相差fIF(中頻頻率)的參考本振信號(hào)，經(jīng)混頻后得到頻率固定的中頻信號(hào)，此過(guò)程稱為對(duì)跳頻信號(hào)的解跳。解跳后的中頻信號(hào)經(jīng)放大后送到解調(diào)器解調(diào)，恢復(fù)出傳輸?shù)男畔?。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章254、與常規(guī)通信系統(tǒng)的區(qū)別最大的差別在于發(fā)射機(jī)的載

7、分類根據(jù)跳頻速率的不同，可以將頻率跳變擴(kuò)頻系統(tǒng)分為

※頻率慢跳變系統(tǒng)；※頻率快跳變系統(tǒng)；5、速率控制頻率跳變的偽隨機(jī)碼的速率，沒(méi)有直接序列擴(kuò)頻系統(tǒng)中的高，一般為幾十比特每秒~幾千比特每秒。6、調(diào)制方式對(duì)于FH系統(tǒng)，常用的數(shù)據(jù)調(diào)制方式是多進(jìn)制（M-ary）頻移鍵控。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章267、分類5、速率6、調(diào)制方式擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章26※頻率慢跳變系統(tǒng)假設(shè)數(shù)據(jù)調(diào)制采用二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制，Tb是一個(gè)信息碼元比特寬度，每Tb秒數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出兩個(gè)頻率中的一個(gè)。每隔Tc秒系統(tǒng)輸出信號(hào)的射頻頻率跳變到一個(gè)新的頻率上。若Tc＞Tb，則稱為頻率慢跳變系統(tǒng)。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章27※頻率慢跳變系統(tǒng)假設(shè)數(shù)據(jù)調(diào)制采用二進(jìn)制頻移鍵控調(diào)制※頻率快跳變系統(tǒng)在頻率慢跳變系統(tǒng)中，頻率的跳變速度比數(shù)據(jù)調(diào)制器輸出符號(hào)的變化速度慢。若在每個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)中，射頻輸出信號(hào)的載波頻率跳變多次，則稱為頻率快跳變系統(tǒng)?？焯l的一個(gè)明顯好處可以在每個(gè)發(fā)射符號(hào)上得到頻率分集增益。

在部分頻帶被干擾時(shí)，或者在微波移動(dòng)電話應(yīng)用中，當(dāng)傳輸信道導(dǎo)致快速信號(hào)衰落時(shí)，這一點(diǎn)特別有意義。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章28※頻率快跳變系統(tǒng)在頻率慢跳變系統(tǒng)中，頻率的跳變速度※頻率快跳變系統(tǒng)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章29※頻率快跳變系統(tǒng)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章291.2.3

時(shí)間跳變系統(tǒng)1、名稱時(shí)間跳變擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)（TimeHoppingSpreadSpectrumCommunicationSystem，TH-SS）的簡(jiǎn)稱，主要用于時(shí)分多址（TDMA）通信中。2、功能描述時(shí)間跳變系統(tǒng)是使發(fā)射信號(hào)在時(shí)間軸上離散地跳變。把時(shí)間軸分成許多時(shí)隙，這些時(shí)隙在時(shí)跳通信中通常稱為時(shí)片若干時(shí)片組成一跳時(shí)間幀，在一時(shí)間幀內(nèi)哪個(gè)時(shí)隙發(fā)射信號(hào)由擴(kuò)頻碼序列去進(jìn)行控制。因此，可理解為：用一偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行選擇的多時(shí)隙的時(shí)移鍵控。由于采用了窄得很多的時(shí)隙去發(fā)送信號(hào)，相對(duì)說(shuō)來(lái)，信號(hào)的頻譜也就展寬了。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章301.2.3時(shí)間跳變系統(tǒng)1、名稱2、功能描述擴(kuò)頻通信技術(shù)第1發(fā)送端:數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)起來(lái)，偽隨機(jī)碼序列控制存儲(chǔ)器的輸出與高頻開(kāi)關(guān)通斷，經(jīng)調(diào)制后的信號(hào)由高頻開(kāi)關(guān)經(jīng)天線發(fā)射。接收端:當(dāng)接收機(jī)的偽碼發(fā)生器與發(fā)端同步時(shí)，所需信號(hào)就能每次按時(shí)通過(guò)高頻開(kāi)關(guān)進(jìn)入接收機(jī)。接收機(jī)中解調(diào)后的數(shù)據(jù)也經(jīng)過(guò)一緩沖存儲(chǔ)器，以便恢復(fù)原來(lái)的均勻數(shù)據(jù)流?！緱l件】只要收發(fā)兩端在時(shí)間上嚴(yán)格地保持同步，就能正確地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章31發(fā)送端:數(shù)據(jù)先存儲(chǔ)起來(lái)，偽隨機(jī)碼序列控制存儲(chǔ)器的輸出與高頻1）可看成時(shí)分系統(tǒng)，區(qū)別：不是在時(shí)間幀中固定分配時(shí)隙，而由擴(kuò)頻碼序列控制按一定規(guī)律位置跳變的時(shí)隙。2）通過(guò)時(shí)間合理分配來(lái)避開(kāi)強(qiáng)干擾，一種理想的多址技術(shù)。當(dāng)同一信道中有許多跳時(shí)信號(hào)時(shí)，同一時(shí)隙內(nèi)可能有信號(hào)相互重疊。因此，與頻率跳變系統(tǒng)一樣，必須設(shè)計(jì)好偽隨機(jī)碼，或采用協(xié)調(diào)方式構(gòu)成時(shí)分多址系統(tǒng)。3）簡(jiǎn)單的時(shí)間跳變系統(tǒng)抗干擾性不強(qiáng)，故很少單獨(dú)使用。常與其他方式結(jié)合使用，組成混合擴(kuò)頻方式。4）從抑制干擾角度看，減少了工作時(shí)間的占空比。系統(tǒng)的偽隨機(jī)碼參數(shù)不易被偵破。主要缺點(diǎn)：對(duì)定時(shí)要求嚴(yán)格。3、特點(diǎn)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章321）可看成時(shí)分系統(tǒng)，區(qū)別：不是在時(shí)間幀中固定分配時(shí)隙，而由擴(kuò)1.2.4

線性脈沖調(diào)頻系統(tǒng)1、概念線性脈沖調(diào)頻系統(tǒng)（Chirp）是指系統(tǒng)的工作頻率在一給定的脈沖時(shí)間間隔內(nèi)線性地掃過(guò)一個(gè)很寬的頻帶，形成一帶寬很寬的掃頻信號(hào)，或者說(shuō)工作頻率在一給定的時(shí)間間隔內(nèi)線性增大或減小，使發(fā)射信號(hào)頻譜占據(jù)很寬的范圍。在語(yǔ)音頻段，線性調(diào)頻聽(tīng)起來(lái)類似鳥(niǎo)的“啾啾”叫聲，故也稱為鳥(niǎo)聲調(diào)制。2、特點(diǎn)

線性脈沖調(diào)頻是一種不需要用偽隨機(jī)碼序列調(diào)制的擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，由于其信號(hào)占用的頻帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信息帶寬，從而也可獲得較好的抗干擾性能。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章331.2.4線性脈沖調(diào)頻系統(tǒng)1、概念在語(yǔ)音頻段，線性調(diào)頻聽(tīng)起3、工作原理擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章343、工作原理擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章34（2）脈沖持續(xù)時(shí)間Tb內(nèi)，信號(hào)瞬時(shí)頻率為4、線性調(diào)頻信號(hào)特點(diǎn)（3）時(shí)域表達(dá)式為（1）發(fā)射脈沖信號(hào)的瞬時(shí)頻率在信息脈沖持續(xù)時(shí)間Tb內(nèi)隨時(shí)間作線性變化，頻差為擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章35（2）脈沖持續(xù)時(shí)間Tb內(nèi)，信號(hào)瞬時(shí)頻率為4、線性調(diào)頻信號(hào)特點(diǎn)

可用匹配濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由色散延遲線構(gòu)成。對(duì)低頻成分延遲時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)高頻成分延遲時(shí)間短，于是頻率由低到高的調(diào)頻信號(hào)通過(guò)匹配濾波器后，各頻率分量幾乎同時(shí)輸出，信號(hào)疊加在一起，形成了脈沖時(shí)間的壓縮，使輸出信號(hào)幅度增加，能量集中，將有用信號(hào)檢出。而不匹配的信號(hào)在時(shí)間上沒(méi)有壓縮，甚至反被擴(kuò)展。5、接收解調(diào)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章36可用匹配濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)。由色散延遲線構(gòu)成。對(duì)低頻成1）頻率跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)(FH/DS)；2）直接序列-時(shí)間跳變混合擴(kuò)頻系統(tǒng)(DS/TH)；3）頻率跳變-時(shí)間跳變混合擴(kuò)頻系統(tǒng)(HF/TH)；1、常用系統(tǒng)1.2.5

混合擴(kuò)頻通信系統(tǒng)注意：比單一的直接序列、頻率跳變、時(shí)間跳變體制有更優(yōu)良的性能。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章371）頻率跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)(FH/DS)；1、常用系特點(diǎn)：能夠大大提高擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能，且通信隱蔽性好、抗干擾能力強(qiáng)、頻率跳變系統(tǒng)的載波頻率難于捕捉、適應(yīng)于多址通信或離散尋址和多路復(fù)用。2、頻率跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章38特點(diǎn)：能夠大大提高擴(kuò)頻系統(tǒng)的性能，且通信隱蔽性好、抗干擾能力特別適用于大量電臺(tái)同時(shí)工作，其距離或發(fā)射功率在很大范圍內(nèi)變化，需要解決通信中遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題的場(chǎng)合，主要用于多址和尋址，擴(kuò)展頻譜不是其主要目的。3、時(shí)間跳變-頻率跳變混合擴(kuò)頻系統(tǒng)

1）適用場(chǎng)合指在同一工作區(qū)域內(nèi)，同一系統(tǒng)中由于接收機(jī)對(duì)于不同位置的發(fā)射機(jī)，電波傳播的距離有遠(yuǎn)近之分，形成電波傳播路徑的衰減不同，近距離發(fā)射機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)要遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)距離發(fā)射機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)。在接收機(jī)中強(qiáng)信號(hào)將對(duì)弱信號(hào)產(chǎn)生抑制作用，造成接收機(jī)不能很好地接收遠(yuǎn)距離發(fā)射機(jī)發(fā)送來(lái)的信號(hào)。2）遠(yuǎn)近效應(yīng)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章39特別適用于大量電臺(tái)同時(shí)工作，其距離或發(fā)射功率在很大范4、時(shí)間跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)

應(yīng)用場(chǎng)合：當(dāng)直接序列系統(tǒng)中可使用的擴(kuò)頻碼序列的數(shù)目不能滿足多址或復(fù)用要求時(shí)，增加時(shí)分復(fù)用(TDM)是一種有效的解決辦法。既可增加的地址數(shù)，又可改善鄰臺(tái)的干擾性能。

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章404、時(shí)間跳變-直接序列混合擴(kuò)頻系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合：當(dāng)直接序列系統(tǒng)1.3擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的模型1.3.1

直接序列系統(tǒng)的模型擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章411.3擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的模型1.3.1直接序列系統(tǒng)的模型擴(kuò)頻假設(shè)調(diào)制方式為PSK1.3.1

直接序列系統(tǒng)的模型發(fā)送信號(hào)模型

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章42假設(shè)調(diào)制方式為PSK1.3.1直接序列系統(tǒng)的模型發(fā)送信號(hào)模

假設(shè)條件

（1）相互獨(dú)立；（2）d(t)碼元寬度Tb是c(t)碼元寬度Tc的整數(shù)倍；

傳輸影響

一般情況：隨機(jī)延時(shí)、多普勒頻移、隨機(jī)相移。不考慮信號(hào)電平衰減接收信號(hào)模型

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章43假設(shè)條件（1）相互獨(dú)立；（2）d(t)去除擴(kuò)頻碼相關(guān)技術(shù)解擴(kuò)去除載波相干技術(shù)解調(diào)設(shè)基帶濾波器h(t)帶寬與信息帶寬相同，射頻濾波器無(wú)失真?zhèn)鬏斝盘?hào)，則基帶濾波器輸出為擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章44去除擴(kuò)頻碼相關(guān)技術(shù)解擴(kuò)去除載擴(kuò)頻碼同步載波同步基帶濾波器輸出(1-16)只要基帶濾波器能無(wú)失真?zhèn)鬏敂?shù)字信息，則收信端即可恢復(fù)出發(fā)信端傳輸?shù)男畔?。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章45擴(kuò)頻碼同步載波同步基帶濾波器輸出(1-16)1.3.2

頻率跳變系統(tǒng)的模型圖1-14頻率跳變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型(a)發(fā)射系統(tǒng)；(b)接收系統(tǒng)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章461.3.2頻率跳變系統(tǒng)的模型圖1-14頻率跳變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)

頻率合成器輸出信號(hào)離散頻率由于受偽碼控制，故具有周期性，序列周期為N，故有

(1-19)

跳頻發(fā)射機(jī)輸出信號(hào)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章47頻率合成器輸出信號(hào)離散頻率由于受偽碼控制，故具有周期性，序接收信號(hào)

本地頻率合成器輸出

混頻器輸出

(1-20)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章48接收信號(hào)本地頻率合成器輸出混頻器輸出(1-20)擴(kuò)頻

兩周期序列的復(fù)合序列的周期為兩個(gè)子序列周期的最小公倍數(shù)。假設(shè)中頻濾波器為理想窄帶帶通濾波器中頻濾波器輸出為擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章49假設(shè)中頻濾波器為理想窄帶帶通濾波器中頻濾波器輸出為擴(kuò)假設(shè)接收機(jī)已同步中頻濾波器輸出為由于

則有擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章50假設(shè)接收機(jī)已同步中頻濾波器輸出為由于則有擴(kuò)頻通信技術(shù)第1選擇各頻點(diǎn)，使其具有由于物理含義：混頻后的和頻信號(hào)分量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落在中頻濾波器通帶外。濾波器輸出為則有只要，解跳后的中頻信號(hào)就可無(wú)失真通過(guò)中頻濾波器，經(jīng)解調(diào)器解調(diào)后，最后恢復(fù)出發(fā)射信號(hào)。擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章51選擇各頻點(diǎn)，使其具有由于物理含義：混頻后的和頻信號(hào)分量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)1.4擴(kuò)頻系統(tǒng)處理增益與主要特點(diǎn)1.4.1

擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益

目的衡量擴(kuò)頻通信系統(tǒng)抗干擾能力的優(yōu)劣

定義

接收機(jī)解擴(kuò)(跳)器(相關(guān)器)的輸出信噪比與輸入信噪比之比。

物理意義

表示經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻接收機(jī)處理后，使信號(hào)增強(qiáng)的同時(shí)抑制輸入到接收機(jī)干擾信號(hào)能力的大小。處理增益越大，則系統(tǒng)抗干擾能力越強(qiáng)。(1)處理增益Gp：擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章521.4擴(kuò)頻系統(tǒng)處理增益與主要特點(diǎn)1.4.1擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理信號(hào)的空間維數(shù)是未經(jīng)擴(kuò)頻處理前信號(hào)所占有的頻帶寬度。

經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻處理后，信號(hào)所占有的頻帶寬度為原始信號(hào)的空間維數(shù)為N，經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻處理后，信號(hào)的空間維數(shù)為M，這個(gè)信號(hào)空間也正是干擾信號(hào)企圖占有的空間。

這樣擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的處理增益為53

事實(shí)上若進(jìn)入接收機(jī)解擴(kuò)器的干擾與噪聲的功率譜密度均勻分布，譜密度為N0，則有Nin=N0Bss擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章信號(hào)的空間維數(shù)是未經(jīng)擴(kuò)頻53解擴(kuò)器輸入信噪比接收機(jī)解擴(kuò)器相關(guān)處理（1）信號(hào)無(wú)失真通過(guò)，功率不變，為P；（2）干擾和噪聲只有少部分通過(guò)濾波器（帶寬Rb），大部分被濾除；解擴(kuò)器輸出干擾與噪聲功率為解擴(kuò)器輸出信噪比

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章54解擴(kuò)器輸入信噪比接收機(jī)解擴(kuò)器相關(guān)處理解擴(kuò)器輸出干擾與噪聲功率說(shuō)明:擴(kuò)頻接收機(jī)處理增益與擴(kuò)頻信號(hào)帶寬Bss（解擴(kuò)前信號(hào)帶寬）成正比，與信息信號(hào)帶寬Bb（解擴(kuò)后信號(hào)帶寬）成反比。擴(kuò)頻處理增益擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章55說(shuō)明:擴(kuò)頻接收機(jī)處理增益與擴(kuò)頻信號(hào)帶寬Bss（解擴(kuò)前直接序列系統(tǒng)Rb為信息碼的碼速率，Rc為擴(kuò)頻碼的碼速率。在直接序列系統(tǒng)中，碼片速率通常是信息碼速率的整數(shù)倍，即，N為擴(kuò)頻碼的長(zhǎng)度或周期，有

頻率跳變系統(tǒng)N為頻率跳變系統(tǒng)可用的載波頻率數(shù)。條件在頻率跳變時(shí)不存在各頻點(diǎn)間的頻譜重疊，即且擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章56直接序列系統(tǒng)Rb為信息碼的碼速率，Rc為擴(kuò)頻碼的碼速率。在時(shí)間跳變系統(tǒng)時(shí)間跳變系統(tǒng)的處理增益等于一幀中所分的時(shí)片數(shù)和發(fā)射信號(hào)所占用的時(shí)片數(shù)的比值，或時(shí)間跳變系統(tǒng)發(fā)射機(jī)工作時(shí)間的占空比的倒數(shù)57混合擴(kuò)頻系統(tǒng)混合擴(kuò)頻系統(tǒng)，其擴(kuò)頻處理增益的計(jì)算要從接收機(jī)輸入信號(hào)的帶寬和輸出信號(hào)的帶寬著手進(jìn)行。

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章時(shí)間跳變系統(tǒng)時(shí)間跳變系統(tǒng)的處理增益等于一幀中所分57如一個(gè)DS-FH混合擴(kuò)頻系統(tǒng)，信息碼的碼速率為Rb，進(jìn)行直接序列擴(kuò)頻時(shí)，擴(kuò)頻碼的碼速率為Rc，則DS系統(tǒng)的擴(kuò)頻處理增益為

58

進(jìn)行頻率跳變擴(kuò)頻時(shí)，系統(tǒng)有N2個(gè)可用頻率數(shù)，且各頻點(diǎn)間的頻譜相互不重疊(即各頻點(diǎn)的頻率間隔不小于2Rc)，則頻率跳變系統(tǒng)的擴(kuò)頻處理增益為Gp，F(xiàn)H=N2DS-FH混合系統(tǒng)的擴(kuò)頻處理增益為

擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章如一個(gè)DS-FH混合擴(kuò)頻系統(tǒng)，信息碼的碼速率為Rb，則DS系58

干擾容限（JammingMargin），表示擴(kuò)頻系統(tǒng)在干擾環(huán)境中的工作能力，定義為式中，

Mj——擴(kuò)頻系統(tǒng)的干擾容限；Gp——擴(kuò)頻系統(tǒng)的處理增益；Lsys——擴(kuò)頻系統(tǒng)的執(zhí)行損耗或?qū)崿F(xiàn)損耗；——相關(guān)解擴(kuò)器輸出的信噪比，也即系統(tǒng)要求基帶濾波器或中頻濾波器輸出的信噪比。591.4.2

擴(kuò)頻系統(tǒng)的干擾容限(1-34)擴(kuò)頻通信技術(shù)第1章干擾容限（Jammin