直接序列扩频通信系统的设计_毕业论文

另外，扩频码分多址还易于解决随时增加新用户的问题。

抗多径干扰无线通信中抗多径发射的信号经多条不同路径传播干扰直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同码序列的波形相加使之得到加强，从而达到有效的抗多径干扰。

直扩通信速率高直扩通信速率可达，无须申请频率资源，建网简单，网络性能好。

有很强的保密性能。

对于直扩系统而言，射频带宽很宽，谱密度很低，甚至淹没在噪音中，就很难检查到信号的存在。

由于直扩信号的频谱密度很低，直扩系统对其它系统的影响就很小。

直扩通信系统的不足直扩系统除了般通信系统所要求的同步以外，还必须完成伪随机码的同步，以便接受机用此同步后的伪随机码去对接受信号进行相关解扩。

直扩系统随着伪随机码字的加长，要求的同步精度也就高，因而同步时间就长。

直扩系统的发展由于它的抗噪声的特性，直接序列扩频技术非常适合商业应用。

在容许无线设备公开使用的电磁环境里，它对其他传统微波设备造成最小的干扰，同时对附近其他设备有更高的抗扰性。

上世纪年代末，晶体电子技术的先进程度已经足以提供商用的成本效益好的直接序列扩频系统。

现在直扩技术被广泛应用于包括计算机无线网等许多领域。

扩频技术在发展的初始阶段，就已经实现了理论和技术上的重大突破，在此后的发展过程中主要是硬件的改善和性能的提高。

随着移动通信的迅猛发展，目前系统由研制开发逐步进入商用并且向第四代无线多媒体通信飞速发展。

根据的标准，世界各大电信公司联盟均提出了自己的第三代移动通信系统方案，虽然第三代移动通信系统的标准差异很大，但采用码分多址技术已经达成共识。

直扩码分多址，由于具备通信容量大能充分利用话音的统计特性平滑的越区切换通信容量的软特性等优点被作为未来移动通信中最具竞争力最有前景的无线多址接入技术。

无线扩频通信作为另种有效的补充通信手段，已在金融系统得到了越来越广泛的应用。

发展到现在，扩频技术理论和技术都已趋于完善，主要应从系统的角度考虑总体性能，且与其它新技术结合应用。

因此，应用的驱动直是扩频技术发展的强大动力，未来的无线通信系统，如移动通信无线局域网全球个人通信等，扩频技术必将发挥重要作用。

随着科技的发展，扩频技术必将获得更加广阔的应用空间。

数字蜂窝移动通信的介绍简介技术背景的英文全称为，中文意思是码分多址。

它是基于标准双模宽带扩谱蜂窝系统的移动台基站兼容标准的数字移动电话系统。

是根据现代移动通信网所要求的大容量高质量综合业务软切换国际漫游等要求而设计的种移动通讯技术。

它是世纪年代由美国高通公司开发的移动通信技术，最早用于军事领域。

与使用时分多路的技术不同，并不给每个通话者分配个确定的频率，而是让每个通信都使用全部的频率，使大量用户能够共享同个无线频率。

系统是以扩频调制技术和码分多址接入技术为基础的数字蜂窝移动通信系统。

它为每个用户分配各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息。

它的地址码通过相互间的正交性进行区别。

也就是说，每个用户有自己的地址码，地址码彼此之间是互相互相不影响的。

由于有不同的地址码来区分用户，所以对频率时间和空间没有特定的限制，在这些方面通信是可以重叠的。

的示意图如所示，用户信号是用来区分的。

几种常见的技术。

窄带码分多址系统，在美国又称为。

由高通公司创立，具有大容量小蜂窝半径运用宽波技术和特殊密码主题的特点，年被电信产业协会采用。

宽带码分多址系统，包括和，它们分别是欧洲美国高通和中国大唐电信与西门子合作所提出并开发的第三代移动通信标准。

流行于日本的个品牌，是应用技术的数字蜂窝通信系统。

个人通讯服务系统。

与运行在的进行比较，具有系统容量大收费低，适用于人口稠密地区等特点。

的特点系统容量大理论上，移动网的容量比模拟网大倍。

实际要比模拟网大倍，比要大倍。

码图的示意图系统容量配置灵活这是由的原理决定的。

是个自扰系统，所有移动用户都占用同个带宽和频率，传输信号之间就会有干扰。

这就好像系统的带宽是间大房子，所有的人都将进入这个大房子。

如果由于在发送端扩展了信号频谱，在接收端解扩还原了信息，这样的系统带来的好处是大大提高了抗干扰容限。

理论分析表明，各种扩频系统的抗干扰性能与信息频谱扩展后的扩频信号带宽比例有关。

般把扩频信号带宽与信息带宽之比称为处理增益，即它表明了扩频系统信噪比改善的程度。

除此之外，扩频系统的其他些性能也大都与有关。

因此，处理增益是扩频系统的个重要性能指标。

系统的抗干扰容限定义如下式中。

输出端的信噪比，系统损耗由此可见，抗干扰容限与扩频处理增益成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在定的噪声湮没下也能正常通信。

通常的扩频设备总是将用户信息待传输信息的带宽扩展到数十倍上百倍甚至千倍，以尽可能地提高处理增益。

直接序列扩频的基本原理所谓直接序列扩频，就是直接用具有高速率的扩频码序列在发送端去扩展信号的频谱。

而接收端，用相同的扩频码序列进行解扩，把展宽的扩频信号还原成原始信息。

图示出了直扩通信系统的原理方框图载波信码伪码已调波相位相位解调输出中频调相图直扩通信系统的主要相位或波形图直扩通信系统的组成框图信息信码调制载波码扩频解调本地码解调本地载波在发送端输入信息码元，它是二进制数据，图中为两个码元，其码元宽度为。

加入扩频解调器，图中为模加法器，扩频码为个伪随机码码，记作。

伪码的波形如图中的第个波形，其码元宽度为，且取。

通常在系统中，伪码的速率远远大于信码速率，即，也就是说，伪码的宽度远远小于信码的宽度，即，这样才能展宽频谱。

模加法器的运算规则可用下式表示当与符号相同时，为而当与不同时，则为。

的波形如图所示中的第个波形。

由图可见，当信码为时，与相同而当信码为时，则为取反既是。

显然，包含信码的其码元宽度已变成了，即已进行了频谱扩展。

其扩展处理增益也可用下式表示在定的情况下，若伪码速率越高，即伪码宽度码片宽度越窄，则扩频处理增益越大。

经过扩频，还要载频调制，以便信号在信道上有效的传输。

图中采用二相相移键控方式。

调相器可由环行调制器完成，即将与载频相乘，输出为。

即式中，当二进制序列为码当二进制序列为码因此，经过扩频和相位调制后的信号为由上面讨论可知，经过扩频调制信号可看作只取的二进制波形，然后对载频进行调制，这里是采用调相。

所谓调制，就是指相乘过程，可采用相乘器，环行调制器或平衡调制器，最后得到的是抑制载波双边带振幅调制信号。

这里假定平衡调制器是理想对称，码序列取的概率相同，即调制信号无直流分量，这样平衡调制器输出的已调波中，无载波分量。

通过发射机中推动级功放和输出电路加至天线发射出去。

通常载波频率较高，或者说载波周期较小，它远小于伪码的周期，即满足。

但图中示出的载波波形宽度为，这是为了便于看清楚些，否则要在个期间内画几十个甚至几百个正弦波。

对于来说，主要是看清楚已调波与调制信号之间的相位关系。

图中的第个图为已调波的波形。

这里，当为码时，已调波与载波取反相而当为码时，取同相。

已调波与载波的相位关系如图中的第个图所示。

接收端的工作原理假设发射的信号经过信道传输，不出现差错，经过接收机前端电路包括输入电路高频放大器等，输出仍为。

这里不考虑信道衰减问题，因为对调制信号而言，重要的是相位问题，这里的假定对分析工作原理是不受影响的。

相关器完成相干解调和解扩。

接收机中的本振信号频率与载波相差为个固定的中频。

假定收端的伪码与发端的码相同。

接收端本地调相情况与发端相似，这里的调制信号是，即调相器输出信号的相位仅取决于，当时，的相位为当时，的相位为。

信号的相位如图中所示。

相关器的作用在这里可等效为对输入相关器的相位进行模加。

对二元制的而言，同号模加为，异号模加为。

因此相关器的输出的中频相位如图中的所示。

然后通过中频滤波器。

滤除不相关的各种干扰，经解调恢复出原始信息。

这过程说明了直扩系统的基本原理和它是怎样通过对信号进行扩频与解扩处理从而获得提高输出信噪比的好处的。

它体现了直扩系统的抗干扰能力。

直扩系统的性能直扩系统的抗干扰性直扩系统最早应用是在军事通信中作为很强抗干扰性的通信手段。

直扩系统对窄带干扰宽带干扰等，都具有抗干扰能力，其抗干扰能力大小就是前面提出的扩频处理增益，越大，抗干扰能力就越强。

下面就来分析直扩系统抗宽带干扰和抗窄带干扰的原理图为直扩系统抗宽带干扰的示意图。

这里的宽带干扰是泛指的与扩频信号不相关的，在通信网中，其它用户的信号就是种宽带干扰。

相关处理前，信号频谱是很宽的，经相关处理后，有用信息被解扩，其功率谱集中于信息带宽内，而宽带干扰通过相关器，其功率谱密度基本不变。

由于解扩后必然连接窄带滤波器，保证信号能顺利通过，对信号频带之外的各种干扰起到很大的抑制作用，从而提高了输出的信噪比。

对单频或窄带干扰，直扩系统有很强的抗干扰能力。

图为解扩前的功率谱，窄带干扰功率很大，由于干扰与本地扩频码码是不相关的。

对干扰来说，相关器起到扩解扩后的有用信号信息带宽有用信号干扰电平白限热噪声电平功率频谱干扰信号图直扩系统抗宽带干扰的示意图接收机输入的信号及干扰的功率谱相关器输出的信号及干扰的功率谱展频谱的目的，功率谱密度就大大下降，其中对信号有害的干扰分量只有落入信息带宽部分，从而抑制了大部分干扰。

由于有用