《西安電子科技大學(xué)》PPT課件

《《西安電子科技大學(xué)》PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《西安電子科技大學(xué)》PPT課件（69頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、西安電子科技大學(xué) 綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)理論及關(guān)鍵技術(shù)國家重點實驗室劉 乃 安擴(kuò) 展 頻 譜 技 術(shù) （ 1） 主 要 內(nèi) 容1、 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 概 述2、 擴(kuò) 頻 通 信 系 統(tǒng)3、 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 的 偽 隨 機(jī) 碼4、 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 的 相 關(guān) 接 收5、 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 的 同 步6、 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用 第 1章 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 概 述歷 史1、 開 始 于 19世 紀(jì) 20年 代 雷 達(dá) 的 發(fā) 明 ， 為 了 提 高 分 辨 率 ，注 重 擴(kuò) 頻 思 想 。 二 次 世 界 大 戰(zhàn) （ WWII） 中 ， 軍 隊 對 抗 干 擾也 有 此 思 想 。 但 真 正 有 關(guān) 擴(kuò) 頻

2、通 信 技 術(shù) 的 觀 點 是 在 1941年由 好 萊 塢 女 演 員 Hedy Lamarr 和 鋼 琴 家 George Antheil提出 的 。 基 于 對 魚 雷 控 制 的 安 全 無 線 通 信 的 思 路 ， 他 們 申 請了 美 國 專 利 #2.292.387。 不 幸 的 是 ， 當(dāng) 時 該 技 術(shù) 并 沒 有 引起 美 國 軍 方 的 重 視 。2、 世 界 上 第 一 個 直 接 序 列 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 是 在 美 國 的 聯(lián) 邦 通 信實 驗 室 (FTL)于 1949年 由 Derosa和 Rogoff完 成 的 ， 成 功 的工 作 在 New Jersey和

3、 California之 間 的 通 信 線 路 上 。擴(kuò) 頻 通 信 ， 即 擴(kuò) 展 頻 譜 通 信 (Spread Spectrum Communication)， 它與 光 纖 通 信 、 衛(wèi) 星 通 信 ， 一 同 被 譽 為 進(jìn) 入 信 息 時 代 的 三 大 高 技 術(shù) 通 信傳 輸 方 式 。 歷 史3、 理 論 研 究 緊 跟 其 上 ， 1950年 Basore首 先 提 出 把 這 種 擴(kuò) 頻系 統(tǒng) 稱 作 NOMACS（ Noise Modulation And Correlation Detection System） 這 個 名 稱 被 使 用 相 當(dāng) 長 的 時 間

4、 。 4、 1951年 后 ， 美 國 的 ASC(Army Signal Corps-陸 軍 通 信兵 )要 求 進(jìn) 一 步 研 究 NOMACS， 想 把 它 應(yīng) 用 于 高 頻 無 線 電 傳 通信 線 路 ， 以 對 抗 敵 人 的 干 擾 。 1952年 由 Lincoln Laboratory研 制 出 P9D型 NOMACS 系 統(tǒng) ， 并 進(jìn) 行 了 試 驗 。 以后 在 1953-1955年 Lincoln Lab研 制 出 了 F9C型 無 線 電 傳 機(jī) 系統(tǒng) 。 5、 很 快 ， 美 國 海 軍 和 空 軍 也 開 始 研 究 他 們 自 己 的 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) ，空

5、軍 使 用 名 稱 為 “ Phatom” （ 鬼 怪 ， 幻 影 ） 和 “ Hush-Up”（ 遮 掩 ） ， 海 軍 使 用 名 稱 為 “ Blades” （ 漿 葉 ） 。 那 時 設(shè)備 龐 大 ， 是 用 電 子 管 裝 的 ， 設(shè) 備 要 裝 幾 間 屋 子 ， 使 應(yīng) 用 受 到 限 制 。 在 晶 體 管 出 現(xiàn) 后 ， 特 別 是 集 成 電 路 出 現(xiàn) 后 ， 才 使擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 得 到 廣 泛 使 用 。 歷 史6、 第 一 本 有 關(guān) 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 的 專 著 是 R.C.Dixon于 1976年 出 版 ， 是 一 本IEEE專 利 ， 1977年 出 版 。

6、1978年 在 日 本 京 都 召 開 國 際 無 線 通 信 咨 詢 委員 會 公 布 研 究 成 果 。 1982年 在 美 國 召 開 第 一 次 軍 事 通 信 會 議 ， 兩 次 報告 在 軍 事 中 的 應(yīng) 用 。 1985年 美 國 提 出 CDMA(碼 分 多 址 )的 概 念 同 年 美 國聯(lián) 邦 通 信 委 員 會 (FCC)制 定 擴(kuò) 頻 通 信 的 標(biāo) 準(zhǔn) 和 規(guī) 范 ， 逐 步 轉(zhuǎn) 入 民 用 的 商業(yè) 化 研 究 。 20世 紀(jì) 90年 代 ， 美 國 國 家 航 空 和 航 天 管 理 局 提 出 CDMA方 式的 頻 譜 利 用 率 高 于 FDMA方 式 ，

7、對 擴(kuò) 頻 通 信 的 研 究 產(chǎn) 生 深 遠(yuǎn) 影 響 ， 其 后各 公 司 逐 步 生 產(chǎn) 商 業(yè) 產(chǎn) 品 。7、 最 近 的 二 十 幾 年 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 得 到 越 來 越 廣 泛 的 使 用 。 比 如 美 國 的 全 球定 位 系 統(tǒng) (GPS)設(shè) 備 簡 單 ， 定 位 精 度 高 ， 全 球 使 用 。 通 信 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 發(fā) 衛(wèi) 星系 統(tǒng) (TDESS),碼 分 多 址 (CDMA)衛(wèi) 星 通 信 系 統(tǒng) ， 特 別 是 NASA和 軍 用 衛(wèi) 星通 信 系 統(tǒng) 幾 乎 都 使 用 擴(kuò) 頻 技 術(shù) ， 碼 分 多 址 移 動 通 信 系 統(tǒng) ， 這 些 都 是 DS系 統(tǒng) 。

8、 FH系 統(tǒng) 如 多 種 跳 頻 電 臺 ， 如 SINCGARS（ 30-80Mhz） 。 跳 時 -跳 頻混 合 型 如 JTIDS系 統(tǒng) （ Joint Tactical Information Distribution System)。 我 國 正 式 把 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 作 為 國 家 主 要 項 目 進(jìn) 行 研 究 是 在 70年 代 。8、 以 后 在 衛(wèi) 星 通 信 ， 數(shù) 據(jù) 傳 輸 ， 定 位 ， 授 時 系 統(tǒng) 中 都 有 使 用 。 今 后 ，在 衛(wèi) 星 通 信 ， 移 動 通 信 系 統(tǒng) ， 定 位 系 統(tǒng) 等 領(lǐng) 域 將 會 得 到 進(jìn) 一 步 廣 泛 使用 。SC

9、-CDMA、 MC-CDMA， 單 天 線 系 統(tǒng) ， 多 天 線 系 統(tǒng) 。 歷 史 總 結(jié)產(chǎn) 生 與 發(fā) 展 基 于 兩 方 面 ：信 息 戰(zhàn) 信 息 對 抗 電 子 對 抗 通 信 對 抗提 高 頻 帶 利 用 率 信 息 戰(zhàn) 的 內(nèi) 容q電 子 對 抗 。 如 ： 電 磁 波的 偵 測 與 隱 蔽 、 通 信 干擾 與 抗 干 擾 、 雷 達(dá) 干 擾與 抗 干 擾 等 。q網(wǎng) 絡(luò) 對 抗 。 如 ： 計 算 機(jī)病 毒 、 軟 件 攻 擊 等 。q消 息 對 抗 。 如 ： 加 密 與解 密 、 消 息 的 收 集 與 欺騙 等 。 特 點 高 度 的 對 抗 性 極 端 的 機(jī) 密 性

10、 應(yīng) 用 的 綜 合 性 對 實 戰(zhàn) 環(huán) 境 的 依 賴 性 采 用 新 技 術(shù) 的 超 前 性信 息 戰(zhàn) 的 內(nèi) 容 及 特 點 v通 信 偵 察 ： 使 用 通 信 偵 察 設(shè) 備 來 探 測 、 搜 索 、 截 獲 敵 方的 無 線 通 信 信 號 ， 對 信 號 進(jìn) 行 測 量 、 分 析 、 識 別 、 監(jiān) 視以 及 測 向 和 定 位 ， 以 獲 取 信 號 頻 率 、 電 平 、 調(diào) 制 方 式 等技 術(shù) 參 數(shù) 以 及 電 臺 位 置 、 通 信 方 式 、 通 信 特 點 、 網(wǎng) 絡(luò) 結(jié)構(gòu) 和 屬 性 等 情 報 。v通 信 干 擾 ： 使 用 通 信 干 擾 設(shè) 備 發(fā) 射

11、 專 門 的 干 擾 信 號 ， 破壞 或 擾 亂 敵 方 的 無 線 通 信 ， 是 通 信 對 抗 的 進(jìn) 攻 手 段 。v通 信 抗 干 擾 ： 在 軍 事 通 信 設(shè) 備 及 系 統(tǒng) 中 采 用 的 通 信 反 偵察 、 反 干 擾 措 施 ， 是 通 信 對 抗 的 防 御 手 段 。 本 次 講 座 重點 討 論 有 關(guān) 通 信 抗 干 擾 問 題 。通 信 對 抗 的 分 類 通 信 中 遇 到 的 干 擾 人 為 干 擾 和 非 人 為 干 擾 軍 事 通 信 中 非 敵 意 的 人 為 干 擾 : 多 徑 干 擾 、 多 用 戶 干 擾 、 環(huán) 境 噪 聲 干 擾 、 其 它

12、 電 臺 的 干 擾等 。 軍 事 通 信 中 敵 意 的 人 為 干 擾 : 1 單 頻 干 擾 (固 頻 干 擾 )、 窄 帶 干 擾 2 脈 沖 干 擾 、 梳 狀 干 擾 3 跟 蹤 式 干 擾 、 瞄 準(zhǔn) 式 干 擾 4 轉(zhuǎn) 發(fā) 式 干 擾 5 寬 帶 阻 塞 式 干 擾 、 壓 制 干 擾 6 升 空 干 擾 、 智 能 化 干 擾 提 高 全 民 的 國 防 意 識 ； 了 解 通 信 高 技 術(shù) 的 一 個 主 要 領(lǐng) 域 ； 民 用 與 軍 用 的 互 相 轉(zhuǎn) 換 、 互 相 借 鑒 、 互 相支 撐 ； 為 進(jìn) 入 軍 事 通 信 領(lǐng) 域 提 供 一 些 入 門 知 識 。

13、為 什 么 要 研 究 通 信 抗 干 擾 ？ 信 號 隱 蔽 性 無 線 信 號 的 隱 蔽 性單 位 面 積 天 線 ， 在 單 位 帶 寬中 所 能 截 獲 的 信 號 功 率 信 號 方 式 的 隱 蔽 性雙 工 方 式 、 調(diào) 制 方 式 、 多 路方 式 、 編 碼 方 式 、 同 步 方 式 信 號 參 數(shù) 的 隱 蔽 性特 別 是 與 抗 干 擾 有 關(guān) 的 參 數(shù) ，如 ： 擴(kuò) 頻 序 列 、 跳 頻 序 列 、同 步 參 數(shù) 、 信 令 參 數(shù) 等 。 信 號 魯 棒 性 用 干 擾 容 限 三 個 層 次 的 條 件 ， 即 ： a、 設(shè) 備 性 能 。 如 ： 比 特

14、差 錯 率 、 語音 質(zhì) 量 、 同 步 及 信 令 性 能 、 網(wǎng) 絡(luò) 性 能等 ， 可 以 定 一 個 門 限 ， 在 此 門 限 以 下用 戶 不 能 接 受 。 b、 工 作 環(huán) 境 。 如 ： 單 臺 設(shè) 備 還 是 多臺 設(shè) 備 、 有 無 天 線 抗 干 擾 措 施 、 干 擾源 是 否 升 空 等 。 c、 干 擾 性 質(zhì) 。 如 ： 干 擾 性 質(zhì) 、 干 擾強(qiáng) 度 、 干 擾 時 間 等 。通 信 抗 干 擾 性 能 通 信 中 的 抗 干 擾 技 術(shù) 1 擴(kuò) 展 頻 譜 技 術(shù) （ DS、 FH） 2 開 發(fā) 強(qiáng) 方 向 性 的 毫 米 波 頻 段 3 加 密 技 術(shù) 4

15、 猝 發(fā) 通 信 技 術(shù) 如 流 星 余 跡 通 信 5 天 線 零 相 技 術(shù) 6 分 集 技 術(shù) 通 信 中 的 抗 干 擾 技 術(shù) （ 另 一 種 分 類 法 ） （ 1） 頻 率 域采 用 頻 率 域 處 理 ， 如 ： 直 擴(kuò) 、 跳 頻 、 跳 擴(kuò) 。 （ 2） 時 間 域采 用 時 間 域 處 理 ， 如 ： 瞬 時 、 跳 時 等 。 （ 3） 空 間 域采 用 空 間 域 處 理 ， 如 ： 自 適 應(yīng) 天 線 等 。 （ 4） 其 它 數(shù) 字 處 理如 ： 干 擾 抵 銷 、 糾 錯 編 碼 等 無 線 頻 譜 提 高 無 線 電 頻 譜 資 源 的 利 用 率 有 線 資

16、 源 的 帶 寬 是 無 限 的 無 線 資 源 的 帶 寬 是 有 限 的窄 帶 系 統(tǒng) （ 1） 拓 展 高 頻 段 （ 2） 壓 縮 信 息 帶 寬 （ 3） 高 性 能 的 編 碼 與 調(diào) 制 技 術(shù)寬 帶 系 統(tǒng) 擴(kuò) 頻 技 術(shù) 或 CDMA技 術(shù) 復(fù) 用 與 多 址 單 載 波 與 多 載 波 單 天 線 與 多 天 線 Multiplexing in 4 dimensions space (si) time (t) frequency (f) code (c) Goal: multiple use of a shared medium Important: guard space

17、s needed! s2s 3s1 Multiplexing ftc k2 k3 k4 k5 k6k1 ftc ftc channels ki Frequency multiplex Separation of spectrum into smaller frequency bands Channel gets band of the spectrum for the whole time Advantages: no dynamic coordination needed works also for analog signals Disadvantages: waste of bandwi

18、dth if traffic distributed unevenly inflexible guard spaces k3 k4 k5 k6 f t c ft c k2 k3 k4 k5 k6k1Time multiplex Channel gets the whole spectrum for a certain amount of time Advantages: only one carrier in themedium at any time throughput high even for many users Disadvantages: precise synchronizat

19、ion necessary fTime and frequency multiplex A channel gets a certain frequency band for a certain amount of time (e.g. GSM) Advantages: better protection against tapping protection against frequency selective interference higher data rates compared tocode multiplex Precise coordinationrequired t c k

20、2 k3 k4 k5 k6k1 Code multiplex Each channel has unique code All channels use same spectrum at same time Advantages: bandwidth efficient no coordination and synchronization good protection against interference Disadvantages: lower user data rates more complex signal regeneration Implemented using spr

21、ead spectrum technologyk2 k3 k4 k5 k6k1 f t c CDMA技 術(shù) 早 已 在 軍 用 抗 干 擾 通 信 研 究 中 得 到 廣 泛應(yīng) 用 ， 1989年 .11月 ， Qualcomm在 美 國 的 現(xiàn) 場 試 驗證 明 CDMA用 于 蜂 窩 移 動 通 信 的 容 量 大 ， 并 經(jīng) 理 論 推導(dǎo) 其 為 AMPS容 量 的 20倍 。 這 一 振 奮 人 心 的 結(jié) 果 很快 使 CDMA成 為 全 球 的 熱 門 課 題 。 95年 香 港 和 美 國 的CDMA公 用 網(wǎng) 開 始 投 入 商 用 。 96年 韓 國 用 自 己 的 CDMA

22、系 統(tǒng) 開 展 大 規(guī) 模 商 用 ， 頭 12個 月 發(fā) 展 了 150萬 用 戶 。1998年 全 球 CDMA用 戶 已 達(dá) 500多 萬 ， CDMA的 研 究 和商 業(yè) 進(jìn) 入 高 潮 ， 有 人 說 1997年 是 CDMA年 。 美 國 已 拍賣 的 選 擇1999年 CDMA在 日 本 和 美國 形 成 增 長 的 高 峰 期 ， 全 球 的 增 長 率 高 達(dá) 250%， 用戶 已 達(dá) 2000萬 。 中 國 CDMA的 發(fā) 展 并 不 遲 ， 也 有 長 期 軍 用 研 究 的 技 術(shù) 積 累 ，93年 國 家 863計 劃 已 開 展 CDMA蜂 窩 技 術(shù) 研 究 。

23、94年 Qualcomm首 先 在 天 津 建 技 術(shù) 試 驗 網(wǎng) 。 1998年 具 有 14萬 容 量 的 長 城CDMA商 用 試 驗 網(wǎng) 在 北 京 、 廣 州 、 上 海 、 西 安 建 成 ， 并 開 始小 部 份 商 用 。 聯(lián) 通 也 計 劃 在 廣 東 、 北 京 、 天 津 、 上 海 等 地建 CDMA商 用 試 驗 網(wǎng) 。 韓 國 CDMA數(shù) 字 蜂 窩 移 動 通 信 在 政 府 的 強(qiáng) 有 力 的 組 織下 ， 得 到 了 迅 猛 的 發(fā) 展 。 CDMA網(wǎng) 絡(luò) 運 營 僅 一 年 多 便 發(fā) 展 到400萬 用 戶 ， 其 用 戶 密 度 遠(yuǎn) 高 于 我 國 用

24、戶 密 度 最 大 的 珠 江 三角 洲 地 區(qū) 。 韓 國 CDMA網(wǎng) 絡(luò) 運 行 正 常 ， 筆 者 曾 在 韓 國 多 次 用CDMA的 蜂 窩 和 PCS手 機(jī) 、 WLL電 話 打 回 國 內(nèi) ， 呼 通 率 高 ， 語音 清 晰 ， 末 發(fā) 生 過 掉 話 斷 線 （ 包 括 高 速 公 路 上 ） 。 韓 國CDMA的 運 營 情 況 ， 充 分 證 明 了 CDMA技 術(shù) 是 成 熟 的 ， 其 系 統(tǒng)容 量 和 話 音 質(zhì) 量 較 目 前 其 它 蜂 窩 系 統(tǒng) （ GSM、 TDMA、 PDC、TACS、 AMPS） 是 最 優(yōu) 的 。 目 前 ， 國 際 通 用 的 CD

25、MA標(biāo) 準(zhǔn) 主 要 是 由 美 國 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) 委 員 會 ANSI TIA開 發(fā) 頒 布 的 。 ANSI（ American National Standard Institute） 作 為美 國 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) 制 訂 單 位 ， 負(fù) 責(zé) 授 權(quán) 其 它 美 國 標(biāo) 準(zhǔn) 制 訂 實 體 ， 其 中 包 括電 信 工 業(yè) 解 決 方 案 聯(lián) 盟 ATIS、 電 子 工 業(yè) 委 員 會 EIA以 及 電 信 工 業(yè) 委 員 會TIA。 TIA主 要 開 發(fā) IS（ Interim Standards,暫 定 標(biāo) 準(zhǔn) ） 系 列 標(biāo) 準(zhǔn) ， 如CDMA系 列 標(biāo) 準(zhǔn) IS95、 IS634

26、、 IS41等 。 IS系 列 標(biāo) 準(zhǔn) 之 所 以 被 列 為 暫 定 標(biāo)準(zhǔn) 是 因 為 它 的 時 限 性 ， 最 初 定 義 的 標(biāo) 準(zhǔn) 有 效 期 限 是 5年 ， 現(xiàn) 在 是 3年 。除 了 IS系 列 標(biāo) 準(zhǔn) 之 外 ， TIA還 頒 布 其 它 類 型 的 規(guī) 范 ， 如 電 信 系 統(tǒng) 公 告TSB（ Telecommunications Service Bulletin） 文 件 。 TSB不 是 標(biāo) 準(zhǔn) ，但 可 以 提 供 與 現(xiàn) 存 標(biāo) 準(zhǔn) 相 關(guān) 的 信 息 或 對 工 業(yè) 界 非 常 重 要 的 其 它 事 宜 。TIA開 發(fā) 出 的 標(biāo) 準(zhǔn) 在 經(jīng) ANSI所 有

27、成 員 同 意 之 后 即 可 成 為 ANSI的 正 式 標(biāo) 準(zhǔn) 。TIA目 前 由 9個 TR委 員 會 組 成 ， 即 TR8、 TR14、 TR29、 TR30、 TR32、 TR34、TR41、 TR45、 TR46， 其 中 與 CDMA標(biāo) 準(zhǔn) 關(guān) 系 最 為 密 切 的 是 TR45（ 移 動 和個 人 通 信 公 用 標(biāo) 準(zhǔn) ） ， 它 的 下 面 包 括 7個 子 委 員 會 ， 分 別 負(fù) 責(zé) 不 同 接 口標(biāo) 準(zhǔn) 的 制 訂 ， 如 TR45.2負(fù) 責(zé) 網(wǎng) 絡(luò) 部 分 ， TR45.4負(fù) 責(zé) A接 口 部 分 ， TR45.5負(fù) 責(zé) 空 中 接 口 等 。 除 了 ANS

28、I TIA之 外 ， 其 他 一 些 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 和生 產(chǎn) 廠 商 對 CDMA標(biāo) 準(zhǔn) 的 制 訂 也 起 到 積 極 作 用 。 如CDG（ CDMA發(fā) 展 小 組 ） 和 3GPP2（ 負(fù) 責(zé) 第 三 代 CDMA移動 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) 的 制 訂 ） ， 先 后 推 出 了 有 關(guān) A接 口 的 IOS系 列 標(biāo) 準(zhǔn) ， 涉 及 的 內(nèi) 容 包 括 從 窄 帶 的 CDMA到 第 三 代移 動 通 信 寬 帶 CDMA。 一 批 知 名 的 通 信 公 司 如MOTOROLA、 LUCENT、 NORTEL、 QUALCOMM等 首 先 提出 了 有 關(guān) CDMA標(biāo) 準(zhǔn) 的 方 案

29、 和 建 議 ， 經(jīng) 過 多 次 協(xié) 商 討論 ， 最 終 修 改 成 為 目 前 被 普 遍 接 受 的 通 用 標(biāo) 準(zhǔn) 。 Um接 口 標(biāo) 準(zhǔn) 的 發(fā) 展 CDMA在 蜂 窩 系 統(tǒng) 中 的 應(yīng) 用 幾 乎 是 和 GSM同 時 被提 出 來 的 ， 但 一 直 沒 有 得 到 重 視 ， 其 中 的 主 要 原 因在 于 CDMA的 蜂 窩 系 統(tǒng) 必 須 具 有 高 速 、 精 確 的 功 率 控制 要 求 ， 否 則 整 個 系 統(tǒng) 難 以 理 想 地 工 作 甚 至 出 現(xiàn) 系統(tǒng) 崩 潰 。 功 率 控 制 技 術(shù) 在 當(dāng) 時 的 條 件 下 還 難 以 攻 破 ，直 到 QUAL

30、COMM公 司 解 決 了 這 一 難 題 后 這 一 狀 況 才 有所 變 化 。 該 解 決 方 案 主 要 是 通 過 測 量 移 動 臺 和 基 站的 接 收 功 率 ， 利 用 開 環(huán) 和 閉 環(huán) 相 結(jié) 合 的 功 率 控 制 方式 ， 命 令 移 動 臺 調(diào) 整 發(fā) 射 功 率 ， 使 移 動 臺 輸 出 的 功率 電 平 在 維 持 適 當(dāng) 性 能 的 情 況 下 達(dá) 到 最 小 。 一 方 面減 輕 了 對 其 他 用 戶 的 干 擾 ， 同 時 有 助 于 克 服 衰 落 ，使 得 CDMA碼 分 多 址 技 術(shù) 應(yīng) 用 于 蜂 窩 移 動 通 信 成 為 可能 ， 并 由

31、 此 拉 開 了 CDMA數(shù) 字 蜂 窩 移 動 通 信 系 統(tǒng) 蓬 勃發(fā) 展 的 序 幕 。 QUALCOMM公 司 于 1990年 7月 公 布 了 最 早 的CDMA標(biāo) 準(zhǔn) ， 經(jīng) 過 許 多 移 動 通 信 運 營 商 和 制 造 廠 家 的協(xié) 商 討 論 ， 于 1990年 9月 發(fā) 布 了 建 議 標(biāo) 準(zhǔn) 的 修 訂 版本 ， 并 于 1990年 10月 公 布 了 暫 行 規(guī) 定 ， 成 為 此 后 一段 時 間 內(nèi) 被 廣 泛 認(rèn) 可 的 主 要 規(guī) 范 。 1993年 7月 ， 美國 ANSI TIA再 次 征 集 各 方 面 的 建 議 ， 經(jīng) 會 議 討 論后 正 式 將

32、 其 確 認(rèn) 為 IS95標(biāo) 準(zhǔn) ， 即 “ 雙 模 式 寬 帶 擴(kuò) 頻蜂 窩 系 統(tǒng) 的 移 動 臺 基 站 兼 容 標(biāo) 準(zhǔn) ” 。 IS95標(biāo) 準(zhǔn) 由此 成 為 CDMA移 動 通 信 的 核 心 標(biāo) 準(zhǔn) ， 世 界 上 許 多 國 家以 此 為 藍(lán) 本 生 產(chǎn) 和 建 設(shè) 碼 分 多 址 數(shù) 字 移 動 通 信 系 統(tǒng) 。 經(jīng) 過 多 年 的 開 發(fā) 修 訂 ， 以 IS95為 代 表 的 窄帶 CDMA系 列 標(biāo) 準(zhǔn) 已 經(jīng) 日 趨 完 善 。 IS95系 列 標(biāo) 準(zhǔn) 的 發(fā)展 先 后 經(jīng) 歷 了 IS95、 IS95A、 TSB74、 IS95B（ ANSI95） 、 IS2000、

33、 IS2000A等 多 種 標(biāo) 準(zhǔn) 。 需 要補 充 說 明 的 是 TSB74是 與 IS95A有 關(guān) 的 TSB文 件 ， 是在 IS95A的 基 礎(chǔ) 上 增 加 了 14.4kb/s速 率 組 、 指 配 或切 換 到 PCS頻 段 、 MIN/IMSI共 存 等 內(nèi) 容 。 作 為 第 三代 移 動 通 信 標(biāo) 準(zhǔn) 之 一 的 IS2000及 IS2000A完 全 兼 容IS95標(biāo) 準(zhǔn) ， 也 就 是 說 現(xiàn) 有 的 IS95系 統(tǒng) 可 以 平 滑 過 渡到 第 三 代 移 動 通 信 。 基 本 概 念 （ 擴(kuò) 頻 、 擴(kuò) 譜 、 展 頻 、 展 譜 ） 擴(kuò) 展 頻 譜 技 術(shù) 是

34、用 比 信 號 帶 寬 寬 得 多 的 頻 帶 寬 度 來 傳輸 信 息 的 技 術(shù) 。 擴(kuò) 頻 通 信 是 將 待 傳 送 的 信 息 數(shù) 據(jù) 用 偽 隨 機(jī)編 碼 (擴(kuò) 頻 序 列 ： Spread Sequence)調(diào) 制 ， 實 現(xiàn) 頻 譜 擴(kuò) 展 后再 傳 輸 ； 接 收 端 則 采 用 相 同 的 編 碼 進(jìn) 行 解 調(diào) 及 相 關(guān) 處 理 ，恢 復(fù) 原 始 信 息 數(shù) 據(jù) 。 是 一 種 寬 帶 的 編 碼 傳 輸 系 統(tǒng) 。擴(kuò) 頻 通 信 方 式 與 常 規(guī) 的 窄 帶 通 信 方 式 的 區(qū) 別 ： （ 1） 信 息 的 頻 譜 擴(kuò) 展 后 形 成 寬 帶 傳 輸 ；（ 2）

35、 用 擴(kuò) 頻 碼 序 列 來 展 寬 信 號 頻 譜 ； （ 3） 相 關(guān) 處 理 后 恢 復(fù) 成 窄 帶 信 息 數(shù) 據(jù) 。 基 本 過 程 主 要 特 點1、 抗 干 擾 能 力 強(qiáng) ， 特 別 是 抗 窄 帶 干 擾 能 力 強(qiáng) 。 寬 帶 干 擾 可 為 阻 塞 干 擾 。 干擾由于不知道擴(kuò)頻偽隨機(jī)碼 主 要 特 點2、 可 檢 性 低 (LPI-Low Probability of Intercept)， 不 容 易 被 偵 破 ， 對各 種 窄 帶 通 信 系 統(tǒng) 的 干 擾 很 小 。 3、 抗 多 徑 衰 落 多徑分離與 RAKE 接收 主 要 特 點4、 具 有 多 址 （

36、SSMA） 能 力 ， 易 于 實 現(xiàn) 碼 分 多 址 （ CDMA） 技 術(shù)5、 可 抗 頻 率 選 擇 性 衰 落 。 6、 頻 譜 利 用 率 高 ， 容 量 大 （ 可 有 效 利 用 糾 錯 技 術(shù) 、 正 交 波 形 編 碼技 術(shù) 、 話 音 激 活 技 術(shù) 等 ） 。 7、 能 精 確 地 定 時 、 測 距 與 定 位 。 8、 數(shù) 模 兼 容 ， 可 開 展 多 種 通 信 業(yè) 務(wù) 。 主 要 應(yīng) 用1、 軍 事 通 信 （ DS電 臺 ,FH電 臺 ， JTIDS） ， 現(xiàn) 在也 開 始 民 用 和 商 用 。2、 衛(wèi) 星 通 信 （ 多 址 ， 抗 干 擾 ， 便 于 保

37、 密 ， 降 低平 均 功 率 譜 密 度 ）3、 移 動 通 信 （ 多 址 ， 抗 干 擾 ， 便 于 保 密 ， 抗 多徑 ， 提 高 頻 譜 利 用 率 ）4、 雷 達(dá) 、 導(dǎo) 航 5、 無 線 本 地 環(huán) 路 ， WLAN6、 GPS（ 選 址 ， 抗 干 擾 ， 保 密 ， 測 距 ）7、 測 試 儀 ， 干 擾 儀 測 時 延 ， 無 碼 測 試 儀8、 其 他 基 本 方 式根 據(jù) 偽 隨 機(jī) 碼 插 入 通 信 信 道 的 位 置 不 同 PA 基 本 方 式直 序 擴(kuò) 頻 （ DSSS） Modul-2Adder EXOR充 當(dāng)Modul-2加 法 器 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 的

38、特 點 具 有 較 強(qiáng) 的 抗 干 擾 能 力 。 抗 干 擾 能 力 的 大 小 與 處 理 增 益 成 正 比 。 抗阻 塞 干 擾 （ 可 以 是 窄 帶 、 部 分 帶 、 梳 狀 干 擾 等 ） 的 能 力 差 ， 這 是 因 為直 擴(kuò) 增 益 一 般 都 小 于 濾 波 器 的 防 護(hù) 度 。 具 有 很 強(qiáng) 的 隱 蔽 性 和 抗 偵 察 、 抗 竊 聽 、 抗 測 向 的 能 力 。 擴(kuò) 頻 信 號 的譜 密 度 很 低 ， 可 使 信 號 淹 沒 在 噪 聲 之 中 ， 不 易 被 敵 方 截 獲 、 偵 察 、 測向 和 竊 聽 。 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 可 在 10dB-15d

39、B乃 至 更 低 的 信 噪 比 條 件 下 工 作 。具 有 選 址 能 力 ， 可 實 現(xiàn) 碼 分 多 址 。 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 本 來 就 是 一 種 碼 分 多 址通 信 系 統(tǒng) ， 用 不 同 的 碼 可 以 組 成 不 同 的 網(wǎng) ， 組 網(wǎng) 能 力 強(qiáng) ， 其 頻 譜 利 用率 并 不 因 占 用 的 頻 帶 擴(kuò) 展 而 降 低 ， 采 用 多 址 通 信 后 ， 頻 帶 利 用 率 反 而比 單 頻 單 波 系 統(tǒng) 的 頻 帶 利 用 率 高 ?？?衰 落 ， 特 別 是 抗 頻 率 選 擇 性 能 好 。 直 擴(kuò) 信 號 的 頻 譜 很 寬 ， 一 小 部分 衰 落 對 整 個

40、 信 號 的 影 響 不 大 ?？?多 徑 干 擾 。 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 有 較 強(qiáng) 的 抗 多 徑 干 擾 的 能 力 ， 多 徑 信 號 到 達(dá)接 收 端 ， 由 于 利 用 了 偽 隨 機(jī) 碼 的 相 關(guān) 特 性 ， 只 要 多 徑 時 延 超 過 偽 隨 機(jī) 碼 的 一 個 切 普 ， 則 通 過 相 關(guān) 處 理 后 ， 可 消 除 這 種 多 徑 干 擾 的 影 響 ， 甚至 可 以 利 用 這 些 多 徑 干 擾 的 能 量 ， 提 高 系 統(tǒng) 的 信 噪 比 ， 改 善 系 統(tǒng) 的 性能 ?？?進(jìn) 行 高 分 辨 率 的 測 向 、 定 位 。 利 用 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 偽 隨 機(jī)

41、碼 的 相 關(guān) 特 性 ，可 完 成 精 度 很 高 的 測 距 和 定 位 。 基 本 方 式跳 頻 擴(kuò) 頻 （ FHSS） 跳 頻 系 統(tǒng) 組 成跳 頻 器 由 頻 率 合 成 器 和 跳 頻 指 令 發(fā) 生 器 構(gòu) 成跳 頻 器 輸 出 的 跳 變 的 頻 率 序 列 就 是 跳 頻 圖 案 可 以 利 用 偽 隨 機(jī) 發(fā) 生 器 來 產(chǎn) 生 跳 頻 指 令 ， 或 者 由 軟 件 編 程 來 產(chǎn) 生 跳 頻 指 令跳 頻 單 元 稱 為 載 波 保 護(hù) 單 元 CPA(Carrier Protect Assemble) 跳 頻 器 及 對 跳 頻 器 的 要 求要 求 輸 出 頻 譜

42、要 純 ， 輸 出 頻 率 要 準(zhǔn) 、 穩(wěn) ，否 則 接 收 和 發(fā) 射 兩 端 不 易 同 步 ， 不 能 可 靠地 進(jìn) 行 通 信 ；跳 頻 圖 案 要 多 ， 跳 頻 規(guī) 律 隨 機(jī) 性 要 強(qiáng) ，從 而 可 加 強(qiáng) 通 信 的 保 密 性 能 ；要 求 頻 率 轉(zhuǎn) 換 速 度 要 快 ， 輸 出 的 可 用 頻率 數(shù) 要 多 。 跳 頻 速 率 越 快 ， 通 信 頻 率 的 跳變 越 不 易 被 干 擾 或 破 譯 ， 但 頻 率 跳 變 太 快也 會 使 頻 譜 展 寬 ， 且 使 得 跳 頻 器 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ，成 本 高 ；跳 頻 器 輸 出 頻 率 要 高 。 頻 率 越

43、高 ， 可 利用 的 頻 率 范 圍 越 寬 ， 跳 頻 通 信 產(chǎn) 生 的 頻 率數(shù) 越 多 ， 保 密 性 就 越 強(qiáng) ； 跳 頻 器 必 須 要 有 很 高 的 可 靠 性 和 穩(wěn) 定 性 、抗 震 性 ， 適 合 于 戰(zhàn) 術(shù) 通 信 和 移 動 通 信 使 用的 要 求 ；跳 頻 器 要 求 體 積 小 、 輕 便 ， 使 跳 頻 電 臺適 用 于 攜 帶 式 移 動 通 信 。 PN碼發(fā)生器 頻率合成器 輸 出時 鐘跳 頻 器 技 術(shù) 指 標(biāo) ：頻 率 轉(zhuǎn) 換 時 間 1s；電 臺 輸 出 的 寄 生 信 號 頻率 低 于 選 定 頻 率 80dB；跳 頻 信 號 帶 寬 60MHz

44、；頻 率 數(shù) 為 4095（ 即 2121） ；跳 頻 速 率 為 105h/s 跳 頻 圖 案跳 頻 通 信 中 載 波 頻 率 改 變 的 規(guī) 律 ， 也 稱時 -頻 矩 陣 常 采 用 偽 隨 機(jī) 改 變 的 跳 頻 圖 案 (a)中 所 示 為 一 快 跳 頻 圖 案 ， 它 是 在 一個 時 間 段 內(nèi) 傳 送 一 個 碼 位 (比 特 )的 信 息 。通 常 稱 此 時 間 段 叫 跳 頻 的 駐 留 時 間 ， 稱頻 率 段 為 信 道 帶 寬 。 (b)所 示 是 一 慢 跳 頻 圖 案 ， 它 是 在 一 個 跳頻 駐 留 時 間 內(nèi) 傳 送 多 個 (此 處 3個 )碼 位

45、 (比特 )的 信 息 。 q圖 案 本 身 的 隨 機(jī) 性 要 好 ， 要 求 參 加 跳 頻的 每 個 頻 率 出 現(xiàn) 的 概 率 相 同 。 隨 機(jī) 性 好 ， 抗 干 擾 能 力 也 強(qiáng) 。 周 期 要 長 。q保 密 性 要 強(qiáng) ， 密 鑰 量 要 大 ， 要 求 跳 頻 圖 案 的 數(shù) 目 要 足 夠 多 。 這 樣 抗 破 譯 的能 力 強(qiáng) 。 各 圖 案 之 間 出 現(xiàn) 頻 率 重 疊 的 機(jī) 會 要 盡 量 的 小 ， 要 求 圖 案 的 正 交 性要 好 。 這 樣 將 有 利 于 組 網(wǎng) 通 信 和 多 用 戶 的 碼 分 多 址 。 跳 速一 般 跳 頻 系 統(tǒng) 可 根

46、 據(jù) 跳 頻 速 率 為 快 跳 頻 （ FFH） 、 中 速 頻跳 （ MFH） 和 慢 速 跳 頻 （ SFH） ， 有 兩 種 劃 分 方 式 。 第 一種 是 將 跳 速 （ Rh） 與 信 息 速 率 （ Ra） 相 比 較 來 劃 分 ， 若 跳頻 速 率 Rh大 于 信 息 速 率 Ra， 即 Rh Ra， 為 快 速 跳 頻 ； 反 之 ，Rh Ra為 慢 速 跳 頻 。 另 外 一 種 劃 分 方 式 是 以 跳 速 來 劃 分 ：SFH： Rh: 10 100h s， 如 以 色 列 的 VHF 88、 美 國 的Scimitar-H;MFH: Rh: 100 500h s

47、， 如 美 國 的 SINCGARS V；FFH： R h: 500h s， 如 美 國 的 Scimitar-V。跳 頻 速 率 不 同 ， 抗 干 擾 性 能 不 同 ， 復(fù) 雜 程 度 和 成 本 也 不 同 。 箭 頭 所 示 是 載 波 頻 率 跳 變 的 過 程 。 載 波 頻 率 之 間 的 頻率 間 隔 就 是 信 道 帶 寬 ， 跳 頻 的 載 波 數(shù) 目 乘 上 信 道 帶 寬 就是 跳 頻 帶 寬 。 跳 頻 信 號 波 形頻 率 合 成 器 從 接 受 指 令 開 始 建 立 振 蕩 到 達(dá) 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 的 時 間 叫 作 建 立 時間 ； 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 持 續(xù)

48、的 時 間 叫 駐 留 時 間 ； 從 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 到 達(dá) 振 蕩 消 失 的 時 間叫 消 退 時 間 。 從 建 立 到 消 退 的 整 個 時 間 叫 作 一 個 跳 周 期 ， 記 作 T h。 建立 時 間 加 上 消 退 時 間 叫 作 換 頻 時 間 。 只 有 在 駐 留 時 間 (記 作 TD)內(nèi) 才 能 有效 地 傳 送 信 息 。 主 要 特 點抗 干 擾 性 強(qiáng) 跳 頻 通 信 抗 干 擾 的 機(jī) 理 是 打 一 槍 換 一 個 地 方的 游 擊 策 略 ， 敵 方 搞 不 清 跳 頻 規(guī) 律 ， 因 而 具 有 較強(qiáng) 的 抗 干 擾 能 力 。 一 方 面 ， 我

49、 方 的 跳 頻 指 令 是 個偽 隨 機(jī) 碼 ， 其 周 期 可 長 達(dá) 十 年 甚 至 更 長 的 時 間 。另 一 方 面 ， 跳 變 的 頻 率 可 以 達(dá) 到 成 千 上 萬 個 。 因此 ， 敵 方 若 在 某 一 頻 率 上 或 某 幾 個 頻 率 上 施 放 長時 間 的 干 擾 也 無 濟(jì) 于 事 。 主 要 特 點跳 頻 圖 案 的 偽 隨 機(jī) 性 和 跳 頻 圖 案 的 密 鑰 量 使 跳頻 系 統(tǒng) 具 有 保 密 性 。 即 使 是 模 擬 話 音 的 跳 頻 通 信 ， 只 要 敵 方 不 知道 所 使 用 的 跳 頻 圖 案 就 具 有 一 定 的 保 密 的 能

50、力 。當(dāng) 跳 頻 圖 案 的 密 鑰 足 夠 大 時 ， 具 有 抗 截 獲 的 能 力 。分 集 接 收 技 術(shù) 是 克 服 信 號 衰 落 的 有 效 措 施 ， 利用 載 波 頻 率 的 快 速 跳 變 ， 具 有 頻 率 分 集 的 作 用 ，從 而 使 系 統(tǒng) 具 有 抗 多 徑 衰 落 的 能 力 。 條 件 是 跳 變 的 頻 率 間 隔 具 要 大 于 衰 落 信 道 的相 關(guān) 帶 寬 ， 通 常 是 能 滿 足 這 個 條 件 的 。 主 要 特 點易 于 實 現(xiàn) 碼 分 多 址 ， 頻 譜 利 用 率 高 跳 頻 通 信 可 以 利 用 不 同 的 跳 頻 圖 案 （ 正

51、交 性 ）或 時 鐘 ， 可 構(gòu) 成 跳 頻 碼 分 多 址 系 統(tǒng) ， 在 一 定 帶 寬內(nèi) 容 納 多 個 跳 頻 通 信 系 統(tǒng) 同 時 工 作 ， 達(dá) 到 頻 譜 資源 共 享 的 目 的 ， 從 而 大 大 提 高 頻 譜 利 用 率 。兼 容 性 跳 頻 通 信 系 統(tǒng) 可 以 與 不 跳 頻 的 窄 帶 通 信 系 統(tǒng)在 定 頻 上 建 立 通 信 。 可 與 常 規(guī) 的 定 頻 電 臺 互 通 ，容 易 將 常 規(guī) 電 臺 加 裝 跳 頻 模 塊 即 可 變 成 跳 頻 電 臺 。 主 要 特 點抗 “ 遠(yuǎn) 一 近 ” 效 應(yīng) 。 所 謂 遠(yuǎn) 近 效 應(yīng) 是 指 大 功 率 的

52、 信號 (近 處 的 電 臺 )抑 制 小 功 率 信 號 (遠(yuǎn) 端 的 電 臺 )的 現(xiàn)象 。 對 此 ， 需 要 在 系 統(tǒng) 中 采 用 自 動 功 率 控 制 以 保 證遠(yuǎn) 端 和 近 端 電 臺 到 達(dá) 接 收 機(jī) 的 有 用 信 號 是 同 等 功 率的 。 這 一 點 ， 增 加 了 直 接 擴(kuò) 展 頻 譜 系 統(tǒng) 在 移 動 通 信環(huán) 境 中 應(yīng) 用 的 復(fù) 雜 性 ， 對 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 的 影 響 很 大 。 對 跳 頻 系 統(tǒng) 來 說 ， 這 種 影 響 就 小 得 多 ， 甚 至 可以 完 全 可 克 服 。 這 是 因 為 當(dāng) 大 功 率 信 號 只 在 某 個 頻率

53、上 產(chǎn) 生 遠(yuǎn) 近 效 應(yīng) ， 當(dāng) 載 波 頻 率 跳 變 至 另 一 個 頻 率時 則 不 再 受 其 影 響 。 主 要 特 點采 用 快 跳 頻 和 糾 錯 編 碼 系 統(tǒng) 用 的 偽 隨機(jī) 碼 速 率 比 直 擴(kuò) 系 統(tǒng) 低 得 多 ， 同 步 要求 比 直 擴(kuò) 低 ， 因 而 時 間 短 、 入 網(wǎng) 快 。 基 本 方 式跳 時 擴(kuò) 頻 （ THSS） TDMA,能 用時 間 的 合 理 分配 避 開 強(qiáng) 干 擾多 個 跳 時 信號 可 能 重 疊需 用 糾 錯 編碼 或 協(xié) 調(diào) 方 式的 TDMA抗 干 擾 方 法主 要 是 減 小 占空 比 ， 干 擾 的方 法 是 連 續(xù) 發(fā)射

54、 強(qiáng) 干 擾 很 少 單 獨 使用 抗 干 擾 ， 多混 合 方 式開 關(guān) 基 本 方 式跳 時 擴(kuò) 頻 （ THSS） 接 收 處 理 增 益 為占 空 比 的 倒 數(shù)門 1PN碼門 2 檢 測檢 測 判 決 輸 出 本 地 PN碼 ， 與發(fā) 端 同 步 選 通 門 ， 選 通傳 號 和 空 號 基 本 方 式UWB系 統(tǒng) （ 一 種 特 殊 的 跳 時 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) ） 時 基產(chǎn) 生 脈 沖 調(diào) 制 器 UWB脈 沖發(fā) 生 器數(shù) 據(jù) 輸 入 數(shù) 據(jù) 合 成 PN碼 產(chǎn) 生 寬 帶放 大 器 乘 法 器 積 分 器 基 帶 信號 處 理模 板 脈 沖 發(fā) 生 器脈 沖 調(diào) 制 器 時 基產(chǎn)

55、 生PN碼產(chǎn) 生 同 步 /跟 蹤控 制 相 關(guān) 器 數(shù) 據(jù) 輸 出多 址 方 式 為 TH 基 本 方 式UWB系 統(tǒng) 的 處 理 增 益 （ 兩 部 分 ）低 占 空 比 增 益 假 設(shè) 接 收 機(jī) 與 發(fā) 射 機(jī) 同 步 ， 接 收 機(jī) 使 用 時 間 窗 口 檢 測 來 提 高 信 噪 比 。 理 想 條 件下 ， 在 脈 沖 到 來 的 時 間 前 和 后 時 間 窗 關(guān) 閉 ， 進(jìn) 入 窗 口 的 噪 聲 非 常 小 。Tf為 脈 沖 重 復(fù) 周 期 ， Tp為 脈 沖 寬 度 。 數(shù) 據(jù) 速 率 受 限 。)(lg10 dBTTG pfD 脈 沖 積 分 增 益 為 提 高 接

56、收 機(jī) 的 檢 測 靈 敏 度 ， 發(fā) 射 端 需 要 發(fā) 射 多 個 （ Ns） 脈 沖 來 傳 輸 一 個 比特 信 息 。 在 收 端 對 這 些 脈 沖 串 進(jìn) 行 積 分 ， 獲 得 積 分 增 益 。UWB系 統(tǒng) 總 處 理 增 益 為 兩 者 之 和 。 通 常 此 值 較 大 （ 如 大 于 40dB） ， 因 此 ， UWB系 統(tǒng)可 以 在 低 信 噪 比 的 環(huán) 境 下 工 作 。 )(lg10 dBNG sI 基 本 方 式線 性 調(diào) 頻 (Chirp)發(fā) 射 脈 沖 ， 其 載 頻 在 信 息 脈沖 持 續(xù) 時 間 T內(nèi) 線 性 變 化f1 f2Bfff | 21 tt

57、 0)( 22)21cos()( 20 TtTttts 產(chǎn) 生 方 法 接 收 方 法匹 配 濾 波 器 由 色 散 延 遲 線 （ DDL）構(gòu) 成 ， 這 種 延 遲 線 對 高 頻 成 分 延時 長 ， 對 低 頻 成 分 延 時 短 。 因 此 ，頻 率 由 高 變 低 的 載 波 信 號 通 過 匹配 濾 波 器 后 ， 各 種 頻 率 幾 乎 同 時到 達(dá) 輸 出 端 ， 這 些 信 號 成 分 疊 加在 一 起 ， 形 成 對 脈 沖 時 間 的 壓 縮 ，使 輸 出 信 號 的 幅 度 增 加 ， 能 量 集中 ， 形 成 一 相 關(guān) 峰 。 相 關(guān) 峰線 性 調(diào) 頻 信 號 不

58、 需 要 用 偽 隨 機(jī) 碼 控 制 。線 性 調(diào) 頻 信 號 占 用 的 頻 帶比 信 息 帶 寬 大 得 多 ， 體 現(xiàn) 了頻 譜 的 擴(kuò) 展 。處 理 增 益 為 信 號 帶 寬 與 信息 信 號 帶 寬 之 比 BTTfBBWG aP 基 本 方 式DS/FH混 合 方 式 總 處 理 增 益GDS/FH GDSGFH提 高 了 系 統(tǒng) 的 抗干 擾 能 力 降 低 實 現(xiàn) 的 難 度 基 本 方 式DS/TH混 合 方 式 直 擴(kuò) 信 號 t多 址 能 力 很 強(qiáng) ， 實際 上 具 有 TDMA和CDMA多 址 功 能 ， 因而 可 以 容 納 更 多 的 用戶 。 特 點 比 較擴(kuò)

59、 頻 方 式 優(yōu) 點 缺 點DS 通 信 隱 蔽 性 好 信 號 易 產(chǎn) 生 ， 易 實 現(xiàn) 數(shù) 字 加密 能 達(dá) 到 1100MHz帶 寬 同 步 要 求 嚴(yán) 格 “ 遠(yuǎn) 一 近 ” 特 性 不 好FH 可 達(dá) 到 非 常 寬 的 通 信 帶 寬 有 良 好 的 “ 遠(yuǎn) 一 近 ” 特 性 快 跳 可 避 免 瞄 準(zhǔn) 干 擾 模 擬 或 數(shù) 字 調(diào) 制 靈 活 性 大 快 跳 時 設(shè) 備 復(fù) 雜 多 址 時 對 脈 沖 波 形 要 求高 慢 跳 隱 蔽 性 差 ， 快 跳 頻率 合 成 器 難 做TH 與 TDMA自 然 銜 接 ， 各 路 信號 按 時 隙 排 列 良 好 的 “ 遠(yuǎn) 一

60、近 ” 特 性 數(shù) 字 、 模 擬 兼 容 需 要 高 峰 值 功 率 需 要 準(zhǔn) 確 的 時 間 同 步 對 連 續(xù) 波 干 擾 無 抵 抗 能力 理 論 基 礎(chǔ)1、 信 息 論 中 的 香 農(nóng) (Shannon) 定 理 C-信 道 容 量 （ 比 特 /秒 ） N-噪 聲 功 率 B-帶 寬 （ 赫 茲 ） S-信 號 功 率（ 1） 要 增 加 信 道 容 量 ， 可 通 過 增 加 傳 輸 帶 寬 B或 增 加 信 噪 比 S/N， 且增 加 B比 增 加 S/N更 有 效 。（ 2） 在 無 差 錯 傳 輸 的 信 息 速 率 C不 變 時 ， 帶 寬 B和 信 噪 比 S/N可

61、互 換 。即 可 通 過 增 加 B來 降 低 系 統(tǒng) 對 S/N的 要 求 ； 也 可 以 通 過 增 加 信 號 功 率來 降 低 信 號 傳 輸 帶 寬 。 sbitNSBC /)1(log2 理 論 基 礎(chǔ)（ 3） 當(dāng) B增 加 到 一 定 程 度 時 ， C不 可 能 無 限 地 增 加 ， 有 一 極 限 值 ， 即 說 明 ： 在 S和 n0（ 白 噪 聲 的 功 率 譜 密 度 ） 一 定 時 ， C是 有 限 的 。當(dāng) S/N很 小 時 （ 0.1） 得 到 ：即 ， 在 無 差 錯 傳 輸 的 信 息 速 率 C不 變 時 ， 如 N/S很 大 ， 則 必 須 使 用 足

62、夠 大 的 帶 寬 B來 傳 輸 信 號 。 SNCB 44.1 002 02 44.1log )1(loglimlim nSnSe BnSBC BB 理 論 基 礎(chǔ)（ 4） 信 息 速 率 R的 極 限 值 為 R Rmax C ， 當(dāng) B趨 于 無 窮 大 時 ， 信 道要 求 的 最 小 信 噪 比 為 Eb/n0 ， Eb為 碼 元 能 量 ， S EbRmax 。 因 此 ， 信 道要 求 最 小 信 噪 比 為可 知 ： 擴(kuò) 頻 系 統(tǒng) 可 在 負(fù) 信 噪 比 或 噪 聲 下 工 作 。 實 際 上 現(xiàn) 有 的 擴(kuò) 頻 通 信 設(shè) 備 都 有 一 個 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 即 對

63、 應(yīng) 于 一 定 誤碼 率 的 接 收 系 統(tǒng) 的 靈 敏 度 。 如 果 接 收 信 號 電 平 小 于 此 值 ， 該 通 信 系 統(tǒng)將 不 能 正 常 工 作 。 而 此 接 收 系 統(tǒng) 的 靈 敏 度 電 平 一 般 在 -85 -100dBm之間 。 這 個 電 平 值 是 完 全 在 無 線 電 管 理 部 門 的 儀 器 儀 表 監(jiān) 測 的 范 圍 內(nèi) 。如 采 用 21dBi增 益 天 線 ， 40dB增 益 低 噪 聲 放 大 器 ， HP系 列 頻 率 分 析 儀 ，系 統(tǒng) 的 接 收 靈 敏 度 可 達(dá) 到 -140dB左 右 ， 完 全 可 以 監(jiān) 測 到 擴(kuò) 頻 信

64、號 。 因 此 說 無 線 電 管 理 部 門 監(jiān) 測 不 到 擴(kuò) 頻 通 信 信 號 的 說 法 是 完 全 錯 誤 的 。 事實 上 各 級 無 線 電 管 理 部 門 已 經(jīng) 通 過 對 擴(kuò) 頻 信 號 進(jìn) 行 監(jiān) 測 的 方 法 查 找 了不 少 非 法 設(shè) 立 的 擴(kuò) 頻 通 信 系 統(tǒng) 。 44.11max00 Rn SnEb dBnEb 6.1694.044.11min0 理 論 基 礎(chǔ) Si,Ni編 碼 系 統(tǒng) 與 非 編 碼 系 統(tǒng) 的 帶 寬 與 信 噪 比 互 換編 碼 系 統(tǒng) HBBiiNSNS 00結(jié) 論 ： 輸 出 信 噪 比 與 帶 寬 成 指 數(shù) 關(guān) 系 ， 帶

65、 寬 的 增 加 能 明 顯 地 提 高 系 統(tǒng) 的 輸 出 信 噪 比 。 增 加 帶 寬 的 有 效 途 徑 是 通 過 編 碼 或 調(diào) 制 的 方 法 ， 增 加 信 號 的 多 余 度 。 理 想 帶 通 系 統(tǒng) ： 能 夠 實 現(xiàn) 極 限 信 息 速 率 傳 輸 且 能 達(dá) 到 任 意 小 差 錯 概 率 的 通 信 系 統(tǒng)編 碼 器 信 道 解 碼 器輸 入fm B B,Ri S0,N0fm ,BH,R0)1(log2 iii NSBR )1(log 0020 NSBR H 解 碼 （ 解 調(diào) ） 前 后 信 息 速 率 不 變 ， Ri=R0 理 論 基 礎(chǔ)編 碼 系 統(tǒng) 與 非

66、 編 碼 系 統(tǒng) 的 帶 寬 與 信 噪 比 互 換非 編 碼 系 統(tǒng) iiNStfA tfNS )()(2 22 200AM系 統(tǒng) ： AM信 號 的 表 達(dá) 式 為結(jié) 論 ： 輸 出 信 噪 比 與 輸 入 信 噪 比 成 正 比 ， 與 帶 寬 無 關(guān) 。 不 存 在 帶 寬 與 信 噪 比 的 互 換 關(guān) 系 。 FM系 統(tǒng) ： iiff NSmmNS )1(3 200 結(jié) 論 ： 輸 出 信 噪 比 與 輸 入 信 噪 比 成 正 比 ， 與 帶 寬 有 關(guān) 。 帶 寬 與 信 噪 比 可 互 換 。 增 加 帶 寬 可 以 換 取 信 噪 比 ， 但 效 率 不 高 。 ttfAts 0cos)( ）式 中 ， A為 信 號 振 幅 ， f（ t） 為 調(diào) 制 信 號 ， |f（ t） |A。)(cos)( 00 tf dttfktAts A為 信 號 振 幅 ， f(t)為 調(diào) 制 信 號 ， kf為 調(diào) 制 系 數(shù) 或 調(diào) 制 靈 敏 度 。 理 論 基 礎(chǔ)2、 柯 捷 爾 尼 可 夫 關(guān) 于 信 息 傳 輸 差 錯 概 率 的 公 式 ： Pe f(Eb/n0) Pe