扩频通信课程教学大纲

序言一．扩展频谱技术概述概念：所谓扩展频谱技术一般是指用比信号带宽宽得多的频带宽度来传输信息的技术。

一种典型的扩展频谱系统如图0-1所示：图0-1 典型扩展频谱系统框图它主要由原始信息，信源编译码，信道编译码（差错控制），载波调制与解调，扩频调制与解扩频和信道六大部分组成。

信源编码的目的是去掉信息的冗余度，压缩信源的数码率，提高信道的传输效率。

差错控制的目的是增加信息在信道传输中的冗余度，使其具有检错或纠错能力，提高信道传输质量。

调制部分是为使经信道编码后的符号能在适当的频段传输，如微波频段，短波频段等。

扩频调制和解扩是为了某种目的而进行的信号频谱展宽和还原技术。

框图中各点信号的时域和频域特性如图0-2所示。

与传统通信系统不同的是，在信道中传输的是一个宽带的低谱密度的信号。

为什麽要进行扩频？这是因为它具有一些独特的优点。

特点：1)抗干扰能力强，特别是抗窄带干扰能力。

2)可检性抵，(LPI---Low Probability of Intercept)，不容易被侦破。

3)具有多址能力，易于实现码分多址（CDMA）技术。

4)可抗多径干扰。

5)可抗频率选择性衰落。

6)频谱利用率高，容量大（可有效利用纠错技术、正交波形编码技术、话音激活技术等）。

7)具有测距能力。

8)技术复杂。

应用：基于以上这些特点，扩频技术首先应用于军事通信，现在也开始民用和商用。

1)卫星通信（多址，抗干扰，便于保密，降低平均功率谱密度）2)移动通信（多址，抗干扰，便于保密，抗多径，提高频谱利用率）3)无线本地环路4)GPS（选址，抗干扰，保密，测距）5)测试仪，干扰仪测时延，无码测试仪`````主要缺点：技术复杂，但是随着数字处理技术的发展，集成工艺进步，使扩频系统的实现变的简单，只需对扩展技术有一般的了解就可以从事扩频系统的设计工作。

因此，扩频技术在这些年发展非常迅速，由军用到民用，商用，范围很广。

理论基础：扩展频谱技术的理论基础是信息论中的香农定理[1]其中C------信道容量（比特/秒） N-----噪声功率 W----带宽（赫兹） S ---------信号功率当S/N 很小时（≤0.1）得到：在无差错传输的信息速率C 不变时，如N/S 很大，则必须使用足够大的带宽W 来传输信号。

扩频通信第二版课程设计
介绍
扩频通信已经成为现代通信领域内的重要研究领域之一。

因为扩频技术具有抗
干扰性强、可靠性高等优点，被广泛应用于军事、民用和商业等领域。

本文将介绍扩频通信第二版课程设计。

课程旨在通过理论和实验教学，让学生
掌握扩频通信的基本原理、信号处理、系统设计和实现。

本课程设计包括以下部分：
1.理论部分：介绍扩频通信的基本原理和信号处理技术。

2.实验部分：通过仿真和实现方式掌握扩频通信的系统设计、参数优化
及实现。

理论部分
1. 扩频通信基本原理
扩频通信是通过将窄带信号通过扩频技术转化成宽带信号，提高系统的抗干扰、安全性能。

扩频技术主要包括直接序列扩频技术（DS）、频率跳变扩频技术（FH）、混沌扩频技术等。

2. 扩频通信信号处理
扩频通信信号处理是实现扩频通信系统的重要一环，包括抗扰波、检测、同步
和编解码等。

主要运用数字信号处理技术对原始信号进行滤波、均衡、解调、调制等运算。

1。

扩展频谱通信第一版课程设计一、课程设计背景扩频通信是一种利用扩展频带技术实现的通信方式，因其具有高抗干扰性、低功率密度等优点而得到广泛应用。

其中，扩展频谱通信技术应用于无线传感器网络、军事通信、物联网等领域，成为当前研究的热点。

因此，扩展频谱通信第一版课程设计旨在帮助学生深入了解扩展频谱通信技术原理和应用，提高学生专业素养和实践能力。

二、课程设计目的扩展频谱通信第一版课程设计旨在达到以下目的：1.培养学生对扩频通信技术的理解和应用；2.提高学生的专业素养和实践能力；3.培养学生的独立思考和解决问题的能力。

三、课程设计内容1. 扩展频谱通信技术概述扩展频谱通信技术的概念、特点和发展历程。

2. 扩频调制技术原理扩频调制技术的基本原理、调制方式及其在数字通信中的应用。

3. 扩展频谱信号发生器的设计与实现根据扩频调制技术原理，设计并实现一个扩展频谱信号发生器，包括信号发生器硬件和软件的设计、开发和测试。

4. 扩频接收机的设计与实现采用扩频技术设计并实现一个扩频接收机，包括接收机硬件和软件的设计、开发和测试。

5. 扩展频谱网络通信实验应用已有的扩展频谱通信技术，完成扩展频谱网络通信实验，包括环境搭建、协议设计、应用开发和性能测试等。

四、课程设计步骤1.学生自主学习相关专业基础知识，掌握数字通信技术和扩频调制原理；2.自主设计并实现扩展频谱信号发生器和接收机；3.在指导教师的帮助下，完成扩展频谱网络通信实验；4.撰写设计报告，描述课程设计的过程和设计成果；5.参与展示和交流，分享课程设计的经验和收获。

五、课程设计评估课程设计的评估将考核学生的探索、实践和成果。

1.课程设计报告评估：•设计思路、步骤和方法的合理性和完整性；•相关数据和结果的准确性和完整性；•以及所能反映出的技术实现和应用的能力。

2.作品展示评估：•实验装置和成果的现实性和可行性；•发掘问题的能力以及解决问题的能力；•交流表达能力以及团队合作能力。

直接扩频通信入门课 程
汇报人：XXX
目录
直接扩频通信概 述
直接扩频通信关 键技术
直接扩频通信性 能评估
直接扩频通信系 统组成
直接扩频通信应 用场景
直接扩频通信发 展趋势与展望
直接扩频通信概 述
直接扩频通信是 一种无线通信技 术，通过将信息 信号扩展到更宽 的频带上来实现 信息的传输。
直接扩频通信具 有抗干扰能力强、 抗多径干扰能力 强、抗截获能力 强等优点。
直接扩频通信的 缺点是信号隐蔽 性差、容易产生 互调干扰和多径 干扰等问题。
直接扩频通信在 军事通信、卫星 通信、无线局域 网等领域得到广 泛应用。
扩频通信的基本原 理是将信息信号扩 展到一个很宽的频 带上，通过这种方 式来提高抗干扰能 力和保密性。
直接扩频通信采用 直接序列扩频技术， 即将信息信号与扩 频码序列进行调制， 实现频谱的扩展。
定义：无线局域网 是一种利用无线通 信技术在有限范围 内实现网络连接的 技术
应用场景：办公 室、学校、医院 等需要高速数据 传输的场所
优点：无需布线， 方便快捷，可移 动性强
扩频通信在无线局 域网中的应用：提 高抗干扰能力，增 强保密性，实现多 路复用
军事通信：在战争或特殊任务中，直接扩频通信能够提供高度保密和抗 干扰的通信方式。
信号处理：在直接扩频通信中，信号经过扩频处理后，会变成宽带信号，需要经过解扩频 处理才能还原出原始信号。
解扩频：解扩频是直接扩频通信中的重要环节，通过相关解扩频处理，可以从宽带信号 中提取出有用的窄带信号，实现信息的传输。
扩频和解扩频的关系：扩频和解扩频是直接扩频通信中相辅相成的两个过程，扩频是 为了增加信号的抗干扰能力和隐蔽性，而解扩频则是为了提取出有用的窄带信号。

扩频课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握扩频通信的基本原理、技术和应用，能够分析并设计简单的扩频通信系统。

具体来说，知识目标包括：了解扩频通信的基本概念、原理和特点；掌握扩频码的选取和生成方法；理解扩频通信在抗干扰、保密等方面的优势。

技能目标包括：能够运用扩频通信的基本原理分析和解决实际问题；具备设计和实现简单扩频通信系统的能力。

情感态度价值观目标包括：培养学生对新技术的兴趣和好奇心，增强其探索和创新精神；使学生认识到扩频通信在现代通信系统中的重要地位，提高其对通信行业的认识。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括扩频通信的基本原理、扩频码的选取与生成、扩频通信系统的设计与实现等。

具体安排如下：1.扩频通信的基本原理：介绍扩频通信的定义、原理和特点，分析扩频通信在抗干扰、保密等方面的优势。

2.扩频码的选取与生成：讲解扩频码的分类、选取原则和生成方法，引导学生掌握扩频码的设计技巧。

3.扩频通信系统的设计与实现：分析扩频通信系统的组成部分，讲解系统设计与实现的基本步骤，培养学生具备实际设计能力。

4.扩频通信的应用：介绍扩频通信在实际应用中的案例，使学生了解扩频通信在现代通信系统中的重要地位。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式。

主要包括：1.讲授法：教师讲解扩频通信的基本原理、技术和应用，引导学生掌握课程基本知识。

2.讨论法：学生针对扩频通信中的关键问题进行讨论，培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：分析实际扩频通信案例，使学生了解扩频通信在实际应用中的优势。

4.实验法：安排学生进行扩频通信实验，锻炼学生的动手能力和实际问题解决能力。

四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的扩频通信教材，为学生提供系统的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，丰富其知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT课件，生动展示扩频通信的相关概念和实例。

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1.3 数字信号的波形与频谱
1.3.1 扩频的基本原理 2、有关扩频的三个结论
(2) 如果信号的总能量不变， 则频谱的展宽势必使各频谱成分 的幅度下降， 换句话说， 使信号的功率谱密度降低。 这就是 为什么可以用扩频信号进行隐蔽通信， 及扩频信号具有低的被 截获概率的原因。
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1)调幅系统(AM系统)
调幅信号s(t)的表达式为
s(t)=［A+f(t)］cosω0t
(1-11)
式中，A为信号振幅；f(t)为调制信号，|f(t)|≤A；ω0为调制波
角频率。到达接收机解调器的信号包括有用信号s(t)和噪声n(t)。对
调幅信号，一般采用大信号包络检波的方法，可得包络检波器输
出信噪比So/No的表达式为
。信号的频谱间隔取决于脉冲序列的重复
周期， 即f0＝1/T0。图1-1(a)所示
的5条谱线f0、 2f0、 3f0、 4f0和5f0，
相邻的谱线间隔均为f0。
图1-2 周期性矩形脉冲序列波形及其频谱 (a) 脉冲宽度τ0， 脉冲周期T0=5τ0
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1.3 数字信号的波形与频谱
1.3.1 扩频的基本原理 1、矩形脉冲的频谱形状
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1.3 数字信号的波形与频谱
1.3.2 主要的扩频方式 1、直接序列(DS)扩频
直接序列(DS， Direct Sequence)扩频就是直接用具有高码率的 扩频码序列在发端扩展信号 的频谱。 而在收端， 用相 同的扩频码序列进行解扩， 把展宽的扩频信号还原成 原始的信息。 直接序列扩 频的原理如图1-4所示。
扩频系统的组成和工作原理及 抗干扰性能等问题，将在第2、4章作较为详细的介绍。

第一章扩频通信的理论基础二、直接序列扩频(DS)原理同的PNN倍！数学模型为：1.2.1发送：换的数字信号：PCM，∆M等PN码振荡源（图）――符号周期宽度，符号速率，信息符号，门函数伪随机码序列：(注意这里一般用双极性波形)，设是方波，也是门函数，伪码速率，伪码周期为，举例――――信息：0 1 1 001100101 10011010 10011010 01100101扩频码：扩展序列：∵方波波形相乘等效于二进制码的“模二加”―>射频调制：BPSK（也可以采用MSK ， QPSK 等） 频谱/功率谱扩展情况功率谱推导：设功率谱关系 ：，则有：（和相互独立，）：周期长的PN 序列，其自相关函数为（为时延差）归一化：功率谱函数：BPSK 调制的自相关函数：从而可得：1.2.2 接收有用信号 信道噪声 干扰信号 用户干扰本地伪码序列，与发送PN 序列同步，有同步时差其中有用信号：只要满足伪码同步（PN 码相同，时间起点对齐），则有再经过相干解调：在满足载波同步和相位同步条件下：有：------- 基带滤波 此过程波形图见课本图2-6对于噪声与干扰输出大大消减解扩与基带滤波这是由于：窄带干扰：解扩中---->宽带扩频信号，能量扩散------> 输出强度 （基带滤波）噪声：为宽带噪声――――> 变为窄带噪声下降倍 （基带滤波，解扩未带来新噪声）用户干扰：―――――>解扩输出，强度至少下降N 倍（多用户间伪码不相关：互相关）频谱示意图：1.2.3 处理增益与干扰容限A. 衡量系统抗干扰能力―――处理增益（或扩频增益）定义：接收相关处理的输出与输入信噪功率之比。

（主要是解扩与基带滤波）由于：，假定：解扩已取得伪码同步，相关处理前后信号功率不变，有对于窄带干扰，再设 输入干扰功率带宽为， 解扩前后干扰总功率不变，只是谱密度下降为（被“扩频”了） 从而有：而 （基带滤波输出的结果），有：●对：解扩无作用，不能改变噪声功率谱密度（），基带滤波后：●对用户干扰，多径干扰等的分析，根据扩频序列的互相关和自相关性能的不同，会得到不同的，但一般有从以上分析可知：提高的技术途径：―― 受码发生器电路码速率限制―― 目前一般，PCM 话音编码，码速率为，若采用语音压缩技术（线性预测编码，矢量量化编码等）可达，从而使大大提高 通过采用多进制数字调制方法降低符号速率，如QPSK ，16QAM 等例： 增大3dB 增大8dB 相对而言：降低花费代价较增大要小B. 干扰容限：――允许输入的最大干信比值 ( 对应为：最低要求的信噪比)保证系统正常工作（即满足输出信噪比要求，BER 极低），接收机输入端许可的干扰信号比有用信号高出的分贝数，即系统对的要求。

扩频通信课程设计前言随着无线通信技术的飞速发展，扩频通信技术逐渐成为现代通信领域的重要组成部分。

本文主要介绍扩频通信的基本原理及其在课程设计中的应用。

扩频通信基础知识扩频通信简介扩频通信（Spread Spectrum Communication）是一种采用极宽的带宽来传输较窄带宽信息的技术。

其目的是为了把本应集中在一个信道内的信号，通过将其扩展到一定的带宽内进行传输，以便降低信号受到干扰的可能性。

扩频通信的分类扩频通信可分为直接扩频和间接扩频。

•直接扩频：指在发送端把数据直接编码为序列信号，然后与一个高速的扩频码相乘得到扩频信号•间接扩频：指在发送端将数据进行调制后与扩频码相乘得到扩频信号扩频通信的原理在扩频通信中，接收端需要使用一个与发送端相同的扩频码来解码原始信号。

这一过程主要包括序列信号的生成，扩频码的生成，调制与解调等环节。

扩频通信的优缺点扩频技术具有较强的抗干扰能力，可以在低信噪比下保证高可靠性的数据传输，具有以下优点：•传输距离长•抗干扰性能优良•能增加系统的隐蔽性但是，扩频通信技术也存在一些缺点：•相对于窄带通信，在同等带宽下的传输速率较低•相对于调频通信，在同样功耗和速率条件下的硬件成本较高扩频通信课程设计设计目的本次扩频通信课程设计旨在通过学生的实践操作，使其能够更好地理解扩频通信技术的原理及其在实际应用中的特点，进而提升其扩频通信应用能力。

设计方案本次课程设计分为两部分：•理论授课：通过教师授课及学生自学，学生将完成对扩频通信技术的基本原理及其应用的掌握。

•实践操作：学生将利用微控制器完成硬件设计，实现扩频通信的发射和接收，并对其性能进行测试及优化。

实验设备及材料•微控制器开发板：选用STM32F103系列开发板•扩频通信模块：选用NRF24L01扩频通信模块•开发软件：选用Keil5作为开发工具•扩频码：自行设计实验步骤1.硬件设计•接线：连接开发板和扩频通信模块•程序设计：编写扩频通信程序，包括发送端和接收端程序2.实验测试•发送数据：通过发送端向接收端发送数据，测试通信性能•数据分析：对测试结果进行分析，对扩频通信性能进行评估实验结果分析根据实验结果，我们可以得到以下结论：•扩频通信具有较强的抗干扰能力•发送距离较远时，扩频通信的传输速率会较慢•在扩频码长度固定的情况下，增加数据传输速率会导致传输距离的缩短结论通过本课程设计，学生能够深入了解扩频通信技术的原理及其在实际应用中的特点，进而提升其对扩频通信技术的理解和应用能力。

直序列扩频通信
一、教学目标：
掌握直序列扩频通信原理。

二、教学重点、难点：
重点掌握直序列扩频通信基本原理及应用。

三、教学过程设计：
（1）直接序列扩频通信系统中，扩展数据信号带宽的一个方法使用一个PN序列和它相乘。

直接序列扩频系统在发送端直接用高码率的扩频码去展宽数据信号的频谱，而在接收端则用同样的扩频序列进行解扩，把扩频信号还原为原始的窄带信号。

(2)扩频后的信号带宽比原理的扩展了N倍，功率谱密度下降到1/N。

扩频码与所传输的信息数据无关，和一般的正弦载波信号一样，不影响信息传输的透明性。

扩频码序列仅是起扩展信号频谱带宽的作用。

（3）直扩系统的优点在于它可以在很低的甚至负信噪比环境中使系统正常工作。

但是考虑到网内用户移动的情况对直扩系统将产生远近效应。

因此，移动通信采用直扩系统时，需要解决远近效应带来的影响，方法之一是采用功率控制。

教师分析直序列扩频通信应用，学生并结合上课内容进行分析掌握。

四、课后作业或思考题：
分析直序列扩频通信系统怎样克服远近效应？
五、本节小结：
对本节内容进行小结。

扩频通信第二版教学设计一、课程概述本课程是为了让学生了解扩频通信的基本原理和应用，通过实验和设计，学生可以掌握扩频通信的模块化设计思想，以及应用于嵌入式系统中的实现方法。

二、教学目标1.理解扩频通信的基本原理，例如：扩频技术、调制技术等；2.熟悉扩频通信在现实生活中的应用场景；3.掌握扩频通信在嵌入式系统中的实现方法；4.通过实验和设计，让学生了解模块化设计思想。

三、教学内容3.1 扩频技术和调制技术1.扩频技术：直接序列扩频技术、频率跳变扩频技术；2.调制技术：BPSK调制、QPSK调制等。

3.2 扩频通信应用场景介绍1.扩频通信在移动通信中的应用；2.扩频通信在卫星通信中的应用。

3.3 扩频通信在嵌入式系统中的实现方法1.扩频通信芯片组的选型；2.扩频通信模块化设计思想；3.实现扩频通信的软件设计。

3.4 实验和设计1.实验一：基于扩频通信的通信原理验证实验；2.实验二：利用扩频通信模块，实现对指定信号的快速传输；3.设计：利用扩频通信模块和其他传感器，完成一个小型的远程监测系统。

四、教学方法本课程将采用以下教学方法：1.理论教学：通过讲解和课件的方式，介绍扩频通信的基本原理、应用场景和实现方法；2.实验教学：通过实验操作，让学生深刻理解扩频通信的实现方法和模块化设计思想；3.设计教学：通过设计实战，让学生熟悉使用扩频通信模块和其他传感器，完成小型远程监测系统的设计。

五、实验设备和材料1.扩频通信芯片组；2.扩频通信模块；3.信号发生器；4.示波器；5.嵌入式开发板；6.其他传感器。

六、教学进度与安排进度内容第一周介绍扩频通信的基本原理和应用场景，扩频技术和调制技术的介绍第二周介绍扩频通信在嵌入式系统中的实现方法，讲解模块化设计思想第三周到第五周实验操作，让学生深刻理解扩频通信的实现方法和模块化设计思想第六周到第七周设计实战，让学生熟悉使用扩频通信模块和其他传感器，完成小型远程监测系统的设计七、教学评估7.1 作业评估1.实验报告评估；2.设计报告评估。

1.1 扩频通信旳基本概念
特点（判断扩频通信系统旳准则）
（1）传播信号旳带宽远远不小于被传播旳原始信息 信号旳带宽；
（2）传播信号旳带宽主要由扩频函数决定，此扩频 函数一般是伪随机（伪噪声）编码信号。
取得旳好处 具有很强旳抗人为干扰、抗窄带干扰、抗多径干 扰旳能力。
9
1.1 扩频通信旳基本概念
扩频系统具有抗干扰能力旳理论基础
自有关函数：
S( f ) N0 2
f
R(τ ) S( f )e j2πfτdf N0 δ(τ )
2
对白噪声信号处理困难。使用伪噪声码序列替代白噪声，它们
旳统计特征相近。伪噪声序列是接近于高斯信道要求旳最佳信
号形式。
R(τ)
1 N
N
ci ci
i 1
1
1 N
τ 0 τ 0
N
1
R(τ
可供随机选用旳载波频率数一般是几千~几万个离散频率， 在如此多旳离散频率中，每次输出哪一种由伪随机码决定。
24
1.2.2 频率跳变系统
25
频率跳变系统
工作原理 频率跳变系统中
发信机旳发射载波频率，在一种预定旳频率集内由伪随机码 序列控制频率合成器(伪)随机旳由一种跳到另一种。
收信机中旳频率合成器也按摄影同旳顺序跳变，产生一种和 接受信号频率相差 fIF(中频频率)旳参照本振信号，经混频后 得到频率固定旳中频信号，此过程称为对跳频信号旳解跳。 解跳后旳中频信号经放大后送到解调器解调，恢复出传播旳 信息。
➢也就是说对于任意给定旳信息传播速率C，当信号噪声功率
比S/N下降时，能够用增大系统旳传播带宽B来取得较低旳信
息差错率。
11
1.1 扩频通信旳基本概念

扩频通信第二版课程设计一、课程设计目的本次课程设计的主要目的是通过学习扩频通信系统的基本原理和设计方法，提高学生的科技创新能力和实践动手能力，并培养学生的专业素养和创新思维能力。

二、课程设计背景扩频通信技术是一种使用调制宽带信号的技术，通过将低速率调制信号扩展到高频率宽带信号，从而提高传输的可靠性和安全性。

在数字处理和卫星通信等领域，扩频通信技术已经得到广泛应用。

因此，本次课程设计旨在通过实际操作和设计，进一步深入了解扩频通信原理和系统设计。

三、课程设计内容3.1 实验器材本次课程设计所需的实验器材包括：扩频通信模块、数字信号发生器、示波器、电脑等。

3.2 实验步骤本次课程设计主要分为以下几个步骤：步骤一：学习扩频通信的基本原理在了解扩频通信系统之前，需要先了解扩频通信的基本概念和原理。

学习阶段需要理解扩频通信技术的分类、调制、解调、多址技术、协议等方面内容。

步骤二：熟悉扩频通信模块的各模块功能使用扩频通信模块，需要了解其相关参数和控制信号，包括数据输入和输出接口、时钟信号等。

同时还需要熟悉扩频通信系统中的载波、扰码、解扰码等模块的功能和实现。

步骤三：扩频通信模块的测试与验证通过实验验证扩频通信模块的基本功能和性能。

可以测试模块的编码/解码效果、误码率、扩频带宽、功率等性能参数，并通过比较不同参数的结果来确定最优设计方案。

步骤四：扩频通信系统的实际设计根据实验数据和结果，设计一个完整的扩频通信系统，并进行系统级测试。

可以对扩频通信系统进行调试和优化，提高其运行效率和性能指标。

四、课程设计评估4.1 设计报告学生需要完成一个课程设计报告，详细介绍课程设计的实验器材、实验步骤、实验结果和数据分析等方面。

4.2 课程实验成绩学生的课程实验成绩将根据完成实验报告的质量、实验过程的表现等综合评定。

4.3 课程考试学生需要参加一次课程考试，来检验其对扩频通信系统的理解和掌握程度。

五、课程设计总结本次课程设计通过深入学习扩频通信系统的基本原理和设计方法，提高了学生的实践能力和创新思维能力，培养了学生的专业素养和探索精神。

）系统中， 显示出其强大的生命力。
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第1 章
1.1
扩频通信技术原理
扩频通信的基本概念
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1.1 扩频通信的基本概念
1.1.1 扩频通信的含义
扩频通信的定义可简单表述如下：
扩频通信技术是一种信息传输方式，在发送端（简称发端 ）采用扩频码调制， 使信号所占的频带宽度远大于所传信息所
此时，信号功率约为原来信号功率的一半。
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1.1 扩频通信的基本概念
1.1.4 信号带宽与信号功率互换的实例 例1.1 某一系统的信号带宽为8kHz，信噪比为7，求信道 容量C。在C不变的情况下，信号带宽分别增加1倍和减小一半， 求两种情况下信号功率的相对变化量。 解 将信号带宽减小一半，即B2=0.5B=4kHz，C不变，可得
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1.1 扩频通信的基本概念
1.1.2 扩频的理论基础
长期以来，人们总是想方设法使信号所占频带尽量窄，以 充分提高十分宝贵的频率资源的利用率。为什么要用宽频带信 号来传输窄带信息呢?简单的回答就是主要为了通信的安全可靠， 这一点可以用信息论的基本公式加以说明。
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1.1 扩频通信的基本概念
化为
N 2 n0 B2 0.5 ，由此可得信号功率的相对变 信道噪声变化 N n0 B
即带宽减小一半，功率需增加到原信号功率的4.5倍。
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作 业
第1章习题：1
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1.1 扩频通信的基本概念
1.1.2 扩频的理论基础 1.香农公式的隐含意义
S C B lb 1+ N
香农公式的原意是说，在给定信号功率 S和噪声功率N的情 况下，只要采用某种编码系统，就能以任意小的差错概率，以 接近于C的信息传输速率来传送信息。这个公式还暗示，在保持 信息传输速率不变的条件下，可以用不同频带宽度B和信噪比来 传输信息，换言之，频带B和信噪比是可以互换的。也就是说， 如果增加信号频带宽度，就可以在较低的信噪比的条件下以任 意小的差错概率来传输信息，甚至在信号被噪声淹没的情况下， 即在 S/N<1，或 10lb(S/N)<0dB 时，只要相应地增加信号带宽， 也能进行可靠的通信。上述分析表明，采用扩频信号进行通信 的优越性在于用扩展频谱的方法可以换取信噪比上的好处。

潍坊学院《通信概论》课程（0202156）教学大纲适用专业：通信工程专业；总学时：20 学时；学分：1 学分一、说明1、本课程的目的、任务本课程是通信工程专业的一门学科基础与专业必修课，目的是使学生从入学开始就对通信的基本概念、基本原理、基本特征、系统构成以及典型通信系统有个整体的认识和大致的了解，尽快培养起学生的专业学习兴趣，同时为后续通信专业课程的学习打下坚实的基础。

学完本课程学生应掌握通信的基本概念、基本原理及相关技术；熟悉各种典型现代通信系统的构成及基本工作过程，并对它们各自的发展趋势有大致的了解和把握。

2、本课程的教学要求通过本课程的学习，应使学生达到以下要求：（1）掌握通信的基本理论，了解现代通信的基本特征及发展趋势；重点理解通信的核心特征：有效性和可靠性；（2）了解数字通信系统的基本概念、基本原理与相关的数字化技术；通过区分模拟通信和数字通信，建立起数字通信的基本概念；（3）了解信息交换的目的，以及现代信息交换技术；建立起通信信令系统的概念；（4）了解光纤传输的基本原理，光纤通信系统的构成及波分复用技术；（5）掌握无线传输的基本特征，对几种典型的无线通信系统有大致的了解和把握，主要包括：短波与超短波通信，数字微波和卫星通信，数字移动通信；（6）了解通信网络的概念，对数据通信和宽带接入网络有一定的了解和把握。

逐步形成对通信传输与通信系统的整体认识。

教学思路：本课程内容丰富、宽泛，几乎涉及到目前各种典型的现代通信系统及相关技术，所以对于本课程的学习，要求学生应注重通信基本概念的学习，加深对信息的表示、传输和交换等基本概念的认识，同时注重对系统整体框架的理解，逐步形成通信系统的总体印象。

教学方法主要采用多媒体辅助课堂教学模式。

教师在教学过程中应充分借助多媒体手段，展现各类通信系统的构成和发展动态；同时重视与学生的互动与交流，启发学生自主学习，自动思考，逐步培养起学生的专业学习兴趣和对通信整体理论体系的理解和把握，二、课程内容及课时分配第一章概论（2学时）1、教学内容（1）通信的基本概念和主要性能指标；（2）通信信道和噪声；（3）通信网的基本概念；（4）现代通信的基本特征。

扩频通信（专业任选课）Spread Spectrum Communications【课程编号】RZ26169【课程类别】专业任选【学分数】1.5 【编写日期】2010.4.11【学时数】30=21+6+3【先修课程】高数、电路、信号系统【适用专业】通信工程一、教学目的、任务通过本课程的学习，使学生了解扩频技术在军事、民用通信技术中的重要地位，尤其是在第三代数字移动电话系统及个人通信网络中的作用，掌握扩频技术抗干扰通信基本原理、扩频码和跳频码产生、解扩解调、无线CDMA网络等基本内容。

二、课程教学的基本要求本门课程理论性较强，要求学生有完整的高频电路知识和较扎实的数学基础，掌握扩频通信抗单频干扰、多径干扰以及噪声干扰的能力，熟悉扩频通信的基本工作方式，尤其要掌握直扩和跳频两种最主要的方式。

掌握扩频与跳频通信系统的体系结构，DS与FH信号产生，调制与解调，解扩与解跳的工作过程。

掌握扩频、跳频信号的解扩和解调器的构成、原理与性能。

了解扩频、跳频信号的捕获与同步的方式，延迟锁定同步法原理，以及FH、FH/DS系统快速同步性能。

了解无线CDMA网络组成，容量计算以及应用方面的内容。

三、教学内容和学时分配（1+15++1+12+8+）总论（或绪论、概论等） 1学时（课堂讲授学时）主要内容：引言，扩频通信的优势以及应用范围教学要求：总体介绍扩频通信的主要内容和课程结构，学习扩频通信的基础和该学科在通信领域的应用；把课程所涉及的扩频和跳频知识强调到位。

其它教学环节（如实验、习题课、讨论课、其它实践活动）：无第一章扩频抗干扰 8学时（课堂讲授学时+课程实验学时）主要内容：１、扩频抗干扰能力分析２、扩频通信的实现方式３、扩频处理增益４、干扰容限教学要求：掌握扩频技术抗干扰的本质及原理。

其它教学环节：1学时习题课第二章各种扩频系统及其调制技术 6学时（课堂讲授学时+课程实验学时）主要内容：1、扩频系统的分类2、直扩信号(DS-SS)的产生、调制、混频与参数设计3、跳频信号(FH-SS)的产生、跳频速率、跳频码等参数设计教学要求：掌握不同扩频技术的原理及应用。

扩频通信技术的特点教案.第一篇：扩频通信技术的特点教案.知识点扩频通信技术的特点一、教学目标：了解扩频通信技术的基本概念。

掌握扩频通信的种类及特点。

二、教学重点、难点：重点掌握扩频通信技术的种类和特点。

三、教学过程设计： 1.知识点说明扩频通信的种类可以分为直接序列系统和跳频系统。

特点：功率谱密度低，抗侦察，抗截获，具有较好的保密性。

2.知识点内容扩频通信的基本概念：所谓扩频通信，即扩展频谱通信，是一种把信息的频谱展宽之后再进行传输的技术。

种类：直接序列系统和跳频系统。

直接序列系统：是指用一高速伪随机序列与信息数据相乘，由于伪随机序列的带宽远远大于数据信息的带宽，从而扩展了发射信息的频谱。

跳频系统：是指在一伪随机序列的控制下，发射频率在一组预先制定的频率上按照规定的顺序离散的跳变，扩展了发射信号的频谱。

特点：功率谱密度低，抗侦察，抗截获，具有较好的保密性。

3.知识点讲解1）从最基本的概念讲起，先文字叙述让学生大致了解一下学习的内容。

2）插入图片，通过图片加深印象，了解扩频通信系统的基本概念。

3）通过视频与图片的交替放映，让学生了解并掌握扩频通信的种类及特点。

四、课后作业或思考题：1、CDMA扩频通信系统可以分为（）和（）两种答案：基本CDMA、复合CDMA2、基本CDMA包括（）、（）、（）、（）等几种方法的组合。

答案：直接序列扩频、跳频扩频、跳时扩频、线性跳频3、扩频通信技术的分为哪几类？答案：分为3类：直接扩频、频率跳变技术和各自混合方式。

4、写出直接扩频的原理。

答案：在发送端输入的信息先经过信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱。

展宽的信号再经过射频调制，调制到较高频率上再发送出去。

在接收端收到的宽带射频信号经过射频调制，恢复到中频，然后由本地产生的与发送端相同的扩频码序列去相关解扩。

再经信息调制，即恢复出原始信息。

五、本节小结：直接扩频方式优点：直扩信号的功率谱密度低，保密性强，容易识别，具有抗宽带干扰。

知识点扩频通信技术一、教学目标：掌握扩频通信的定义；掌握扩频通信的理论根底；掌握扩频通信的工作原理。

二、教学重点、难点：扩频通信技术的概念，工作原理以及主要技术指标。

三、教学过程设计1知识点说明扩频通信的工作原理和主要技术指标。

2知识点内容〔1〕扩频通信：是把需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

接收端由使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把带宽信号转换成原信息数据的窄带信号即解扩，以此实现信息通信。

〔2〕扩频通信工作原理，码分多址CDMA包含两个根本技术：一个是码分技术；一个是多址技术。

码分多址是一种利用扩频技术，通过不同的代码序列实现的多址方式扩频通信系统除了具有一般通信系统所具有的信息调制和射频调制外，还增加了扩频调制，即增加了扩频调制和解扩局部。

扩频通信系统有三种实现方式：直接序列扩频DSSS、跳频扩频FHSS和跳时扩频THSS。

〔3〕扩频通信的主要技术指标定，处理增益和抗干扰容限是扩频通信系统的两个重要的性能指标。

3知识点讲解〔1〕让学生了解扩频通信的定义〔2〕在了解了扩频通信的工作原理后还要掌握它的主要技术指标四、课后作业1扩频通信是把需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。

〔〕答案：√2扩频通信工作原理，码分多址CDMA包含两个根本技术：一个是码分技术；一个是多址技术。

〔〕答案：√3.扩频通信系统有三种实现方式：直接序列扩频DSSS、跳频扩频FHSS〕和跳频扩频THSS。

〔〕答案：√4.多址技术的连接方式〔〕A频分多址B时分多址C码分多址答案：〔ABC〕5.扩频通信系统的实现方式〔〕A直接序列扩频 B跳频扩频 C跳时扩频答案：〔ABC〕五本节小结：〔1〕所谓扩频通信，是把需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，用一个带宽大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。