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扩频通信的特点和优势 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020扩频通信的特点和优势扩频通信是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽，具有较强的抗干扰能力和较好的保密性能，20 世纪 70年代以来扩频通信的理论和应用方法得到了很大的发展，近年来随着移动通信技术发展，扩频通信已经成为第三代移动的核心技术之一。
扩频通信具有以下几个特点• 1、抗干扰能力强扩频信号的不可预测性，使扩频通信系统具有很强的抗干扰能力。
扩频通信系统在传输过程中扩展了信号带宽，所以使信噪比很低，甚至在有用信号功率低于干扰信号功率的情况下，仍然能不受外界干扰。
信号的频谱被扩展的越宽，处理增益越高，抗干扰能力就越强。
此外，对于单频及多载波信号的干扰，其他伪随机调制信号的干扰，以及脉冲正弦信号的的干扰等，扩频系统都有抑制干扰提高信噪比的作用。
简单的说，若将频带展宽10 倍，在总功率不变的情况下，其干扰强度只是原来的 1/10。
而一般频谱带宽至少是信息带宽的几十倍甚至更高。
另外，由于接受端采用了伪随机序列进行相关检测，即使采用同类型信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的伪随机序列，干扰也起不了太大作用。
抗干扰性能强是扩频通信最突出的优点。
2、隐蔽性好、低截获性由于扩频信号的频谱被展宽到很宽的频带上，单位带宽的功率也随之降低，信号功率密度很低，信号被淹没在噪声中、难以被发现，因而不易被敌方截获；加之扩频编码，就更难获取有用信号，而且扩频信号的功率密度极低，对周围的电信设备产生干扰的可能性极小。
3、保密性好在一定的发射功率下，扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道中有用信号功率谱密度很低，有用信号被淹没在噪声下，而且不同的通信在发射时采用不同的扩频序列，只有接受方知道扩频序列的具体内容，其他不知道地接受方几乎不可能破译，因此扩频技术能很好的保证通信的可靠性。
第1篇一、实验目的1. 理解移动通信扩频技术的原理和基本概念。
2. 掌握扩频通信系统的组成和信号处理过程。
3. 通过实验验证扩频通信的抗干扰性能和频谱利用率。
4. 分析扩频通信在移动通信中的应用优势。
二、实验原理扩频通信是一种通过将信号扩展到较宽的频带上的通信技术，其基本原理是将信息数据通过一个与数据无关的扩频码进行调制，使得原始信号在频谱上扩展，从而提高信号的隐蔽性和抗干扰能力。
扩频通信的主要特点如下：1. 扩频：通过扩频码将信号扩展到较宽的频带上，提高信号的隐蔽性。
2. 抗干扰：由于信号频谱较宽，抗干扰能力强，可抵抗多径干扰、噪声等影响。
3. 频谱利用率：扩频通信采用码分复用（CDMA）技术，可充分利用频谱资源。
4. 分集：通过扩频码的不同，可实现信号的分集接收，提高通信质量。
三、实验设备1. 移动通信实验平台2. 信号发生器3. 信号分析仪4. 通信控制器5. 通信终端四、实验内容1. 扩频信号的产生（1）设置信号发生器，产生原始信号。
（2）选择合适的扩频码，进行扩频调制。
（3）观察扩频后的信号频谱，验证扩频效果。
2. 扩频信号的接收（1）设置通信控制器，模拟移动通信环境。
（2）将扩频信号发送到接收端。
（3）接收端对接收到的信号进行解扩频，恢复原始信号。
（4）观察解扩频后的信号，验证解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试（1）在接收端加入噪声，观察信号变化。
（2）调整噪声强度，测试扩频信号的抗干扰性能。
4. 频谱利用率测试（1）设置多个扩频信号，进行码分复用。
（2）观察频谱，验证频谱利用率。
五、实验结果与分析1. 扩频信号的产生实验结果表明，通过扩频码调制，原始信号在频谱上得到了有效扩展，验证了扩频通信的基本原理。
2. 扩频信号的接收实验结果表明，接收端能够成功解扩频，恢复原始信号，验证了扩频通信的解扩频效果。
3. 抗干扰性能测试实验结果表明，扩频信号在加入噪声后，信号质量仍然较好，证明了扩频通信的抗干扰性能。
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。
扩频通信技术长期以来，扩频通信主要用于军事保密通信和电子对抗系统，随着世界范围政治格局的变化和冷战的结束，该项技术才逐步转向"商业化"。
数年前扩频通信在我国通信领域仍鲜为人知，有关资料介绍也比较少，一九九三年开始, 吉隆公司即致力于向我国引进扩频产品, 已经在电力、金融、公安、交通等行业收到了明显的社会、经济效益，引起国内通信界人士的广泛注意。
第一章扩展频谱通信简介第二章扩频通信的定义第三章扩频通信的理论基础第四章扩频增益和抗干扰容限第五章频谱的扩展的实现和直接序列扩频第六章扩频通信的主要特点第一章扩展频谱通信简介我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。
例如语音信息的带宽大约为20Hz~20000Hz、普通电视图像信息带宽大约为6MHz。
为了充分利用频率资源，通常都是尽量压缩传输带宽。
如电话是基带传输，人们通常把带宽限制在3400Hz左右。
如使用调幅信号传输，因为调制过程中将产生上下两个边带，信号带宽需要达到信息带宽的两倍，而在实际传输中，人们采用压缩限幅技术，把广播语音的带宽限制在大约为2×4500Hz=9KHz左右；采用边带压缩技术，把普通电视信号包括语音信号一起限制在1.2×6.5MHz=8M Hz左右。
即使在普通的调频通信上，人们最大也只把信号带宽放宽到信息带宽的十几倍左右，这些都是采用了窄带通信技术。
扩频通信属于宽带通信技术，通常的扩频信号带宽与信息带宽之比将高达几百甚至几千倍。
有人要问为什么要这么做？这样是不是太浪费频率资源了？这些问题可以用信息论和抗干扰理论来解释。
第二章扩频通信的定义扩频通信，即扩展频谱通信技术（Spread Spectrum Communication），它的基本特点是其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身的带宽。
除此以外，扩频通信还具有如下特征:2.1是一种数字传输方式；2.2带宽的展宽是利用与被传信息无关的函数(扩频函数)对被传信息进行调制实现的；2.3在接收端使用相同的扩频函数对扩频信号进行相关解调，还原出被传信息。
扩频通信的工作方式及其特点在发端输入的信息先调制形成数字信号，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，展宽后的信号再调制到射频发送出去。
在接收端收到的宽带射频信号，变频至中频，然后由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调，恢复成原始信息输出。
扩频通信工作方式1.直接序列扩频轻易序列QPSK(ds-ss)就是轻易利用具备低码率的QPSK码序列使用各种调制方式在发端拓展信号的频谱，而在收端用相同的QPSK码序列回去展开解码，把拓展阔的QPSK信号转换成完整的信息。
2.跳频扩频冲频QPSK技术就是通过伪随机码的调制，并使载波工作的中心频率不断弹跳发生改变，而噪音和干扰信号的中心频率却不能发生改变。
这样，只要交、发信机之间按照紧固的数字算法产生相同的伪随机码，就可以达至同步，确定噪音和其他干扰信号。
3.跳时扩频冲时就是并使升空信号在时间轴上LBP。
先把时间轴分为许多时片。
在一帧内哪个时片升空信号由QPSK码序列展开掌控。
可以把冲时认知为：用一定码序列展开挑选的多时片的时移键控。
由于使用窄得很多的时片回去传送信号，相对说来，信号的频谱也就沉降了。
在发端，输入的数据先存储起来，由扩频码发生器的扩频码序列去控制通)断开关，经二相或四相调制后再经射频调制后发射。
在收端，由射频接收机输出的中频信号经本地产生的与发端相同的扩频码序列控制通-断开关，再经二相或四相解调器，送到数据存储器和再定时后输出数据。
只要收、发两端在时间上严格同步进行，就能正确地恢复原始数据。
冲时也可以看作就是一种时分系统，所相同的地方是它不是在一帧中紧固分配一定边线的时片，而是由QPSK码序列掌控的按一定规律LBP边线的时片。
冲时系统的处置增益等同于一帧中所分的时片数。
由于直观的冲时抗干扰性不弱，很少单独采用。
4.脉冲线性扩频升空的射频脉冲信号，在一个周期内，其载频的频率并作线性变化。
因其频率在较宽的频带内变化，信号的频宽也被沉降了。
扩频通讯的特色和优势扩频通讯是一种信息传输方法,其旌旗灯号所占领的频带宽度弘远于所传信息必须的最小带宽,具有较强的抗干扰才能和较好的保密机能,20 世纪 70年月以来扩频通讯的理论和运用办法得到了很大的成长,近年来跟着移动通讯技巧成长,扩频通讯已经成为第三代移动通讯体系的焦点技巧之一.扩频通讯具有以下几个特色• 1.抗干扰才能强扩频旌旗灯号的不成猜测性,使扩频通讯体系具有很强的抗干扰才能.扩频通讯体系在传输进程中扩大了旌旗灯号带宽,所以使信噪比很低,甚至在有效旌旗灯号功率低于干扰旌旗灯号功率的情形下,仍然能不受外界干扰.旌旗灯号的频谱被扩大的越宽,处理增益越高,抗干扰才能就越强.此外,对于单频及多载波旌旗灯号的干扰,其他伪随机调制旌旗灯号的干扰,以及脉冲正弦旌旗灯号的的干扰等,扩频体系都有克制干扰进步信噪比的感化.简略的说,若将频带展宽 10 倍,在总功率不变的情形下,其干扰强度只是本来的1/10.而一般频谱带宽至少是信息带宽的几十倍甚至更高.别的,因为接收端采取了伪随机序列进行相干检测,即使采取同类型旌旗灯号进行干扰,假如不克不及检测出有效旌旗灯号的伪随机序列,干扰也起不了太大感化.抗干扰机能强是扩频通讯最凸起的长处.2.隐藏性好.低截获性因为扩频旌旗灯号的频谱被展宽到很宽的频带上,单位带宽的功率也随之下降,旌旗灯号功率密度很低,旌旗灯号被吞没在噪声中.难以被发明,因而不轻易被敌方截获;加之扩频编码,就更难获取有效旌旗灯号,并且扩频旌旗灯号的功率密度极低,对四周的电信设备产生干扰的可能性微小.3.保密性好在必定的发射功率下,扩频旌旗灯号散布在很宽的频带内,无线信道中有效旌旗灯号功率谱密度很低,有效旌旗灯号被吞没在噪声下,并且不合的通讯在发射时采取不合的扩频序列,只有接收方知道扩频序列的具体内容,其他不知道地接收方几乎不成能破译,是以扩频技巧能很好的包管通讯的靠得住性.4.抗多路径干扰机能好多路径干扰是电波传输进程中因碰到各类非期望反射体（如电离层.高山.建筑物等）引起的反射或散射,在接收端的这些反射或散射旌旗灯号与直接路径旌旗灯号互相干扰.多路径干扰会轻微影响通讯.扩频通讯体系中增长了扩频调制息争扩进程,从多径旌旗灯号平分别出最强的有效旌旗灯号,或者将多径旌旗灯号中的雷同码序列旌旗灯号叠加,如许就可以有效清除无线通讯中因多径干扰造成的旌旗灯号式微现象,是扩频通讯体系具有优越的抗多径式微特征.5.易于实现码分多址因为扩频通讯要用伪随机序列进行扩频调制发送,而旌旗灯号吸收须要用雷同的伪随机序列做相干的解扩才干恢复出旌旗灯号,这就给频分复用和多址通讯供给了基本.充分运用不合码型的伪随机序列之间的自相干特征和互相干特征,分派给不合用户不合的伪随机序列,就可以差别不合用户的旌旗灯号,浩瀚用户,只要配随运用本身的伪随机序列,就可以互不干扰的同时运用统一频率通讯,从而实现了频分复用,使拥挤的频谱得到充分运用.发送者可用不合的伪随机序列,分别向不合的吸收者发送数据.同样,吸收者用不合的伪随机序列,就可以吸收到不合发送方送来的数据,实现了多址通讯.6.能准确的准时和测距我们知道电磁波在空间传播速度是固定不变的.人们天然会想到假如可以或许准确测量电磁波在两个物体之间传播的时光,也就等于测量两个物体之间的距离.在扩频通讯中假如扩大频谱很宽,则意味着所采取的伪随机序列速度很高,每个码片所占用的时光就很短.当发射出去的扩频旌旗灯号在被测物体反射回来,在接收端接跳出伪随机序列,然后比较收发两个码序列相位之差,就可以准确测出扩频旌旗灯号往返的时光差,从而算出两者之间的距离.测量精度取决于码片的宽度,码片越窄,精度越高.扩频通讯的优势（1）扩频通讯具有新闻隐藏性.低截获概率和抗干扰等能,对军事通讯有很大运用潜力.国外军事通讯已经设备运用 HF.VHF和UHF频段的跳频电台,直接序列扩频电台也开端进入适用阶段.（2）运用不合的预定扩频码（地址码）序列,可以在雷同频段实现码分多址（CDMA）和选址通讯,在卫星通讯和室内有线.无线通讯中得到运用.（3）直接序列扩频旌旗灯号具有同距离无关的高分辩率测距才能,在全球定位体系（GPS）和深空探测中得到运用。
