第1章_扩频通信概述解析

特点
高度的对抗性 极端的机密性 应用的综合性 对实战环境的依赖性 采用新技术的超前性
通信对抗的分类
通信侦察：使用通信侦察设备来探测、搜索、截获敌方 的无线通信信号，对信号进行测量、分析、识别、监视 以及测向和定位，以获取信号频率、电平、调制方式等 技术参数以及电台位置、通信方式、通信特点、网络结 构和属性等情报。 通信干扰：使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破 坏或扰乱敌方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。 通信抗干扰：在军事通信设备及系统中采用的通信反侦 察、反干扰措施，是通信对抗的防御手段。本次讲座重 点讨论有关通信抗干扰问题。
历史
3、理论研究紧跟其上，1950年Basore首先提出把这种扩频 系统称作NOMACS（Noise Modulation And Correlation Detection System）这个名称被使用相当长的时间。 4、1951年后，美国的ASC(Army Signal Corps---陆军通信 兵)要求进一步研究NOMACS，想把它应用于高频无线电传通 信线路，以对抗敌人的干扰。1952年由Lincoln Laboratory研制出P9D型NOMACS 系统，并进行了试验。以 后在1953-1955年Lincoln Lab研制出了F9C型无线电传机系 统。 5、很快，美国海军和空军也开始研究他们自己的扩频系统， 空军使用名称为“Phatom”（鬼怪，幻影）和 “Hush-Up” （遮掩），海军使用名称为“Blades”（浆叶）。那时设备 庞大，是用电子管装的，设备要装几间屋子，使应用受到 限制。在晶体管出现后，特别是集成电路出现后，才使扩 频系统得到广泛使用。
通信中遇到的干扰 人为干扰和非人为干扰 军事通信中非敌意的人为干扰:
多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰 等。

接收解调 可用匹配滤波器来实现。由色散延迟线构成。对低频成分延 迟时间长，对高频成分延迟时间短，于是频率由低到高的调 频信号通过匹配滤波器后，各频率分量几乎同时输出，信号 叠加在一起，形成了脉冲时间的压缩，使输出信号幅度增加， 能量集中，将有用信号检出。而不匹配的信号在时间上没有 压缩，甚至反被扩展。
根据扩频信号的产生方式，分为 ➢ 直接序列系统； ➢ 频率跳变系统； ➢ 时间跳变系统； ➢ 线性脉冲调频系统； ➢ 混合扩频通信系统； (1) 频率跳变-直接序列混合扩频系统； (2) 时间跳变-频率跳变混合扩频系统； (3) 时间跳变-直接序列混合扩频系统；
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1.2.1 直接序列系统
名称 直接序列调制扩展频谱通信系统（Direct Sequence Spread Spectrum Communication System，DS-SS），简称直接序列 系统或直扩系统。
简单的时间跳变系统抗干扰性不强，故很少单独使用。常 与其他方式结合使用，组成混合扩频方式。
从抑制干扰角度看，该系统得益甚少，其优点在于减少了 工作时间的占空比。系统的伪随机码参数不易被侦破。主 要缺点：对定时要求严格。
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1.2.4 线性脉冲调频系统
概念 线性脉冲调频系统（Chirp）是指系统的工作频率在一给定的 脉冲时间间隔内线性地扫过一个很宽的频带，形成一带宽很 宽的扫频信号，或者说工作频率在一给定的时间间隔内线性 增大或减小，使发射信号频谱占据很宽的范围。
在语音频段，线性调频听起来类似鸟的“啾啾”叫声，故也 称为鸟声调制。
特点 线性脉冲调频是一种不需要用伪随机码序列调制的扩频调制 技术，由于其信号占用的频带宽度远远大于信息带宽，从而 也可获得较好的抗干扰性能。
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1.2.4 线性脉冲调频系统

2f 0 max (2n 1)
f0 (2n 1) 2n 1 1 2n 1 1 Hz 2(2n 1) 10 6 Hz (4n 2) MHz 6 2 max 2 max 2 0.25 10
(n 0,1,2, , N )
1-6、试说明扩频通信系统与传统调制方式通信系统的主要差别。 解： 扩频通信技术是一种具有优良抗干扰性能的技术， 与传统调制方式通信系统相比有以下 优点： （1）抗干扰能力强（2）信号隐蔽性好（3）可以实现码分多址（4）抗衰落和抗干扰 能力强（5）可以实现精确的测距和定时（6）能与传统通信系统共用频段。 第二章 2-1、什么是 m 序列？产生 m 序列的反馈逻辑多项式为什么必须是本征多项式？ 解： m 序列是最长线性移位寄存器序列的简称， 它是由多级移位寄存器或其延迟元件通过线 性反馈产生的最长码序列。 特征多项式需要满足： （1）G(x)是不可约的（2）G(x)可整除 ( x 1) ， m 2 1 （3）
3-2、试解释多径干扰和多址干扰的差别，多径干扰和多址干扰对扩频码的要求一样吗？为 什么？ 解：多径干扰是指单个 UE 与 Node B 之间由于地理环境等导致传输中存在多条路径，在接 收端会造成多径效应。多址干扰是由于 TD-SCDMA 系统中分配给各个 UE 的扩频码无法完 全正交导致 UE 之间存在相互干扰。前者是多个“时间”的干扰，后者是多个“码”的干扰。 多径干扰与多址干扰对扩频码的要求不一样。 抗多址干扰是通过提高扩频码的自相关特
1-5、某直接序列扩频系统的伪随机码速率为 5Mbit/s，信号速率为 8kbit/s，信号的扩频带宽 和处理增益各为多少？ 解：扩频带宽： B 2 Rc 2*5 10 MHz 信息带宽： Bm 8 KHz

扩频通信概述
一、扩频通信的基本概念
传输带宽至少是信息带宽的百倍以上； 传输带宽主要由扩展函数（扩展码）决定；
二、扩频通信的主要特点
信息隐蔽性好； 抗高斯噪声干扰能力强； 抗多径干扰能力强；
三、扩频通信的理论依据
C.E.Shannon信道容量公式
S C B log2 1 , bps N
C.E.Shannon指出：在高斯噪声的干扰下，在限平 均功率的信道上，实现有效和可靠通信的最佳信号是 具有白高斯噪声统计特性的信号； 哈尔凯维奇从理论上证明：要克服多径衰落干扰的影 响，信道中传输的最佳信号形式是具有白高斯噪声统 计特性的信号；
四、扩Байду номын сангаас码的确定
具有白高斯噪声统计特性； 易于产生、加工和复制；
处理增益：
Gp
S / N out S / N in
Bss Rc Tb Bb Rb Tc
干扰容限：
S M j G p Lsys N out
dB
干扰门限（实际）： M J M j 1 dB
六、扩频通信系统性能指标




测距 军用扩频系统组网 快速跳频电台 精确制导 移动通信 电子对抗中的扩频技术 超声多普勒血流成像 CDMA扩频通信 无线局域网 蓝牙(BlueTooth)技术
思考题
1、一个DS-SS系统在干扰是信号的250倍条件下工作，若基带滤 波器输出的信噪功率比为10dB，系统内部信噪比损失为 3.5dB， 求系统的处理增益最少应为多少？干扰容限是多少？ 2、一个伪码速率为 1Mbps而信息速率为100kbps的DS-SS系统， 试评述其有无使用价值？一般伪码速率至少为多少系统才能 有实用价值？