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扩频通信试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 扩频通信技术中，以下哪种调制方式不是扩频技术？A. 直接序列扩频（DSSS）B. 频率跳变扩频（FHSS）C. 相位键控（PSK）D. 正交频分复用（OFDM）答案：C2. 在扩频通信中，扩频码的速率与信息数据速率的关系是？A. 扩频码速率等于信息数据速率B. 扩频码速率大于信息数据速率C. 扩频码速率小于信息数据速率D. 扩频码速率与信息数据速率无关答案：B3. 扩频通信技术的主要优点不包括以下哪项？A. 抗干扰能力强B. 保密性好C. 频谱利用率高D. 抗多径衰落能力强答案：C4. 扩频通信中，扩频因子（Spreading Factor）定义为？A. 扩频码速率与信息数据速率的比值B. 扩频码速率与载波频率的比值C. 信息数据速率与载波频率的比值D. 载波频率与扩频码速率的比值答案：A5. 以下哪种技术不是扩频通信的多址接入技术？A. 码分多址（CDMA）B. 频分多址（FDMA）C. 时分多址（TDMA）D. 空分多址（SDMA）答案：D二、填空题（每空1分，共10分）1. 扩频通信技术最早由______发明。
答案：海蒂·拉玛2. 扩频通信中，扩频码的生成通常采用______。
答案：伪随机序列3. 在扩频通信中，为了实现解扩，接收端必须知道______。
答案：扩频码4. 扩频通信系统的一个关键参数是______，它决定了信号的抗干扰能力。
答案：处理增益5. 扩频通信技术在军事领域的应用包括______和______。
答案：雷达；导航三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述扩频通信技术的主要应用领域。
答案：扩频通信技术主要应用领域包括无线通信、军事通信、卫星通信、无线局域网（WLAN）、蓝牙技术、射频识别（RFID）等。
2. 扩频通信技术是如何实现抗干扰能力的？答案：扩频通信技术通过将信号能量分散到更宽的频带中，使得信号功率密度降低，从而减少了对窄带干扰的敏感度。
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。
扩频技术原理扩频技术，是一种在通信中广泛应用的调制技术，它通过将信号在频域上进行扩展，使其带宽变宽，从而提高了通信系统的抗干扰性能和传输速率。
扩频技术主要应用于无线通信、卫星通信、雷达系统等领域，成为现代通信技术中不可或缺的一部分。
一、扩频技术的基本原理扩频技术的基本原理是将原始信号通过乘法运算与扩频码相乘，从而实现信号的扩展。
扩频码是一种特殊的序列，通常是伪随机序列。
扩频码序列具有良好的互相关性，可以在接收端实现信号的解扩。
二、扩频技术的信号传输方式扩频技术有两种主要的信号传输方式：直接序列扩频和频率跳变扩频。
1. 直接序列扩频(DSSS)直接序列扩频是最常见的扩频技术之一，它将原始信号与扩频码进行乘法运算，通过改变扩频码的周期来改变信号的传输速率。
在发送端，原始信号被扩展成宽带信号，然后通过信道进行传输。
在接收端，接收到的扩频信号通过与扩频码的相关运算，得到原始信号。
2. 频率跳变扩频(FHSS)频率跳变扩频是另一种常见的扩频技术，它将原始信号通过频率跳变的方式进行扩展。
发送端将原始信号与扩频码进行乘法运算后，将信号的载频按照一定规律进行频率跳变。
接收端根据事先约定好的频率跳变规律，对接收到的信号进行解扩。
三、扩频技术的优点扩频技术具有以下几个优点：1. 抗干扰能力强：扩频技术通过将信号扩展到宽带，使得信号在频域上分散，降低了窄带干扰的影响，提高了通信系统的抗干扰能力。
2. 隐蔽性好：扩频技术将信号扩展到宽带，使得信号的功率密度降低，相对于窄带信号，扩频信号在频谱上更加分散，难以被敌方窃听。
3. 传输容量大：扩频技术通过将信号的带宽扩展，提高了信号的传输速率，可以同时传输多路信号。
4. 高精度定位：扩频技术在卫星导航系统中得到广泛应用，通过对接收到的多个扩频信号进行测距和测角，可以实现高精度的定位。
四、扩频技术的应用领域扩频技术在无线通信、卫星通信、雷达系统等领域广泛应用。
1. 无线通信：扩频技术在无线局域网(WLAN)、蓝牙、CDMA等无线通信系统中得到广泛应用，提高了通信系统的抗干扰性能和传输速率。
扩频通信第一讲扩频通信系统概述扩频通信，即扩展频谱通信(Spread Spectrum Communication），它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码（扩频序列：Spread Sequence）调制，实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理，恢复原始信息数据.这种通信方式与常规的窄道通信方式是有区别的：一是信息的频谱扩展后形成宽带传输；二是相关处理后恢复成窄带信息数据。
正是由于这两大持点，使扩频通信有如下的优点：抗干扰抗噪音抗多径衰落具有保密性功率谱密度低，具有隐蔽性和低的截获概率可多址复用和任意选址高精度测量等正是由于扩频通信技术具有上述优点,自50年代中期美国军方便开始研究,一直为军事通信所独占，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域。
直到80年代初才被应用于民用通信领域。
为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源，各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术，扩频技术已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中第二讲扩展频谱通信的基本概念2.1 扩展频谱通信的定义所谓扩展频谱通信，可简单表述如下：“扩频通信技术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；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据”。
这一定义包含了以下三方面的意思：一、信号的频谱被展宽了。
我们知道，传输任何信息都需要一定的带宽，称为信息带宽。
例如人类的语音的信息带宽为300Hz --— 3400Hz，电视图像信息带宽为数MHz。
为了充分利用频率资源，通常都是尽量采用大体相当的带宽的信号来传输信息。
在无线电通信中射频信号的带宽与所传信息的带宽是相比拟的。
扩频通信原理扩频通信是一种利用扩频技术进行通信的方式，它通过将信号在较大的频带上进行传输，从而提高了通信系统的容量和抗干扰能力。
在扩频通信中，信号被调制成具有较大带宽的信号，然后再通过扩频码进行调制，最终在信道上传输。
扩频通信技术在军事通信、卫星通信、移动通信等领域有着广泛的应用。
扩频通信的原理主要包括信号调制、扩频码调制、信道传输和解调等几个方面。
首先，信号调制是将要传输的信息信号调制成具有较大带宽的信号，一般采用正交频分复用（OFDM）技术或者直接序列扩频（DSSS）技术。
接着，扩频码调制是将调制后的信号再通过扩频码进行调制，这个扩频码是一种伪随机序列，可以将信号的频谱扩展到较大的频带上。
然后，调制后的信号通过信道进行传输，这个信道可能会受到多径效应、多普勒频移等影响，因此需要采用合适的信道编解码技术来提高通信质量。
最后，接收端需要对传输过来的信号进行解调和解扩频，最终还原出原始的信息信号。
扩频通信的优点在于它具有较强的抗干扰能力和隐蔽性，因为扩频信号在频域上具有较大的带宽，使得它对窄带干扰信号具有很好的抑制作用。
此外，扩频码是一种伪随机序列，使得只有知道正确的扩频码才能够解扩频，因此具有较强的隐蔽性。
另外，扩频通信还可以实现多用户的同时通信，因为不同用户可以使用不同的扩频码来进行通信，从而提高了通信系统的容量。
然而，扩频通信也存在一些缺点，首先是它需要较大的带宽资源，这在一些频谱资源紧张的情况下会显得不太合适。
其次，扩频通信的系统复杂度较高，需要采用较复杂的调制解调器和编解码器，从而增加了系统的成本。
此外，由于扩频信号的带宽较大，使得其在功率和能耗上也会有所增加。
总的来说，扩频通信作为一种重要的通信技术，在现代通信系统中有着广泛的应用。
它通过利用扩频技术，提高了通信系统的容量和抗干扰能力，具有很好的隐蔽性和多用户接入能力。
随着通信技术的不断发展，相信扩频通信在未来会有更广阔的应用前景。
简述扩频通信的原理和应用扩频通信的原理扩频通信是一种数字通信技术，它是在发送端使用伪随机码将原始信号进行扩展，使得信号的带宽大大增加，然后在接收端使用相同的伪随机码进行解扩，恢复原始信号。
扩频通信的原理主要包括以下几个关键步骤：1.信号扩展：发送端通过将原始信号与伪随机码进行乘积运算，将信号的频谱展宽。
这个过程相当于给原始信号添加了噪声，使得信号能够均匀分布在更宽的频带内。
2.信号传输：扩展后的信号通过信道进行传输。
由于信号带宽增加，扩频通信具有较好的抗干扰能力，可以有效地对抗窄带信号干扰和多径传播引起的码间干扰。
3.信号解扩：接收端利用与发送端相同的伪随机码进行乘积运算，还原出原始信号。
解扩过程相当于从扩展的信号中提取出原始信号。
4.信号恢复：通过进一步的滤波和调整，将解扩后的信号恢复到原始信号的形式，以便进行后续的数据处理和应用。
扩频通信的应用扩频通信具有许多独特的特点和优势，因此在多个领域得到了广泛的应用。
1.军事通信：扩频通信技术在军事领域得到广泛应用，其抗干扰能力强，能够有效地抵抗敌方的干扰和窃听。
此外，扩频通信还能够实现分布式通信和频率资源共享，提高通信系统的灵活性和鲁棒性。
2.移动通信：扩频通信技术在移动通信领域普遍采用。
例如，在CDMA（Code Division Multiple Access）系统中，采用扩频技术可以实现多用户同时通信，提高频谱利用率。
此外，扩频通信还能够减轻多径信号引起的干扰和抑制窄带干扰信号，提高通信质量。
3.无线传感网络：扩频通信技术在无线传感网络中也有重要的应用。
无线传感网络中的节点通常分布广泛，节点之间的通信需要具有一定的抗干扰能力。
扩频通信不仅可以提高网络的抗干扰性能，还可以降低节点之间的干扰，提高网络的可靠性和覆盖范围。
4.定位和导航：扩频通信技术在定位和导航系统中也得到广泛应用。
例如，GPS（Global Positioning System）就采用了扩频技术，通过将导航信号进行扩频，可以减小窄带干扰的影响，提高定位的准确性和稳定性。
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
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=8MHz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。
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。
根据仙农(C.E.Shannon)在信息论研究中总结出的信道容量公式，即仙农公式：
C = W×Log2(1+S/N)
式中：C--信息的传输速率 S--有用信号功率 W--频带宽度 N--噪声功率由式中可以看出：
为了提高信息的传输速率C，可以从两种途径实现，既加大带宽W或提高信噪比S/N。
换句话说，当信号的传输速率C一定时，信号带宽W和信噪比S/N是可以互换的，即增加信号带宽可以降低对信噪比的要求，当带宽增加到一定程度，允许信噪比进一步降低，有用信号功率接近噪声功率甚至淹没在噪声之下也是可能的。
扩频通信就是用宽带传输技术来换取
信噪比上的好处，这就是扩频通信的基本思想和理论依据。
扩频通信系统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。
一般把扩频信号带宽W与信
息带宽?F之比称为处理增益GP，即：
它表明了扩频系统信噪比改善的程度。
除此之外，扩频系统的其他一些性能也大都与GP有关。
因此，处理增益是扩频系统的一个重要性能指标。
系统的抗干扰容限MJ定义如下：
式中：（S/N）。
= 输出端的信噪比，
LS = 系统损耗
由此可见，抗干扰容限MJ与扩频处理增益GP成正比，扩频处理增益提高后，抗干扰容限大大提高，甚至信号在一定
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。
频谱的扩展是用数字化方式实现的。
在一个二进制码位的时段内用一组新的多位长的码型予以置换，新码型的码速率远
远高出原码的码速率，由傅立叶分析可知新码型的带宽远远高出原码的带宽，从而将信号的带宽进行了扩展。
这些新的码型
也叫伪随机（PN）码，码位越长系统性能越高。
通常，商用扩频系统PN码码长应不低于12位，一般取32位，军用系统
可达千位。
目前常见的码型有以下三种：
l M序列，即最长线性伪随机系列；
l GOLD序列；
l WALSH函数正交码。
当选取上述任意一个序列后，如M序列，将其中可用的编码，即正交码，两两组合，并划分为若干组，各组分别代表不同
用户，组内两个码型分别表示原始信息"1"和"0"。
系统对原始信息进行编码、传送，接收端利用相关处理器对接收信号与本地码型相关进行相关运算，解出基带信号( 即原始信息)实现解扩，从而区分出不同用户的不同信息。
微波无线扩频通信的原理见图1：
由图可见，一般的无线扩频通信系统都要进行三次调制。
一次调制为信息调制，二次调制为扩频调制，三次调制为射频
调制。
接收端有相应的射频解调，扩频解调和信息解调。
根据扩展频谱的方式不同，扩频通信系统可分为：直接序列扩频（DS）、跳频（FH）、跳时（TH）、线性调频以及以上几种方法的组合。
所谓直接序列扩频（DS-Direct Scquency），就是用高码率的扩频码序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使
用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行解调，还原出原始的信息。
直接序列扩频的频谱扩展和解扩过程见图2和图3所示：
在图上我们可以看出：
在发端，信息码经码率较高的PN码调制以后，频谱被扩展了。
在收端，扩频信号经同样的PN码解调以后，信息码被恢复；
信息码经调制、扩频传输、解调然后恢复的过程，类似与PN码进行了二次"模二相加"的过程。
在以下的图4中我们还可以用能量面积图示概念看出：待传信息的频谱被扩展了以后，能量被均匀地分布在较宽的频带上，功率谱密度下降；扩频信号解扩以后，宽带信号恢复成窄带信息，功率谱密度上升；
相对与信息信号，脉冲干扰只经过了一次被模二相加的调制过程，频谱被扩展，功率谱密度下降，从而使有用信息在噪声
干扰中被提取出来.
扩频通信具有许多窄带通信难以替代的优良性能，使得它能迅速推广到各种公用和专用通信网络之中。
简单来说主要
有以下几项优点:
6.1 抗干扰性强，误码率低
如上所述，扩频通信系统由于在发送端扩展信号频谱，在接收端解扩还原信息，产生了扩频增益，从而大大地提高了抗
干扰容限。
根据扩频增益不同，甚至在负的信噪比条件下，也可以将信号从噪声的淹没中提取出来，在目前商用的通信系统
中，扩频通信是唯一能够工作于负信噪比条件下的通信方式。
各种形式人为的干扰(如电子对抗中)或其他窄带或宽带(扩频)系统的干扰，只要波形、时间和码元稍有差异，解扩后仍
然保持其宽带性，而有用信号将被压缩。
从图4可以看出，对于脉冲干扰，
由于在信号的接收过程中，它是一个被一次"模二相加"过程，可以看成是一个被扩频过程，其带宽将被扩展，而有用信号却是一个被二次"模二相加"过程，是一个解扩
过程，其信号被恢复(压缩)后，保证高于干扰。
由于扩频系统这一优良性能，其误码率很低，正常条件下可达10-10，最差条件下也可达10-6，远高于普通的微波通信（如通常所说的一点多址）的效果，完全能满足目前国内SCADA系统对通信传输质量的要求。
应该说，抗干扰性能强是扩频通信的最突出的优点；
6.2 易于同频使用，提高了无线频谱利用率
无线频谱十分宝贵，虽然从长波到微波都已得到开发利用，仍然满足不了社会的需求。
为此，世界各地都设计了频谱管
理机构，用户只能使用申请获得的频率，依靠频道划分来防止信道之间发生干扰。
由于扩频通信采用了相关接收这一高技术，信号发送功率极低（<1W，一般为1~100mW），且可工作在信道噪声和热噪声背景中，易于在同一地区重复使用同一频率，也可以与现今各种窄带通信共享同一频率资源；
6.3 抗多径干扰
在无线通信中，抗多径干扰问题一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一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。
6.4 扩频通信是数字通信，特别适合数字话音和数据同时传输，扩频通信自身具有加密功能，保密性强，便于开展各种通信
业务。
扩频通信容易采用码分多址、语音压缩等多项新技术，更加适用于计算机网络以及数字化的话音、图像信息传输；
6.5 扩频通信绝大部分是数字电路，设备高度集成，安装简便，易于维护，也十分小巧可靠，便于安装，便于扩展，平均无
故障率时间也很长；
6.6 另外，扩频设备一般采用积木式结构，组网方式灵活，方便统一规划，分期实施，利于扩容，有效地保护前期投资。
