移动通信扩频通信资料

1 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，扩频技术信源 信源编码 信道编码 载波调制 扩频

1 教材：

『扩展频谱通信及其多址技术』，曾兴雯等，西安电子科技大学出版社

『扩频通信』，田日才，清华大学出版社

参考书：

『CDMA移动通信技术』，孙立新等，人民邮电出版社

『CDMA扩频通信原理』，维特比(Viterbi)，人民邮电出版社

『第三代移动通信系统无线增强技术』，王江舟，电子工业出版社

辅导：梁红玉，星期二下午3:00-5:00, 七教四楼通信教研室

第一章扩频通信的理论基础

一、 基本概念

由通信原理 数字调制（ASK，FSK，PSK等）

知： 信号占据频带：

(是频移间隔，调制符号速率)

例如：话音 ，

话音PCM编码速率为：

话音编码速率：

归结――窄带调制方式

而扩展频谱通信（spread spectrum communication －简称扩频通信）

其信号占据的带宽 （几百～几万）

（调制带宽：几MHz～几十MHz）―――――宽带调制方式

目前甚至出现 几百Mhz～几GHz ―――――超宽带调制方式

1. 同分布的中心极限定理 2 设相互独立，服从同一分布，具有数学期望和方差：

，，

则对任意的，有概率分布函数

――正态分布！

2. 模2加运算

在扩频处理中经常用到的运算：模二加 ab

a. 二进制运算――a,b是二进制符号

b. 运算后进行MOD2处理――相加的结果除以2取余数

例：1⊕1=0; 1⊕0=1; 0⊕1=1; 0⊕0=0;

经常在实际信号波形幅度中用－1表示“1”，用＋1表示“0”，可以对应为：

-1×-1= +1; -1×+1= -1; +1×-1= -1; +1×+1= +1;

3. 噪 声

1） 高斯白噪声

单边功率谱密度 ，双边功率谱密度

带宽B后噪声功率为

“白”――从功率谱密度角度，在频带范围内功率谱密度是一个常数

扩频通信

一、简介

扩频通信是一种通过同时传输多个频带信号以提高通信效率和抗干扰能力的通信技术。扩频通信技术在军事通信、卫星通信、移动通信等领域得到广泛应用。本文将介绍扩频通信的原理、应用和发展趋势。

二、扩频通信原理

扩频通信利用码分多址技术，通过同时使用多个频带信号的方式来传输信息。在发送端，数据会被编码成高频率的扩频码序列，然后与载波信号相乘，形成一个带有更宽频率的信号。接收端利用相同的扩频码序列进行解码，将多个频带信号分离出来还原成原始数据。这种方法可以提高数据传输速率和保护通信安全。

三、扩频通信应用

1. 军事通信：扩频通信技术可以有效保护通信数据的安全性，提高抗干扰能力，广泛应用于军事通信系统中。

2. 卫星通信：卫星通信需要长距离传输数据，扩频通信技术可以提高通信质量和覆盖范围，是卫星通信的重要技术支持。

3. 移动通信：3G、4G、5G等移动通信标准中都采用了扩频通信技术，以提高数据传输速率、提高通话质量和减少信号干扰。

四、扩频通信发展趋势

1. 多载波扩频技术：通过同时使用多个载波信号，提高通信吞吐量和频谱利用率。

2. 混合码扩频技术：结合不同类型的扩频码序列，进一步提高通信系统的性能和安全性。

3. 飞跃式发展：未来扩频通信技术将朝着更高速率、更低功耗和更广覆盖等方向发展，为5G、IoT和智能网联汽车等新兴应用提供支持。

五、总结

扩频通信技术作为一种高效的通信方法，已在各个领域得到广泛应用。随着通信技术的不断进步，扩频通信将继续发挥重要作用，推动通信行业的发展。希望本文对您对扩频通信有更深入的了解，并对其未来发展趋势有所启示。

1 实验三、复合地址码扩频调制及PN码解扩

一、实验目的

1、掌握发端复合地址码扩频调制及收端PN码解扩的基本原理。

2、掌握扩频调制及解扩的实现过程。

二、实验条件

1、示波器

2、移动通信实验箱

三、实验原理

发端BS1导频信道扩频基带信号

PIL=PN1(t) （5-1）

同步信道扩频基带信号

SYss=SYfrW8PN1 （5-2）

用户1由信道地址码Wi单独扩频的扩频基带信号

D1w=DlxsWi （5-3）

用户1由信道地址码Wi及基站地址码PN1复合扩频的扩频基带信号

Dlss=DlwPN1=DlxsWiPN1 （5-4）

则BS1总的扩频基带信号

Dss=PIL+SYss+Dlss+…

经BPSK调制后输出

BPSK1=Dss·cosIFt

=PIL·cosIFt+SYss·cosIFt+D1ss·cosIFt+… （5-5）

接收端收到的中频信号fIF-RX也可用式（3-11-5）表示，则由模拟乘法器M5构成的PN码解扩器输出

fIF-des=fIF-RX·PN1(t)

=(PIL·cosIFt+SYss·cosIFt+Dlss·cosIFt+…)·PN1(t)

将式（5-1）、式（5-2）及式（5-4）代入上式，并用到与乘法器等效的关系，得 2

fIF-des=PN1(t)·PN1(t)·cosIFt ；导频信道

+SYfr·W8·PN1(t)·PN1(t)·cosIFt ；同步信道

+Dlxs·Wi·PN1(t)·PN1(t)·cosIFt ；用户1业务信道